CN113954766A - 用于基于状况地处理机动车的传感器数据的方法和装置 - Google Patents

用于基于状况地处理机动车的传感器数据的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于基于状况地处理机动车(26)的传感器数据的方法，在该方法中，将由传感器(12，14，16，18，20，22)关于所述机动车(26)的环境状况而生成的传感器数据通过总线(24)传输给计算单元(10)，所述计算单元(10)在考虑所传输的传感器数据的情况下求取信息需求并且基于所求取的信息需求和所述总线(24)的负载生成对进一步的传感器数据的请求，并将所述请求发送给传感器(12，14，16，18，20，22)。本发明还涉及一种相应的装置。

Description

用于基于状况地处理机动车的传感器数据的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于基于状况地处理机动车的传感器数据的一种方法和一种装置。
背景技术
现代机动车装备有传感器，这些传感器提供关于机动车的当前状态和行驶状况的信息并显示给驾驶员，或者可以由其他车辆系统进一步处理。例如已知一些驾驶员辅助系统，这些驾驶员辅助系统基于在本车辆周围环境中感测到的对象的位置数据来识别潜在的危险行驶状况并且在识别到危险状况时警告驾驶员，以便可以避免事故。为此目的，车辆装备有环境传感器，例如视频摄像机或雷达传感器、激光雷达传感器或超声波传感器，这些环境传感器可以监视车辆的周围环境并提供关于在这些区域中探测到的对象的信息。由这些环境传感器提供的传感器数据可以组合成代表本车辆当前行驶状况的总图像。还已知用于机动车的安全系统，安全系统从这种传感器数据中自动地推导出危险潜在性，例如为了避免碰撞而采取措施，警告车辆驾驶员或干预车辆控制，例如通过采取可以避免碰撞或减轻碰撞后果的自动化制动手段。
对传感器数据的处理通常在公共计算单元例如中央处理器(CPU)等中进行，中央处理器通过数据总线与各个传感器通信。为了提高上面提及的系统的功率能力，期望获得并处理尽可能多的传感器数据。随着传感器数量的增加，要传输的数据量和总线负载增加。但是，数据传输的效率对于处理传感器数据的系统的功率能力又很重要。选择车辆中存在的其他数据总线许会导致这些总线过载。而附加的数据总线导致制造成本增加。
发明内容
因此，本发明的任务是，提出用于基于状况地处理机动车传感器数据的一种方法和一种装置，它们在不造成附加制造成本的情况下提高传感器与计算单元之间的数据传输效率。而是应使成本总体上保持较低。
根据本发明，该任务通过根据本发明的方法并且通过根据本发明的装置来解决。
在根据本发明的方法中，将由传感器关于车辆的环境状况而生成的传感器数据通过总线传输给计算单元。计算单元在考虑所传输的传感器数据的情况下求取信息需求。基于所求取的信息需求和总线的负载生成对进一步的传感器数据的请求，并将所述请求发送给所述传感器。
根据本发明的方法提供的优点在于，计算单元可以基于已经传输的传感器数据来评估，哪些信息是必需的以便能够足够精确地估计车辆状况，即例如如此估计，使得上述类型的驾驶员辅助系统能够可靠地工作。例如可以以此方式决定，由确定的传感器提供的传感器数据相比于其他传感器数据具有优先地位，即在评估当前行驶状况或环境状况的潜在危险方面具有较高优先级的那些传感器数据。此外，通过求取总线的负载可以决定，优先请求哪些传感器的哪些传感器数据，以便随后优选将所述传感器数据传输给计算单元。
因此，由计算单元基于当前求取的信息需求和总线负载生成的请求旨在仅将对于状况而言重要的相关传感器数据优先加载给总线。以此方式可以尽可能减少数据交换。
本发明的有利的构型由扩展技术方案得出。
根据本发明的方法的一种优选实施方式，将传感器数据周期性地传输给计算单元，并且在每个周期中根据基于在前一个周期中传输给所述计算单元的传感器数据所求取的信息需求以及在所述前一个周期中所述总线的负载来生成对传感器数据的所述请求。因此，可以在不同的周期重新决定，计算单元为了评估机动车的状况并为了运行其他系统而需要哪些传感器数据。例如，从在第一周期中传输给计算单元的传感器数据可以推断出，优选需要描述车辆前方环境区域中的状况的传感器数据。在随后的第二个周期中则可以仅请求监视该区域的传感器的传感器数据。在某些情况下，从这些传感器生成的数据中又选择出确定的传感器数据，这些传感器数据对于状况评估优先相关，例如在车辆前方环境区域中探测到的对象的数量。总线的负载则是附加的标准，在考虑该标准的情况下生成对相应传感器数据的请求。
优选地，每个单个传感器监视车辆环境的一个确定区域。传感器例如可以包括雷达传感器、激光雷达传感器、超声波传感器、视频摄像机或它们的组合。
根据该方法的另一优选实施方式，所述请求包括确定的传感器相对于其他传感器的优先级排序，使得排序优先的传感器的传感器数据被优先地传输给计算单元。例如，如果在通过计算单元求取信息需求时确定，来自前方车辆环境的区域的信息优先与状况评估有关，则请求可以包含监视该相关环境区域的传感器排序优先。
此外优选，所述请求包括传感器数据的确定的数据内容相对于其他数据内容的优先级排序，使得排序优先的数据内容被优先传输给计算单元。因而，基于所求取的信息需求发生对相关数据内容的选择，这些数据内容在考虑总线负载的情况下被优先传输。
此外优选，传感器数据至少包括所探测的对象的数量，并且所探测的对象的数量是排序优先的数据内容。
可以将前面描述的传感器数据的数据内容的优先级排序与确定的传感器的优先级排序相关联。如果例如在求取信息需求时确定，由监视车辆前方区域的传感器求取的对象的数量是优先相关的，则仅从监视该区域的传感器请求所探测的对象的数量作为优先的数据内容并传输给计算单元。术语“优先级排序”应当不仅包括这种可能性：在传输相关性较低的其他传感器数据之前先传输具有较高相关性的传感器数据，从而确定了传输顺序，而且还可以包括这种可能性：仅传输排序优先的传感器数据或排序优先的传感器的传感器数据并且放弃非排序优先的传感器数据的传输或非排序优先的传感器的传感器数据的传输。
此外优选，传感器数据代表特定事件的出现，并且这种特定事件的重新是排序优先的数据内容。
根据本发明方法的另一优选实施方式，所述信息需求还在考虑描述机动车内部状态的车辆数据的情况下来求取。这种内部车辆数据例如可以是转向系统、制动器、驱动系等的数据。
此外优选，所述信息需求还在考虑描述机动车所在的运动空间的地形数据的情况下来求取。这些地形数据代表一种地图，车辆在该地图上运动并且该地图可以包含对于评估行驶状况特别相关的元素，例如道路走向的特殊性、危险点等。
本发明还包括一种用于基于状况地处理机动车的传感器数据的装置，该装置包括计算单元、一定数量的用于监视机动车的环境的传感器以及将传感器与计算单元连接的总线，其中，所述传感器设置为用于关于机动车的环境状况而生成传感器数据并将所述传感器数据通过总线传输给计算单元，所述计算单元适合于在考虑所传输的传感器数据的情况下求取信息需求并且基于所求取的信息需求和所述总线的负载来生成对进一步的传感器数据的请求并将所述请求发送给所述传感器。
附图说明
本发明的实施例在附图中示出并且在下面的说明书中进一步阐述。
附图示出：
图1：根据本发明的装置的一种实施方式的示意图；
图2：机动车的示意性俯视图，包括由传感器监视的机动车环境的不同区域；
图3和图4：图2中所示的机动车的两种不同的行驶状况；
图5和图6：根据本发明的方法的示例性流程的示意图；
图7：根据本发明的方法的细节的另一示意图。
具体实施方式
图1是机动车内的通信结构的示意图，该通信结构包括计算单元10和一定数量的传感器12、14、16、18、20、22，它们通过数据总线(以下简称为总线24)连接。传感器12、14、16、18、20、22是环境传感器，所述环境传感器布置和设置为用于监视这里未进一步示出的机动车的环境的确定区域。这种环境传感器例如可以是用于定位对象的雷达传感器、激光雷达传感器、超声波传感器和/或视频系统，其中，以上提及的类型的传感器可以任意地相互组合。
总线24可以是任何总线系统，例如CAN总线、CAN FD总线、以太网、FlexRay、MOST等。此外，总线架构可以自由选择并且不限于图1中的纯示意性的示图。此外，计算单元10可以在相反的方向上将对传感器数据的请求发送给传感器12、14、16、18、20、22。这包括针对每个传感器12、14、16、18、20、22生成个性化的请求命令并将请求命令发送给传感器的可能性。在本实施例中，计算单元10本身不具有传感器功能，但是计算单元10可以在上述类型的传感器中实现。传感器12、14、16、18、20、22和计算单元10装备有相应的通信装置，该通信装置使得能够通过总线24进行数据交换。计算单元10还可以是中央主计算单元，例如中央处理器(CPU)等。
图2示出在具有多个车道30、32、34的行车道28上的机动车26，其中，机动车26在中间车道32上行驶。机动车26的紧邻的周围区域被不同的传感器12、14、16、18、20、22覆盖。在行驶方向上位于机动车26正前方的扇区36是前方雷达传感器的监视区域，位于机动车26正前方的较长扇区38是前方摄像机的监视区域，位于机动车26右前方的扇区40是右前方雷达传感器的监视区域，位于机动车26左前方的扇区42是左前方雷达传感器的监视区域，右后方扇区44是右后方雷达传感器的监视区域，左后方扇区46是左后方雷达传感器的监视区域。
图3示出一种行驶状况，在该行驶状况中，斑马线48在机动车26前方横跨行车道28延伸。此外，在行车道34上在机动车26的斜右前方，其他机动车50位于扇区40中，该其他机动车被右前方雷达传感器感测到并被探测为单个对象。穿过斑马线48的多个交通参与者52(行人和骑行者)位于前方摄像机的扇区36中并被该前方摄像机探测为多个单个对象。由各个传感器在其监视区域中探测到的对象的数量是可以通过总线24传输给计算单元10的数据内容。其他数据内容也是可能的，例如特定事件在传感器监视区域中的出现。
图4示出机动车26在另一行车道54上的另一行驶状况，该另一行车道也具有三个车道56、58、60。在此，机动车26也位于中间车道58中。在同一行车道58上有其他车辆62位于机动车26的后面，在相邻的右行车道60上有另一车辆64位于机动车26的后面。两个车辆62和64都被右后方雷达传感器在其扇区44中感测到。在机动车26的斜右前方有第三其他车辆66，该第三其他车辆被右前方雷达传感器在其扇区40中感测到，在机动车26的斜左前方有另一其他车辆68，该其他车辆被左前方雷达传感器在其扇区42中感测到。第五其他车辆70位于本机动车26的前方，但是位于左侧相邻的车道56上，使得该其他车辆被前方摄像机在其扇区38中感测到。
图5示意性地示出根据本发明的方法在一种示意性实施方式中的流程。示出在图1中的三个选择出的传感器12、14、16与计算单元10之间的信息流，其中，传感器12相当于前方摄像机、传感器14相当于右前方雷达传感器、传感器16相当于右后方雷达传感器。图1中的其他传感器18、20、22与计算单元10之间的信息流可以以相同的方式进行。
传感器12、14、16分别生成关于机动车的环境状况的传感器数据(步骤S100)。通过总线24将所生成的传感器数据传输给计算单元10(步骤S102)。
随后，在考虑所传输的传感器数据的情况下由计算单元10求取信息需求(步骤S104)。这代表对为评估环境状况所必需的信息或数据的需求。因此，从先前传输的传感器数据中推导出信息需求。由计算单元24还确定总线24的负载(步骤S106)。可以同时求取总线24的负载和所述信息需求。
然后，基于所求取的信息需求和所求取的总线24的负载，由计算单元10生成对进一步的传感器数据的请求(步骤S108)并将所述请求发送给传感器12、14、16(步骤S110)。所述请求可以针对各个传感器12、14、16中的每个包含不同的关于从对应的传感器12、14、16需要哪些传感器数据的特定说明。所述请求也可以包括个性化的请求命令，所述个体化的请求命令仅被寻址到传感器12、14、16中的个别传感器上并且仅从这些传感器读取。
传感器12、14、16接收请求(步骤S112)并且再重新生成符合该请求的内容的传感器数据(步骤S114)。
这样的请求尤其可以包括，所述数量的传感器12、14、16中的一个或多个被如此优先排序，使得由该一个或多个排序优先的传感器12、14、16生成的传感器数据被优先地传输给计算单元10。这可以意味着，首先将排序优先的传感器12、14、16的传感器数据传输给计算单元10，然后传输其他传感器数据。但也可以是，仅将排序优先的传感器12、14、16的传感器数据传输给计算单元10，而不传输其余传感器12、14、16的传感器数据。
所述请求还可以包括，传感器数据的特定数据内容相对于其他数据内容被如此优先排序，使得优先将排序优先的数据内容传输给计算单元10。这样的排序优先的数据内容例如可以是由传感器12、14、16探测到的对象的数量。此外，这种排序优先的数据内容可以是由传感器12、14、16探测到的特定事件的出现。可以将对数据内容的这种优先级排序如此发送给涉及的所有传感器12、14、16，使得所有传感器12、14、16仅将它们分别探测到的对象的数量优先于其他数据内容地先传递给计算单元10。
因此，基于所接收的请求，传感器12、14、16生成进一步的传感器数据(步骤S114)并且通过总线24将进一步的传感器数据传输给计算单元10，使得重新执行步骤S102，随后是同时实施的步骤S104求取信息需求以及步骤S106求取总线24的负载，等等。因此，根据本发明的方法可以循环重复地执行。
图6根据图3和图4中示出的行驶状况再次示出图5中所示的方法，这些行驶状况相应于不同的环境状况。因此，该方法在根据图3的行驶状况中开始(在图6中以“行驶状况1”标记)，在该行驶状况中，传感器12(前方视频摄像机)在其监视扇区36中探测到多个对象，所述多个对象相当于斑马线48上的交通参与者52。同时，传感器14(右前方雷达传感器)探测到其他车辆50，而传感器16(右后方雷达传感器)未探测到对象。
在该周期中，传感器12、14、16优先将由它们探测到的对象的数量传送给计算单元10，所述数量由该计算单元在步骤S102中接收。在考虑所传输的、代表由不同传感器12、14、16探测到的对象的数量的传感器数据的情况下，计算单元10在随后的步骤S104中求取进一步的信息需求并同时在步骤S106中估计总线24的由该传感器数据传输引起的负载。基于所求取的信息需求和总线24的负载，在步骤S108中生成对进一步的传感器数据的请求，用于随后的、请求传感器数据的周期。所述随后的周期以步骤S110开始，在该步骤中，在步骤S108中生成的请求被传输给传感器12、14、16。
在该时间点，车辆的行驶状况已相应于图4发生改变(在图6中以“行驶状况2”标记)。传感器12、14、16在接收请求(步骤S112)之后，在步骤S114中探测相应于改变后的环境状况的传感器数据。现在，传感器12探测到其他车辆70、传感器14探测到另一车辆66、传感器16探测到车辆62和64。这些对象的所探测到的数量(对于传感器12：一个对象，对于传感器14：一个对象，对于传感器16：两个对象)通过总线24被传输给计算单元10(步骤S102)。
图7中的图示演示出用于求取计算单元10的信息需求以及用于产生对传感器数据的请求的细节。
除了源自传感器12、14、16的传感器数据200之外，计算单元10附加地可以调用地形数据202，所述地形数据描述本机动车26所在的运动空间。这些地形数据代表一种地图，车辆26在该地图上运动。该地图可以包含与评估行驶状况特别相关的元素，例如道路走向的特殊性、危险点等。
此外，在信息需求的求取中可以用到描述机动车26的内部状态的机动车数据。这样的车辆数据例如可以是车辆控制装置204的数据、制动系统206的数据或驱动系208的数据。也可以用到关于机动车26的运动的动态信息数据210。
计算单元10根据这些数据200、202、204、206、208、210求取信息需求212，并且在考虑总线24的负载的情况下如上所述求取对进一步的传感器数据的请求212，该请求被发送给传感器12、14、16、18、20、22。所述传感器数据例如可以是或者说描述探测到的对象的数量，和/或例如代表特定事件的出现。基于该请求212，传感器12、14、16、18、20、22生成进一步的传感器数据214并将其发送回给计算单元10。

Claims (10)

1.一种用于基于状况地处理机动车(26)的传感器数据的方法，在所述方法中，将由传感器(12，14，16，18，20，22)关于所述机动车(26)的环境状况而生成的传感器数据通过总线(24)传输给计算单元(10)，接着，所述计算单元(10)在考虑所传输的传感器数据的情况下求取信息需求，并且基于所求取的信息需求和所述总线(24)的负载生成对进一步的传感器数据的请求，并将所述请求发送给所述传感器(12，14，16，18，20，22)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述传感器数据周期性地传输给所述计算单元(10)，并且，在每个周期中根据基于在前一个周期中传输给所述计算单元(10)的传感器数据所求取的信息需求以及在所述前一个周期中所述总线(24)的负载来生成对传感器数据的所述请求。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个单个传感器(12，14，16，18，20，22)监视所述车辆环境的一个确定区域。
4.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述请求包含确定的传感器(12，14，16，18，20，22)相对于其他传感器(12，14，16，18，20，22)的优先级排序，使得排序优先的传感器(12，14，16，18，20，22)的传感器数据被优先传输给所述计算单元(10)。
5.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述请求包含所述传感器数据的确定的数据内容相对于其他数据内容的优先级排序，使得排序优先的数据内容被优先传输给所述计算单元(10)。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述传感器数据至少包括一定数量的所探测的对象，并且所探测的对象的数量是排序优先的数据内容。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述传感器数据代表特定事件的出现，并且这种特定事件的出现是排序优先的数据内容。
8.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述信息需求还在考虑车辆数据的情况下来求取，所述车辆数据描述所述机动车的内部状态。
9.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述信息需求还在考虑地形数据的情况下来求取，所述地形数据描述所述机动车所在的运动空间。
10.一种用于基于状况地处理机动车的传感器数据的装置，所述装置包括计算单元(10)、一定数量的用于监视所述机动车的环境的传感器(12，14，16，18，20，22)以及将所述传感器(12，14，16，18，20，22)与所述计算单元(10)连接的总线(24)，其中，所述传感器(12，14，16，18，20，22)设置为用于，关于所述机动车的环境状况而生成传感器数据并将所述传感器数据通过所述总线(24)传输给所述计算单元(10)，所述计算单元(10)设置为用于，在考虑所传输的传感器数据的情况下求取信息需求并且基于所求取的信息需求和所述总线(24)的负载来至少生成对进一步的传感器数据的请求并将所述请求发送给所述传感器(12，14，16，18，20，22)。
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