CN118369589A - 用于监测车辆环境的方法和系统 - Google Patents

Abstract

用于利用布置在车辆（100）上的环境检测传感机构（10）检测车辆（100）的环境（4）内的对象（2）的方法，方法具有的步骤是：确认环境检测传感机构（10）的检测范围（12）内的监测范围（102），用以利用环境检测传感机构（10）对所述车辆（100）的环境（4）监测存在于监测范围（102）内的对象（2）；在经确认的监测范围（102）内局部地确定环境检测传感机构（10）的至少一个测量值的测量偏差；以及局部地调整（S3）经确认的监测范围（102）的范围边界（104）来适应局部地确定的测量偏差，用以利用环境检测传感机构（10）对所述车辆（100）的环境（4）监测存在于经调整的监测范围（103）内的对象（2）。

Description

用于监测车辆环境的方法和系统

技术领域

本发明涉及用于检测车辆的环境内的对象的方法和系统。

背景技术

由现有技术中已知的是，位于车辆的环境内的对象需利用布置在车辆上的环境检测传感机构进行检测。这种环境检测方式可以形成针对驾驶员辅助系统或车辆的自动运行的基础。然而，利用环境检测传感器进行的对象检测可能伴有测量技术上的不确定性，这可能会使基于对象检测所进行的用于车辆运行的决策变得不可靠。

由WO 2018/045055 A1已知，基于在车辆环境内检测到的对象来确定对象与车辆的可能的交叉路径，以便避免车辆与对象发生可能的碰撞。

发明内容

在一个方面中，本发明涉及一种用于利用布置在车辆上的环境检测传感机构检测位于车辆的环境内的对象的方法。

原则上，车辆可以是任意车辆，例如是非轨道车辆或轨道车辆。车辆可以是交通参与者。根据一个实施方式，车辆是商用车辆，例如是载重汽车。在商用车辆的情况下，对车辆的环境监测存在于环境内的对象是用于运行商用车辆的预定的前提条件。

车辆的环境可以包括车辆周围的至少一个空间范围。空间范围可以是二维的空间范围，例如是水平的平面或竖直的平面，或者可以是车辆的周围的三维的空间范围。对象可以是车辆的环境内的静态的对象或动态的对象。对象可以是车辆的环境内的静态或动态的交通参与者。例如，对象可以是另外的车辆、行人或街道设施。

环境检测传感机构可以具有至少一个检测传感器。环境检测传感机构或检测传感器可以具有测距传感器和图像检测传感器中的至少一种。测距传感器可以被构造为扫描传感器。测距传感器例如可以是雷达测量设备、激光扫描仪或者是超声波测量设备。图像检测传感器可以被构造为摄像头。

该方法所具有的一个步骤是：确认在环境检测传感机构的检测范围内的监测范围。执行确认监测范围的步骤，用以利用环境检测传感机构对车辆的环境监测存在于监测范围内的对象。该方法还可以具有的步骤是，利用环境检测传感机构对车辆的环境监测存在于监测范围内的对象。在该方法的另外的步骤中还可以确认：利用环境检测传感机构检测到的对象是否位于监测范围内。

检测范围可以是车辆的环境内的如下范围，在该范围内，环境检测传感机构可以检测到对象。因此，检测范围可以是如下测量范围，在该测量范围内，环境检测传感机构可以产生与对象有关的测量值。检测范围会受到环境检测传感机构的至少一个角度测量范围的限制。替选或附加地，检测范围会受到环境检测传感机构的至少一个距离测量范围的限制。监测范围可以作为检测范围的子范围地构造在该检测范围内。因此，监测范围可以在检测范围内被确认并可以相对于车辆地被确认。根据一个实施方式，监测范围在车辆的行驶方向上构造在车辆的侧向。

方法还具有另外的步骤：在经确认的监测范围内局部地确定环境检测传感机构的至少一个测量值的测量偏差。可以针对环境检测传感机构在经确认的监测范围的范围边界上的至少一个测量值来局部地确定测量偏差。替选或附加地，可以针对环境检测传感机构在经确认的监测范围的子范围内的至少一个测量值来局部地确定测量偏差。测量偏差可以反映环境检测传感机构的测量值的测量不确定性或者说基于该不确定性。

本发明基于的认识是，在经确认的监测范围内，环境检测传感机构的测量值的测量偏差可能会发生显著变化。因此，依赖于在监测范围的不同子范围内的所属的测量值，测量偏差彼此会有显著不同 。局部地确定的测量偏差可能与利用环境检测传感机构检测到的对象与该环境检测传感机构的相对位置有关。被检测到的对象的相对位置可以是该对象与环境检测传感机构的相对定位。因此，测量偏差可以是对象的检测到的定位与对象的目标定位的定位偏差。检测到的对象的相对位置也可以是对象与环境检测传感机构的相对取向。局部地确定的测量偏差可能与环境检测传感机构对存在于车辆的环境内的对象进行的角度测量和距离测量中的至少一种有关。

方法还具有另外的步骤：局部地调整经确认的监测范围的范围边界来适应局部地确定的测量偏差。执行局部的调整的步骤，用以利用环境检测传感机构对车辆的环境监测存在于经调整的监测范围内的对象。方法还可以具有另外的步骤：利用环境检测传感机构对车辆的环境监测存在于经调整的监测范围内的对象。

局部地调整范围边界可以具有：基于局部地确定的测量偏差局部地扩展范围边界。因此，局部地调整范围边界可以具有：以局部地确定的测量偏差局部地扩展范围边界。此外，作为局部的扩展替选或附加地，局部地调整范围边界也可以具有：基于局部地确定的测量偏差局部地回缩范围边界。

本发明还基于以下认识，即，局部地调整经确认的监测范围的空间延展来适应环境检测传感机构的空间上变化的测量偏差就可以足够用于在监测范围内进行测量技术上可靠的对象检测。因此，可以基于局部地确定的测量偏差局部地扩大监测范围，以便确保在监测范围内的可靠的对象检测。因此，局部地调整出的监测范围可以是与经确认的监测范围相比局部地扩大的监测范围。

利用本发明，能够局部地调整环境检测传感机构的监测范围来适应环境检测传感机构的空间上变化的测量偏差。经调整的监测范围可以具有安全范围，该安全范围可以围绕经确认的监测范围的范围边界布置。经确认的监测范围和安全范围可以构成经调整的监测范围。安全范围的局部的延展相当于局部的测量偏差。因此，安全范围可以依赖于局部地确定的测量偏差地沿经确认的监测范围的范围边界延展。因此，安全范围可以构成在经确认的监测范围周围的局部地变化的安全带。

本发明的有利的效果可以在于，可以使利用环境检测传感机构得到的伪阳性的对象检测（即检测到的配属于监测范围的对象实际上位于监测范围之外的情况）最少。该有利的效果可以基于：仅根据环境检测设备的局部的测量不确定性或局部的测量偏差所需的程度来局部地扩展监测范围，以便使检测到的对象以特定的确定性也被配属给监测范围。

根据方法的一个实施方式，在局部地确定测量偏差的步骤中，可以基于环境检测传感机构在测量值上的角度测量误差局部地确定测量偏差。该测量偏差可以是相应的与间距相关的测量偏差。测量值可以是对对象的角度测量，或者是对对象的定位确定，它们都可能具有角度测量误差。可以依赖于与对象的测量间距来局部地确定角度测量误差。因此，测量偏差可以是在利用环境检测传感机构进行角度测量或定位确定时的测量不确定性。测量不确定性可以是与间距相关的测量不确定性。角度测量或测量值可以与测量到的相对于对象的角度有关，或者可以与测量到的对象在环境检测传感机构的传感器坐标系中的定位有关。测量偏差或角度测量误差可以具有随机的角度测量误差，例如正态分布的角度测量误差。替选或附加地，测量偏差或角度测量误差可以具有例如基于环境检测传感机构的校准不当而出现的系统性的角度测量误差。

根据方法的另外的实施方式，在局部地确定测量偏差的步骤中，可以基于环境检测传感机构在测量值上的距离测量误差来局部地确定测量偏差。该测量偏差可以是相应的与间距相关的测量偏差。测量值可以是对对象的距离测量，或者是对对象的定位确定，它们都可能具有距离测量误差。可以依赖于与对象的测量间距局部地确定距离测量误差。因此，测量偏差可以是在利用环境检测传感机构进行距离测量或定位确定时的测量不确定性。测量不确定性可以是与间距相关的测量不确定性。距离测量或测量值可以与测量到的相对于对象的距离有关，或者可以与测量到的对象在环境检测传感机构的传感器坐标系中的定位有关。测量偏差或距离测量误差可以具有随机的距离测量误差，例如正态分布的距离测量误差。替选或附加地，测量偏差或距离测量误差可以具有例如基于环境检测传感器的校准不当而出现的系统性的距离测量误差。

根据方法的另外的实施方式，在局部地确定测量偏差的步骤中，可以基于环境检测传感机构的预定的技术数据局部地确定测量偏差。这些数据可以是传感器的运行数据。预定的技术数据可以具有关于环境检测传感机构的测量偏差的因制造商而异的数据。预定的技术数据可以具有依赖于利用环境检测传感机构测量到的与对象的距离的、利用环境检测传感机构测量到的与对象的角度的或利用环境检测传感机构测量到的对象的定位的环境检测传感机构的测量偏差。

根据方法的另外的实施方式，在局部地确定测量偏差的步骤中，可以基于环境检测传感机构在检测车辆的环境内的对象的方面的经验测试局部地确定测量偏差。经验测试可以包括将在监测范围内测量到的与测试对象的距离、测量到的与测试对象的角度或测量到的测试对象的定位与相应的目标值进行比较。因此，经验测试例如可以将测量到的测试对象的定位与目标定位进行比较。通过可以是目标-实际比较的比较可以推断出局部地确定的测量偏差。在执行经验测试时，测试对象可以位于经确认的监测范围的范围边界上。因此，可以局部地确定在范围边界上的测量偏差。

根据方法的另外的实施方式，在局部地确定测量偏差的步骤中，可以沿经确认的监测范围的范围边界局部地确定环境检测传感机构的至少一个测量值的测量偏差。可以基于沿范围边界的角度测量误差来局部地确定测量偏差。替选或附加地，可以基于沿范围边界的距离测量误差来局部地确定测量偏差。此外替选或附加地，可以基于沿范围边界确定定位时的误差来局部地确定测量偏差。可以沿经确认的监测范围的范围边界基于预定的技术数据来局部地确定测量偏差。替选或附加地，可以沿经确认的监测范围的范围边界基于经验测试来局部地确定测量偏差。

根据前述实施方式，在局部地调整经确认的监测范围的范围边界的步骤中，经调整的监测范围可以具有多边形。可以以至少一个测量值的经确定的测量偏差调整多边形。多边形可以在经确认的监测范围周围展开得到安全范围，其中，利用环境检测传感机构在该安全范围内检测到的对象基于局部地确定的测量偏差地被配属给经确认的监测范围。多边形与经确认的监测范围的间距或者说经调整的监测范围的范围边界与经确认的监测范围的范围边界的间距会局部地发生变化。间距局部地发生的变化可以基于彼此独立地局部地确定的测量偏差。

根据方法的另外的实施方式，在局部地调整经确认的监测范围的范围边界的步骤中，可以基于局部地确定的测量偏差来局部地扩展范围边界。可以基于局部地确定的角度测量误差来局部地扩展范围边界。替选或附加地，可以基于局部地确定的距离测量误差来局部地扩展范围边界。可以相对测量偏差按比例地扩展范围边界，例如扩展了测量偏差的一半。

根据方法的另外的实施方式，该方法可以具有另外的步骤：基于局部地确定的测量偏差局部地确认环境检测传感机构的至少一个测量值的测量误差范围。可以基于局部地确定的角度测量误差来展开得到局部地确认的测量误差范围。替选或附加地，可以基于局部地确定的距离测量误差来局部地展开得到局部地确认的测量误差范围。例如，测量误差范围可以是基于角度测量误差和距离测量误差展开得到的测量误差椭圆。测量误差椭圆可以是相应的测量不确定性的置信区间。

根据前述实施方式，在局部地调整经确认的监测范围的范围边界的步骤中，可以基于局部地确认的测量误差范围来局部地扩展范围边界。经确认的测量误差范围可以以局部地确认的测量误差范围的子范围来扩展，该子范围探伸超出经确认的监测范围。

在另一方面中，本发明涉及一种用于检测车辆的环境内的对象的系统。该系统具有能布置在车辆上的环境检测传感机构。环境检测传感机构可以是前一方面所述的环境检测传感机构。此外，系统还具有计算单元，计算单元被设立成确认在环境检测传感机构的检测范围内的监测范围，用以对车辆的环境监测存在于监测范围内的对象。

计算单元被设立成在经确认的监测范围内局部地确定环境检测传感机构的至少一个测量值的测量偏差。计算单元还被设立成局部地调整经确认的监测范围的范围边界来适应局部地确定的测量偏差，用以对车辆的环境监测存在于经调整的监测范围内的对象。

在另一方面中，本发明涉及一种具有环境检测传感机构的车辆。车辆还具有根据前述方面的系统。车辆、环境检测传感机构和系统可以如前述方面所述地构造。

本发明的一个方面的实施方式和特征可以形成本发明的另外的方面的相应的实施方式和特征。系统可以具有相应的系统部件，这些系统部件可以被设立成执行针对方法所述的方法步骤。

附图说明

图1示出了根据本发明的各自的实施方式的车辆和系统；

图2示出了对测量偏差进行局部的确定，用以解释本发明；

图3示出了另外的对测量偏差进行局部的确定，用以进一步解释本发明；

图4示出了根据一个实施方式的对监测范围进行局部的调整，用以解释本发明；

图5示出了根据另外的实施方式的另外的对监测范围进行局部的调整，用以进一步解释本发明；

图6示出了根据本发明的一个实施方式的用于检测车辆的环境内的对象的方法步骤的流程图。

具体实施方式

图1示出了车辆100。车辆100具有系统200，该系统具有环境检测传感机构10和计算单元202。计算单元被设立成用于执行图6中所示的方法步骤。

在图1中所示的实施例中，环境检测传感机构10具有两个检测传感器11。检测传感器11具有各自的检测范围12，这些检测范围构成了环境检测传感机构10的整个检测范围12。存在于车辆100的环境4内的对象2在检测范围12中被环境检测传感机构10检测。在此，对象2存在于检测范围12内。在环境4和检测范围12内，相对于车辆100确认了监测范围102。在图1中所示的实施例中，与车辆100的车辆纵轴线间隔开地或者说在车辆100的侧向确认了监测范围102。监测范围102具有范围边界104，在该范围边界之内能利用环境检测传感机构10检测对象2。利用环境检测传感机构10对监测范围102监测在其中存在的对象2。

在图2中，在利用环境检测传感机构10检测对象2时，基于经验测试18对测量偏差14进行局部的确定。在经验测试18中，测试对象3沿着范围边界104运动。在图2中所示的实施例中，测试对象3沿着在监测范围102的主延伸方向上延伸的至少一个范围边界104运动。测试对象3在此相对于在经验测试18期间处于静止状态的车辆100运动。环境检测传感机构10检测到测试对象3的对象轨迹19，该对象轨迹局部地与范围边界104的走向有所偏差。基于检测到的对象轨迹19与范围边界104的偏差，局部地确定了局部的测量偏差14。局部地确定的测量偏差14至少依赖于环境检测传感机构10在检测测试对象3时的测量距离地沿范围边界104发生变化。

在图3中所示的实施例中，测试对象3沿着各自的范围边界104运动，范围边界在监测范围102的副延伸方向上延伸。在利用环境检测传感机构10检测测试对象3时，局部地确定的测量偏差14沿着范围边界104随着距离的增加而变化。在图2和图3中，测量偏差14沿范围边界104展开得到测量误差范围20，这些测量误差范围囊括局部地确定的测量偏差14。测量误差范围20的宽度局部地发生变化。测量误差范围20是多边形地展开得到的范围，其中，测量误差范围20具有与监测范围102的范围边界104不平行的边界。

图4示出了适应于局部地确定的测量偏差14调整出的监测范围103。经调整的监测范围103是以局部地确定的测量偏差14扩展的。局部地确定的测量偏差14展开得到多边形106，该多边形形成经调整的监测范围103的范围边界。基于局部地确定的测量偏差14，将存在于经调整的监测范围103的范围边界之内的对象2配属给监测范围102。未在经调整的监测范围103之内检测到的对象2则不配属给监测范围102。

图5根据另外的实施方式示出了确定的测量偏差14和待以局部地确定的测量偏差14来调整的经确认的监测范围102的范围边界104。测量偏差14从技术数据16中确定或读取。从技术数据16中沿监测范围102的范围边界104局部地确定角度测量误差22和距离测量误差24。局部地确定相应的误差在多边形106的弯折处进行。角度测量误差22和距离测量误差24展开得到误差椭圆21来作为沿范围边界104的测量误差范围20。这些测量误差范围20又展开得到多边形106，该多边形构成了局部地调整的监测范围103的范围边界。

图6示意性地示出了用于利用布置在车辆100上的环境检测传感机构10检测车辆100的环境4内的对象2的方法步骤S1至S3的流程图。该方法由系统200执行。在第一步骤S1中，确认在环境检测传感机构10的检测范围12内的监测范围102。在另外的步骤S2中，在经确认的监测范围102内局部地确定环境检测传感机构10的测量偏差14。在另外的步骤S3中，以局部地确定的测量偏差14来调整经确认的监测范围102的范围边界104。

附图标记列表

2对象

3测试对象

4环境

10环境检测传感机构

11检测传感器

12检测范围

14测量偏差

16技术数据

18经验测试

19检测到的对象轨迹

20测量误差范围

21误差椭圆

22角度测量误差

24距离测量误差

100车辆

102监测范围

103经调整的监测范围

104范围边界

106多边形

200系统

202计算单元

S1确认监测范围

S2确定测量偏差

S3调整范围边界

Claims (10)

1.用于利用布置在车辆（100）上的环境检测传感机构（10）检测所述车辆（100）的环境（4）内的对象（2）的方法，所述方法具有的步骤是：确认（S1）在所述环境检测传感机构（10）的检测范围（12）内的监测范围（102），用以利用所述环境检测传感机构（10）对所述车辆（100）的环境（4）监测存在于所述监测范围（102）内的对象（2），其特征在于具有以下步骤：在经确认的监测范围（102）内局部地确定（S2）所述环境检测传感机构（10）的至少一个测量值的测量偏差（14），以及局部地调整（S3）所述经确认的监测范围（102）的范围边界（104）来适应局部地确定的测量偏差（14），用以利用所述环境检测传感机构（10）对所述车辆（100）的环境（4）监测存在于经调整的监测范围（103）内的对象（2）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在局部地确定（S2）所述测量偏差（14）的步骤中，基于所述环境检测传感机构（10）在测量值上的角度测量误差（22）局部地确定所述测量偏差（14）。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在局部地确定（S2）所述测量偏差（14）的步骤中，基于所述环境检测传感机构（10）在测量值上的距离测量误差（24）局部地确定所述测量偏差（14）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在局部地确定（S2）所述测量偏差（14）的步骤中，基于所述环境检测传感机构（10）的预定的技术数据（16）局部地确定所述测量偏差（14）。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在局部地确定（S2）所述测量偏差（14）的步骤中，基于所述环境检测传感机构（10）在检测所述车辆（100）的环境（4）内的对象（2）的方面的经验测试（18）局部地确定所述测量偏差（14）。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在局部地确定（S2）所述测量偏差（14）的步骤中，沿所述经确认的监测范围（102）的范围边界（104）局部地确定所述环境检测传感机构（10）的至少一个测量值的测量偏差（14），并且在局部地调整（S3）所述经确认的监测范围（102）的范围边界（104）的步骤中，经调整的监测范围（103）具有多边形（106），所述多边形被调整来适应至少一个测量值的经确定的测量偏差（14）。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在局部地调整（S3）所述经确认的监测范围（102）的范围边界（104）的步骤中，基于局部地确定的测量偏差（14）局部地扩展所述范围边界（104）。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于具有另外的步骤：基于局部地确定的测量偏差（14）局部地确认所述环境检测传感机构（10）的至少一个测量值的测量误差范围（20），其中，在局部地调整（S3）所述经确认的监测范围（102）的范围边界（104）的步骤中，基于局部地确认的测量误差范围（20）局部地扩展所述范围边界（104）。

9.用于检测车辆（100）的环境（4）内的对象（2）的系统（200），所述系统具有能布置在所述车辆（100）上的环境检测传感机构（10）和计算单元（202），所述计算单元被设立成确认在所述环境检测传感机构（10）的检测范围（12）内的监测范围（102），用以对所述车辆（100）的环境（4）监测存在于所述监测范围（102）内的对象（2），其特征在于，所述计算单元（202）被设立成用于在经确认的监测范围（102）内局部地确定所述环境检测传感机构（10）的至少一个测量值的测量偏差（14），并且局部地调整所述经确认的监测范围（102）的范围边界（104）来适应局部地确定的测量偏差（14），用以对所述车辆（100）的环境（4）监测存在于经调整的监测范围（103）内的对象（2）。

10.车辆（100），所述车辆具有环境检测传感机构（10），其特征在于，所述车辆（100）具有根据权利要求9所述的系统（200）。