CN108603938A - 用于确定机动车传感器的检测范围的方法和设备 - Google Patents

用于确定机动车传感器的检测范围的方法和设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于确定机动车传感器的检测范围的设备，其中，该设备(1)包括：存储装置(10)，该存储装置用于提供具有如下属性的地图：该地图具有至少一个地标以及具有对应于地标的额定检测范围和/或对应于地标的反射特性和/或对应于地标的辐射强度；传感器装置(20)，该传感器装置用于以实际检测范围检测所述至少一个地标和/或为所述至少一个地标测量所接收的信号强度；以及计算装置(30)，该计算装置用于用于基于额定检测范围和实际检测范围和/或基于针对相应地标所测得的信号强度与计算出的信号强度的比较确定传感器装置(20)的检测范围，所述计算出的信号强度能够从该相应地标的、在地图中记录的反射特性和/或辐射强度中推导出。

Description

用于确定机动车传感器的检测范围的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于监控机动车传感系统的系统。
本发明尤其涉及用于确定机动车传感器的检测范围的设备、用于确定机动车传感器的检测范围的后端装置和方法。
背景技术
驾驶员辅助系统，缩写为FAS，英语“高级驾驶员辅助系统”，缩写为ADAS，是机动车中的附加电子装置，用于在特定行驶情形中为驾驶员提供支持。
在此，关键是安全角度和行驶舒适性的提升。另一方面是要改善经济性并减少燃料的消耗。在使用高级驾驶员辅助系统(ADAS)时，在不同行驶情形中都要求确定传感器的检测范围。
在此，当前主要传感器检测范围可能与传感器最初的、例如投入使用时的起作用的检测范围有偏差。
尽管传感器在其传感器信号方面具有正常功能，但由于脏污或其他影响，其检测范围可能会变小。
发明内容
本发明的一项任务是提供一种得到改进的、用于确定机动车传感器的检测范围的设备。
这一任务是通过独立权利要求的主题解决的。实施方式和其他结构形式请参见从属权利要求、说明以及附图。
本发明的第一方面涉及一种用于确定机动车传感器的检测范围的设备，其中，该设备包括：存储装置，该存储装置用于提供具有如下属性的地图，该地图具有至少一个地标/地面标志和对应于地标的额定检测范围和/或对应于地标的反射特性和/或对应于地标的辐射强度；传感器装置，它用于利用实际检测范围检测所述至少一个地标和/或针对该至少一个地标检测所接收信号强度；以及计算装置，它用于确定传感器装置的检测范围，这基于额定检测范围和实际检测范围和/或基于针对相应地标所测得的信号强度与能够从该相应地标的记录在地图中的反射特性和/或辐射强度中导出的信号强度的比较。
本发明中所应用的概念“额定检测范围”描述的例如是传感器在理想条件下应达到的检测范围。
本发明中所应用的概念“实际检测范围”描述的例如是传感器目前所达到的检测范围。
本发明中所应用的概念“检测范围”或“被确定的检测范围”描述的例如是在排除了诸如日射率或照明条件等特殊工作条件或一般而言当前光学能见度的条件下，传感器目前可达到的检测范围。
本发明中所应用的概念“辐射强度”描述的是发光强度，也叫辐射水平，或光通密度，是指总辐射功率的由(地标的)光源在指定空间方向上在任一立体角中发出的部分。
换句话说。计算装置用于基于传感器装置的当前起作用的且受环境影响的检测范围来确定传感器装置的去除环境影响的、外推的检测范围。
传感器装置的排除后的、外推的检测范围也可被理解为是基于理想环境条件内插的检测范围。
换句话说，所使用的地图形式的图含有如下信息：环境或机动车环境——例如由在车辆所在地起作用的基础设施所决定——在相应使用的技术或传感器技术方面是如何表现的。
在此可以使用在预期图像、例如预期的雷达截面(英语radar cross section，RCS)与实际测得的图像、例如测得的雷达截面之间的比较推断出衰减。
基于对例如已在传感器生产中测得的、标准的传感器灵敏度的衰减的认知，可针对任意目标确定其最大探测范围或其最大反射率或反射特性。
在地图中，例如除了额定检测范围外，还为各相应地标显示或存储了额定反射率，或额定反射特性或额定辐射强度。
地图中所标记的反射特性或额定反射特性可以独立于传感器的灵敏度被显示或存储。
反射特性可描述目标在雷达辐射时的反射率，并且量化了在诸如道路等延伸的反射体单位面积的反向散射。
此外，例如在有源(aktive)辐射器情况下，也可存储和提供目标或地标的辐射强度。
传感器装置的被确定的或去除了环境影响的、外推的检测范围例如在考虑常规的能见度、光照度等工作参数情况下可能与传感器装置目前所达到的实际检测范围存在偏差。
传感器装置目前所达到的实际检测范围描述的是目前起作用的、并且通过目前起作用的工作参数实际能达到的事实上起作用的实际检测范围。
换句话说，事实上起作用的实际检测范围是诸如传感器的累积的功能退化造成的内在衰减和例如周围环境影响造成的外在衰减的结果或总和。
由于例如工作参数的影响，被确定的检测范围可能与实际检测范围有偏差。
例如可将当前起作用的天气情况添加为工作参数，由此在光学传感器中，实际检测范围不会由于雾所造成的最大能见度原因而减小。
此外，本设备还可使用车辆或设备的自我位置(Ego-Position)，其中，自我位置例如借助导航系统或例如借助诸如缩写为GPS的全球定位系统等全球导航卫星系统进行定位。
本设备可用于对处于传感器的检测范围内的地标进行各相应地标物体的测量，并将完成测量时的实际检测范围与地图中所存储的额定测量值或额定检测范围进行比较。
该比较算法例如考虑情景信息(如果有的话)，例如一天中的时间或工作参数形式的当前起作用的天气情况，以便特定于传感器地确定传感器的当前检测范围。
换句话说，传感器图可含有它通过基础设施和相应使用的传感器技术是如何表现的信息。
其中，传感器图例如含有各相应传感器怎样检测地标的信息，即每个地标可存储一例如说明从什么距离起各相应传感器中的某一个可对所述地标进行检测的额定检测范围。
通过根据各相应地标及对相应额定检测范围所存储和所计算的图像与由传感器装置实际所测得的实际测得图像之间的比较，可推断出传感器装置的衰减或传感器功能。
借助该衰减的确定或借助实际传感器功能的确定也可确定任意目标的最大有效探测范围。
换句话说可确定传感器装置的检测范围。此外，在靠近地标物体时还可确定整个距离范围的传感器的检测范围。其中，诸如防撞护栏或道路标牌等路边建筑也可被用作参考。
本发明能以有益的方式检测和监控传感器性能的衰减。
根据本发明另一第二观点提出一种后端装置，其中，该后端装置包含根据本发明第一观点或根据本发明第一观点的任一实施方式的设备，其中，所述存储装置被设计为后端-存储装置，此外，该后端装置还有界面装置，该界面装置用于与设置在车辆方面的传感器装置和/或设置在车辆方面的计算装置进行通信。
换句话说，后端装置包括服务存储装置，传感器装置和计算装置依然被安置在机动车中，其中，后端装置也可分析评估多辆机动车的数据并与多辆机动车通信。
根据本发明另一个第三观点，提出一种用于确定机动车传感器的检测范围的方法，其中，该方法包括下列方法步骤：借助存储装置提供地图，该地图带有至少一个地标以及对应于地标的额定检测范围和/或对应于地标的反射特性和/或对应于地标的辐射强度；借助传感器装置以实际检测范围检测所述至少一个地标和/或测量针对所检测的所述至少一个地标接收到的信号强度；借助计算装置基于额定检测范围和实际检测范围和/或基于基于针对相应地标的所测得的信号强度与对应于该地标的所提供的辐射强度的比较，确定传感器装置的检测范围。
本发明有益的实施方式在从属权利要求中说明。
在本发明一有益的实施方式中规定，存储装置用于，根据传感器装置的类型提供带有至少一个地标和带有对应于地标的额定检测范围和/或对应的反射特性和/或对应的辐射强度的地图。
换句话说，与基于雷达的传感器或基于激光的传感器相比，光学传感器会有带偏差的额定检测范围。同样，辐射强度和反射特性也可与所使用各相应传感器的频率范围调整匹配或根据频率而定。
这能有益地实现，以适宜的方式顾及不同的传感器类型。
在本发明另一有益的实施方式中规定，传感器装置用于检测设备的自我位置，计算装置还用于基于所检测的自我位置确定传感器装置的检测范围。这能有益地实现，以精密的方式并以提高的精度确定传感器装置的检测范围。
在本发明另一有益的实施方式中规定，计算装置用于，基于工作参数确定传感器装置的检测范围并将诸如一天中的时间和/或亮度和/或能见度和/或空气湿度和/或交通密度和/或天气参数等相关情景信息用作工作参数。
降雨强度作为天气参数例如可对基于雷达的传感器产生影响，即会减小其被确定的检测范围。
在本发明另一有益的实施方式中规定，计算装置用于，基于被确定的检测范围更改存储在传感器图中的额定检测范围和/或辐射强度和/或反射特性。换句话说，事实上被确定的检测范围可更改额定检测范围和/或辐射强度和/或反射特性。这能有益地实现，安全可靠地监控传感器功能。
在本发明另一有益的实施方式中规定，计算装置用于，基于工作参数更改传感器图中所存储的额定检测范围和/或辐射强度和/或反射特性。
这能有益地实现，在确定原本的额定检测范围时例如仅不考虑因雾造成的检测范围的减小，这能有益地实现，天气条件不对最大的或原则上所希望的额定检测范围产生不良影响。
在本发明另一有益的实施方式中，存储装置用于，提供地图，该地图带有至少一个地标和对应于地标的、额定检测范围区间形式的额定检测范围和/或辐射强度区间形式的辐射强度和/或反射特性区间形式的反射特性。这能有益地实现，提供数值区间，以便能计算出匹配的数值。
在本发明另一有益的实施方式中规定，传感器装置是以光学图像传感器和/或基于雷达的传感器和/或基于激光的距离传感器的方式构成的。
所述实施方式和其他结构形式可任意相互组合。
本发明其他的可能实施方式、其他结构形式和实施也包括有之前或之后针对各实施方式所述的本发明特征的未明确说明的组合。
附图有助于进一步理解本发明的实施方式。这些附图直观阐明了实施方式，用于结合说明阐述本发明的方案。
其他实施方式和许多所述优点可根据附图的各图得出。这些图的所示部分之间没有必要完全按比例显示。
附图说明
其中：
图1：以示意图方式描述根据本发明的一实施例的、用于确定机动车传感器的检测范围的设备；
图2：以示意图方式描述根据本发明另一实施方式的、用于确定机动车传感器的检测范围方法的流程图；
图3：以示意图方式描述用于解释本发明的传感器图；以及
图4：以示意图的方式描述根据本发明另一实施方式的后端装置。
具体实施方式
在插图中，除非另有说明，相同的附图标记说明相同或功能相同的元件、部件、组件或方法步骤。
机动车或车辆是指例如机动车或混合动力车辆，例如汽车、巴士或载重汽车，或也可是有轨车辆、船舶、直升飞机或飞机等飞行工具，或例如是自行车。
图1以示意图的方式描述根据本发明一实施例的、用于确定机动车传感器的检测范围的设备。
设备1包括存储装置10、传感器装置20和计算装置30。
存储装置10用于提供具体如下属性的地图：该地图带有至少一个地标，并且带有
i)对应于地标的额定检测范围；和/或
ii)对应于地标的反射特性和/或
iii)对应于地标的辐射强度。
传感器装置20用于，
i)利用实际检测范围检测至少一个地标；和/或
ii)针对所述至少一个地标测量所接收的信号强度。
计算装置30用于，确定传感器装置20的检测范围，这基于：
i)额定检测范围和实际检测范围；和/或
ii)把针对相应地标所测得的信号强度与计算出的信号强度相比较，所述计算出的信号强度可以从在地图中针对该相应地标记录的反射特性和/或在地图中针对该相应地标记录的辐射强度中推导出。
地图可以提供地标以及根据相应使用的传感器装置的传感器类型提供对应于地标的额定检测范围。
例如停止牌被存储为地标，对于光学摄像头传感器而言所对应的额定检测范围为200米。此外，针对停止牌还可以存储反射特性和/或辐射强度。
从含有在相应传感器视野中的地标的地图中，针对例如借助全球定位系统(GPS)确定的机动车的已知的自我位置，确定可能的测量，其中，在一种可能的测量中地标参照于已知的自我位置处于传感器额定检测范围内。
随后通过测量检测地标物体，并把由此生成的实际检测范围与同样被存储在地图中的额定测量值或额定检测范围相比较。
在比较时还可以考虑的是(如果有的话)：一天中的时间或天气等情景信息对事实上的实际检测范围有影响，该影响可以再从实际检测范围中被计算排除，以便获得不受情景影响的检测范围，该检测范围又被称为被确定的检测范围。
此外，地图也可以由具有用于驾驶员辅助系统的传感器并且传感器与后端装置相连接的机动车建立。
在此，由车辆所提供的检测图像——即关于某一地标的相应的实际检测范围，如通过某一特定机动车的传感器装置20所到达的相应的实际检测范围——可以被传输给后端装置。
后端装置然后可以对地图进行更新并根据所发送的实际检测范围修改与地标对应的额定检测范围。
在此可以考虑到诸如由于雾造成的最大视野范围等各相应的主要工作参数。
由此可以有益的方式对例如所添加和被除去的交通指示牌等建筑方面的变化，或诸如被草木覆盖的防撞护栏或被树叶覆盖的道路等自然变化加以考虑。
例如传感器装置20可以摄像机的形式构成，摄像机的识别性能也被称为置信度值可被应用于交通标志的识别，即交通标志可被定义为地标。
从图或从地图中可以确定，待识别的交通标志作为地标处于传感器装置20或摄像机的检测范围中。
本发明中所应用的术语“置信度值”或“识别置信度”例如描述传感器装置20检测地标的可能性。
在例如事实上的实际检测范围——即传感器装置事实上检测到地标的范围——明显低于额定检测范围的情况下，根据识别置信度的高低，可以在靠近交通标记时推断出传感器干扰或推断出传感器装置20的检测范围的衰减。
由于传感器特有的表现形式、例如基础设施的雷达反射率可发生变化，应对多次探测和/或多个地标进行过滤，并构成平均值。
该平均值可用于更改对应于地标的额定检测范围。
在此，可对实际检测范围的正常求平均值，也可应用实际检测范围的最大值和/或最小值。
最大和/或最小实际检测范围例如可在理想天气条件下，即光学传感器具有清晰视野的情况下，构成最大和/或最小检测范围。
在基于雷达的传感器系统中，车道边缘的灌木丛和杂草的反射情况例如视季节而定，而例如桥梁、交通指示牌、较大的树木、隧道基础设施等的反射强度在很大程度上是恒定不变的。
此外，交通密度的提高也同样会造成雷达波反射的增加。
此外，在雷达中道路表面的反射率也被用作传感器图中一个可能的量值，因为道路反射率取决于行驶路面的表层覆盖程度以及例如干、湿或表面结冰或融雪泥泞等当前道路路况，但也应通过后端装置不断提供经过更新的信息。
反射率或反射度定义的例如是雷达射线的被反射的和被射透的强度之间的关系。
图2以一示意图的方式描述一种用于确定机动车传感器的检测范围的方法的流程图。
图2中所示方法包括例如下列方法步骤：
作为第一方法步骤，例如借助存储装置10提供S1地图，该地图带有至少一个地标、对应于地标的额定检测范围和/或对应于地标的反射特性和/或对应于地标的辐射强度。
作为第二步骤，例如借助传感器装置20以实际检测范围检测S2至少一个地标和/或借助传感器装置20针对至少一个地标测量所接收信号的强度。
作为本方法的第三步骤，借助计算装置30基于额定检测范围和实际检测范围和/或基于针对相应地标所测得的信号强度以及所接收的信号强度的比较确定S3传感器装置20的检测范围，所述所接收的信号强度能够从相应地标的、在地图中记录的反射特性和/或辐射强度中推导出。
图3以一示意图的方式描述用于解释本发明的地标。
如图3中所示，在地图上例如示出了两个地标L1和L2，它们例如是道路边缘的树木。
此外，在道路周围S还展示了交通标记。该交通标记例如可用作一地标L3。
在此，在传感器地图或在地图上还可以存储了对应于地标L3的额定检测范围例如为300米。此外，还可存储200米到500米的额定检测范围区间。
此外，反射特性可以以反射特性区间的形式被存储。
此外，还可以存储以瓦(W)每球面度(sr)为单位的、例如5mW/sr的辐射强度，或存储例如5mW/sr到15mW/sr的辐射强度区间。
这可以例如被规定用于光学传感器。这意味着，光学传感器应从300米的距离时起识别交通指示牌形式的地标L3。
图4以示意图的形式示出根据本发明的另一实施方式的后端装置。
定位系统GPS1确定机动车的当前位置，也称作自我位置。该自我位置可供计算装置使用。
此外，计算装置30还可分析地图SK或传感器地图。
此外，计算装置30还与传感器装置20和存储装置10联接。
计算装置30例如用于确定检测范围，即在理想条件下传感器装置20内插的检测范围。
图4中所述的后端装置100可是诸如存储装置10、传感器装置20和计算装置30等部件的任意组合，这些组合部件既及可安装在车辆侧，也可安装在服务器侧。
虽然本发明已根据优选实施例作了如上描述，但它并不局限于此，还可以许多方式进行修改。尤其是，本发明可以许多方式在不脱离本发明实质前提下进行更改或改进。
在此需要补充指出的是，“包含”和“具有”不排除其他元素或步骤，“一”不排除多数。
此外还应指出，引用上述实施例之一所述特征或步骤，也可与上述其他实施例的其他特征或步骤组合使用。权利要求中的参照标号不得被视为限制。

Claims (10)

1.一种用于确定机动车传感器的检测范围的设备(1)，其中，该设备(1)包括：
-存储装置(10)，该存储装置用于提供具有如下属性的地图：该地图具有至少一个地标以及具有对应于地标的额定检测范围和/或对应于地标的反射特性和/或对应于地标的辐射强度；
-传感器装置(20)，该传感器装置用于以实际检测范围检测所述至少一个地标和/或为所述至少一个地标测量所接收的信号强度；和
-计算装置(30)，该计算装置用于，基于额定检测范围和实际检测范围和/或基于为相应地标所测得的信号强度与计算出的信号强度的比较确定出传感器装置(20)的检测范围，所述计算出的信号强度能够从该相应地标的、在地图中记录的反射特性和/或辐射强度中推导出。
2.根据权利要求1所述的设备(1)，
其中，所述存储装置(10)用于，根据传感器装置(20)的类型提供带有至少一个地标和对应于地标的额定检测范围和/或对应的反射特性和/或对应的辐射强度的地图。
3.根据权利要求1或2所述的设备(1)，
其中，所述传感器装置(20)用于，检测所述设备(1)的自我位置，所述计算装置(30)还用于，基于检测到的所述自我位置确定所述传感器装置(20)的检测范围。
4.根据上述权利要求中任一权利要求所述的设备(1)，
其中，所述计算装置(30)用于，基于工作参数确定传感器装置(20)的检测范围，并将诸如一天中的时间和/或亮度和/或能见度和/或空气湿度和/或交通密度和/或天气参数等情景信息作为所述工作参数使用。
5.根据权利要求4所述的设备(1)，
其中，所述计算装置(30)用于，基于工作参数还对传感器地图中所存储的额定检测范围和/或辐射强度和/或反射特性进行更改。
6.根据上述权利要求中任一权利要求所述的设备(1)，
其中，所述计算装置(30)用于，基于被确定的检测范围对传感器图中所存储的额定检测范围和/或辐射强度和/或反射特性进行更改。
7.根据上述权利要求中任一权利要求所述的设备(1)，
其中，所述存储装置(10)用于，以额定检测范围区间的形式提供对应于地标的额定检测范围和/或以辐射强度区间的形式提供对应于地标的辐射强度和/或以反射特性区间的形式提供对应于地标的反射特性。
8.根据上述权利要求中任一权利要求所述的设备(1)，
其中，所述传感器装置(20)是以光学图像传感器和/或基于雷达的传感器和/或基于激光的距离传感器的方式构成的。
9.一种后端装置(100)，该后端装置包括根据上述权利要求中任一权利要求所述的设备(1)，
其中，存储装置(10)被设计为后端-存储装置，该后端装置还有界面装置，该界面装置用于与设置在车辆方面的传感器装置(20)和/或设置在车辆方面的计算装置(30)进行通信。
10.一种用于确定机动车传感器的检测范围的方法，其中，该方法包括下列方法步骤：
借助存储装置(10)提供(S1)带有至少一个地标且带有对应于地标的额定检测范围和/或对应于地标的反射特性和/或对应于地标的辐射强度的地图；
借助传感器装置(20)以实际检测范围检测(S2)所述至少一个地标，和/或为所述至少一个地标测量接收到的信号强度；以及
借助计算装置(30)基于额定检测范围和实际检测范围和/或基于针对相应地标所测得的信号强度与计算出的信号强度的比较确定(S3)传感器装置(20)的检测范围，所述计算出的信号强度能够从该相应地标的、在地图中记录的反射特性和/或辐射强度中推导出。
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