DE102019126400A1 - Method for operating a motor vehicle with a LIDAR sensor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs (2) mit einem LIDAR-Sensor (4), mit den Schritten:(S200) auf ein Anforderungssignal (AS) hin Bestimmen eines Suchbereichs (28a, 28b),(S400) Auswerten von LIDAR-Daten (LD) in dem Suchbereich (28a, 28b), um ein Hindernis (26a, 26b) in dem Suchbereich (28a, 28b) zu erfassen , und(S500) Erzeugen eines Ausgangssignals (AU), wenn in dem Suchbereich (28a, 28b) ein Hindernis (26a, 26b) erfasst wurde.The invention relates to a method for operating a motor vehicle (2) with a LIDAR sensor (4), with the following steps: (S200) in response to a request signal (AS) determining a search area (28a, 28b), (S400) evaluating LIDAR Data (LD) in the search area (28a, 28b) to detect an obstacle (26a, 26b) in the search area (28a, 28b), and (S500) generating an output signal (AU) when in the search area (28a , 28b) an obstacle (26a, 26b) has been detected.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einem LIDAR-Sensor. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt und ein derartiges Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for operating a motor vehicle with a LIDAR sensor. The invention also relates to a computer program product and such a motor vehicle.
Kraftfahrzeuge können zum sogenannten autonomen Fahren ausgebildet sein. Ein autonom fahrendes Kraftfahrzeug ist ein selbstfahrendes Kraftfahrzeug, das ohne Einfluss eines menschlichen Fahrers fahren, steuern und einparken kann (hochautomatisiertes Fahren bzw. autonomes Fahren). Im Falle, dass keinerlei manuelles Steuern seitens des Fahrers nötig ist, wird auch der Begriff Roboterauto verwendet. Dann kann der Fahrersitz leer bleiben; eventuell sind Lenkrad, Brems- und Fahrpedal nicht vorhanden.Motor vehicles can be designed for so-called autonomous driving. An autonomously driving motor vehicle is a self-driving motor vehicle that can drive, control and park without the influence of a human driver (highly automated driving or autonomous driving). In the event that no manual control is required on the part of the driver, the term robot car is also used. Then the driver's seat can remain empty; possibly the steering wheel, brake and accelerator pedals are not available.
Derartige autonome Kraftfahrzeuge können mit Hilfe verschiedener Sensoren ihre Umgebung erfassen und aus den gewonnenen Informationen ihre eigene Position und die der anderen Verkehrsteilnehmer bestimmen, in Zusammenarbeit mit der Navigationssoftware ein Fahrziel ansteuern und Kollisionen auf dem Weg dorthin vermeiden.Autonomous vehicles of this type can use various sensors to detect their surroundings and use the information obtained to determine their own position and that of other road users, navigate to a destination in cooperation with the navigation software and avoid collisions on the way there.
Ein derartiger Sensor kann ein sogenannter LIDAR-Sensor sein. LIDAR (Abkürzung für englisch light detection and ranging), bezeichnet dabei eine dem Radar verwandte Methode zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung sowie zur Fernmessung. Statt Radiowellen wie beim RADAR werden Laserstrahlen verwendet.Such a sensor can be a so-called LIDAR sensor. LIDAR (abbreviation for light detection and ranging), describes a radar-related method for optical distance and speed measurement as well as for remote measurement. Instead of radio waves as in RADAR, laser beams are used.
LIDAR-Sensoren bieten den Vorteil, dass sie einen 360-Grad-Bereich um das Kraftfahrzeug herum mit hoher Auflösung und Geschwindigkeit abscannen können. Typischerweise verwendet ein LIDAR-Sensor eine Anordnung von laserbasierten Sensoren (z.B. 64), die sich mit hoher Geschwindigkeit (mehrere 100 n/min) drehen. Der LIDAR-Sensor ist dann in der Lage, Hindernisse zu erfassen, die von einem Laserstrahl getroffen werden. So ist es möglich, Koordinaten jedes Treffers bzw. von jedem Hindernis im Umfeld des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Durch die Auswertung dieser LIDAR-Daten ist es auch möglich, Informationen über die Geländetopologie im Bereich um das Kraftfahrzeug herum zu gewinnen. Derartige Verfahren sind z.B. aus der
Jedoch die Auswertung der LIDAR-Daten, z.B. für die Trajektorienplanung und Hinderniserkennung in Echtzeit, insbesondere aufgrund der zu verarbeitenden Datenmenge und der Komplexität der Planungsalgorithmen, sehr rechenintensiv.However, the evaluation of the LIDAR data, e.g. for trajectory planning and obstacle detection in real time, especially due to the amount of data to be processed and the complexity of the planning algorithms, is very computationally intensive.
Es besteht also Bedarf daran, Wege aufzuzeigen, wie hier der Bedarf an Rechenleistung reduziert werden kann.There is therefore a need to show ways in which the need for computing power can be reduced here.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines Kraftfahrzeugs, mit den Schritten:
- auf ein Anforderungssignal hin Bestimmen eines Suchbereichs,
- Auswerten von LIDAR-Daten in dem Suchbereich, um ein Hindernis in dem Suchbereich zu erfassen., und
- Erzeugen eines Ausgangssignals, wenn in dem Suchbereich ein Hindernis erfasst wurde.
- determining a search area in response to a request signal,
- Evaluating lidar data in the search area in order to detect an obstacle in the search area., And
- Generating an output signal when an obstacle has been detected in the search area.
Es wird somit eine heuristische Suche realisiert, bei nur LIDAR-Daten, die einen vorbestimmten Bereich eines Gesamtumfeldes des Kraftfahrzeuges betreffen, ausgewertet werden. So kann eine Reduzierung der Speicher-/CPU-Last und die Erhöhung der Rechenleistung erreicht werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Auswertung von LIDAR-Daten betreffend den Suchbereich abgebrochen wird, wenn in dem Suchbereich ein Hindernis erfasst wurde. Mit anderen Worten, wenn festgestellt wurde, dass ein Hindernis z.B. einen Parkplatz blockiert wird keine Rechenleistung auf eine weitere Auswertung der LIDAR-Daten verwendet, da es unerheblich ist, ob z.B. ein LKW oder ein PKW den Parkplatz blockiert oder wie groß sie sind. So kann die erforderliche Rechenleistung nochmals reduziert werden.A heuristic search is thus implemented in which only LIDAR data that relate to a predetermined area of the overall surroundings of the motor vehicle are evaluated. In this way, a reduction in the memory / CPU load and an increase in computing power can be achieved. Furthermore, it can be provided that an evaluation of LIDAR data relating to the search area is terminated if an obstacle has been detected in the search area. In other words, if it has been determined that an obstacle is blocking a parking lot, for example, no computing power is used for a further evaluation of the LIDAR data, since it is irrelevant whether, for example, a truck or car is blocking the parking lot or how big they are. In this way, the required computing power can be reduced again.
Gemäß einer Ausführungsform wird einem weiteren Schritt das Anforderungssignal von einem Fahrerfassungsmodul und/oder einem Betriebserfassungsmodul und/oder einem Situationserfassungsmodul bereitgestellt. Das Fahrerfassungsmodul ist zum Erfassen einer Fahrsituation ausgebildet. Hierzu liest das Fahrerfassungsmodul Werte von internen Fahrzeugsensoren und anderen Signalen (z.B. über einen CAN-Bus) ein und wertet diese aus. Das Betriebserfassungsmodul ist dazu ausgebildet zu bestimmen, welche spezifischen Betriebsarten der aktivierten Fahrassistenzsysteme gerade aktiv sind. Das Situationserfassungsmodul erfasst Daten betreffend einen Umgebungszustand, wie z.B. Verkehrssituation oder Wetterlage, und wertet diese aus. So kann bei vorliegenden verschiedenster Situationen auf die von dem LIDAR-Sensor bereitgestellten LIDAR-Daten zurückgegriffen und diese rechnerressourcenschonend ausgewertet werden.According to one embodiment, the request signal is provided to a further step by a driver detection module and / or an operation detection module and / or a situation detection module. The driver detection module is designed to detect a driving situation. To do this, the driver registration module reads values from internal vehicle sensors and other signals (e.g. via a CAN bus) and evaluates them. The operation detection module is designed to determine which specific operating modes of the activated driver assistance systems are currently active. The situation acquisition module acquires data relating to an environmental condition, such as traffic or weather conditions, and evaluates them. In the event of a wide variety of situations, the LIDAR data provided by the LIDAR sensor can be used and evaluated in a way that conserves computer resources.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden einem weiteren Schritt Gestaltparameter für den Suchbereich bestimmt. Die Gestaltparameter können z.B. festlegen, ob der Suchbereich zwei- oder dreidimensional sein soll, welche geometrische Form der Suchbereich haben soll, eine Größe und/oder Form und/oder eine Krümmung und/oder eine Neigung des Suchbereichs und/oder eine Position des Suchbereichs in Bezug auf eine Position des Kraftfahrzeugs. So ist eine flexible und schnelle Anpassung der Suchbereiche ohne große Beanspruchung von Rechnerkapazitäten möglich.According to a further embodiment, shape parameters for the search area are determined in a further step. The shape parameters can define, for example, whether the search area should be two- or three-dimensional, what geometric shape the search area should have, a size and / or shape and / or a curvature and / or an inclination of the Search area and / or a position of the search area in relation to a position of the motor vehicle. This enables the search areas to be adapted quickly and flexibly without using up computer capacities.
Ferner gehören zur Erfindung ein Computerprogrammprodukt und ein derartiges Kraftfahrzeug.The invention also includes a computer program product and such a motor vehicle.
Es wird nun die Erfindung anhand einer Zeichnung erläutert. Es zeigen:
-
1 in schematischer Darstellung eine Systemübersicht. -
2 in schematischer Darstellung ein Verkehrsszenario mit dem Kraftfahrzeug. -
3 in schematischer Darstellung einen Verfahrensablauf.
-
1 a schematic representation of a system overview. -
2 a schematic representation of a traffic scenario with the motor vehicle. -
3 a schematic representation of a process sequence.
Es wird zunächst auf die
Dargestellt sind ein Kraftfahrzeug
Bei den dargestellten Komponenten handelt es sich um einen LIDAR-Sensor
Das Kraftfahrzeug
Das Kraftfahrzeug
Die Autonomiestufe 0 repräsentiert dabei keine Automation, die Autonomiestufe 1 repräsentiert eine Fahrassistenz, die Autonomiestufe
Der LIDAR-Sensor
Das Fahrerfassungsmodul
Die Fahrsituation gibt Auskunft über den Fahrzeugstatus und -zustand. Wenn z.B. wenn der Antrieb eingeschaltet ist und das Fahrpedal gedrückt ist sowie die Geschwindigkeit z.B. 30 km/h beträgt, dann bewegt und beschleunigt das Kraftfahrzeug
Das Betriebserfassungsmodul
Das Situationserfassungsmodul
Das Anforderungsmodul
Das Suchbereichsdefinitionsmodul
Dabei können die Gestaltparameter
Die Gestaltparameter
Ferner können die Gestaltparameter
Die Gestaltparameter
Des Weiteren können die Gestaltparameter
Die Gestaltparameter
Schließlich können die Gestaltparameter
Das Auswertemodul
Das Hinderniserfassungsmodul
Das Fahrassistenzsystem
Das Steuermodul
Es wird nun zusätzlich auf
Dargestellt ist ein Verkehrsszenario, bei dem das Kraftfahrzeug
Im Vorfeld wurde von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs
Auf das Anforderungssignal
Das Auswertemodul
Das Hinderniserfassungsmodul
In dem in
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Auswertung von LIDAR-Daten
Es wird nun unter zusätzlicher Bezugnahme auf
In einem ersten Schritt
In einem weiteren Schritt
In einem weiteren Schritt
In einem weiteren Schritt
In einem weiteren Schritt
Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Reihenfolge der Schritte auch eine andere sein. Ferner können mehrere Schritte auch zeitgleich bzw. simultan ausgeführt werden. Des Weiteren können auch abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel einzelne Schritte übersprungen oder ausgelassen werden.In a departure from the present exemplary embodiment, the sequence of the steps can also be different. Furthermore, several steps can also be carried out at the same time or simultaneously. Furthermore, different from the present exemplary embodiment, individual steps can also be skipped or omitted.
So kann eine Reduzierung der Speicher-/CPU-Last und die Erhöhung der Rechenleistung erreicht werden.In this way, a reduction in the memory / CPU load and an increase in computing power can be achieved.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 22
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 44th
- LIDAR-SensorLIDAR sensor
- 66th
- FahrerfassungsmodulDriver registration module
- 88th
- BetriebserfassungsmodulOperation registration module
- 1010
- SituationserfassungsmodulSituation detection module
- 1212th
- AnforderungsmodulRequirements module
- 1414th
- SuchbereichsdefinitionsmodulSearch area definition module
- 1616
- AuswertemodulEvaluation module
- 1818th
- HinderniserfassungsmodulObstacle detection module
- 2020th
- FahrassistenzsystemDriver assistance system
- 2222nd
- SteuermodulControl module
- 24a24a
- Parkplatzparking spot
- 24b24b
- Parkplatzparking spot
- 24c24c
- Parkplatzparking spot
- 26a26a
- Hindernisobstacle
- 26b26b
- Hindernisobstacle
- 28a28a
- SuchbereichSearch area
- 28b28b
- Suchbereich Search area
- II.
- Positionposition
- IIII
- Position position
- ASAS
- AnforderungssignalRequest signal
- AUAU
- AusgangsignalsOutput signal
- GPGP
- GestaltparameterShape parameters
- LDLD
- LIDAR-Daten LIDAR data
- S100S100
- Schrittstep
- S200S200
- Schrittstep
- S300S300
- Schrittstep
- S400S400
- Schrittstep
- S500S500
- Schrittstep
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- US 9052721 B1 [0005]US 9052721 B1 [0005]
- US 9097800 B1 [0005]US 9097800 B1 [0005]
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- 2019-09-30 DE DE102019126400.6A patent/DE102019126400A1/en active Pending
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- 2020-09-24 CN CN202011013503.4A patent/CN112572429A/en active Pending
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