CN108885253A - 评估机动车辆自身运动的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于评估机动车辆(100)的自身运动的装置(1)，其中，装置(1)包括：传感器装置(10)，该传感器装置至少具有第一传感器(10‑1)、第二传感器(10‑2)和行驶动力传感器(10‑A)，其中，第一传感器(10‑1)用于生成第一传感器数据，其中，第二传感器(10‑2)用于生成第二传感器数据，行驶动力传感器(10‑A)用于生成初始的自身运动数据；计算装置(20)，它用于基于第一传感器数据和基于第二传感器数据提供环境图(Kn)；以及校准装置(30)，它用于基于环境图(Kn)的随时间的变化校正初始的自身运动数据，并由此提供经修正的自身运动数据。

Description

评估机动车辆自身运动的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种机动车辆驾驶员辅助系统。本发明尤其涉及一种评估机动车辆自身运动的装置和方法。

背景技术

目前，评估机动车辆自身运动最初是通过例如从车轮转速或转向角度推导出的行驶动力来确定的。

随后，机动车辆的各个传感器试图根据其本身的检测对机动车辆的自身运动进行优化。但不进行所收集数据的回传以及所检测的自身运动的集中优化。

发明内容

本发明的一项任务是提供一种评估机动车辆自身运动的改进装置和一种改进方法。

该任务是通过独立权利要求的主题解决的。其他结构形式和实施方式请参见从属权利要求、说明以及附图。

本发明的第一观点涉及一种用于评估机动车辆自身运动的装置，其中，该装置包括：至少包含第一传感器、第二传感器和行驶动力传感器的传感器装置，其中，第一传感器用于生成第一传感器数据，其中，第二传感器用于生成第二传感器数据，以及行驶动力传感器用于生成初始的自身运动数据；计算装置，它用于基于第一传感器数据和基于第二传感器数据提供环境图；以及校准装置，它用于基于第一环境图和第二环境图的随时间的变化对初始的自身运动数据进行校正/补偿，并由此提供经修正的自身运动数据。

本发明能以有益的方式优化自身运动的评估。这可例如使用基于格网/格栅的特征融合或使用SLAM方法来完成，SLAM是英语“simultaneous localization and mapping”的缩写，意为“同步定位与地图构建”，其中，使用来自进行周围环境检测的传感器的测量数据。

在此，借助术语“特征”可以定义周围环境要素或所检测的目标，如能够通过成像传感器或通过周围环境检测传感器成像以及标注在周围环境图或环境图中的周围环境要素或所检测的目标。所有有助于评估自身运动的测量点都是进行处理可以使用的特征。这些测量可由所有所能想象的传感器技术生成。例如针对辅助系统可使用雷达、摄像机、激光和超声波等类型的传感器。

本发明能以有益的方式，通过根据其他传感器数据校正任一传感器的数据对自身运动进行修正，并由此提供经优化的传感器数据融合，从而总体上总是累积地处理各单一传感器的数据值。

在此，可为机动车辆提供经优化和改进的修正的自身运动或经改进的自主定位。

本发明能以有益的方式，提高评估自身运动的准确性，因为在某一中心位置或至少在一个唯一位置进行了传感器数据的优化及其融合。为此，单一传感器所检测到的周围环境要素——亦称为特征——被发送到该中心位置，并在该中心位置进行所述特征的集中收集和集中分析评估。

在此，特征或地形目标或周围环境要素可先进行融合地或未加融合地输入到格网中，即输入到周围环境图或环境图中。在此还可考虑在各特征的检测范围中的传感器的性能或类型特性。

在将所有的特征输入到该格网中后，该来自先前测量的格网以——例如由行驶动力传感器所确定的——初始的自身运动来移动，并将来自当前格网的特征对应于先前格网的相对应特征。

换句话说，相应的传感器生成传感器数据，基于该传感器数据可连续地制图。在此，全部或至少多个传感器生成一共同的图。

本发明能以有益的方式，随后能够从由此产生的特征对——相对应的特征或相对应的地形目标或相对应的周围环境要素——中进行自身运动的修正，并将该经修正的自身运动提供给机动车辆的其他驾驶员辅助系统使用。

本发明能以有益的方式，通过使用所有传感器的特征并考虑这些特征在相应传感器的各自视野中的位置能够提高评估自身运动的准确度。

此外，通过自身运动的集中优化能够为机动车辆的所有其他功能或驾驶员辅助系统使用同一自身运动。

根据本发明另一第二观点，提供了一种用于评估机动车辆自身运动的方法，其中，该方法包括以下方法步骤：通过第一传感器生成第一传感器数据，通过第二传感器生成第二传感器数据，并通过行驶动力传感器生成初始的自身运动数据；借助计算装置基于第一传感器数据和基于第二传感器数据提供环境图；并借助校准装置基于环境图的随时间的变化对初始的自身运动数据进行校正，并基于此提供经修正的自身运动数据。

本发明有益的实施方式请参见从属权利要求。

在本发明有益的实施方式中规定，计算装置用于在环境图上成像周围环境要素。

这能以有益的方式，有针对性地在环境图上标注特征、周围环境要素或地标，并将其用于优化自身运动的评估。为了借助地标进行自身定位，例如可以提供带有本车定位的地标图。

在本发明的另一有益实施方式中规定，校准装置用于，基于至少两个时间上前后相继的环境图的比较实施环境图的随时间的变化。这能以有益的方式做到，在至少两个先后捕获的环境图中检测随时间的变化并以有益的方式用于优化自身运动的评估，其中，两个先后捕获的环境图例如具有20秒或10秒或之前1秒的时间段形式的时间间隔。在此，传感器装置用于，相应在20秒或10秒或之前1秒的时间段形式的时间间隔中生成第一传感器数据、第二传感器数据以及初始的自身运动数据。

在本发明的另一实施方式中规定，校准装置用于，通过查找相对应的周围环境要素进行时间上前后相继的环境图的比较。

这能以有益的方式基于所识别的并标记为相对应的特点或特征或地形要素或周围环境要素来优化自身运动的评估。因此，车辆可以有益的方式检测机动车辆相对于周围环境的相对运动。

在根据本发明的另一有益实施方式中规定，计算装置用于在建立环境图时考虑第一传感器和/或第二传感器的性能。这能以有益的方式使环境图顾及传感器的实际技术条件。

在根据本发明的另一有益实施方式中规定，计算装置用于，作为第一传感器和/或第二传感器的待考虑的性能，对第一传感器和/或第二传感器的有效工作范围或视野加以考虑。

在根据本发明的另一有益实施方式中规定，行驶动力传感器用于，基于车轮速度或转向角或发动机速度生成初始的自身运动数据。

在根据本发明的另一有益实施方式中规定，第一传感器和/或第二传感器被设计为光学摄像机传感器或成像雷达传感器或成像声波传感器或成像超声波传感器或超声波传感器或激光传感器。

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的本发明的之前或之后针对各实施方式所述的特征的未明确说明的组合。

附图旨在更好地理解根据本发明所述的实施方式。

附图对实施方式加以图示说明，并与文字说明一起用于解释本发明的方案。

鉴于附图得出其他实施方式和许多所述优点。附图的所示要素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一实施例的、用于评估机动车辆自身运动的装置；

图2：以示意图方式描述根据本发明另一实施例的、用于评估机动车辆自身运动方法的流程示意图；

图3：以示意图方式描述为了根据本发明所述另一实施例校正初始的自身运动数据和找到相对应的地形要素或周围环境要素而进行的第一环境图和第二环境图的融合。

具体实施方式

在附图中，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。

机动车辆或车辆涉及的例如是机动车辆或混合动力车辆，例如具有滑行功能的混合动力车辆，例如摩托车，巴士或卡车或自行车。

驾驶员辅助系统是机动车辆中用以在一定驾驶情况下对驾驶员提供支持的电子附加装置。

例如用于评估机动车辆自身运动的装置与驾驶员辅助系统耦合，例如与停车辅助系统、车道保持辅助系统、间距控制系统或制动辅助系统耦合。

图1以示意图的方式显示用于评估机动车辆100自身运动的装置。

装置1包括传感器装置10、计算装置20和校准装置30。

传感器装置10包括例如第一传感器10-1、第二传感器10-2和行驶动力传感器10-A。

第一传感器10-1用于生成第一传感器数据。

第二传感器10-2用于生成第二传感器数据。

行驶动力传感器10-A用于生成初始的自身运动数据。

计算装置20用于，基于第一传感器10-1的第一传感器数据以及基于第二传感器10-2的第二传感器数据提供环境图K1、K2、......、Kn。

校准装置30用于，基于环境图K1、K2、......、Kn的随时间的变化校正初始的自身运动数据，并由此提供经修正的自身运动数据。

第一传感器10-1、第二传感器10-2和行驶动力传感器10-A用于连续地生成数据，从而也能够在环境图K1、K2、......、Kn中示出变化和随时间的变化，所述环境图是周围环境图。

换句话说，环境图Kn也可被理解为时间图段，从而例如在周期中、即例如在每20秒或每10秒或每秒等规定的时间段结束后，生成一新的、即经更新的环境图Kn+1，即在两个周期之内生成第一环境图Kn和经更新的、第二环境图Kn+1。

图2以一示意图的方式描述一种用于自主定位或用于评估机动车辆自身运动的流程图。

作为本方法的第一步骤S1，通过第一传感器10-1生成第一传感器数据，通过第二传感器10-2生成第二传感器数据以及通过行驶动力传感器10-A生成初始的自身运动数据；

作为本方法的第二步骤S2，借助计算装置20基于第一传感器数据和基于第二传感器数据提供环境图K1、K2、Kn。

作为本方法的第三步骤S3，借助校准装置30基于环境图的随时间的变化对初始的自身运动数据进行校正并以此为基础提供经修正的自身运动数据。

经修正的自身运动数据可用于诸如车道保持辅助系统或自动转向系统或自动泊车系统等机动车辆的其他驾驶员辅助系统。

图3以一示意图方式描述为了根据本发明所述另一实施例校正初始自身运动数据和找到相对应地形要素或周围环境要素而进行的第一环境图K1与在时间上随后拍摄的第二环境图K2的融合。

第一环境图K1包括例如多个地形要素或周围环境要素P1、P2、......、Pn。作为周围环境图，第一环境图K1包括例如来自所有可用传感器的信息。

在时间上例如比环境图K1晚10秒拍摄的第二环境图K2包括例如多个地形要素或周围环境要素R1、R2、......、Rn。

作为周围环境图，第二环境图K2包括例如来自所有可用传感器的信息。

校准装置30用于，基于环境图K1、K2的随时间的变化校正初始的自身运动数据，并由此提供经修正的自身运动数据。

例如，这可通过找到相对应的目标对PR1、PR2、......、PRn来完成。

因此，根据基于初始的自身运动数据提供的、经修正的自身运动数据，初始机动车辆位置100-I可被修正到一个经修正的机动车辆位置100-K。

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，本发明可不脱离本发明实质，以许多方式进行更改或改进。

在此需要补充指出的是，“包含”和“具有”不排除其他要素或步骤，“一”不排除多数。

此外还应指出，引用上述实施例之一所述特点或步骤，也可与上述其他实施例的其他特点或步骤组合使用。权利要求中的附图标记不得被视为限制。

Claims (10)

1.一种用于评估机动车辆(100)的自身运动的装置(1)，其中，装置(1)包括：

-传感器装置(10)，该传感器装置至少具有第一传感器(10-1)、第二传感器(10-2)和行驶动力传感器(10-A)，其中，第一传感器(10-1)用于生成第一传感器数据，其中，第二传感器(10-2)用于生成第二传感器数据，行驶动力传感器(10-A)用于生成初始的自身运动数据；

-计算装置(20)，它用于基于第一传感器数据和基于第二传感器数据提供环境图(Kn)；以及

-校准装置(30)，它用于基于环境图(Kn)的随时间的变化校正初始的自身运动数据，并由此提供经修正的自身运动数据。

2.根据权利要求1所述的装置(1)，

其中，计算装置(20)用于，在环境图(Kn)上成像周围环境要素。

3.根据权利要求2所述的装置(1)，

其中，校正装置(20)用于基于至少两个时间上前后相继的环境图(K(n)、K(n+1))的比较实施环境图(Kn)的随时间的变化。

4.根据权利要求3所述的装置(1)，

其中，校准装置(20)用于，通过查找相对应的周围环境要素进行至少两个时间上前后相继的环境图(K(n)、K(n+1))的比较。

5.根据上述权利要求中任一权利要求所述的装置(1)，

其中，计算装置(20)用于，在建立环境图(Kn)时对第一传感器(10-1)和/或第二传感器(10-2)的性能加以考虑。

6.根据权利要求5所述的装置(1)，

其中，计算装置(20)用于，作为第一传感器(10-1)和/或第二传感器(10-2)的待考虑的性能，对第一传感器(10-1)和/或第二传感器(10-2)的有效工作范围或视野加以考虑。

7.根据上述权利要求中任一权利要求所述的装置(1)，

其中，行驶动力传感器(10-A)用于，基于车轮转速或转向角度或发动机转速生成初始的自身运动数据。

8.根据上述权利要求中任一权利要求所述的装置(1)，

其中，第一传感器(10-1)和/或第二传感器(10-2)被设计为光学摄像机传感器或成像雷达传感器或成像声波传感器或超声波传感器或激光传感器。

9.一种机动车辆(100)，该机动车辆具有根据上述权利要求中任一权利要求所述的装置(1)。

10.一种用于评估机动车辆(100)的自身运动的方法，其中，该方法包括下列方法步骤：

-通过第一传感器(10-1)生成第一传感器数据，通过第二传感器(10-2)生成第二传感器数据以及通过行驶动力传感器(10-A)生成初始的自身运动数据(S1)；

-基于第一传感器数据和基于第二传感器数据借助计算装置(20)提供环境图(Kn)(S2)；以及

-基于环境图(Kn)的随时间的变化借助校准装置(30)校正初始的自身运动数据并以此为基础提供经修正的自身运动数据(S3)。