DE102019134181A1 - Method for controlling a laser scanner for a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Laserscanners für ein Kraftfahrzeug, aufweisend folgende Schritte bei einem Scandurchlauf zum Detektieren mindestens eines Objekts in einer Umgebung des Laserscanners: Aussenden von Laserstrahlung in eine Vielzahl von Raumrichtungen durch das Sendesystem (1100, 2100); Empfangen von Laserstrahlung aus der Vielzahl von Raumrichtungen durch das Empfangssystem (1200, 2200); Verarbeiten der empfangenen Laserstrahlung aus der Vielzahl von Raumrichtungen durch das Rechensystem (1300, 2300).Auch betrifft die vorliegende Erfindung einen Laserscanner mit Mitteln zur Durchführung der Schritte des Verfahrens. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit dem Laserscanner. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, Schritte des Verfahrens auszuführen. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Datenträgersignal, das das Computerprogramm überträgt. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein computerlesbares Medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, Schritte des Verfahrens auszuführen.The present invention relates to a method for controlling a laser scanner for a motor vehicle, having the following steps during a scan for detecting at least one object in the vicinity of the laser scanner: emission of laser radiation in a plurality of spatial directions by the transmission system (1100, 2100); Receiving laser radiation from the plurality of spatial directions by the receiving system (1200, 2200); Processing of the received laser radiation from the plurality of spatial directions by the computing system (1300, 2300). The present invention also relates to a laser scanner with means for carrying out the steps of the method. The present invention also relates to a vehicle with the laser scanner. The present invention also relates to a computer program, comprising instructions which, when the computer program is executed by a computer, cause the computer to carry out steps of the method. The present invention also relates to a data carrier signal which the computer program transmits. The present invention further relates to a computer-readable medium, comprising instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out steps of the method.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Laserscanners für ein Kraftfahrzeug.The present invention relates to a method for controlling a laser scanner for a motor vehicle.

Auch betrifft die vorliegende Erfindung einen Laserscanner mit Mitteln zur Durchführung der Schritte des Verfahrens. Laserscanner sind Systeme, welche zeilen- oder rasterartig Oberflächen mit einem Laserstrahl abtasten, um diese zu vermessen, oder um eine Punktewolke aus Entfernungs- und Amplitudenwerten zu erzeugen. Beispielhaft kann, um eine Scanbewegung zum Abtasten der Oberfläche durch den Laserstrahl zu ermöglichen, die Orientierung eines Spiegels verändert werden, an dem der Laserstrahl reflektiert wird. Beispielsweise kann dies durch einen Galvanometerantrieb, durch einen sich kontinuierlich drehenden Spiegel oder durch ein sich kontinuierlich drehendes Spiegelprisma, d. h. ein Polygonspiegel, erfolgen.The present invention also relates to a laser scanner with means for carrying out the steps of the method. Laser scanners are systems that scan surfaces in a line or grid pattern with a laser beam in order to measure them or to generate a point cloud from distance and amplitude values. For example, in order to enable a scanning movement for scanning the surface by the laser beam, the orientation of a mirror on which the laser beam is reflected can be changed. For example, this can be done by a galvanometer drive, by a continuously rotating mirror or by a continuously rotating mirror prism, i. H. a polygon mirror.

Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit dem Laserscanner.The present invention also relates to a vehicle with the laser scanner.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, Schritte des Verfahrens auszuführen.The present invention also relates to a computer program, comprising instructions which, when the computer program is executed by a computer, cause the computer to carry out steps of the method.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Datenträgersignal, das das Computerprogramm überträgt.The present invention also relates to a data carrier signal which the computer program transmits.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein computerlesbares Medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, Schritte des Verfahrens auszuführen.The present invention also relates to a computer-readable medium, comprising instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out steps of the method.

In der EP 2 184 616 A2 wird ein Verfahren zur Anpassung eines Sichtfeldes eines in einem Fahrzeug verbauten Laserscanners offenbart. Hierbei wird insbesondere der horizontale Öffnungswinkel und/oder die Reichweite angepasst. Das Sichtfeld wird hierbei insbesondere in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs oder in Abhängigkeit einer erfassten Person angepasst.In the EP 2 184 616 A2 a method for adapting a field of view of a laser scanner installed in a vehicle is disclosed. In particular, the horizontal opening angle and / or the range is adapted here. The field of view is adapted in particular as a function of the speed of the vehicle or as a function of a detected person.

Verfahren des Standes der Technik haben den Nachteil, dass insbesondere bei hochreflektierenden Objekten Fehler auftreten können und insbesondere das Umfeld durch einen Laserscanner nicht vollständig erfasst werden kann. Dies kann insbesondere im Bereich des autonomen Fahrens von Fahrzeugen oder Fahrassistenzsystemen, welche mit Messdaten von Laserscannern operieren, zu ausbleibenden oder fehlerhaften Fahrmanövern führen. Hochreflektierende Objekte sorgen insbesondere in einem Nahfeld des Laserscanners dazu, dass Empfangselemente des Detektors des Laserscanners übersättigen können. Hierbei können Elektronen des übersättigenden Empfangselementes auf angrenzende Empfangselemente übersprechen.Prior art methods have the disadvantage that errors can occur in particular in the case of highly reflective objects and, in particular, the surroundings cannot be fully captured by a laser scanner. In particular in the field of autonomous driving of vehicles or driver assistance systems that operate with measurement data from laser scanners, this can lead to absent or incorrect driving maneuvers. Highly reflective objects ensure, in particular in a near field of the laser scanner, that receiving elements of the detector of the laser scanner can oversaturate. In this case, electrons from the supersaturating receiving element can cross-talk to adjacent receiving elements.

Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Laserscanner, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Fahrzeug, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Computerprogramm, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Datenträgersignal und ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes computerlesbares Medium anzugeben. Insbesondere soll bei dem Verfahren, dem Laserscanner, dem Fahrzeug, dem Computerprogramm, dem Datenträgersignal und dem computerlesbaren Medium eine bessere Erkennung von der Umgebung des Fahrzeugs ermöglicht werden.Proceeding from the prior art mentioned above, the invention is based on the object of providing a method which is improved compared to the prior art, a laser scanner which is improved compared to the prior art, a vehicle which is improved compared to the prior art, and an improved compared to the prior art Specify a computer program, a data carrier signal that is improved over the prior art, and a computer-readable medium that is improved over the prior art. In particular, in the case of the method, the laser scanner, the vehicle, the computer program, the data carrier signal and the computer-readable medium, better recognition of the surroundings of the vehicle should be made possible.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved according to the invention by the features of the independent claims. Advantageous refinements of the invention are specified in the subclaims.

Erfindungsgemäß ist somit ein Verfahren zum Steuern eines Laserscanners für ein Kraftfahrzeug, aufweisend folgende Schritte bei einem Scandurchlauf zum Detektieren mindestens eines Objekts in einer Umgebung des Laserscanners: Aussenden von Laserstrahlung in eine Vielzahl von Raumrichtungen durch ein Sendesystem; Empfangen von Laserstrahlung aus der Vielzahl von Raumrichtungen durch ein Empfangssystem; Verarbeiten der empfangenen Laserstrahlung aus der Vielzahl von Raumrichtungen durch ein Rechensystem; wobei mindestens zwei Scandurchläufe folgende Schritte aufweisen: Vergleichen, während des Verarbeitens des ersten Scandurchlaufs aus der Vielzahl von Raumrichtungen, der detektierten Daten mit einem vordefinierten Schwellwert, um ein Vorhandensein einer Übersättigung festzustellen; in dem Fall, dass der Vergleich ergibt, dass in einer oder mehreren Raumrichtungen eine Übersättigung vorliegt, erfolgt während zumindest eines zweiten Scandurchlaufs kein Aussenden von Laserstrahlung in die eine oder die mehreren die Übersättigung aufweisenden Raumrichtungen.According to the invention, there is thus a method for controlling a laser scanner for a motor vehicle, having the following steps during a scan for detecting at least one object in the vicinity of the laser scanner: emission of laser radiation in a plurality of spatial directions by a transmission system; Receiving laser radiation from the plurality of spatial directions by a receiving system; Processing the received laser radiation from the plurality of spatial directions by a computing system; wherein at least two scan runs have the following steps: during the processing of the first scan run from the plurality of spatial directions, comparing the detected data with a predefined threshold value in order to determine the presence of oversaturation; In the event that the comparison shows that there is supersaturation in one or more spatial directions, no laser radiation is emitted in the one or more spatial directions exhibiting supersaturation during at least one second scan pass.

Vorzugsweise wird zumindest das Verarbeiten der empfangenen Laserstrahlung aus der Vielzahl von Raumrichtungen im Fahrzeug durchgeführt.At least the processing of the received laser radiation from the plurality of spatial directions is preferably carried out in the vehicle.

Erfindungsgemäß ist außerdem ein Laserscanner mit Mitteln zur Durchführung der Schritte des Verfahrens angegeben.According to the invention, a laser scanner with means for carrying out the steps of the method is also specified.

Weiter ist erfindungsgemäß ein Fahrzeug mit dem Laserscanner angegeben. Vorzugsweise ist das Fahrzeug ein Ego-Fahrzeug eines Fahrers.A vehicle with the laser scanner is also specified according to the invention. The vehicle is preferably a driver's ego vehicle.

Weiter ist erfindungsgemäß ein Computerprogramm angegeben, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, Schritte des Verfahrens auszuführen. Ein Computerprogramm ist eine Sammlung von Anweisungen zum Ausführen einer bestimmten Aufgabe, die dafür konzipiert ist, eine bestimmte Klasse von Problemen zu lösen. Die Anweisungen eines Programms sind dafür konzipiert, durch einen Computer ausgeführt zu werden, wobei es erforderlich ist, dass ein Computer Programme ausführen kann, damit es funktioniert.Furthermore, according to the invention, a computer program is specified, comprising commands which, when the computer program is executed by a computer, cause the computer to carry out steps of the method. A computer program is a collection of instructions for performing a particular task, designed to solve a particular class of problems. A program's instructions are designed to be carried out by a computer, which requires a computer to be able to run programs in order for it to function.

Weiter ist erfindungsgemäß ein Datenträgersignal angegeben, das das Computerprogramm überträgt.Furthermore, according to the invention, a data carrier signal is specified which the computer program transmits.

Weiter ist erfindungsgemäß ein computerlesbares Medium angegeben, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, Schritte des Verfahrens auszuführen.Furthermore, according to the invention, a computer-readable medium is specified, comprising instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out steps of the method.

Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es also, in einem Scandurchlauf Objekte zu identifizieren, die im Rahmen der Bild- bzw. Datenverarbeitung eine Übersättigung erzeugen, z. B. hochreflektierende Objekte in einem Nahfeld des Laserscanners. Welche Objekte beispielhaft als hochreflektierend verstanden werden, wird nachfolgend im Zusammenhang mit zu detektierenden Objekten erläutert, wobei es sich bei den detektierten Objekten um Verkehrszeichen handeln kann.The basic idea of the present invention is therefore to identify objects in one scan that generate oversaturation in the context of image or data processing, e.g. B. highly reflective objects in a near field of the laser scanner. Which objects are understood to be highly reflective by way of example is explained below in connection with objects to be detected, wherein the detected objects can be traffic signs.

Beispielsweise hochreflektierende Oberflächen von Objekten führen insbesondere in einem Nahfeld des Laserscanners dazu, dass Empfangselemente des Detektors übersättigen können. Bei einer Übersättigung kann es zu einem sogenannten Blooming Effekt kommen.For example, highly reflective surfaces of objects lead, in particular in a near field of the laser scanner, to receiving elements of the detector being able to oversaturate. Over-saturation can lead to a so-called blooming effect.

Als Blooming bezeichnet man in die Entstehung eines hellen Flecks um eine lokale Überbelichtung. Ursache dafür ist, dass die einzelnen lichtempfindlichen Empfangselemente (Pixel) des Empfangssystems, z. B. Elemente eines CCD-Sensors, nur eine begrenzte, durch Photonen des Laserlichts verursachte, Ladungsmenge aufnehmen können. Wird ein Empfangselement zu stark belichtet, so wird die Ladungsmenge überschritten und das Empfangselement gibt überzählige Ladungen an benachbarte Empfangselemente ab. Da diese ebenfalls nur eine begrenzte Ladungsmenge aufnehmen können, weitet sich der Blooming-Effekt abhängig von der Beleuchtungsstärke aus. Dabei fließen die Ladungen vor allem zwischen jenen Empfangselementen, die zum Ladungstransport beim Auslesen miteinander gekoppelt sind. In solchen Situationen kann es passieren, dass Objekte, die mit diesen angrenzenden Empfangselementen erfasst werden sollten, nicht erfasst werden können. Da mit einem Laserscanner insbesondere Abstandswerte zu einem Objekt erfasst werden, kann in einer solchen Situation kein zuverlässiger Abstandswert bestimmt werden.Blooming is the creation of a bright spot around local overexposure. The reason for this is that the individual light-sensitive receiving elements (pixels) of the receiving system, e.g. B. elements of a CCD sensor, can only absorb a limited amount of charge caused by photons of the laser light. If a receiving element is exposed too strongly, the amount of charge is exceeded and the receiving element transfers excess charges to neighboring receiving elements. Since these can only take up a limited amount of charge, the blooming effect expands depending on the illuminance. The charges mainly flow between those receiving elements that are coupled to each other for charge transport during reading. In such situations it can happen that objects that should be detected with these adjacent receiving elements cannot be detected. Since, in particular, distance values to an object are recorded with a laser scanner, no reliable distance value can be determined in such a situation.

Wenn in einem Scandurchlauf festgestellt wird, dass eine Übersättigung in einer bestimmten Raumrichtung vorliegt, beispielsweise wegen einer hochreflektierenden Oberfläche eines ein Objekts, wird in einem nächsten Scandurchlauf die Raumrichtung oder die Raumrichtungen, in denen dieses Objekt liegt, bei dem Aussenden von Sendelicht ausgenommen. Somit können die angrenzenden Raumrichtungen zuverlässig erfasst werden.If it is determined in a scan that there is oversaturation in a certain spatial direction, for example because of a highly reflective surface of an object, the spatial direction or the spatial directions in which this object is located is excluded from the transmission of transmitted light in the next scan. The adjacent spatial directions can thus be reliably recorded.

Als Scandurchlauf wird insbesondere ein sukzessives Abtasten eines Sichtfeldes des Laserscanners verstanden.A scanning pass is understood to mean, in particular, successive scanning of a field of view of the laser scanner.

Ein Sichtfeld ist der Bereich, der von einem Laserscanner detektiert wird. Das Sichtfeld kann rein beispielhaft einen Detektionsbereich von - 75 Grad bis + 75 Grad aufweisen, wobei ebenfalls beispielhaft ein sukzessives Abtasten in 0,1 Grad Schritten erfolgen kann.A field of view is the area that is detected by a laser scanner. Purely by way of example, the field of view can have a detection range of -75 degrees to +75 degrees, with successive scanning in 0.1 degree steps likewise being able to take place, for example.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Empfangssystem eine Vielzahl von Empfangselementen aufweist. Eine Vielzahl von Empfangselementen beim Auslesen könnte eine Informationsdichte aus dem empfangenen Laserstrahl verbessern.According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the receiving system has a plurality of receiving elements. A multiplicity of receiving elements when reading out could improve the information density from the received laser beam.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Empfangssystem eine Vielzahl von matrixförmig angeordneten Empfangselementen aufweist, wobei jedes Empfangselement einer Raumrichtung zugeordnet ist. Eine matrixförmige Anordnung kann die Verarbeitung von gewonnener Information aus den Empfangselementen mit Vorteil erleichtern, da Bildverarbeitung mit Matrixoperationen möglich ist.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the receiving system has a multiplicity of receiving elements arranged in the form of a matrix, each receiving element being assigned to a spatial direction. A matrix-like arrangement can advantageously facilitate the processing of information obtained from the receiving elements, since image processing with matrix operations is possible.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Sendesystem eine Vielzahl von Sendeelementen aufweist, wobei jedes Sendeelement ausgestaltet ist, einzeln derart eingeschaltet und ausgeschaltet zu werden, dass kein Aussenden von Laserstrahlung in die eine oder die mehreren die Übersättigung aufweisenden Raumrichtungen erfolgt. In anderen Worten können einzelne Segmente, z. B. einzelne Dioden eines Lasers, ein- und ausgeschaltet werden. Z. B. erfolgt somit eine Anpassung des Strahlquerschnitts entsprechend der detektierten Übersättigung eines Objekts. Insbesondere sind einzelne Sendesegmente vertikal übereinander angeordnet, sodass eine partielle Detektion auch in vertikaler Richtung durch ein entsprechendes Einschalten oder Ausschalten der Sendesegmente einstellbar ist. Alternativ kann das Sendesystem auch lediglich ein Sendeelement aufweisen.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that the transmission system has a plurality of transmission elements, each transmission element being configured to be switched on and off individually in such a way that laser radiation is not emitted in the one or more spatial directions exhibiting supersaturation. In other words, individual segments, e.g. B. individual diodes of a laser, can be switched on and off. For example, the beam cross-section is thus adapted in accordance with the detected oversaturation of an object. In particular, individual transmission segments are arranged vertically one above the other, so that a partial Detection can also be set in the vertical direction by switching the transmission segments on or off accordingly. Alternatively, the transmission system can also have only one transmission element.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Anzahl der Scandurchläufe bei der kein Aussenden von Laserstrahlung in die eine oder die mehreren die Übersättigung aufweisenden Raumrichtungen erfolgt, von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängt. Beispielweise kann es bei einer relativ geringen Geschwindigkeit des Fahrzeugs sinnvoll sein, eine Vielzahl von Scandurchläufen unter Auslassung der Raumrichtung des übersättigt detektierten Objekts durchzuführen, während bei einer höheren Geschwindigkeit des Fahrzeugs eine geringere Anzahl von Scandurchläufen unter Auslassung der vorgenannten Raumrichtung durchgeführt wird.According to an advantageous embodiment of the invention, it is provided that a number of scan passes in which no laser radiation is emitted in the one or more spatial directions exhibiting supersaturation depends on a speed of the vehicle. For example, when the vehicle is traveling at a relatively low speed, it can make sense to carry out a large number of scan runs omitting the spatial direction of the oversaturated detected object, while at a higher speed of the vehicle a smaller number of scanning runs are carried out omitting the aforementioned spatial direction.

Grundsätzlich ist ein Laserscanner ein LiDAR-System. LiDAR (light detection and ranging), auch Ladar (laser detection and ranging), ist eine dem Radar verwandte Methode zur optischen Abstands- und Geschwindigkeitsmessung sowie zur Fernmessung atmosphärischer Parameter. LiDAR-Systeme senden Laserimpulse aus und detektieren das zurückgestreute Licht. Aus der Lichtlaufzeit der Signale wird die Entfernung zum Ort der Streuung berechnet.Basically, a laser scanner is a LiDAR system. LiDAR (light detection and ranging), also Ladar (laser detection and ranging), is a radar-related method for optical distance and speed measurement as well as for remote measurement of atmospheric parameters. LiDAR systems send out laser pulses and detect the backscattered light. The distance to the point of scattering is calculated from the light transit time of the signals.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert. Die dargestellten Merkmale können sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen. Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele sind übertragbar von einem Ausführungsbeispiel auf ein anderes.The invention is explained in more detail below with reference to the attached drawing on the basis of preferred embodiments. The features shown can represent an aspect of the invention both individually and in combination. Features of various exemplary embodiments can be transferred from one exemplary embodiment to another.

Es zeigt

  • 1 Ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
  • 2 eine schematische Ansicht eines Sichtfeldes eines Laserscanners auf eine Fahrsituation, in der ein Verfahren gemäß dem Stand der Technik durchgeführt wird und
  • 3 eine schematische Ansicht eines Sichtfeldes eines Laserscanners der Fahrsituation, in der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird.
It shows
  • 1 A flow chart of an embodiment of a method according to the invention,
  • 2 a schematic view of a field of view of a laser scanner in a driving situation in which a method according to the prior art is carried out and
  • 3 a schematic view of a field of view of a laser scanner of the driving situation in which the method according to the invention is carried out.

Die 1 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Steuern eines Laserscanners für ein Kraftfahrzeug (nicht dargestellt). Der Laserscanner weist ein Sendesystem zum Aussenden von Laserstrahlung in eine Vielzahl von Raumrichtungen und ein Empfangssystem zum Empfangen von Laserstrahlung aus der Vielzahl von Raumrichtungen auf. Zum Durchführen des Verfahrens ist neben dem Laserscanner ein Rechensystem zum Verarbeiten von Informationen aus der vom Empfangssystem empfangenen Laserstrahlung aus der Vielzahl von Raumrichtungen vorgesehen.The 1 shows a flow chart of a method for controlling a laser scanner for a motor vehicle (not shown). The laser scanner has a transmission system for transmitting laser radiation in a multiplicity of spatial directions and a receiving system for receiving laser radiation from the multiplicity of spatial directions. To carry out the method, in addition to the laser scanner, a computing system is provided for processing information from the laser radiation received by the receiving system from the multitude of spatial directions.

Das Verfahren weist folgende Schritte in einem Scandurchlauf zum Detektieren mindestens einer übersättigt detektierten Oberfläche eines Objekts auf: Gemäß einem Schritt 1100 bzw. 2100 erfolgt das Aussenden von Laserstrahlung in eine Vielzahl von Raumrichtungen durch das Sendesystem. Anschließend erfolgt gemäß einem Schritt 1200 bzw. 2200 das Empfangen von Laserstrahlung aus der Vielzahl von Raumrichtungen durch das Empfangssystem. Dann erfolgt gemäß einem Schritt 1300 bzw. 2300 das Verarbeiten der empfangenen Laserstrahlung aus der Vielzahl von Raumrichtungen durch das Rechensystem.The method has the following steps in a scan pass for detecting at least one surface of an object that has been detected as being oversaturated: According to one step 1100 or. 2100 the transmission of laser radiation takes place in a large number of spatial directions by the transmission system. This is followed by one step 1200 or. 2200 receiving laser radiation from the multitude of spatial directions by the receiving system. Then takes place according to a step 1300 or. 2300 the processing of the received laser radiation from the multitude of spatial directions by the computing system.

Mindestens zwei Scandurchläufe erfolgen gemäß den folgenden Schritten hintereinander: Während eines ersten Scandurchlaufs erfolgt das Aussenden (Schritt 1100), Empfangen (Schritt 1200) und Verarbeiten (Schritt 1300) von Laserstrahlung zum Detektieren mindestens einer Oberfläche mindestens eines Objekts mit einem Reflexionsgrad und ein Vergleichen (Schritt 1400) der detektierten Daten mit einem vordefinierten Schwellwert, um ein Vorhandensein einer Übersättigung festzustellen. In dem Fall, dass während des Verarbeitens des ersten Scandurchlaufs aus der Vielzahl von Raumrichtungen, der Vergleich ergibt, dass in einer oder mehreren Raumrichtungen eine Übersättigung vorliegt, (Fall „Ja“, bzw. „J“ in dem Flussdiagramm), erfolgt während zumindest eines zweiten Scandurchlaufs kein Aussenden (Schritt 2100) von Laserstrahlung in die eine oder die mehreren die Übersättigung aufweisenden Raumrichtungen. Folglich erfolgt für die eine oder die mehreren Raumrichtungen auch kein Empfangen (Schritt 2200) und Verarbeiten (Schritt 2300) von Laserstrahlung. In dem Fall, dass der Vergleich ergibt, dass in einer oder mehreren Raumrichtungen keine Übersättigung vorliegt (Fall „Nein“, bzw. „N“ in dem Flussdiagramm), wird das Verfahren z. B. erneut gestartet, und zwar ab Schritt 1100, nun als Schritt 2100, mit dem Aussenden von Laserstrahlung. Das erneute Starten kann nach einer definierten Zeit erfolgen.At least two scanning runs take place one after the other according to the following steps: The transmission takes place during a first scanning run (step 1100 ), Receive (step 1200 ) and processing (step 1300 ) of laser radiation for detecting at least one surface of at least one object with a degree of reflection and a comparison (step 1400 ) of the detected data with a predefined threshold value in order to determine the presence of oversaturation. In the event that during the processing of the first scan run from the plurality of spatial directions, the comparison shows that there is supersaturation in one or more spatial directions (case “Yes” or “J” in the flowchart), takes place during at least no transmission of a second scan pass (step 2100 ) of laser radiation in the one or more spatial directions exhibiting supersaturation. Consequently, there is also no reception for one or more spatial directions (step 2200 ) and processing (step 2300 ) from laser radiation. In the event that the comparison shows that there is no oversaturation in one or more spatial directions (case “No” or “N” in the flowchart), the method is e.g. B. started again from step 1100 , now as a step 2100 , with the emission of laser radiation. The restart can take place after a defined period of time.

In 2 ist ein Sichtfeld eines Laserscanners auf eine Fahrsituation nach einem Verfahren des Standes der Technik schematisch dargestellt. Hierbei ist ein Fußgängerübergang 1 gezeigt. Am Rande des Fußgängerübergangs 1 steht ein Verkehrsschild 2, welches z. B. einen Zebrastreifen anzeigt. Direkt am Verkehrsschild 2 steht ein Kind 3. Das Verkehrsschild 2 reflektiert die Strahlung eines Laserscanners erheblich stärker als eine Umgebung des Verkehrsschildes 2. Dies kann dazu führen, dass ein Pixel oder mehrere Pixel bzw. Empfangselemente in der Übersättigung sind. In anderen Worten kann an dieser Position der Pixel der Blooming Effekt (siehe schraffiertes Feld als gekennzeichneter Bereich mit dem Bezugszeichen „4“ in 2) auftreten. Der Blooming Effekt hat zur Folge, dass die umliegenden Pixel bzw. Empfangselemente das Umfeld nicht ausreichend detektieren können. Durch den Blooming Effekt entsteht ein weißes Feld 4 in dem Sichtfeld des Laserscanners. In 2 ist dieses weiße Feld schraffiert dargestellt. Durch den Blooming Effekt kann es unmöglich sein, das am Verkehrsschild stehende Kind 3 zu detektieren und die notwendigen Funktionen im Fahrzeug, z. B. bremsen oder einen Lenkeingriff, zu starten.In 2 a field of view of a laser scanner on a driving situation according to a method of the prior art is shown schematically. Here is a pedestrian crossing 1 shown. At the edge of the pedestrian crossing 1 there is a traffic sign 2 which z. B. indicates a zebra crossing. Right at the traffic sign 2 stands a child 3 . The traffic sign 2 reflects the radiation of a laser scanner much more strongly than the surroundings of the traffic sign 2 . This can lead to a pixel or several pixels or receiving elements in of oversaturation. In other words, the blooming effect can occur at this position of the pixel (see hatched field as the area marked with the reference symbol “4” in 2 ) occur. The blooming effect means that the surrounding pixels or receiving elements cannot sufficiently detect the surroundings. The blooming effect creates a white field 4th in the field of view of the laser scanner. In 2 this white field is shown hatched. Due to the blooming effect, it may be impossible for the child standing at the traffic sign 3 to detect and the necessary functions in the vehicle, z. B. brake or a steering intervention to start.

In 3 ist ein Sichtfeld eines Laserscanners auf die gleiche Fahrsituation nach dem erfindungsgemäßen Verfahren schematisch dargestellt. Hierbei ist wieder der Fußgängerübergang 1 gezeigt. Am Rande des Fußgängerübergangs 1 steht das Verkehrsschild 2, welches den Zebrastreifen anzeigt. Direkt am Verkehrsschild steht das Kind 3. Das Verkehrsschild 2 reflektiert die Strahlung des Laserscanners wieder erheblich stärker als seine Umgebung. Bei dem Verfahren wird nun in einem Scanvorgang detektiert, ob ein Pixel oder mehrere Pixel bzw. Empfangselemente in der Übersättigung sind. Dies kann per Software ausgewertet werden. Im nachfolgenden Scandurchlauf werden an der Position beziehungsweise für die Raumrichtungen, an denen der Blooming Effekt auftreten könnte, die zugehörigen Sendedioden bzw. Sendesegmente des Laserscanners abgeschaltet. Dies hat zur Folge, dass die umliegenden Pixel bzw. Empfangselemente des Laserscanners das Umfeld detektieren können. Somit ist es möglich, das Kind 3 in der 3, oder in ähnlichen Situationen, zu detektieren und die notwendigen Funktionen im Fahrzeug durchzuführen. Dies kann z. B. bremsen sein oder ein Lenkeingriff. Die für bestimmte Raumrichtungen deaktivierten Sendeeinheiten oder Laser bzw. Lasersegmente können nach beliebig vielen Scanvorgängen wieder aktiviert werden, um das gesamte Sichtfeld wieder abzudecken.In 3 a field of view of a laser scanner in the same driving situation according to the method according to the invention is shown schematically. Here is the pedestrian crossing again 1 shown. At the edge of the pedestrian crossing 1 is the traffic sign 2 indicating the zebra crossing. The child is standing directly at the traffic sign 3 . The traffic sign 2 again reflects the radiation from the laser scanner much more strongly than its surroundings. In the method, it is now detected in a scanning process whether a pixel or several pixels or receiving elements are oversaturated. This can be evaluated by software. In the subsequent scanning pass, the associated transmitting diodes or transmitting segments of the laser scanner are switched off at the position or for the spatial directions at which the blooming effect could occur. As a result, the surrounding pixels or receiving elements of the laser scanner can detect the surroundings. Thus it is possible for the child 3 in the 3 , or in similar situations, to detect and carry out the necessary functions in the vehicle. This can e.g. B. be braking or a steering intervention. The transmitter units or lasers or laser segments deactivated for certain spatial directions can be reactivated after any number of scanning processes in order to cover the entire field of view again.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
FußgängerübergangIn-Street Ped Crossing
22
VerkehrsschildTraffic sign
33
Kindchild
44th
weißes Feld, erzeugt durch Blooming Effekt white field, created by blooming effect
11001100
Aussenden von Laserstrahlung in eine Vielzahl von Raumrichtungen durch das SendesystemEmission of laser radiation in a large number of spatial directions by the transmission system
12001200
Empfangen von Laserstrahlung aus der Vielzahl von Raumrichtungen durch das EmpfangssystemReceiving laser radiation from the multitude of spatial directions by the receiving system
13001300
Verarbeiten der empfangenen Laserstrahlung aus der Vielzahl von Raumrichtungen durch das RechensystemProcessing of the received laser radiation from the multitude of spatial directions by the computing system
14001400
Vergleichen, während des Verarbeitens des ersten Scandurchlaufs aus der Vielzahl von Raumrichtungen, der detektierten Daten mit einem vordefinierten SchwellwertCompare the detected data with a predefined threshold value while processing the first scan run from the plurality of spatial directions
21002100
Aussenden von Laserstrahlung in eine Vielzahl von Raumrichtungen durch das SendesystemEmission of laser radiation in a large number of spatial directions by the transmission system
22002200
Empfangen aus der Vielzahl von Raumrichtungen von Laserstrahlung durch das EmpfangssystemThe receiving system receives laser radiation from the multitude of spatial directions
23002300
Verarbeiten der empfangenen Laserstrahlung aus der Vielzahl von Raumrichtungen durch das Rechensystem Processing of the received laser radiation from the multitude of spatial directions by the computing system
JJ
JaYes
NN
NeinNo

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 2184616 A2 [0007]EP 2184616 A2 [0007]

Claims (10)

Verfahren zum Steuern eines Laserscanners für ein Kraftfahrzeug, aufweisend folgende Schritte bei einem Scandurchlauf zum Detektieren mindestens eines Objekts in einer Umgebung des Laserscanners: - Aussenden von Laserstrahlung in eine Vielzahl von Raumrichtungen durch ein Sendesystem (1100, 2100); - Empfangen von Laserstrahlung aus der Vielzahl von Raumrichtungen durch ein Empfangssystem (1200, 2200); - Verarbeiten der empfangenen Laserstrahlung aus der Vielzahl von Raumrichtungen durch ein Rechensystem (1300, 2300); wobei mindestens zwei Scandurchläufe folgende Schritte aufweisen: - Vergleichen, während des Verarbeitens des ersten Scandurchlaufs aus der Vielzahl von Raumrichtungen (1300, 2300), der detektierten Daten mit einem vordefinierten Schwellwert (1400), um ein Vorhandensein einer Übersättigung festzustellen; - in dem Fall, dass der Vergleich ergibt, dass in einer oder mehreren Raumrichtungen eine Übersättigung vorliegt, erfolgt während zumindest eines zweiten Scandurchlaufs kein Aussenden (2100) von Laserstrahlung in die eine oder die mehreren die Übersättigung aufweisenden Raumrichtungen.A method for controlling a laser scanner for a motor vehicle, comprising the following steps during a scanning run for detecting at least one object in the vicinity of the laser scanner: - Emission of laser radiation in a large number of spatial directions by a transmission system (1100, 2100); - Receiving laser radiation from the plurality of spatial directions by a receiving system (1200, 2200); - processing the received laser radiation from the plurality of spatial directions by a computing system (1300, 2300); where at least two scanning runs have the following steps: - During the processing of the first scan pass from the plurality of spatial directions (1300, 2300), comparing the detected data with a predefined threshold value (1400) in order to determine the presence of oversaturation; - In the event that the comparison shows that there is supersaturation in one or more spatial directions, no laser radiation is emitted (2100) in the one or more spatial directions exhibiting supersaturation during at least one second scan pass. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Empfangssystem eine Vielzahl von Empfangselementen aufweist.Procedure according to Claim 1 wherein the receiving system comprises a plurality of receiving elements. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Empfangssystem eine Vielzahl von matrixförmig angeordneten Empfangselementen aufweist, wobei jedes Empfangselement einer Raumrichtung zugeordnet ist.Procedure according to Claim 1 or 2 , wherein the receiving system has a multiplicity of receiving elements arranged in matrix form, each receiving element being assigned to a spatial direction. Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das Sendesystem eine Vielzahl von Sendeelementen aufweist, wobei jedes Sendeelement ausgestaltet ist, einzeln derart eingeschaltet und ausgeschaltet zu werden, dass kein Aussenden (2100) von Laserstrahlung in die eine oder die mehreren die Übersättigung aufweisenden Raumrichtungen erfolgt.Method according to at least one of the preceding claims, wherein the transmission system has a plurality of transmission elements, each transmission element being configured to be switched on and off individually in such a way that no laser radiation is emitted (2100) in the one or more spatial directions exhibiting supersaturation . Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche, wobei eine Anzahl der Scandurchläufe bei der kein Aussenden (2100) von Laserstrahlung in die eine oder die mehreren die Übersättigung aufweisenden Raumrichtungen erfolgt, von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängt.Method according to at least one of the preceding claims, wherein a number of scan passes in which no laser radiation is emitted (2100) in the one or more spatial directions exhibiting supersaturation depends on a speed of the vehicle. Laserscanner mit Mitteln zum Anpassen eines Sichtfeldes des fahrzeugintegrierten Laserscanners, zur Durchführung mindestens eines Schritts des Verfahrens nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche.Laser scanner with means for adapting a field of view of the vehicle-integrated laser scanner, for carrying out at least one step of the method according to at least one of the preceding claims. Fahrzeug mit einem Laserscanner nach dem vorgenannten Anspruch.Vehicle with a laser scanner according to the preceding claim. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche auszuführen.Computer program, comprising instructions which, when the computer program is executed by a computer, cause the computer to carry out a method according to at least one of the preceding claims. Datenträgersignal, das das Computerprogramm nach dem vorgenannten Anspruch überträgt.Data carrier signal which the computer program according to the preceding claim transmits. Computerlesbares Medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren nach mindestens einem der vorgenannten Ansprüche auszuführen.Computer-readable medium, comprising instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out a method according to at least one of the preceding claims.
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