CN101772713A - 在车道变换辅助装置的测量射束中抑制进行超车的目标机动车的测量到的横向偏移变化以获得纵向偏移的更精确的测量值 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于解释数据的方法，所述数据是专门用于一功能的并且由一传感器装置为一物体的运动的至少两个空间方向提供，其中，在一坐标变换时，将一第一空间方向的第一数据设置为恒定的以及在此改变一第二空间方向的第二数据并且将所述第二数据解释为专门用于所述功能的数据。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于解释专门用于功能的数据的方法、一种用于确定物体的运动的方法、一种用于实施所述方法的装置、一种计算机程序以及一种计算机程序产品。
背景技术
为了环境解释，通常使用借助于电磁射束对物体进行检测的合适的传感器，在所述环境解释中确定位于环境中的物体的运动量，例如位置、速度和/或加速度。在此，由传感器通过这些物体上的反射位置提供传感器数据。由测量到的距离值和角度值推导出并且在此计算出这些运动量。
对于例如被构造为固定射束激光雷达的、具有固定射束几何形状而在单个射束中不具有角度分辨率的传感器，在物体已运动时可能错误地解释传感器数据，从而可能对于相关的物体得出例如错误的运动方向。
由文献DE 102 58 287 A1公开了一种用于物体探测的方法和装置。在此，借助多个车载传感器进行物体探测，所述多个车载传感器的检测区域至少部分地重叠。并且提出，分析至少两个具有基本上重叠的检测区域的传感器的信号并且附加地分析至少一个另外的传感器的信号，所述至少一个另外的传感器的检测区域仅仅部分地与其他传感器的检测区域重叠。在此，如果这些传感器中的至少两个传感器探测到一个物体，则这个物体被识别为是相关的(relevant)。
此外，文献DE 10 2005 015 259 A1描述了一种用于借助车载传感器对物体进行定位的方法和装置。为此，在机动车前端设置具有一探测区域的第一雷达传感器，所述探测区域大致对应于机动车的车道宽度并且具有大的探测有效距离。此外，机动车上设置有至少两个另外的传感器，尤其是雷达传感器，所述至少两个另外的传感器具有比第一雷达传感器更小的探测有效距离，其中，这些雷达传感器的探测区域部分地重叠并且分别至少部分地覆盖相邻的车道。为了消除假反射(Scheinreflexen)，这些传感器至少在它们的传感器检测区域的一部分中是具有角度分辨能力的。
发明内容
根据本发明的方法适用于解释专门用于一功能并且由传感器装置为物体运动的至少两个空间方向提供的数据，在此，在坐标变换时将第一空间方向的第一数据设置为恒定的、改变第二空间方向的第二数据并将所述第二数据解释为专门用于所述功能的数据。
对于例如被构造为机动车的运动物体，可以确定运动量，即相对于传感器装置的距离以及所述距离的时间导数、即物体相对于传感器装置的速度和/或物体相对于传感器装置的加速度。在所述方法中，还考虑物体的运动方向，从而在实施坐标变换时基于测量到的真实(real)距离在对所述距离进行矢量分解的情况下确定所述距离在所述空间方向上与功能相关的或者专门用于功能的矢量部分。
如果对于距离而言测量例如与时间有关的矢量值(a(t)，b(t))，其中a(t)是沿第一空间方向的距离，b(t)是沿第二空间方向的距离，则在所述方法的构型中提出，将沿第一空间方向的距离a(t)设置为恒定的，而在坐标变换时改变与功能相关的、第二空间方向的原始测量的距离b(t)并且使所述原始测量的距离b(t)例如作为经变换的距离b′(t)与所述功能相匹配。
在所述方法的构型中，由这些数据提供至少两个空间方向的距离点，其中将各个距离点的第一空间方向投影到垂直于专门用于功能的空间方向的矢量上，并且由距离点在所述坐标变换时被改变的第二空间方向推导出专门用于功能的距离。
对于各个可以由传感器装置的至少一个数据推导出的距离点而言，通常存在第一空间方向的矢量分量以及至少一个第二空间方向的矢量分量。通过所述至少两个矢量分量在矢量空间中确定物体到传感器装置的距离。在此，例如根据传感器装置的运动和/或根据传感器装置的至少一个传感器射束的方向选择矢量空间的基(Basis)。在坐标变换时，考虑距离的专门用于功能的那个矢量部分。
在本发明的一个变型中，第一空间方向可以平行于专门用于功能的方向。如果传感器装置安装在机动车上，则例如通过传感器装置的运动方向确定所述功能。此外，可以替换地或者补充地通过交通状况确定所述功能。
此外可提出，由传感器装置的至少一个传感器射束探测物体沿至少两个空间方向相对于传感器装置的运动方向。为了进一步进行专门用于功能的分析，考虑空间方位并且因此考虑至少一个传感器射束的方向。在此，通常可以考虑至少一个传感器射束相对于专门用于功能的空间方向的方向。
在构型中，在坐标变换时，将关于至少一个传感器射束的中心的、第一空间方向的第一数据——尤其是根据时间地——平行于第一空间方向地设置为恒定的。因此，在与功能相关的区域中进行到射束中心的计算，其中，第一空间方向被设置为恒定的。这同样适用于各个距离点的矢量分量，其中可以由至少一个数据推导出矢量分量。在所述方法的可能的实施方式中，矢量分量可以平行于专门用于功能的空间方向。因此，还可以通过消去一个分量将运动的两个方向或分量转换到一个运动方向上。
在所述方法中，考虑至少一个传感器射束相对于至少两个空间方向或者矢量分量的扩展(Ausdehnung)和方向。
此外，至少两个空间方向或者矢量分量可以是彼此垂直的。
在此外提出的用于确定物体的运动的方法中，通过上述根据本发明的方法来解释传感器装置的数据并且在考虑专门用于功能的数据的情况下确定运动。
在用于解释由多个传感器提供的关于物体位置的数据的方法中，可以在一个变型中如此匹配用于确定物体相对于传感器的、与机动车的功能相关的运动方向的数据，使得通过坐标变换将动态量的一个分量确定为恒定的并且因此消除这个分量。作为与功能相关的空间方向，可以改变并且因此匹配在环境中检测到的物体的运动方向上的距离和/或车道变换。在此，还进行多余信息的消除，例如所谓的横向位置(Querablage)的消除。
根据本发明的装置被构造用于解释专门用于功能的并且由传感器装置为物体运动的至少两个空间方向提供的数据，在此，在坐标变换时将第一空间方向的数据设置为恒定的并且在此改变第二空间方向的数据并将第二空间方向的数据解释为专门用于功能的数据。
所述装置或者所述装置的至少一个组件被构造用于实施根据本发明的方法的至少一个步骤。此外，所述装置可包括传感器装置并且被设置用于机动车。因此，可以借助例如车载的装置专门用于功能地和/或取决于交通状况地实施环境识别，其中确定物体相对于机动车的运动量，这些物体被构造为交通参与者，例如其他的机动车。
此外，本发明还涉及一种具有程序代码单元的计算机程序，以便当在计算机或者相应的计算单元上，尤其是在所述根据本发明的装置上执行所述计算机程序时，实施所述的根据本发明的方法的所有步骤。
根据本发明的具有存储在计算机可读的数据载体上的程序代码单元的计算机程序产品被构造用于：当在计算机或者相应的计算单元上，尤其是在根据本发明的装置中执行所述计算机程序时，实施根据本发明的方法的所有步骤。
因此，距离点的矢量分量被划分成第一空间方向以及至少一个第二、专门用于功能的空间方向。在构型中，第一空间方向或空间坐标被设置或者被选择为恒定的并且因此被消除。
对于距离点而言，在扩展的传感器射束(ausgedehnter Sensorstahl)情况下将一个空间方向投影到传感器射束的中心或者基准点上。
在一个构型中，在第一步骤中，将所测量的距离的x位置和y位置计算到传感器的射束的中心上。在第二步骤中，如果第一空间方向的距离位于与功能相关的区域中，则将所述距离设置为固定的、恒定的值。
通过所述方法，可以专门用于功能地解释和匹配通常来自被构造为雷达传感器或者激光雷达传感器的传感器的传感器数据，此外提供这些传感器数据用于跟踪(Nachführung bzw.Tracking)。所述方法适用于具有固定的射束几何形状但不必具有角度分辨率的传感器。
此外还提出，处理例如来自少量射束的信息，利用这些射束通常不能可靠地识别物体的轮廓。在此类示例的范围内，可以消除不需要的信息——例如关于可在y方向上定向的横向位置的信息，因此可以更好地确定一个空间方向上的运动数据，例如作为第二空间方向的x方向上的位置以及x方向上的速度和/或加速度。
因此，通过所述方法能够以合适的方式为车道变换辅助装置与功能相关地解释功能对象，例如LCA——Lane Change Aid——功能的传感器数据。通过在所述方法的范围内匹配的传感器数据给出了在跟踪以及进一步提供相应的功能时对这些数据的有意义的处理。
在构型中，通过所述方法得到：尽管在仅仅使用较少射束的情况下采用简单的传感机构，其中在单个射束中不必提供角度分辨率，但是通过在坐标变换范围内改变传感器数据可以使这些传感器数据以足够的准确性与物体和/或功能相匹配并且由此解释与功能相关的运动方向。在此，可以在不影响其他的传感器数据处理的情况下执行单个射束或传感器探测区域的对准。
从说明书和附图中得出本发明的其他优点和构型。
应当理解，以上已经提及的以及以下仍要说明的特征不仅可以在分别说明的组合中使用，而且可以在其他组合中使用或者单独地使用，而不脱离本发明的范围。
附图说明
图1在示意图中示出交通状况的示例。
图2示出d-t图的示例。
图3示出图1的局部示意图以及在考虑传统的数据解释的情况下两个关于距离的与时间有关的d-t图。
图4示出与图3相同的局部示意图以及在考虑专门用于功能的数据解释的情况下两个关于距离的与时间有关的d-t图。
具体实施方式
根据实施例在附图中示意性地表示本发明并且以下参照附图详细地描述本发明。
相互关联并且综合地描述这些附图。相同的附图标记表示相同的元件。
图1中示出了传感器装置2的实施例，在此情形中传感器装置2用于LCA功能。在此，传感器装置2包括七射束激光雷达系统，所述七射束激光雷达系统具有已定义的射束布置(Strahlenanordnung)，所述已定义的射束布置具有七个传感器射束4、6、8、10、12、14、16。
所述传感器装置2安装在第一机动车18上，所述第一机动车18在街道20上在右车道22上朝着作为第二空间方向的x方向24运动。在街道22的左车道26上，被设为待探测的物体的第二机动车28沿着矢量27同样朝着x方向24运动。此外，在图1的交通状况中还示出了作为第一空间方向的y方向25以及专门用于LCA功能并且因此与LCA功能相关的区域29。在此，所述特定区域在作为第一空间方向的y方向25上定向。
借助LCA功能可以确定执行车道变换的可行性。但只有在第二机动车28具有足够的距离时，第一机动车18的这种车道变换才是可行的。因此在所述情形中，第二空间方向是专门用于所述功能的方向，因此x方向24是专门用于所述功能的方向。
在此，在第一传感器射束4的区域中，沿x方向接近的第二机动车28在时刻t136倾斜地进入所述第一传感器射束4的边缘区域中并且被探测到。在随后的过程中，第二机动车28更深入地运动到第一传感器射束4中并且在此缩短到传感器装置2的传感器19的距离，直到所述第二机动车28在第二时刻t238在另一端离开第一传感器射束4。
图2中用于与时间有关地表示距离的d-t图30中，沿时间轴34在时间t上沿距离轴32绘制探测到的距离d。在d-t图30中示出了第二机动车28在已提及的时刻t136与t238之间相对于第一机动车18并且因此相对于传感器19的距离改变的已求得的变化曲线35。
图3以示意图的形式示出在图1中已介绍的交通状况的局部示图40以及第一d-t图42，在所述第一d-t图42中，在时间上沿x轴44绘制了沿x方向24的距离。在第二d-t图46中，在时间轴34上沿y轴48绘制了沿y方向25的距离。此外，在局部示图40中还示出了图1中的第二射束6以及所述第二射束6的射束中心50。
因为在这些射束内没有角度信息，所以所求得的距离点49反映在射束中心50上。因此，由所述距离变化曲线求得的或跟踪的第二机动车28进行与车道20倾斜的运动，如同沿x方向24的第一d-t图42的距离变化曲线52以及第二d-t图46的沿y方向25的距离变化曲线54所示。由于所产生的沿y方向25的运动，沿x方向24的运动的部分(Anteil)被减小并且由此求得的第二机动车28沿x方向24的速度被错误地确定。
在专门用于功能的数据解释中，在第一步骤中，关于射束中心50计算所测量的距离点49的x位置和y位置，由x位置和y位置求得在两个所述时刻t136与t238之间的时间间隔上沿x和y方向24、25的两个变化曲线52、54，如图3所示。
在图4中重新示出了图1中的局部示图40以及图3中的两个d-t图42、46，其中，现在在根据本发明的方法的可能构型中表示这些关系。
如果现在y方向25位于LCA功能的功能相关的区域29中，则将y方向25设置为预先待确定的y值55，如在图4的局部示图40中所示。在此情况下，沿矢量27投影分别测量到的距离点49。因为现在第二机动车28不再进行y方向25上的运动并且距离变化的、因此x方向24上的运动的变化曲线56升高，与此相反，y方向25上的变化曲线58是恒定的，所以好得多地解释了射束6的实际反射位置。随后，经匹配的传感器数据被传递给后续的跟踪。在在此实施的坐标变换中，考虑定向并且因此考虑第一传感器射束4与第一和第二空间方向的角度。
在专门用于功能的数据解释中出现的位置误差基本上取决于射束宽度以及到第二机动车28的照射角度(Anstrahlwinkel)。在前三个射束4、6、8中，误差小到可以忽略，因为第二机动车28非常平坦地进入到射束4、6、8中。在接下去的射束10、12、14、16的区域中，误差不再起作用，因为所述多个射束10、12、14、16相互支持第二机动车28在作为第二空间方向的x方向24上的位置。
Claims (13)
1.用于解释数据的方法，所述数据是专门用于一功能的并且由一传感器装置(2)为一物体的运动的至少两个空间方向提供，其中，在一坐标变换时，将一第一空间方向的第一数据设置为恒定的以及在此改变一第二空间方向的第二数据并且将所述第二数据解释为专门用于所述功能的数据。
2.根据权利要求1所述的方法，在所述方法中，由所述数据提供所述至少两个空间方向的距离点(49)，其中，将每一个距离点(49)的所述第一空间方向投影到垂直于专门用于所述功能的空间方向的一矢量(27)上并且由所述距离点(49)的、在此被改变的第二空间方向推导出一专门用于所述功能的距离。
3.根据权利要求1或2所述的方法，在所述方法中，所述第一空间方向平行于一专门用于所述功能的方向。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，在所述方法中，由所述传感器装置(2)的至少一个传感器射束(4，6，8，10，12，14，16)探测所述物体沿所述至少两个空间方向相对于所述传感器装置(2)的运动的空间方向。
5.根据权利要求4所述的方法，在所述方法中，将相对于所述至少一个传感器射束(4，6，8，10，12，14，16)的射束中心(50)的、所述第一空间方向的所述第一数据平行于所述第一空间方向地设置为恒定的。
6.根据权利要求4或5所述的方法，在所述方法中，考虑所述至少一个传感器射束(4，6，8，10，12，14，16)相对于所述至少两个空间方向的扩展和方向。
7.根据以上权利要求中任一项所述的方法，在所述方法中设置，所述至少两个空间方向是彼此垂直的。
8.用于确定一物体的运动的方法，在所述方法中，通过根据权利要求1至7中任一项所述的方法解释一传感器装置(2)的数据并且在考虑专门用于所述功能的数据的情况下确定所述运动。
9.一种装置，所述装置被构造成用于解释专门用于一功能的并且由一传感器装置(2)为一物体的运动的至少两个空间方向提供的数据，并且用于在此在一坐标变换时将一第一空间方向的数据设置为恒定的以及在此改变一第二空间方向的数据并且将所述第二空间方向的数据解释为专门用于所述功能的数据。
10.根据权利要求9所述的装置，所述装置包括所述传感器装置(2)。
11.根据权利要求9或10所述的装置，所述装置被设置用于一机动车(18，28)。
12.具有程序代码单元的计算机程序，用于当所述计算机程序在一计算机或者一相应的计算单元上、尤其是在根据权利要求9至11中任一项所述的装置中被执行时，实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法的所有步骤。
13.具有程序代码单元的计算机程序产品，所述程序代码单元被存储在一计算机可读的数据载体上，用于当所述计算机程序在一计算机或者一相应的计算单元上、尤其是在根据权利要求9至11中任一项所述的装置中被执行时，实施根据权利要求1至8中任一项所述的方法的所有步骤。
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Granted publication date: 20150218 Termination date: 20160624 |