CN107776474B - 用于在车辆的环境中捕获对象的方法 - Google Patents

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Abstract

披露了用于在车辆(100)的环境中捕获对象(O)的方法，该方法具有以下步骤：‑通过使用车辆(100)的发光装置(110)在该车辆(100)的环境中产生第一光图案(L1)，‑通过使用另一个车辆(200)的另一个发光装置(210)在该车辆(100)的环境中产生第二光图案(L2)，‑将来自该另一个车辆(200)的该第二光图案(L2)的生成参数(EP)传送给该车辆(100)，‑通过使用该车辆(100)的捕获模块(120)来光学地捕获该第一光图案(L1)和该第二光图案(L2)，‑基于所捕获的这些光图案(L1，L2)和所传送的生成参数(EP)来产生该车辆(100)的环境的至少一部分的深度图像。

Description

用于在车辆的环境中捕获对象的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在车辆的环境中捕获对象的方法并且涉及一种用于在车辆的环境中捕获这样的对象的捕获系统。
背景技术
原则上已知的是，必须捕获在车辆的环境中的对象。可以使得与此类所捕获的对象相关的数据可供安保设定或自主的或部分自主的驾驶计算机使用。为此，已知多种多样的可能性用于在车辆的环境中捕获对象。除了通过雷达技术和超声波的传感器系统之外，原则上还已知多种光学方法。例如，已经使用了例如可以由车辆的前照灯产生的光图案，这样使得可以以此方式通过使用相机系统来检测所产生的光场的反射。基于在环境中的对应对象处的光图案的所检测的衍射线，可以得出关于这些对象或关于这个环境的结论。由此，可以作为环境的三维图像而产生所谓的深度图像并且可以使其可供车辆的其他控制机构使用。
已知的方法的缺点尤其是关于车辆的光图案的选择可能性的限制。例如，典型地，车辆的发光装置固定地或大体上固定地安装在车辆上。即使提供了较小的调节可能性，大体上固定的、所产生的光锥将形成第一光图案。邻近这个光图案的区域(尤其在车辆前方的面积的附近区域中)在此未被照亮或仅不充分地被照亮。在车辆前方的面积的更远一些的区域中的对应锐角的照明还在评估这个光图案的反射时导致相对大的误差。
发明内容
本发明的目的是至少部分地消除以上提到的这些缺点。具体地讲，本发明的目的是成本有效地并且简单地允许在车辆的环境中更好地捕获对象。
上述目的通过具有本发明的特征的方法以及通过具有本发明的特征的捕获系统来实现。说明书以及附图可以获得本发明的进一步的特征和细节。在此，与根据本发明的方法相关联地描述的特征和细节当然也与根据本发明的捕获系统相关联地适用并且反之亦然，其结果是关于就本披露而言的这些单独的发明方面始终进行或可以始终进行相互引用。
一种根据本发明的方法用于捕获在车辆的环境中的对象。为此，该方法具有以下步骤：
-通过使用车辆的发光装置在该车辆的环境中产生第一光图案，
-通过使用另一个车辆的另一个发光装置在该车辆的环境中产生第二光图案，
-将来自该另一个车辆的该第二光图案的生成参数传送给该车辆，
-通过使用该车辆的捕获模块来光学地捕获该第一光图案和该第二光图案，
-基于所捕获的这些光图案和所传送的生成参数来产生该车辆的环境的至少一部分的深度图像。
根据本发明的方法是基于已知的、其中从在车辆的环境中产生的第一光图案产生对应的深度图像的方法。然而，根据本发明，除了第一光图案之外，还考虑另一个车辆的至少一个第二光图案。不仅以通信数据、特别是生成参数的形式进行考虑，而且通过检测此第二光图案以光学的形式进行考虑。下面将对可以如何在交通中使用根据本发明的方法进行解释。
如果车辆在道路上并且希望执行根据本发明的用于在环境中捕获对象的方法，则这个车辆的发光装置的前照灯开启。在该环境(典型地，车辆前方的面积)的对应区域被这个发光装置照亮，并且对应的光锥表示第一光图案。这可以是简单的光锥或更复杂的光图案，其中在该光锥中例如可以在光学上包括多个栅格线。
一旦另一车辆(又称为另一个车辆)位于该车辆的环境中，则该另一个车辆还可以为根据本发明的方法提供数据。为此目的，另一个车辆同样装备有另一个发光装置，该另一个发光装置例如可以是该另一个车辆的前照灯的形式。另一个车辆的前照灯也在该另一个车辆前方的面积中形成光锥以及因此第二光图案。根据这两个车辆之间的(即，该车辆与该另一个车辆相对彼此)的关联，第一光图案和第二光图案可以因此发生重叠或毗连。现在，通过使用捕获模块不仅可以在该车辆内捕获本身的第一光图案，而且可以捕获该另一个车辆的另一个的第二光图案。换言之，由于在第一光图案与第二光图案之间存在关联，改变了在车辆前方的照明情况。
在仅在车辆内部执行的已知的方法中可能在这样的情况下对这两个光图案进行不合理的评估，而这还可以以根据本发明的方式来进行，并且此外还具有就深度成像而言改进的产品。然而，为了能够执行此事，需要额外的数据。该车辆从该另一个车辆接收这些呈以第二光图案的生产参数的形式的额外数据。在本发明的意义内的生成参数被理解为是指对相应的光图案施加技术影响的参数。如下面将说明的，这例如可以是光图案的类型、栅格分布、另一个发光装置的光发射方向、另一个发光装置的光强度或另一个发光装置的位置。当然，这些生成参数还可以包括多个不同的单独的参数。由于车辆的本身的发光装置对于车辆是已知的，并且对应地在相关联的控制模块中针对其存在校准数据，本身的第一光图案的产生可以在车辆内部进行，并且对应的数据还可供用于在捕获第一光图案期间进行评估。现在，由于还将呈生成参数形式的与第二光图案对应的数据从另一个车辆传送给该车辆的事实，在本车辆内光学地捕获这两个光图案期间就可以将该第二光图案的信息考虑在内。原则上因此不仅有可能在两个或甚至更多个光图案重叠和复杂的光情况下执行用于在环境中捕获对象的方法，而且还在其深度成像的质量方面更进一步地改进在这种情况下的捕获结果。具体地讲，可以以此方式来执行所谓的三角测量方法以便使得单独的光图案以及相关联的反射与生成参数相关并且使得在车辆的环境中对应更精确的对象数据可供使用来捕获相应的对象并且产生深度成像。
在本发明的意义内的深度图像被理解为是指在至少部分区段中对车辆的环境的技术上的深度描述。它例如可以是可用作深度图像的三维地图。然而，原则上还将技术上可读的数据理解为深度图像，这些技术上可读的数据将相应的对象的三维位置或三维表面范围传递给车辆或其控制模块。虽然在深度图像的意义内可以实际地形成人在视觉上可检测的三维地图，但是这是完全不必要的。
可以有利的是，在根据本发明的方法中，所述生成参数具有以下参数内容中的至少一项：
-该另一个发光装置的位置
-该另一个发光装置的光发射方向
-该另一个发光装置的光强度
-该第二光图案的类型。
以上列表不是详尽的列表。在此，这些单独片段的信息可以彼此组合地形成多个生成参数或者可以如此传送这些生成参数中的仅单独一个生成参数。在此，另一个发光装置的位置尤其涉及其在另一个车辆内或相对于另一个车辆的相对位置。
光发射方向还优选地相对于另一个车辆的驱动方向而确定或作为生成参数输出。可以作为对应的技术数据信息来传递另一个发光装置的光强度例如以勒克斯或以流明为单位。光图案的类型尤其被理解为是指光锥的实际显现。除了光锥的圆周形的几何形状之外，还可以包括更复杂的几何形状，例如栅格线或栅格交叉，这些更复杂的几何形状是第二光图案的类型的一部分。
另外可以有利的是，在根据本发明的方法中，该车辆的该发光装置和/或该另一个车辆的该另一个发光装置在各自的情况下具有两个前照灯。典型地，车辆总是装备有前照灯。对于根据本发明的方法，尤其还考虑位于车辆前方(即，位于车辆的环境的前方面积中)的对象。针对相应的发光装置或另一个发光装置在各自的情况下使用两个前照灯具有的结果是，可以使用该车辆的已经存在的技术装置来执行根据本发明的方法。因此，不需要额外部件，其结果是，能够技术上容易地并且成本有效地实现根据本发明的方法。在此，每个发光装置的这两个前照灯优选地形成它们自己的光锥，其结果是，相应的两个前照灯的这些光锥的组合形成发光装置或另一个发光装置的相关联的光图案。
同样有利的是，在根据本发明的方法中，该第一光图案和该第二光图案具有类似的、尤其相同的或大体上相同的构型。在此，光图案的构型被理解为是指相应的光图案的相应的几何形状、类型和/或光强度。单独的光图案例如可以具有光栅格，其结果是，单独的栅格线可以允许对深度成像的改进的评估。一旦这些光图案彼此类似，则对应的栅格线具有类似的间距或类似的基本几何形状。优选地，甚至可以使用相同的或大体上相同的光图案，其结果是，最终可以实施简化的评估。
可以有利的是，在根据本发明的方法中，该第二光图案与该第一光图案至少部分地重叠。取决于这些车辆如何相对于彼此安排以及这两个发光装置的光发射方向如何对齐，这些光图案可以发生重叠。实际上，这意味着多个单独的光锥彼此重叠使得在这个重叠区段中提供多个具有增大的亮度的区域。重叠还额外具有的结果是，关于这两个光图案的关联的光学结论变得可能。例如，如果在相应的光图案中指明或包括多个单独的光栅格线，就可以通过成角度的取向以及对在这些单独的光栅格线之间的成角度的取向的评估来评估在车辆与另一个车辆之间的相对几何形状方面的光学关联。由于亮度变化，即使不使用用于相应的光图案的光栅，也可以识别这样的双重区域。
另外有利的是，在根据本发明的方法中，该第二光图案在该环境的多个区域中产生，这些区域至少区段地毗连该第一光图案。如已经说明的，尤其通过车辆的相应的前照灯来形成这些发光装置。这具有的结果是，在车辆前方的附近区域中存在照明不良或者在部分区域中甚至不再存在照明。然而，为了在没有照明的区域中仍能够执行根据本发明的用于捕获对象的方法，优选地使得第二光图案可供使用或使其尤其安排在与第一光图案毗连的区域中。因此，第二光图案不再仅以重叠的方式、而且以扩张的方式用于对该环境的在其他情况下未被照亮的区域进行额外照明。因此，可以对该环境的大部分以相同的结果获得根据本发明的方法的优点。
另外可以有利的是，在根据本发明的方法中，尤其由该车辆将多个优选的生成参数传送给该另一个车辆。例如，有利的是，甚至在该方法的开始时，也在该车辆与该另一个车辆之间发生通信，该通信涉及对根据本发明的方法的计划的执行。例如，该车辆可以向该另一个车辆传达，哪些生成参数对该车辆的当前情况或捕获可能性是最佳的。在此，可以作为优选的生成参数来传送生成参数的特定捕获参数或参数范围。还可设想的是，该另一个车辆预先将从技术观点来看原则上对另一个车辆而言有可能的、对应的生成参数范围传送至该车辆。在该车辆与该另一个车辆之间的此预先通信导致便利地执行根据本发明的方法，因为可以预先已经照顾到就这些生成参数而言的技术关联。
另外有利的是，在根据本发明的方法中，用至少一个额外的另一个车辆的另一个发光装置来产生至少一个额外的第二光图案并且将其针对进一步的方法步骤加以考虑。例如，还可以使用两个、三个或更多个另一个车辆，对应地还具有两个、三个或更多个光图案。可供使用的光图案的数目越多，在评估所有光图案的关联方面的复杂性越大，但是最终通过使用不同的方法(例如，通过三角测量)在环境中捕获对象的所希望的深度成像可以执行得更准确。尤其在高交通量的情况下，在拥堵情况下或在停停走走的交通中，可以以此方式使得针对相应的车辆提供对环境中的对象的显著改进的检测和捕获可供使用。
进一步可以有利的是，在根据本发明的方法中，在该车辆的捕获模块中和/或在该另一个车辆的另一个捕获模块中执行光学捕获的步骤。除了一般的可能性(光学捕获的步骤通过使用在车辆中安排的捕获模块排他地发生在该车辆中)之外，该步骤还可以使用另一个捕获模块。当然，可以替代性地或额外地使用另一个捕获模块。额外使用另一个捕获模块允许(可以说，通过两个车辆在一起)提供立体相机情况。在此，所捕获的数据由另一个车辆的另一个捕获模块以图像数据的形式同样传送给该车辆以用于评估并且在此优选地是传送给相关联的控制模块。因此，有可能的是使用这些存在的车辆(即，该车辆和该至少一个另一个车辆)的技术特征的组合来不仅用于产生光图案，而且用于捕获所有光图案的光情况。
本发明的主题还是一种用于在车辆的环境中捕获对象的捕获系统。这样的捕获系统具有产生模块，该产生模块用于通过使用车辆的发光装置在该车辆的环境中产生第一光图案。此外存在通信模块，该通信模块用于接收来自另一个车辆的第二光图案的生成参数。可以使用捕获模块来对第一光图案和第二光图案进行光学捕获。此外，控制模块用于基于所捕获的这些光图案和所传送的生成参数来产生至少具有该车辆的环境的一部分的深度图像。
因此，根据本发明的捕获系统提供了如关于根据本发明的方法已予以详细解释的相同的优点。该捕获系统尤其被构型为用于执行根据本发明的方法。
附图说明
可以从以下说明中获得本发明的另外的特征、优点和细节，其中参照附图对本发明的示例性实施例进行了详细说明。在此，在权利要求书和说明书中提到的特征在各自情况下单独地或以任何希望的组合地对本发明来说可能是必不可少的。在附图中，示意性地：
图1示出了捕获系统的已知解决方案的实施例；
图2示出了根据本发明的方法的实施例；
图3示出了根据本发明的方法的另一个实施例。
具体实施方式
图1示意性地示出了根据已知解决方案的问题情况。在车辆100中安排有具有两个前照灯112的发光装置110。前照灯112提供第一光图案L1，该第一光场装备有对应的光锥。然而，光图案L1不捕获对象O，或仅部分地捕获对象O，该对象在此展示为摩托车。现在，如果使用捕获模块120(例如深度相机或其他光学检测装置)光学地再次捕获光图案L1，则在评估期间仅可以在实际上已被光图案L1照射的那些区域中使得反射可供使用。由于该对象的区域尚没有或仅部分地被光图案L1照射，在此无法做出任何决断，并且无法提供对相关联的深度图像的产生的评估。换言之可以说，由于缺少第一光图案L1，车辆100或捕获模块120在对象O的这个区域中是看不到的。
现在，为了能够同样地以光学的方式捕获这个区域并且使其可供用于深度成像，图2示出的解决方案提供了与第二光图案L2的关联。在这种情况下，另一个车辆200在本车辆100旁边行驶。另一个车辆200同样地装备有具有前照灯212的发光装置210。现在，前照灯212(在这种情况下为在右边的前照灯212)产生光图案L2，该光图案具有在车辆100前方的(未被照明的)面积的方向上的光发射方向LR。换言之，在此示出的是，现在对象O的区域被第二光图案L2照亮。在车辆100中安排有捕获系统10。可以借助于捕获模块120(在这种情况下，例如，再次是深度相机)来检测车辆100前方的光情况。由于第二光图案L2，现在光情况还包括对象O的反射。对应的图像被传送给控制模块40。已经通过使用产生模块20由发光装置110产生第一光图案L1。现在，额外地执行从另一个车辆200传送生成参数EP给车辆100的捕获系统10的通信模块30。这些生成参数EP尤其包括车辆100的校准数据，这些校准数据涉及第二光图案L2相对于另一个车辆200的几何形状安排、对齐以及位置的关联。在评估这些生成参数EP时，现在变得可能的是评估第二光图案L2的反射和在车辆100的捕获模块120中的对应的捕获并且在天然图像中对其加以处理。
图3示出了尤其如果该另一个车辆也配备有捕获系统10，可以如何附加地操作根据本发明的系统。甚至在执行该方法之前，可以进行预先通信，这通过在车辆100与另一个车辆200的这两个通信模块30之间的虚线箭头线来展示。例如，可以预先决定另一个发光装置210的生成参数EP的可能设定范围。此外，可以将车辆100优选的生成参数EP的范围传达给另一个车辆200。因此，可以进一步地改进根据本发明的方法步骤的通信以及特别是后续的评估。
实施例的以上解释只在实例的框架内描述本发明。当然，只要它们在技术上是有意义的，这些实施例的单独的特征就可以彼此自由结合，而不偏离本发明的范围。

Claims (10)

1.一种用于在车辆(100)的环境中捕获对象(O)的方法，该方法具有以下步骤：
-通过使用车辆(100)的发光装置(110)在该车辆(100)的环境中产生第一光图案(L1)，
-通过使用另一个车辆(200)的另一个发光装置(210)在该车辆(100)的环境中产生第二光图案(L2)，
-将来自该另一个车辆(200)的该第二光图案(L2)的生成参数(EP)传送给该车辆(100)，
-通过使用该车辆(100)的捕获模块(120)来光学地捕获该第一光图案(L1)和该第二光图案(L2)，
-基于所捕获的这些光图案(L1，L2)和所传送的生成参数(EP)来产生该车辆(100)的环境的至少一部分的深度图像。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成参数(EP)具有以下参数内容中的至少一项：
-该另一个发光装置(210)的位置
-该另一个发光装置(210)的光发射方向(LR)
-该另一个发光装置(210)的光强度
-该第二光图案(L2)的类型。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该车辆(100)的该发光装置(110)和/或该另一个车辆(200)的该另一个发光装置(210)在各自的情况下具有两个前照灯(112，212)。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该第一光图案(L1)和该第二光图案(L2)具有类似的或相同的构型。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该第二光图案(L2)与该第一光图案(L1)至少部分地重叠。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在该环境的多个区域中产生该第二光图案(L2)，这些区域至少区段地毗连该第一光图案(L1)。
7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，由至少一个额外的另一个车辆(200)通过使用另一个发光装置(210)来产生至少一个额外的第二光图案(L2)并且通过评估所有光图案的关联性执行所希望的深度成像以捕获环境中的对象。
8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在该车辆(100)的捕获模块(120)中并且在该另一个车辆(200)的另一个捕获模块(220)中执行光学捕获的步骤。
9.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，从该车辆(100)将多个优选的生成参数传送给该另一个车辆(200)。
10.一种用于在车辆(100)的环境中捕获对象(O)的捕获系统(10)，该捕获系统具有：产生模块(20)，该产生模块用于通过使用该车辆(100)的发光装置(110)来在该车辆(100)的环境中产生第一光图案(L1)；通信模块(30)，该通信模块用于接收来自另一个车辆(200)的第二光图案(L2)的生成参数(EP)；捕获模块(120，220)，该捕获模块用于光学地捕获该第一光图案(L1)和该第二光图案(L2)；以及控制模块(40)，该控制模块用于基于所捕获的这些光图案(L1，L2)和所传送的生成参数(EP)来产生该车辆(100)的环境的至少一部分的深度图像。
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