DE102019211006B4 - Evaluation of sensor data from a vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Auswerten von Sensordaten eines Fahrzeugs mit den folgenden Schritten:- Bereitstellen (S1) einer digitalen Umgebungskarte zu einer aktuellen realen Umgebung des Fahrzeugs;- Erfassen (S2) von Sensordaten, insbesondere mittels eines Sensors des Fahrzeugs, bezüglich der realen Fahrzeugumgebung;- Fusionieren (S3) der Sensordaten mit der digitalen Umgebungskarte, derart, dass die Sensordaten in einen Bezug zu der digitalen Umgebungskarte gebracht werden,- wobei Daten der digitalen Umgebungskarte und die Sensordaten jeweils hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit klassifiziert werden,- wobei Daten der digitalen Umgebungskarte, die mit einem zertifizierten Sensor, insbesondere einem ASIL-zertifizierten Sensor, generiert wurden, eine höhere Zuverlässigkeit zugewiesen ist als Daten, die mit einem nicht zertifizierten und/oder schwächer als ASIL zertifizierten Sensor generiert wurden.Method for evaluating sensor data of a vehicle with the following steps: - providing (S1) a digital environment map for a current real environment of the vehicle; - detecting (S2) sensor data, in particular by means of a sensor of the vehicle, with regard to the real vehicle environment; - merging (S3) the sensor data with the digital map of the environment in such a way that the sensor data are related to the digital map of the environment,- wherein data of the digital map of the environment and the sensor data are each classified with regard to their reliability,- wherein data of the digital map of the environment that a certified sensor, in particular an ASIL-certified sensor, is assigned a higher reliability than data generated with a non-certified and/or weaker than ASIL-certified sensor.
Description
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswerten von Sensordaten eines Fahrzeugs.The present invention relates to a method for evaluating sensor data from a vehicle.
TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND
Die DE 10 2015 01 0542 A1 zeigt ein Verfahren zum Generieren einer digitalen Umgebungskarte.DE 10 2015 01 0542 A1 shows a method for generating a digital map of the surroundings.
Aus der
Die
Die
Aus der
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Es ist vorgesehen:
- - ein Verfahren zum Auswerten von Sensordaten eines Fahrzeugs mit den folgenden Schritten: Bereitstellen einer digitalen Umgebungskarte zu einer aktuellen realen Umgebung des Fahrzeugs; Erfassen von Sensordaten, insbesondere mittels eines Sensors des Fahrzeugs, bezüglich der realen Fahrzeugumgebung; Fusionieren der Sensordaten mit der digitalen Umgebungskarte.
- - A method for evaluating sensor data of a vehicle with the following steps: providing a digital environment map to a current real environment of the vehicle; Acquisition of sensor data, in particular by means of a sensor of the vehicle, with regard to the real vehicle environment; Merging the sensor data with the digital map of the environment.
Kraftfahrzeuge im Sinne dieser Patentanmeldung sind motorgetriebene Landfahrzeuge. Davon sind auch Schienenfahrzeuge umfasst.Motor vehicles within the meaning of this patent application are motor-driven land vehicles. This also includes rail vehicles.
Automatisiertes Fahren erfordert zuverlässige Straßeninformationen auf Basis hochauflösender HD-Kartendaten. HD-Kartendaten sind eine 2D Darstellung einer Fahrzeugumgebung und umfassen z.B. Fahrzeugspuren, Ampeln, Verkehrsschilder, Spurgeometrien und dergleichen.Automated driving requires reliable road information based on high-resolution HD map data. HD map data is a 2D representation of a vehicle environment and includes, for example, vehicle lanes, traffic lights, road signs, lane geometries, and the like.
Eine digitale Umgebungskarte ist eine hochauflösende 3D Darstellung einer Fahrzeugumgebung und kann diverse Bausteine, beispielsweise eine HD-Karte, Lidardaten, Lidarpunktwolken, lidarklassifizierte Objekte, kameraklassifizierte Objekte, Radardaten, Satellitendaten und/oder dergleichen enthalten. Die Darstellung in einer digitalen Umgebungskarte kann auf einige Zentimeter genau sein. Eine digitale Umgebungskarte kann beispielsweise über das Internet mittels eines zentralen Datenspeichers bereitgestellt werden.A digital environment map is a high-resolution 3D representation of a vehicle environment and can contain various components, for example an HD map, lidar data, lidar point clouds, lidar-classified objects, camera-classified objects, radar data, satellite data and/or the like. The representation in a digital map of the area can be accurate to a few centimeters. A digital map of the surroundings can be made available, for example, via the Internet using a central data store.
Ein Sensor, auch als Detektor, (Messgrößen- oder Mess-)Aufnehmer oder (Mess-)Fühler bezeichnet, ist ein technisches Bauteil, das bestimmte physikalische, chemische Eigenschaften oder Zustände, z. B. Temperatur, Feuchtigkeit, Druck, Geschwindigkeit, Helligkeit, Beschleunigung, pH-Wert, lonenstärke, elektrochemisches Potential und/oder die stoffliche Beschaffenheit seiner Umgebung qualitativ oder als Messgröße quantitativ erfassen kann. Diese Größen werden mittels physikalischer oder chemischer Effekte erfasst und als Sensordaten in ein weiterverarbeitbares elektrisches Signal umgeformt. Fahrzeugsensoren sind an einem Fahrzeug montiert, um eine Fahrzeugumgebung zu erfassen. Sensordaten, die von Fahrzeugsensoren erfasst werden, sind Fahrzeugumgebungsbezogene Sensordaten.A sensor, also known as a detector, (measuring variable or measurement) pickup or (measuring) probe, is a technical component that detects certain physical, chemical properties or states, e.g. B. temperature, humidity, pressure, speed, brightness, acceleration, pH, ionic strength, electrochemical potential and / or the material properties of its environment can be qualitatively or quantitatively detected as a measurand. These variables are recorded using physical or chemical effects and converted into an electrical signal that can be further processed as sensor data. Vehicle sensors are mounted on a vehicle to sense a vehicle environment. Sensor data that is recorded by vehicle sensors is vehicle environment-related sensor data.
Statische Objekte sind nicht bewegliche Objekte. Nicht statische Objekte sind bewegliche Objekte.Static objects are non-moving objects. Non-static objects are moving objects.
Ein Fahrmanöver ist beispielsweise ein Bremsen, ein Beschleunigen, ein Lenken, ein Spurwechsel, ein Wendemanöver, ein Einparkmanöver und dergleichen.A driving maneuver is, for example, braking, accelerating, steering, changing lanes, turning, parking and the like.
ASIL steht für Automotive Safety Integrity Level und ist eine von ISO 26262 spezifizierte Sicherheitsanforderungsstufe für sicherheitsrelevante Systeme in Kraftfahrzeugen.ASIL stands for Automotive Safety Integrity Level and is a safety requirement level specified by ISO 26262 for safety-related systems in motor vehicles.
Computerprogrammprodukte umfassen in der Regel eine Folge von Befehlen, durch die die Hardware bei geladenem Programm veranlasst wird, ein bestimmtes Verfahren durchzuführen, das zu einem bestimmten Ergebnis führt.Computer program products typically include a sequence of instructions that, when the program is loaded, cause the hardware to perform a specific method that leads to a specific result.
Die der Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, eine digitale Umgebungskarte mit Sensordaten eines Fahrzeugs zu fusionieren, sodass das Fahrzeug sowohl auf die Sensordaten als auch auf die digitale Umgebungskarte zugreifen kann und die Sensordaten in die digitale Umgebungskarte eingeordnet werden können.The idea underlying the invention is to merge a digital map of the surroundings with sensor data of a vehicle so that the vehicle can access both the sensor data and the digital map of the surroundings and the sensor data can be classified in the digital map of the surroundings.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.Advantageous refinements and developments result from the further dependent claims and from the description with reference to the figures of the drawing.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden die Sensordaten mittels der digitalen Umgebungskarte überprüft. Dementsprechend ist es möglich, Daten von Fahrzeugsensoren während der Fahrt mittels der digitalen Umgebungskarte zu validieren.According to a preferred development of the invention, the sensor data are digita len environment map checked. Accordingly, it is possible to validate data from vehicle sensors while driving using the digital environment map.
Um Sensordaten mit der digitalen Umgebungskarte zu fusionieren, ist es vorteilhaft, wenn die Daten der digitalen Umgebungskarte eine gewisse Mindestzuverlässigkeit gewährleisten. In diesem Fall bildet die digitale Umgebungskarte eine zusätzliche Validierungsmöglichkeit für Sensordaten, die sich auf eine Fahrzeugumgebung beziehen. Somit ist es möglich, Gitternetze und/oder die Klassifizierung von Objekten zu validieren. Somit lässt sich eine falsche Interpretation von Sensordaten verhindern.In order to merge sensor data with the digital map of the surroundings, it is advantageous if the data of the digital map of the surroundings guarantee a certain minimum level of reliability. In this case, the digital environment map forms an additional validation option for sensor data that relate to a vehicle environment. It is thus possible to validate grids and/or the classification of objects. This prevents incorrect interpretation of sensor data.
Daten in digitalen Umgebungskarten werden oft aufgrund von wiederholtem Befahren eines Streckenabschnittes validiert. Die Validierung von Sensordaten mittels Daten verschiedener Zuverlässigkeit schafft hierzu eine vorteilhafte Alternative.Data in digital maps of the environment are often validated by repeatedly driving on a section of road. The validation of sensor data using data of different reliability creates an advantageous alternative.
Erfindungsgemäß werden Daten der digitalen Umgebungskarte und Sensordaten jeweils hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit klassifiziert.According to the invention, data from the digital environment map and sensor data are each classified with regard to their reliability.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn im Falle eines Widerspruchs zwischen ersten Daten, insbesondere Sensordaten, mit einer ersten Zuverlässigkeit und zweiten Daten, insbesondere Daten der digitalen Umgebungskarte, mit einer zweiten Zuverlässigkeit, Daten mit der geringeren Zuverlässigkeit, insbesondere Sensordaten, unberücksichtigt bleiben oder schwächer gewichtet werden.It is expedient if, in the event of a contradiction between first data, in particular sensor data, with a first reliability and second data, in particular data from the digital map of the surroundings, with a second reliability, data with the lower reliability, in particular sensor data, are not taken into account or are weighted less will.
So ist es beispielsweise für das autonome Fahren vorteilhaft, im Falle eines Widerspruchs zwischen verschiedenen Sensordaten, zwischen den widersprüchlichen Sensordaten zu entscheiden. Dementsprechend wird ein Algorithmus Sensordaten mit einer geringeren Zuverlässigkeit unberücksichtigt lassen oder schwächer gewichten und eine Entscheidung aufgrund der zuverlässigeren Datenquelle treffen.For example, it is advantageous for autonomous driving to decide between the contradictory sensor data in the event of a contradiction between different sensor data. Accordingly, an algorithm will disregard or give less weight to sensor data with a lower reliability and make a decision based on the more reliable data source.
Somit wird das Risiko, dass aufgrund defekter Sensoren von einem Algorithmus Fehlentscheidungen getroffen werden, verringert.This reduces the risk of incorrect decisions being made by an algorithm due to defective sensors.
Weiter erfindungsgemäß werden Daten der digitalen Umgebungskarte, die mit einem zertifizierten Sensor, insbesondere mit einem ASIL-zertifizierten Sensor, generiert wurden, eine höhere Zuverlässigkeit zugewiesen wird als Daten, die mit einem nicht zertifizierten und/oder schwächer als ASIL zertifizierten Sensor generiert wurden. Insbesondere ist es möglich, mit ASIL-zertifizierten Fahrzeugsensoren eine digitale Umgebungskarte zu validieren. Somit haben Daten der digitalen Umgebungskarte die gleiche Zuverlässigkeit wie Sensordaten von ASIL-zertifizierten Sensoren. Dies ist gegenüber HD-Kartendaten bzw. Daten aus einer digitalen Umgebungskarte, die aus einer als unzuverlässig bzw. weniger zuverlässig eingestuften Datenquelle resultieren, vorteilhaft.According to the invention, data of the digital environment map that was generated with a certified sensor, in particular with an ASIL-certified sensor, is assigned a higher reliability than data that was generated with a non-certified and/or weaker than ASIL-certified sensor. In particular, it is possible to validate a digital environment map with ASIL-certified vehicle sensors. This means that data from the digital environment map has the same reliability as sensor data from ASIL-certified sensors. This is advantageous compared to HD map data or data from a digital map of the surroundings, which result from a data source classified as unreliable or less reliable.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden Sensordaten bezüglich der realen Umgebung des Fahrzeugs mittels der digitalen Umgebungskarte hinsichtlich Daten zu statischen Objekten gefiltert.According to a preferred development of the invention, sensor data relating to the real environment of the vehicle are filtered using the digital environment map with regard to data relating to static objects.
Dementsprechend kann vorgesehen sein, fahrzeugumgebungsbezogene Sensordaten mit der digitalen Umgebungskarte zu vergleichen. Werden hierbei Unterschiede zwischen den Sensordaten und der digitalen Umgebungskarte festgestellt, ist es möglich, dass ein Computerprogramm oder ein Fahrzeugführer seine Aufmerksamkeit vorwiegend auf die Unterschiede richtet. Somit ist es möglich, dynamische Objekte zu identifizieren bzw. statische Objekte herauszufiltern.Accordingly, provision can be made to compare sensor data relating to the vehicle environment with the digital map of the environment. If differences are found between the sensor data and the digital map of the surroundings, it is possible for a computer program or a vehicle driver to focus primarily on the differences. It is thus possible to identify dynamic objects or to filter out static objects.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird aufgrund der Fusion der Sensordaten mit der digitalen Umgebungskarte eine Position des Fahrzeugs ermittelt. Insbesondere ist es vorteilhaft, eine Position des Fahrzeugs, in der digitalen Umgebungskarte mittels Lidardaten, insbesondere mit einer Lidarpunktwolke zu ermittein.According to a preferred development of the invention, a position of the vehicle is determined on the basis of the fusion of the sensor data with the digital map of the surroundings. In particular, it is advantageous to determine a position of the vehicle in the digital map of the surroundings by means of lidar data, in particular with a lidar point cloud.
Aufgrund eines Vergleichs der digitalen Umgebungskarte mit den Sensordaten des Fahrzeugs kann eine exakte Position des Fahrzeugs in der digitalen Umgebungskarte sowie eine Ausrichtung bzw. Fahrtrichtung des Fahrzeugs ermittelt werden.Based on a comparison of the digital map of the surroundings with the sensor data of the vehicle, an exact position of the vehicle in the digital map of the surroundings and an orientation or direction of travel of the vehicle can be determined.
Wird eine Fahrtrichtung bzw. Ausrichtung des Fahrzeugs mittels eines Vergleichs der Sensordaten des Fahrzeugs und der digitalen Fahrzeugumgebung ermittelt, lässt sich die Ausrichtung des Fahrzeugs ermitteln, bevor das Fahrzeug in eine entsprechende Fahrtrichtung bewegt wird.If a direction of travel or orientation of the vehicle is determined by comparing the sensor data of the vehicle and the digital vehicle environment, the orientation of the vehicle can be determined before the vehicle is moved in a corresponding direction of travel.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden Sensordaten mittels der digitalen Umgebungskarte vorhergesagt.According to a preferred development of the invention, sensor data are predicted using the digital environment map.
Dementsprechend stellt die digitale Umgebungskarte Informationen zu einer Fahrzeugumgebung zu einem größeren Bereich als die Fahrzeugsensoren bereit. Aufgrund dieses digitalen Horizonts können die Fahrstrategie und die Routenplanung angepasst werden. Somit lassen sich Sensordaten, die sich auf eine weiter entfernte Fahrzeugumgebung beziehen, vorhersagen. Zudem lassen sich auch Fahrsituationen vorhersagen.Accordingly, the digital surroundings map provides information on a vehicle surroundings to a larger area than the vehicle sensors. The driving strategy and route planning can be adjusted based on this digital horizon. In this way, sensor data relating to a more distant vehicle environment can be predicted. Driving situations can also be predicted.
Beispielsweise ist es denkbar, dass sich vor einem Egofahrzeug, welches Zugriff auf dessen Sensordaten sowie Zugriff auf eine digitale Umgebungskarte hat, ein weiteres Fahrzeug befindet, welches die Sicht der Sensoren auf den Bereich vor dem weiteren Fahrzeug, insbesondere dessen Fahrspur, verdeckt. Steuert beispielsweise das weitere Fahrzeug auf das Ende einer Fahrspur zu und wird das Ende der Fahrspur von dem weiteren Fahrzeug verdeckt, kann dies zu gefährlichen Fahrsituationen aufgrund von plötzlichem Einscheren des weiteren Fahrzeugs gegenüber dem Egofahrzeug führen. Aufgrund eines Abgleichs der Sensordaten des Egofahrzeugs mit den Daten einer digitalen Umgebungskarte lassen sich derartige Fahrsituationen vorhersagen. Somit ist es möglich, auf Fahrsituationen frühzeitig zu reagieren, derart dass es nicht zu potenziell gefährlichen Fahrsituationen kommt.For example, it is conceivable that another vehicle is located in front of a host vehicle, which has access to its sensor data and access to a digital map of the surroundings, which obscures the sensors' view of the area in front of the other vehicle, in particular its lane. For example, if the other vehicle is heading for the end of a lane and the end of the lane is covered by the other vehicle, this can lead to dangerous driving situations due to the other vehicle suddenly cutting in opposite the host vehicle. Such driving situations can be predicted by comparing the sensor data of the host vehicle with the data of a digital map of the surroundings. It is thus possible to react to driving situations at an early stage, such that potentially dangerous driving situations do not arise.
Dementsprechend ist es zweckmäßig, wenn aufgrund der Vorhersage von Sensordaten Fahrmanöver oder eine Route geplant werden.Accordingly, it is expedient if driving maneuvers or a route are planned based on the prediction of sensor data.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung werden aufgrund der Fusion der Sensordaten mit der digitalen Umgebungskarte Fahrmanöver und/oder eine Route geplant.According to a preferred development of the invention, driving maneuvers and/or a route are planned on the basis of the fusion of the sensor data with the digital map of the surroundings.
Das Computerprogrammprodukt gemäß einer Ausführungsform der Erfindung führt die Schritte eines Verfahrens gemäß der vorangehenden Beschreibung aus, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer, insbesondere einem fahrzeuginternen Computer, läuft. Wenn das betreffende Programm auf einem Computer zum Einsatz kommt, ruft das Computerprogrammprodukt einen Effekt hervor, nämlich das Fusionieren von Sensordaten eines Fahrzeugs mit einer digitalen Umgebungskarte eines Fahrzeugs.The computer program product according to an embodiment of the invention executes the steps of a method according to the preceding description when the computer program product runs on a computer, in particular an in-vehicle computer. If the program in question is used on a computer, the computer program product produces an effect, namely the merging of sensor data from a vehicle with a digital map of the surroundings of a vehicle.
Figurenlistecharacter list
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
-
1 ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung;
-
1 a schematic block diagram of an embodiment of the invention;
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.The accompanying drawings are provided to provide a further understanding of embodiments of the invention. They illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain principles and concepts of the invention. Other embodiments and many of the foregoing advantages will become apparent by reference to the drawings. The elements of the drawings are not necessarily shown to scale with respect to one another.
In den Figuren der Zeichnungen sind gleiche, funktionsgleiche und gleichwirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nicht anders ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures of the drawings, elements, features and components that are identical, have the same function and have the same effect--unless stated otherwise--are each provided with the same reference symbols.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELENDESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS
Claims (11)
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Norm ISO 26262-1 2018-12-00. Road vehicles - Functional safety - Part 1: Vocabulary. S. 1-43. |
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