CN105246754B - 提供用于车辆的环境地图 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于提供用于车辆(1)的环境地图的方法，其中，所述环境地图表示环境(6)的区段并且包括单元格，这些单元格相应地配设给车辆(1)的环境(6)的区段中的子区段，其中，每个单元格配设有占用信息，所述占用信息基于在配设给相应的单元格的子区段中存在物体或者物体的一部分的概率；其中，所述车辆(1)包括至少两个驾驶员辅助系统的组，这些驾驶员辅助系统相应地设立用于占据激活的和非激活的状态并且这些驾驶员辅助系统在激活状态中需要关于相应至少不完全重合的车辆的环境的区段的占用信息；其中，所述方法包括：确定一个或多个在激活状态中的驾驶员辅助系统；基于一个或多个如下区段确定环境地图应该表示的环境(6)的区段，所述一个或多个驾驶员辅助系统在激活状态中需要关于所述一个或多个区段的占用信息；特别是环境地图应该表示的环境(6)的区段包括一个或多个如下区段，所述一个或多个驾驶员辅助系统在激活状态中需要关于所述一个或多个区段的占用信息。

Description

提供用于车辆的环境地图

技术领域

本发明涉及一种用于提供用于车辆的环境地图的方法、一种相应的装置和一种相应的计算机程序。

背景技术

在将来，机动车具有许多驾驶员辅助系统，这些驾驶员辅助系统在碰撞之前警告驾驶员并且必要时也通过干涉来试图避免碰撞。为了提供所述功能，对车辆的环境的了解对于驾驶员辅助系统是决定性的。为了绘出用于驾驶员辅助系统的环境已经建议，环境的子区段借助于传感器来检查并且确定该子区段的占用或者未占用(Nicht-Seiegung)，必要时连同占用的概率的说明。于是，环境的表示通过所谓的环境地图(有时也被称为网格)来进行，该环境地图包括单元格，这些单元格相应地又配设给子区段。于是，对于相应的子区段的占用的信息配设给相应的单元格。配设给单元格的占用信息以典型的方式借助于传感器系统获得、例如超声波传感器或者雷达。

这样获得的具有占用信息的环境地图可以用作高自动化的驾驶用的基础。

环境地图和环境地图的具有配设的占用概率的单元格存储在车辆中并且必要时也在传输之后存储在中央服务器中。

由文献DE 10 2006 061 390 A1已知一种环境检测系统，在该环境检测系统中，选择单元确定环境的所选择的空间区域，在该空间区域上优选地需要信息。控制单元能够这样操控传感装置，使得在所选择的空间区域上检测信息。在所述系统中仅对无变化的环境地图的所选择的区域确定占用信息。

由文献DE 10 2011 113 016 A1已知一种用于车辆的周围环境表示的方法，在该方法中检测周围环境数据并且将其以分等级的数据结构存放。数据结构的区域的细化程度的高度根据在那里识别到的物体的特性来确定。车辆的环境的通过数据结构所表示的区段在此保持相同，仅为识别到物体的环境的区域提供更多的细节。

存在的用于环境地图的方法和系统的缺点在于，必须实时产生和处理大量的数据，而不管在车辆中仅存在受限制的计算能力和存储能力。

发明内容

本发明的任务在于揭示一种方法，利用该方法可以更高效计算地并且更高效存储地产生和更新用于车辆的环境地图。

本发明的任务通过按照本发明的技术方案来解决。

在一个方面中包括一种用于提供用于车辆的环境地图的方法，其中，所述环境地图表示环境的区段并且包括单元格，这些单元格相应地配设给车辆的环境的区段中的子区段，其中，每个单元格配设有占用信息，所述占用信息基于在配设给相应的单元格的子区段中存在物体或者物体的一部分的概率；其中，所述车辆包括至少两个驾驶员辅助系统的组，所述驾驶员辅助系统相应地设立用于占据激活的和非激活的状态，并且所述驾驶员辅助系统在激活状态中需要关于车辆的环境的相应至少不完全重合的区段的占用信息；其中，所述方法包括：确定一个或多个在激活状态中的驾驶员辅助系统；基于一个或多个如下区段确定环境地图应该表示的环境的区段，所述一个或多个驾驶员辅助系统在激活状态中需要关于所述一个或多个区段的占用信息；特别是环境地图应该表示的环境的区段包括一个或多个如下区段，所述一个或多个驾驶员辅助系统在激活状态中需要关于所述一个或多个区段的占用信息。

所述方法能实现环境地图的符合需要的构造。仅实际需要信息的环境的区域通过环境地图的单元格来表示。通过环境地图所表示的环境的区段因此不局限于固定的预定的几何形状。这以典型的方式在现有技术中是矩形的。取而代之地，区段可以认为是任意的几何形状。这隐含如下优点，即，不被驾驶员辅助系统考虑的环境的区段在环境地图的存储和处理中也不需要容量。由此变得空闲的容量可以用于更精确地示出实际需要其占用信息的环境的区段；例如通过更精细的分辨率(亦即更小的子区段)和/或表现更强但是计算更密集的信号处理。存在的存储容量和计算能力因此被更高效地使用。

产生的环境地图可以被称为“网格毯”。在此，相应的驾驶员辅助系统需要其占用信息的区段(有时也被称为部分网格)可以具有不同的并且按情况变化的边缘长度以及子区段的不同的并且按情况变化的尺寸和形状(正方形的、矩形的、对数形的)并且也具有不同的并且按情况变化的维度(1D、2D、2.5D、3D)。单元格尺寸可以在区段内部随与车辆的距离的增加而指数式放大，从而在车辆紧邻附近比在车辆距离更大时单元格密度更高。

相应的驾驶员辅助系统需要其占用信息的区段可以按情况平坦地处于地面上或者在空间中“直立”或者拱曲。

所述方法也可以包括如下：为确定的环境地图提供用于容纳占用信息的存储结构。占用信息的存储可以以匹配于环境地图的数据结构来进行。例如在第一存储区域内存放用于环境地图的几何形状的说明。这特别是外部的轮廓的描述和必要时子区段的位置和形状的一般数学上的或者其他普遍说明，给这些子区段配设单元格。单元格本身可以在第二存储区域内特别是以连续的编号存储和标识。单元格可以理解成在数据库或者存储结构中的记录。于是，整个数据库或者存储结构可以示出环境地图。对于不处于表示的区段的环境的区域不设有单元格并且因此不设有存储空间。所述方法还可以包括：借助于传感器检测用于环境的子区段的占用信息；在提供的存储结构中存储占用信息。

在一种进一步扩展方案中，为驾驶员辅助系统在激活的状态中需要其占用信息的每个区段也预定处于相应的区段中的子区段。于是，所述方法此外包括：确定环境地图应该表示的环境的子区段；在各如下区段重叠的区域中，驾驶员辅助系统在激活的状态中需要关于所述区段的占用信息：选择经预定的子区段，所述子区段具有最小的尺寸(亦即最小的面积或者最小的周长)。在其中不存在重叠的区域中以典型的方式选择如下子区段，这些子区段处于所述区域中或者最接近所述区域。

经常发生的是，驾驶员辅助系统需要占用信息的不同的空间上的分辨率并且因此为如下的环境的区段预定子区段，驾驶员辅助系统需要关于该区段的占用信息。子区段的预定可以通过限定各个子区段的几何形状和位置来进行或者通过一般的数学公式或者数学上的描述来进行。在确定环境地图应该表示的并且以典型的方式至少包括如下区段(激活的驾驶员辅助系统需要关于所述区段的信息)的环境的区段时，可能发生重叠。换言之：环境的如下区段以典型的方式重合，激活的驾驶员辅助系统需要关于所述区段的信息。于是，在所述区域中选择如下的子区段，这些子区段提供更精细的分辨率、亦即对于子区段的更小的尺寸。以这种方式考虑辅助系统对分辨率的最高要求。

此外，在区段重叠时可能发生的是，一个辅助系统的区段或者子区段的边缘不与另一个辅助系统的区段或者子区段的边缘重合。在这种情况中可以规定，保持在区段中产生的剩余子区段，以便保持重叠的并且要继续延伸的区段(亦即具有更大尺寸的子区段的区段)的规律性。备选地，也可以这样确定区段，使得具有更小的子区段的区段的边界与具有更大的子区段的区段的各子区段的边缘重合，驾驶员辅助系统在激活的状态中需要关于所述区段的信息。

在一种进一步扩展方案中，确定配设给环境地图的单元格的占用信息，基于第一传感器的测量和第二传感器的测量来确定。由两个不同的传感器、以典型的方式由两个不同的传感器系统收到的信息因此结合在一个占用信息中。例如摄像机、超声波传感器、雷达、激光雷达、红外传感器或者类似的传感器可以用作用于环境的第一或者第二传感器。

在另一种进一步扩展方案中，所述方法还包括：接收车辆的运动方向；其中，确定环境地图应该表示的环境的区段，附加地根据所接收的车辆的运动方向来确定。驾驶员辅助系统可以设计用于车辆的不同的运动方向、例如用于前进行驶也用于倒车行驶。因此，这样的驾驶员辅助系统通常需要在车辆之前的环境的区段的占用信息和在车辆之后的环境的区段的占用信息。然而，驾驶员辅助系统不是同时需要用于前进行驶的占用信息和用于倒车行驶的占用信息。仅需要用于车辆的确定的运动方向、例如用于倒车行驶的环境的区段可以在车辆前进行驶时不一起记录到环境地图中。于是，这样产生的环境地图不表示不需要用于当前的运动方向的环境的区段。

在一种改进中，所述方法特别是包括确定每个子区段的几何形状，特别是根据所接收的运动方向来确定。因此，环境地图的匹配此外可以这样进行，使得环境的子区段也匹配于运动方向。以典型的方式，现有技术的全部子区段始终具有相同的几何形状，例如每个子区段是正方形的或者矩形的。在按照本发明的方法中可以取而代之地规定，为这些子区段对一个运动方向给出一种几何形状并且对另一个运动方向给出另一个几何形状。因此，在前进行驶时例如可以将环境划分成细长的矩形作为子区段，而在倒车行驶时将环境划分成正方形的。对此，例如在停车时使用，在停车时环境沿倒车方向的精细的划分是有特别有用的，因为驾驶员的视线沿倒车方向经常比沿前进方向更受限制。

在一种进一步扩展方案中，所述方法还包括：接收车辆的车轮的转向角；其中，确定环境地图应该表示的环境的区段，附加地根据所接收的车辆的转向角来确定。当驾驶员辅助系统例如需要用于未来的行驶路线的区段的占用信息时，这样的规定特别是有意义的。代替这样选择所表示的环境的区段，使得所有可能的转弯行驶由环境地图覆盖，根据转向角(并且因此根据转弯行驶)仅表示环境的如下区段，在当前的转向角处驶过该区段，必要时在转弯行驶期间为了不可预见的偏差而稍微拓宽该区段。环境的区段例如可以是按照转向角弯曲的矩形。以这种方式将表示的环境的区段缩小到实际对驾驶员辅助系统重要的区域内。在车辆中存在的计算资源和存在的存储容量可以更高效地被使用。在一种进一步扩展方案中，所述方法还可以包括：确定每个子区段的几何形状、特别是根据所接收的转向角来确定。例如子区段可以按照在当前的转向角的情况下未来的车道而是弯曲的矩形并且缩小地截取(aufgreifen)所表示的区段的几何形状。以这种方式能实现由环境地图的单元格对于各子区段的简化的配属。

在另一种进一步扩展方案中，所述方法还包括在车辆的环境中识别物体；其中，确定环境地图应该表示的环境的区段，附加地根据所识别的在车辆的环境中的物体来确定。以这种方式，在物体所处的位置处能实现环境的所表示的区段增加。如果例如物体的一部分由所表示的区段识别并且物体例如识别或者推测为其它交通参与者，则可以延长环境的所表现的区段，从而使该交通参与者完全处于环境的所表示的区段中。这能使涉及其它交通参与者的辅助系统实现对在其他情况下不完全表示的交通参与者的更好的追踪和分析。所述构思也可以转用到每个子区段的几何形状上。于是，所述方法还包括：确定每个子区段的几何形状，特别是根据在车辆的环境中所识别的物体来确定。例如在识别到物体的环境的区段中的子区段可以选择得更小，以便能更精确地实现物体的分类和追踪。这点能实现在驾驶员辅助系统特别由此受益处使用计算容量和存储容量。

在另一种进一步扩展方案中，环境地图包括至少两个层面，其中，每个层面表示环境的一个区段并且包括单元格，这些单元格分别表示车辆的环境的相应的区段中的子区段，其中，每个单元格配设有占用信息，所述占用信息基于在配设给相应的单元格的子区段中存在物体或者物体的一部分的概率；其中，所述方法还包括：确定用于每个单元格的占用信息，特别是其中，用于一个层面的单元格的占用信息基于至少两个(不同的)传感器系统之一的测量。以这种方式能实现相应地在一个层面上多次、例如两次地表示环境的一个区段。这可以用于分离各传感器的占用信息。超声波传感器的占用信息例如可以配设给第一层面的单元格并且摄像机传感器的关于环境的同一个区段的占用信息配设给第二层面。此外，传感器组的占用信息可以配设给各层面。因此，由至少两个传感器的占用信息的综合可以指派给确定的层面的单元格。此外，这能实现同一个传感器的占用信息指派到不同的层面的单元格中。因此，占用信息可以被多次使用。因此，对于一个层面的不同的传感器的占用信息的综合和选择可以符合驾驶员辅助系统对环境地图的要求。

就此而言，可以规定，在所述方法中将第一组传感器的占用信息指派给第一层面的单元格，这些占用信息的产生需要大约相同的第一时间段。第二组传感器的占用信息指派给第二层面的单元格，这些占用信息的产生又需要第二时间段。以这种方式可以在有限的计算容量和存储容量的情况下在实时提供不同的传感器占用信息方面进行分级。需要较长的处理时间的传感器数据不与需要较短的处理时间的传感器的数据一样频繁地提供。

在另一个方面，装置包括电子处理器件和至少一个用于传感器系统的接口，其中，所述装置设立用于实施上面描述的方法。电子处理器件可以是计算机、微型控制器、专门的电路或者类似物。电子处理器件可以在程序技术上设立用于实施所述方法之一。

在另一个方面，计算机程序设立用于在实施该计算机程序时促使计算机实施所述方法之一。为此目的，所述计算机程序可以包括机器可读的指令。

附图说明

图1至4示意性地示出环境的区段，激活的驾驶员辅助系统需要关于这些区段的占用信息；

图5示意性地示出按照一个实施例的环境的区段，该区段通过环境地图来表示；

图6示意性地示出按照一个实施例的在车辆倒车时用于车辆的环境地图；

图7示意性地示出按照一个实施例的在转弯行驶时用于车辆的环境地图；

图8a和8b示意性地示出按照一个实施例的分成各层面的环境地图。

具体实施方式

相同的附图标记跨越各附图地参照相应的元件。

图1至5示意性地示出用于车辆1的环境地图。

在图1中示意性地示出环境的区段2，用于侧面和后部的交通的激活的碰撞报警器需要关于所述区段的占用信息。同样画出子区段。

在图2中示意性地示出环境的区段3，激活的停车辅助器需要关于所述区段的占用信息。同样画出比在图1中示出的用于碰撞报警器的区段2的子区段更小的子区段。

在图3中示意性地示出环境的区段4，用于自动驾驶的激活的车道辅助器需要关于所述区段的占用信息。同样画出子区段，该子区段小于在图1中示出的用于碰撞报警器的区段2的子区段和在图2中示出的用于停车辅助器的区段的子区段。

在图4中示意性地示出环境的区段5a和5b，激活的侧面视野辅助器需要关于所述区段的占用信息。同样画出子区段，该子区段小于在图1中示出的用于碰撞报警器的区段2的子区段和在图2中示出的用于停车辅助器的区段的子区段。区段5a和5b在这里在逻辑上分区地示出，但是可以理解成一个区段。

图5基于图1至4的实施例示出按照一个实施例的环境的区段6，该区段通过环境地图来表示，在所述实施例中，车辆的用于侧面和后部的交通的碰撞报警器、停车辅助器、用于高速公路驾驶的车道辅助器和侧面视野辅助器同时激活。为了这些激活的驾驶员辅助系统确定环境地图应该表示的环境的区段、在这里是区段6。这通过接收由驾驶员辅助系统预定的区段和子区段进行。环境的区段6通过20个边缘界定并且通过四种不同尺寸的子区段形成。在碰撞报警器的区段与停车辅助器的区段重叠的区域中，子区段的尺寸通过停车辅助器的子区段的尺寸来预定，因为后者的尺寸更小。在此，仅部分地遮盖碰撞报警器的子区段，这些子区段中的一部分示例性地配设有附图标记8。然而，保留剩余子区段(亦即碰撞报警器的子区段的未被遮盖的区域)，以便保留碰撞报警器的子区段的规律性因此，在图5的当前的实施例中，区段和子区段的几何形状和位置采用预定各个驾驶员辅助系统的预先规定，其中，在重叠时由哪个辅助系统的预先规定是重要的来决定分辨率。在当前的实施例中，环境地图不比通过驾驶员辅助系统的区段所预定的而表示得更多。

图6示意性地示出按照一个实施例的、由环境地图所表示的环境的区段6’的按照情形的匹配，基于图5的实施例。在图6中示出的实施例中在车辆的后方的区域中识别出一个障碍9、例如树木。基于所述识别，各子区段在所述区域中进行匹配。因为所述识别主要意义在于停车辅助器，所以增加停车辅助器在激活的状态中需要其占用信息的区段、亦即朝向障碍9的方向增加。为此定义子区段的两个新行，所述子区段的尺寸稍微与停车辅助器的区段的其余子区段不同。子区段的尺寸变化也可以对数地实施。

车辆1在图6中示出的实施例中同时处于倒车中。出于该原因，用于侧面视野辅助器的区段在角度定向中相对于车辆1向车辆的后方区域转动。

图7示意性地示出按照一个实施例的、用于在转弯行驶时的车辆的环境地图。在所述实施例中确定车辆的转向角。车道辅助器需要其占用信息的环境的区段与预期的车道相符合地转动。在图7中，所述区段仅转动，也可设想沿着实际行驶的路径、亦即沿着圆弧的走向。

图8a示意性地表明按照一个实施例将环境地图分成各层面。当车道辅助器激活时，该车道辅助器对于环境的当前的区段需要占用信息。这些占用信息在图8a的当前的实施例中借助于雷达传感器和立体-视频摄像机得到。雷达传感器的数据比立体-视频摄像机更广。在图8a中，能够通过雷达数据来表示的区段可以以附图标记10标记。能够通过立体摄像机表示的区段以附图标记11标记。传感器数据仅为区段10提供2D内容，而该传感器数据为区段11提供3D内容，亦即，为每个单元格除了占用概率之外也提供高度信息。不过，立体摄像机的测量不如雷达的测量那样广。这在图8a中通过如下方式表明，即，区段11更短。两个区段处于不同的层面中并且对于每个层面存在具有自身的单元格的环境地图，占用概率分配给这些单元格。不同的传感器的数据容纳到不同的层面中。

图8b示出具有两个层面的所造成的环境地图的整个情形，所述环境地图包括在图8a中示出的区段。在第一(在这里作为处于下部的示出的)层面中表示区段12，该区段包括在图8a中示出的区段10。第二层面12(在这里作为处于上部的示出的)包括图8a中的区段11。在确定在各个层面中的区段时使用先前介绍的方法，从而仅表示环境的这样的区段，对于这些区段需要占用信息。附加地，不同的传感器的传感器数据为了这样的或者至少重叠的区段分离到环境地图的不同的层面中。

如果对于在图2中以附图标记3标记的区段同样存在两个传感器的测量数据，则这些测量数据同样可以表示在第二层面中。在此，用于车道辅助器和停车辅助器的所述两个区段重叠并且综合成一个区段，如先前阐述的那样。用于停车辅助器的两个不同传感器的例子可以是具有2D数据的超声波传感器和特别是具有2.5D数据的立体-视频数据。

Claims (18)

1.用于提供用于车辆的环境地图的方法，

其中，所述环境地图表示环境的区段并且包括单元格，这些单元格相应地配设给车辆的环境的区段中的子区段，

其中，每个单元格配设有占用信息，所述占用信息基于在配设给相应的单元格的子区段中存在物体或者物体的一部分的概率；

其中，所述车辆包括至少两个驾驶员辅助系统的组，这些驾驶员辅助系统相应地设立用于占据激活的和非激活的状态，并且这些驾驶员辅助系统在激活状态中需要关于车辆的环境的相应至少不完全重合的区段的占用信息；

其中，所述方法包括：

确定在激活状态中的多个驾驶员辅助系统；

基于一个或多个如下区段确定环境地图应该表示的环境的区段，所述多个驾驶员辅助系统在激活状态中需要关于所述一个或多个区段的占用信息；

环境地图应该表示的环境的区段包括一个或多个如下区段，所述多个驾驶员辅助系统在激活状态中需要关于所述一个或多个区段占用信息，因此，仅实际需要信息的环境的区域通过环境地图的单元格来表示。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，为驾驶员辅助系统在激活状态中需要其占用信息的每个区段也预定处于相应的区段中的子区段；

其中，所述方法还包括：

确定环境地图应该表示的环境的子区段；

在各如下区段重叠的区域中，驾驶员辅助系统在激活状态中需要关于所述区段的占用信息：选择经预定的子区段，这些子区段具有最小的尺寸。

3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括：

确定配设给环境地图的单元格的占用信息，基于第一传感器的测量和第二传感器的测量来确定。

4.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括：

接收车辆的运动方向；

其中，确定环境地图应该表示的环境的区段，附加地根据所接收的车辆的运动方向来确定。

5.根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括：

确定每个子区段的几何形状。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，

根据所接收的运动方向来确定每个子区段的几何形状。

7.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括：

接收车辆的车轮的转向角；

其中，确定环境地图应该表示的环境的区段，附加地根据所接收的车辆的转向角来确定。

8.根据权利要求7所述的方法，所述方法还包括：

确定每个子区段的几何形状。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，

根据所接收的转向角来确定每个子区段的几何形状。

10.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括：

接收车辆的速度；

其中，确定环境地图应该表示的环境的区段，附加地根据所接收的车辆的速度来确定。

11.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括：

确定每个子区段的几何形状。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，

根据接收的速度来确定每个子区段的几何形状。

13.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括：

识别在车辆的环境中的物体；

其中，确定环境地图应该表示的环境的区段，附加地根据所识别的在车辆的环境中的物体来确定。

14.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：

确定每个子区段的几何形状。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，

根据所识别的在车辆的环境中的物体来确定每个子区段的几何形状。

16.根据权利要求1或2所述的方法，

其中，所述环境地图包括至少两个层面，其中，每个层面表示环境的区段并且包括单元格，这些单元格分别表示车辆的环境的相应的区段中的子区段，

其中，每个单元格配设有占用信息，所述占用信息基于在配设给相应的单元格的子区段中存在物体或者物体的一部分的概率；

其中，所述方法还包括：

确定用于每个单元格的占用信息。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，

对于一个层面的单元格的占用信息基于至少两个传感器系统之一的测量。

18.装置，包括电子处理器件和至少一个用于传感器系统的接口，其中，所述装置设立用于实施根据权利要求1至17之一所述的方法。