CN116897301A - 在车辆运行中检查车辆的距离传感器的功能性的方法和计算装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检查车辆的距离传感器的功能性的方法，具有以下步骤：持续地接收来自距离传感器的传感器数据，其中传感器数据描述由距离传感器发射的且在车辆环境中的至少一个物体处反射的传感器信号；根据传感器数据持续地确定距离值，距离值描述在距离传感器和至少一个物体之间的距离；存储对于预定持续时间的距离值；根据所存储的距离值确定距离传感器的当前量程；将当前量程与距离传感器的预定最大量程进行比较，并且根据比较来检查距离传感器的功能性。

Description

在车辆运行中检查车辆的距离传感器的功能性的方法和计算 装置

技术领域

本发明涉及一种用于检查车辆的距离传感器的功能性的方法。另外，本发明涉及一种用于车辆的传感器系统的计算装置。本发明还涉及一种计算机程序和一种计算机可读(存储)介质。

背景技术

现代车辆通常包括相应的距离传感器，例如雷达传感器或激光雷达传感器。距离传感器可以是车辆的驾驶员辅助系统的一部分。借助距离传感器，可以检测车辆的环境中的物体，并且可以确定物体相对于车辆的相对方位。距离传感器的可靠运行对于驾驶员辅助系统的功能至关重要，借助驾驶员辅助系统例如实现车辆的自动化的或自主的行驶。

根据规范，距离传感器具有最大量程。一方面，最大量程通过数字限制给定，即例如信号在最大距离处的切断。另外，最大量程通过距离传感器本身的灵敏度给定，距离传感器的灵敏度或还有敏感度描述可以将小信号和背景噪声区分的能力。距离传感器的最大量程由于老化、污垢和/或对距离传感器的其他的环境影响和其环境而是可变的。了解距离传感器在行驶运行中或车辆运行中的当前量程是安全相关的。例如，如果借助距离传感器可以在200m的距离处无法识别到任何物体或障碍物，则一方面这会意味着那里实际上不存在真实物体。但是另一方面，也会是如下情况，即距离传感器的当前最大量程小于200m，进而无法检测到存在的物体。

根据现有技术，距离传感器被针对所需的最大量程(包括预留量)设计。对于常规的行驶运行，预留量可以说由于减小距离传感器最大量程的所有影响而被“消耗”。鉴别到的物体与存在的置信度值相关联，置信度值从所述物体的信噪比中得出，其中在这种情况下一起考虑历史。

另外，从现有技术已知设有受控的条件以及已知的人工设置的参考目标以测量或确定距离传感器的最大量程。但是，这种受控的条件在常规行驶运行中并不存在。此外，在车辆运行中，这种参考目标不存在。因此，对于迎面而来的物体无法确定地保证理论上存在的最大量程当前可用。

在这方面，DE 10 2018 217 173 A1描述用于测试雷达传感器的功能性的雷达目标模拟器中的反射器系统。在此，反射器系统包括：至少一个天线，用于在发射平面中发射电磁波以模拟障碍物的向回散射；以及反射器，用于将由至少一个天线发射的电磁波反射到接收平面中。

发明内容

本发明的目的是：提出一种如何在车辆运行中检查车辆距离传感器的功能性的解决方案。

根据本发明，所述目的通过具有根据独立权利要求的特征的方法、计算装置、计算机程序和计算机可读(存储)介质来实现。本发明的有利的改进形式是从属权利要求的主题。

根据本发明的方法用于检查车辆的距离传感器的功能性。该方法包括：持续地接收来自距离传感器的传感器数据，其中传感器数据描述由距离传感器发射的且在车辆环境中的至少一个物体处反射的传感器信号。此外，该方法包括根据传感器数据持续地确定距离值，距离值描述在距离传感器和至少一个物体之间的距离。此外，该方法包括存储对于预定持续时间的距离值。此外，该方法包括根据所存储的距离值确定距离传感器的当前量程，以及将当前量程与距离传感器的预定最大量程进行比较。此外，该方法包括根据比较来检查距离传感器的功能性。

借助该方法应检查距离传感器的功能性。特别地，可以借助于该方法来确定距离传感器的当前量程。优选地，可以在车辆运行中或在车辆行驶期间执行该方法。该方法可以借助车辆的相应的计算装置或车辆的传感器系统来执行。计算装置可以例如是车辆的电子控制设备。距离传感器优选可以被设计为雷达传感器或激光雷达传感器。

在车辆运行时，可以持续接收距离传感器的传感器数据。传感器数据可以从距离传感器传输给计算装置。在此，传感器数据描述由距离传感器发射的且在车辆环境中的至少一个物体处反射的传感器信号。传感器信号可以例如是电磁波、光辐射等。然后，可以基于接收到的传感器数据来确定描述在距离传感器和至少一个物体之间的距离的距离值。在此，可以根据在传感器信号的发射和由至少一个物体反射的传感器信号的接收之间的运行时间来确定距离值。距离值可以被存储或存放在环形存储器中持续达预定持续时间，预定持续时间例如可以是几分钟到几小时。

然后，可以基于所存储的距离值确定传感器的当前量程。因此，基于所存储的距离值，可以求出在多远的距离内仍然可以检测到物体。在此，当前量程尤其描述当前可以借助距离传感器探测或检测物体的最大距离。因此，可以基于所存储的距离值至少估计距离传感器的当前量程。然后，可以将距离传感器的当前量程或估计量程与预定的最大量程进行比较。最大量程可以由距离传感器的制造商预设或者可以从距离传感器的数据表中获取。

然后，可以基于距离传感器的在车辆运行中已经确定的当前量程和预设的最大量程的比较来确定距离传感器的功能性。在此，尤其可以求出：传感器的当前量程是否对应于预设的最小量程或者估计的当前量程和最大量程之间的偏差是否在预设的区间内。根据本发明，将环境中的物体或其他交通参与者用作探测器。以该方式实现：在车辆运行中估计距离传感器的当前量程。因此，例如不需要单独的参考目标或受控条件以可以求出距离传感器的量程。距离传感器的量程可以在车辆运行中求出并且也还连续地求出。

优选地，预设多个距离段，根据距离值，检查借助距离传感器在多个距离段中的哪个距离段中探测到或已经探测到至少一个物体，并且根据其中探测到或已经探测到至少一个物体的距离段来确定距离传感器的当前量程。在距离传感器的检测区域内，可以预设多个距离段。可以将距离传感器的检测区域理解为环境中的可借助距离传感器检测物体的区域。距离段可以描述距距离传感器的不同的距离或距离值。然后，根据描述距环境中的物体的距离且被持续检测的距离值可以检查在多个距离段中的哪个距离段中已经识别到物体。例如，在该方法开始时，可以将相应的距离段设置为值0或“否”或“未达到”。一旦在距离段之一中识别到物体，就可以将值1或“是”或“达到”与该距离段相关联。以这种方式，可以借助少量计算耗费来求出距离传感器的当前量程。

在另一实施方式中，预设多个角度段，并且根据距离值还检查在多个角度段中的哪个角度段中借助于距离传感器探测到或已经探测到至少一个物体。除了距离段之外，因此还可以预设角度段。角度段也可以在距离传感器的检测范围内预设。例如，角度段可以分别与方位角方向上的角度段相关联。与距离段类似，也可以针对各个角度段实现条目，条目描述是否已经在角度段中探测到物体。因此，可以借助少量计算耗费来识别距离传感器的功能能量局部地或对于角度段是否受限。

在此尤其提出：根据在其中探测到或已经探测到至少一个物体的角度段来识别距离传感器的阻挡。在此，可以将术语“阻挡”理解为距离传感器被部分地覆盖或弄脏。污垢、冰、雪或其他物体可以至少局部地设置在距离传感器上。例如，如果识别到在角度段之一中尚未识别到物体，而在其他角度段中已经识别到物体，则可以从中推断出距离传感器的区域被遮挡或弄脏。例如，污垢、冰、雪、贴纸等可能位于距离传感器上或距离传感器的覆盖件上。这种阻挡可以通过检查角度段来识别，并且必要时可以请求驾驶员检查距离传感器的相应的阻挡或弄脏。

还可以提出：与角度段的检查分开地识别距离传感器的阻挡或弄脏。例如，距离传感器本身可以识别相应的阻挡。阻挡可以例如基于在污垢处反射的传感器信号和/或根据由于污垢对传感器信号发射的阻碍而单独地来识别。然后可以基于对角度段的检查来检查这种单独识别到的阻挡的合理性。

在另一实施方式中，根据描述远离车辆的物体的距离值来确定距离传感器的当前量程。因此，尤其远离该车辆移动或与该车辆远离的物体，适合于估计距离传感器的当前量程。例如，可以在与距离传感器较小的距离内以可靠的方式识别这种物体。如果物体随后远离距离传感器，则可以检查可以跟踪物体到哪个距离或距离段。以该方式，可以以可靠且简单的方式求出距离传感器的当前量程。

此外，有利的是：根据描述具有预定存在概率的物体的距离值来确定距离传感器的当前量程。原则上，可以提出：物体被用于确定传感器的量程，其中可以可靠地确定物体实际上是车辆环境中的物体。在评估从距离传感器传输给计算装置的传感器数据时，还可以求出存在概率或者探测概率，存在概率或者探测概率描述其实际上以何种概率为真实物体。在此，尤其也可以考虑探测到的物体的外部尺寸。例如可以基于：具有相对大的空间尺寸的物体可以比小物体更可靠地探测到。因此可以考虑探测到的物体的特性。此外，还可以考虑在环境中探测到这种物体的持续时间。例如，可以将高存在概率或探测概率与在相对较长的持续时间检测到的物体相关联。

因此，根据本发明提出：车辆环境中的物体被用作准“探测器”，以便能够求出距离传感器的当前量程。在此，特别是动态的、即移动的物体可以用作物体。但是，也可以提出：使用静态或不移动的物体。在该方法中，车辆本身可以移动和/或可以至少部分静止。

此外，有利的是：根据车辆的环境中的交通状况，预定存储距离值的持续时间。如上所述，存储距离值的持续时间可以是几分钟，也可以是几小时。在此，尤其提出：根据环境或环境中的交通状况来确定持续时间。在存在大量其他交通参与者或物体的城市交通状况下，持续时间可以选择为短于例如车辆在乡村地区的乡村道路上的交通情况。以该方式，可以根据状况确定或者以适配于环境的方式来确定持续时间的选择。

根据另一设计方案，在车辆进行终端切换后，删除存储的距离值。因此，如果车辆重新启动或更换终端，则可以删除存储的距离值。因此可以实现：在车辆启动后或者在车辆停放后，重新启动距离传感器的当前量程的确定。这尤其当车辆例如已停放较长时间段(例如过夜)是是合适的。在这种情况下，距离传感器可能被弄脏或者距离传感器可能被损坏。通过重新启动该方法，可以以可靠的方式识别距离传感器的阻挡或损坏。

根据本发明的用于车辆的传感器系统的计算装置被设计用于执行根据本发明的方法及其有利的设计方案。例如，计算装置可以是电子控制设备。除了计算装置之外，根据本发明的传感器系统还可以具有至少一个距离传感器。距离传感器可以优选地被设计为雷达传感器或激光雷达传感器。距离传感器还可以被设计为激光扫描仪、光学距离传感器、超声波传感器等。原则上，传感器系统还可以具有多个不同的距离传感器。

根据本发明的车辆包括根据本发明的传感器系统。车辆优选地被设计为乘用车。

本发明的另一方面涉及一种计算机程序，包括指令，指令在通过计算装置执行程序时促使计算装置执行根据本发明的方法和其有利的设计方案。此外，本发明涉及一种计算机可读(存储)介质，包括指令，指令在通过计算装置执行时促使计算装置执行根据本发明的方法和其有利的设计方案。

参考根据本发明的方法提出的优选的实施方式、它们的优点相应地适用于根据本发明的计算装置、根据本发明的传感器系统、根据本发明的车辆、根据本发明的计算机程序以及根据本发明的计算机可读(存储)介质。

本发明的其他特征从权利要求、附图和附图描述中得出。上面描述中提到的特征和特征组合，以及下面在附图描述中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合，不仅可以以分别说明的组合使用，而且也可以与不同的组合或单独地使用，而没有偏离本发明的范围。

附图说明

现在根据优选的实施例以及参考附图更详细地解释本发明。其中：

图1示出具有带距离传感器的传感器系统的车辆的示意图；

图2示出在距离传感器的检测范围内预设的多个距离段和多个角度段的示意图；和

图3示出用于检查距离传感器的功能性的方法的示意性流程图。

在附图中相同或功能相同的元件设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出车辆1的示意图，车辆在此被设计为乘用车。车辆1包括传感器系统2，传感器系统又包括距离传感器4。距离传感器4例如可以被设计为雷达传感器或激光雷达传感器。借助距离传感器4，可以发射传感器信号并且可以再次接收在车辆1的环境5中的物体6处反射的传感器信号。在此，示例性地示出车辆1的环境5中的物体6。

描述该反射的传感器信号的传感器数据可以从距离传感器4传输给传感器系统2的计算装置3。计算装置3例如可以通过电子控制设备形成。根据传感器数据，可以借助于计算装置3确定距离值，距离值描述在距离传感器4和环境5中的物体6之间的相应的距离。距离值可以根据传感器信号的发射和接收之间的运行时间来确定。

图2示出具有距离传感器4的车辆1的极大简化的视图。此外，在车辆1的环境5中，标识距离传感器4的检测范围7。在也可称为传感器视场的检测范围7中，可以借助距离传感器4检测物体6。此外，在车辆1的环境5中或在距离传感器4的检测范围7中预设多个距离段Sg1至Sg4。另外，在检测区域7中预设多个角度段A至F。角度段A至F可以对应于方位角方向上的不同的角度范围。根据距离值，现在可以检查在相应的距离段Sg1至Sg4中和/或在角度段A至F中是否分别探测到物体6。

在当前的示例中，在角度段A中，在所有距离段Sg1至Sg4中识别到物体6。在角度段B中，在距离段Sg1至Sg3中识别到物体6。在角度段C中，仅在距离段Sg1中识别到物体6。在角度段D，在距离段Sg1和Sg2中识别到物体6。在角度段E和F中，在所有距离段Sg1至Sg4中识别到物体6。

在此，通过线8说明距离段Sg1至Sg4和角度段A至F，直到距离段和角度段都已经识别到物体6。可以基于距离段Sg1至Sg4和/或角度段A至F来估计距离传感器4的当前量程。当前量程可以与距离传感器4的预定的或理论的最大量程进行比较。在此，最大量程通过线9来说明。通过将距离传感器4的所求出的量程与理论的最大量程进行比较，可以估计在车辆1运行中的功能性。

图3示出用于检查距离传感器4的功能性的方法的示意性流程图。可以在计算装置3上执行计算机程序以执行该方法。在步骤S1中，启动车辆1或传感器系统2。在此，距离传感器4也被激活或者借助距离传感器4执行相应的测量。另外，根据距离传感器4的传感器数据来求出相应的距离值。在步骤S2中，对于相应的距离段Sg1至Sg4以及角度段A至F，定义在其中没有识别到物体6。在步骤S3中，在角度段A至F和距离段Sg1至Sg4中识别物体6。在步骤S4中，然后将角度段A至F或距离段Sg1至Sg4被标识为对于距离传感器4是可达到的。另外，在终端切换之后，角度段A至F和距离段Sg1至Sg4被标识为是不可达到的(步骤S5)。

在步骤S6中，检查是否单独或借助距离传感器4本身识别到距离传感器4的阻挡。在步骤S7中，基于角度段A至F，检查距离传感器4的局部阻挡或弄脏是否实际存在。在步骤S8中，然后将相应的角度段A至F以及相应的距离段Sg1至Sg4标识为是不可达到的。例如，然后在步骤S9中，请求车辆1的驾驶员清除距离传感器4的阻挡或清洁距离传感器4。至此，相应的角度段A至F以及相应的距离段Sg1至Sg4被登记为是不可达到的(步骤S10)。如果在步骤S6中没有观察到单独获取的阻挡，则在步骤S11中推断出不存在距离传感器4的阻挡或弄脏。

最后，在步骤S12中，在可选择的时间常数或持续时间之后，然后将相应的角度段A至F以及距离段Sg1至Sg4表示为不可达到。持续时间可以在几分钟到几小时之间的范围内选择。持续时间可以根据车辆1的环境5中的交通状况或者根据环境5中的物体6的数量来预先确定。通过该方法可以在车辆1的运行中估计距离传感器4的量程，从而检查距离传感器4的功能性。

Claims (10)

1.一种用于检查车辆(1)的距离传感器(4)的功能性的方法，所述方法具有以下步骤：

-持续接收来自所述距离传感器(4)的传感器数据，其中所述传感器数据描述由所述距离传感器(4)发射的且在所述车辆(1)的环境(5)中的至少一个物体(6)处反射的传感器信号；

-根据所述传感器数据持续确定距离值，所述距离值描述在所述距离传感器(4)和所述至少一个物体(6)之间的距离；

-存储对于预定的持续时间的所述距离值；

-根据所存储的所述距离值，确定所述距离传感器(4)的当前量程；

-将所述当前量程与所述距离传感器(4)的预定的最大量程进行比较；并且

-根据所述比较来检查所述距离传感器(4)的功能性。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

预设多个距离段(Sg1至Sg4)，根据所述距离值来检查在所述多个距离段(Sg1至Sg4)中的哪个距离段中借助于所述距离传感器(4)探测到所述至少一个物体(6)，并且根据其中探测到所述至少一个物体(6)的距离段(Sg1至Sg4)来确定所述距离传感器(4)的所述当前量程。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于，

预设多个角度段(A至F)，并且根据所述距离值还检查在所述多个角度段(A至F)中的哪个角度段中借助于所述距离传感器(4)探测到所述至少一个物体(6)。

4.根据权利要求3所述的方法，

其特征在于，

根据其中探测到所述至少一个物体(6)的角度段(A至F)来识别所述距离传感器(4)的阻挡。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

根据描述远离所述车辆(1)的物体(6)的所述距离值来确定所述距离传感器(4)的所述当前量程。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

根据描述具有预定存在概率的物体(6)的距离值来确定所述距离传感器(4)的所述当前量程。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

根据所述车辆(1)的所述环境(5)中的交通状况，预定存储所述距离值的所述持续时间。

8.一种用于车辆(1)的传感器系统(2)的计算装置(3)，其中所述计算装置(3)被设计用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

9.一种计算机程序，所述计算机程序包括指令，所述指令在通过计算装置(3)执行所述程序时促使所述计算装置执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读(存储)介质，所述计算机可读(存储)介质包括指令，所述指令在通过计算装置(3)执行时促使所述计算装置执行根据权利要求1至7中任一项所述的方法。