DE102013008828A1

DE102013008828A1 - Method for creating a model of an environment of a vehicle and a correspondingly configured driver assistance system

Info

Publication number: DE102013008828A1
Application number: DE102013008828.3A
Authority: DE
Inventors: Jan Aue; Thorsten Graf; Matthias Roland Schmid
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2014-11-27

Abstract

Zur Erstellung eines Modells eines Umfelds eines Fahrzeugs (10) werden folgende Schritte durchgeführt: Erfassen von Rohdaten des Umfelds. Erstellen eines individuellen Modells (1) für ein sich bewegendes Objekt (4) abhängig von den Rohdaten, wobei das individuelle Modell (1) Bewegungen des Umfelds durch das Objekt (4) widerspiegelt. Verschieben und/oder Verdrehen des individuellen Modells (1) entsprechend einer abhängig von den Rohdaten erfassten Bewegung des Objekts (4). Erstellen des Modells des Umfelds des Fahrzeugs (10) abhängig von dem individuellen Modell (1).The following steps are carried out to create a model of the surroundings of a vehicle (10): Acquisition of raw data of the surroundings. Creation of an individual model (1) for a moving object (4) depending on the raw data, the individual model (1) reflecting movements of the environment through the object (4). Displacement and / or rotation of the individual model (1) in accordance with a movement of the object (4) detected as a function of the raw data. Creating the model of the surroundings of the vehicle (10) depending on the individual model (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Modell eines Umfelds eines Fahrzeugs zu erstellen, sowie ein Fahrerassistenzsystem, welches mit diesem Umfeldmodell arbeitet.The present invention relates to a method for creating a model of an environment of a vehicle and to a driver assistance system which works with this environment model.

Die DE 10 2010 006 828 A1 beschreibt die Erstellung eines Modells eines Umfelds eines Fahrzeugs, wobei ein objektbasiertes Umfeldmodell und ein gitterbasiertes Umfeldmodell eingesetzt werden. Dabei werden sich bewegende Anteile von Sensordaten dem objektbasierten Umfeldmodell und sich nicht bewegende Anteile der Sensordaten dem gitterbasierten Umfeldmodell zugeordnet.The DE 10 2010 006 828 A1 describes the creation of a model of an environment of a vehicle using an object-based environment model and a grid-based environment model. Here, moving parts of sensor data are assigned to the object-based environment model and non-moving parts of the sensor data are assigned to the grid-based environment model.

Die DE 10 2009 006 113 A1 beschreibt eine Umfelddarstellung eines Fahrzeugs mittels einer Belegungskarte, in welcher sowohl statische Objekte als auch dynamisch bewegte Objekte mit einer hohen Existenzwahrscheinlichkeit an den entsprechenden Positionen dargestellt sind.The DE 10 2009 006 113 A1 describes an environment representation of a vehicle by means of an occupancy map in which both static objects and dynamically moving objects are displayed with a high probability of existence at the corresponding positions.

Die US 2009/0322871 A1 betrifft die Klassifizierung von Objekten basierend auf der Fusion von Daten eines Radarsystems und eines Videosystems.The US 2009/0322871 A1 relates to the classification of objects based on the fusion of data from a radar system and a video system.

Die DE 10 2005 002 719 A1 beschreibt die Kursprädiktion bei Fahrerassistenzsystemen für Kraftfahrzeuge.The DE 10 2005 002 719 A1 describes the course prediction in driver assistance systems for motor vehicles.

Die DE 101 28 954 A1 beschreibt die Erzeugung eines Modells eines Überwachungsbereichs, welcher in jeweiligen Sichtbereichen von zwei optoelektronischen Sensoren liegt, um die Lage von erfassten Gegenständen zu bestimmen.The DE 101 28 954 A1 describes the generation of a model of a surveillance area located in respective viewing areas of two opto-electronic sensors to determine the location of detected objects.

Die Fähigkeit eine Umgebung oder ein Umfeld eines Fahrzeugs möglichst exakt zu erfassen, stellt beispielsweise für Fahrerassistenzsysteme, welche die Sicherheit und den Fahrkomfort verbessern, eine wesentliche Grundvoraussetzung dar. Generell gilt, dass ein Fahrerassistenzsystem umso besser arbeitet, je besser das Umfeld des Fahrzeugs erfasst wird. Beispielsweise hat bei einem ACC-System („Adaptive Cruise Control”) die Genauigkeit, mit welcher der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug erfasst wird, einen direkten Einfluss auf die umsetzbare Qualität der Geschwindigkeitsregelung des Fahrzeugs.The ability to grasp an environment or a vehicle environment as accurately as possible, for example, for driver assistance systems, which improve safety and driving comfort, an essential prerequisite. In general, a driver assistance system works better, the better the environment of the vehicle is detected , For example, in an ACC (Adaptive Cruise Control) system, the accuracy with which the distance to a preceding vehicle is detected has a direct impact on the implementable quality of the vehicle's cruise control.

Fahrerassistenzsysteme nach dem Stand der Technik sind beispielsweise in der Lage, Ausweichtrajektorien zu bestimmen, um z. B. zu entscheiden, ob ein Zusammenstoß mit einem anderen Objekt unvermeidlich ist oder nicht. Je genauer die Kontur und die Bewegungsrichtung des entsprechenden Objekts erfasst werden kann, desto früher kann beispielsweise eine Vollbremsung eingeleitet werden, da umso früher erfasst wird, dass ein Zusammenstoß mit dem Objekt unvermeidlich ist.For example, driver assistance systems of the prior art are able to determine avoidance trajectories, e.g. For example, to decide whether a collision with another object is unavoidable or not. The more accurately the contour and the direction of movement of the corresponding object can be detected, the earlier, for example, an emergency stop can be initiated, because the earlier it is detected that a collision with the object is unavoidable.

Daher stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, die Erstellung eines Umfeldmodels gegenüber dem Stand der Technik eines Fahrzeugs zu verbessern.Therefore, the present invention has the object to improve the creation of an environment model over the prior art of a vehicle.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Erstellung eines Modells eines Umfelds eines Fahrzeugs nach Anspruch 1 und durch ein Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 10 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.According to the invention, this object is achieved by a method for creating a model of an environment of a vehicle according to claim 1 and by a driver assistance system according to claim 10. The dependent claims define preferred and advantageous embodiments of the present invention.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Erstellung eines Modells eines Umfelds eines Fahrzeugs bereitgestellt. Dabei umfasst das Verfahren folgende Schritte:

• Erfassen von Rohdaten des Umfelds mit Hilfe einer Sensoreinrichtung des Fahrzeugs.
• Erstellen eines individuellen oder lokalen Modells für ein sich bewegendes Objekt in Abhängigkeit von den erfassten Rohdaten. Dabei spiegelt das individuelle Modell Belegungen des Umfelds durch das Objekt wider. Mit anderen Worten gibt das individuelle Modell für das Objekt an, an welchen Stellen des Umfelds sich das Objekt befindet. Unter einem sich bewegenden Objekt wird dabei ein Objekt verstanden, welches sich selbst bewegt. Ein feststehendes Objekt, welches sich nur relativ zum Fahrzeug bewegt, da sich das Fahrzeug beim Erfassen der Rohdaten selbst bewegt, ist demnach erfindungsgemäß kein sich bewegendes Objekt. Beispiele für sich bewegende Objekte sind andere Fahrzeuge sowie Fußgänger und Tiere.
• Abhängig von (insbesondere aktuell) erfassten Rohdaten wird eine Bewegung des Objekts bestimmt und das individuelle Modell entsprechend verschoben oder gedreht oder (meist) verschoben und gedreht. Wenn anhand der Rohdaten erfasst wird, dass sich das Objekt bewegt hat, wird das Modell nicht neu erstellt, sondern das Modell wird entsprechend der erfassten Bewegung im Umfeld des Fahrzeugs entsprechend verschoben und/oder gedreht, so dass das Modell nach der Verschiebung und/oder Drehung das Objekt an seiner aktuellen Position widerspiegelt.
• Das Modell des Umfelds des Fahrzeugs wird mit Hilfe des individuellen Modells des Objekts erstellt.

In the context of the present invention, a method for creating a model of an environment of a vehicle is provided. The process comprises the following steps:

• Collecting raw data of the environment with the aid of a sensor device of the vehicle.
• Create an individual or local model for a moving object based on the captured raw data. The individual model reflects the occupancy of the surroundings by the object. In other words, the individual model for the object indicates where in the environment the object is located. By a moving object is meant an object which moves itself. A fixed object, which moves only relative to the vehicle, since the vehicle itself moves when detecting the raw data, is accordingly not a moving object according to the invention. Examples of moving objects are other vehicles as well as pedestrians and animals.
• Depending on (in particular currently) acquired raw data, a movement of the object is determined and the individual model is moved or rotated accordingly or (mostly) moved and rotated. If it is detected from the raw data that the object has moved, the model will not be recreated but the model will be appropriately shifted and / or rotated according to the sensed motion around the vehicle, so that the model after the displacement and / or Rotation reflects the object at its current position.
• The model of the environment of the vehicle is created using the individual model of the object.

Indem das individuelle Modell quasi an das entsprechende sich bewegende Objekt angehängt wird und sich somit mit dem Objekt mit bewegt, d. h. objektfest ist, wird das jeweilige Objekt besser modelliert, als wenn es beispielsweise (nur) in Form eines Quaders modelliert werden würde, wie es nach dem Stand der Technik häufig der Fall ist. Wenn in dem zu erstellenden Umfeldmodell des Fahrzeugs jedes sich bewegende Objekt mittels eines entsprechenden individuellen Modells modelliert wird, können die sich bewegenden Objekte beispielsweise von einem Fahrerassistenzsystem sehr genau erfasst werden.By attaching the individual model to the corresponding moving object and thus moving with the object, ie being fixed to the object, the respective object is better modeled than if it were modeled (for example) in the form of a cuboid, as it is after this Prior art is often the case. If each moving object is modeled using a corresponding individual model in the surrounding model of the vehicle to be created, the moving objects can be detected very accurately, for example, by a driver assistance system.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Kombination von quaderbezogenen Objektbeschreibungen mit objektlokalen Belegungskarten (individuellen Modellen), welche alle Gitterzellen zu einem Objekt umfassen. Anders ausgedrückt ermöglich die vorliegende Erfindung eine Kombination der klassischen Objektfusion bzw. des klassischen merkmalsbasierten Objektrackings mit gridbasierten Fusionsansätzen (individuellen Modellen).The present invention enables the combination of parallelepiped-related object descriptions with object-local occupation maps (individual models), which comprise all grid cells for an object. In other words, the present invention enables a combination of classical object fusion and classical feature-based object tracking with grid-based fusion approaches (individual models).

Für das individuelle oder lokale Modell gibt es mehrere Varianten. Das jeweilige individuelle Modell kann

• ein gitterbasiertes Modell oder
• eine Vektorkarte oder
• ein gitterbasiertes Modell und eine Vektorkarte

umfassen. Bei dem gitterbasierten Modell kann es sich um eine zweidimensionale Belegungskarte, um eine zweidimensionale Belegungskarte mit Höheninformation oder um eine dreidimensionale Belegungskarte handeln. Dabei modelliert die zweidimensionale Belegungskarte das Objekt mit Hilfe eines zweidimensionalen Gitters oder Gitternetzes, welches diejenige Ebene überspannt, auf welchem sich das Fahrzeug bewegt. Dabei kann das Gitter bzw. Gitternetz auch gekrümmt sein, um Erhebungen und Senken zu modellieren. Jede Gitterzelle des Gitternetzes umfasst eine Belegungswahrscheinlichkeit, welche angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit das Objekt die entsprechende Gitterzelle belegt. Bei der zweidimensionalen Belegungskarte mit Höheninformation umfasst jede Gitterzelle zusätzlich eine Angabe, welche Höhe (senkrecht zum Gitter bzw. Gitternetz) das Objekt an der Stelle der Gitterzelle aufweist.There are several variants for the individual or local model. The individual model can

• a grid-based model or
• a vector map or
• a grid-based model and a vector map

include. The grid-based model may be a two-dimensional occupancy map, a two-dimensional occupancy map with elevation information, or a three-dimensional occupancy map. In this case, the two-dimensional occupancy map models the object with the aid of a two-dimensional lattice or grid, which spans the plane on which the vehicle is moving. The grid may also be curved to model elevations and depressions. Each grid cell of the grid comprises an occupancy probability indicating the probability with which the object occupies the corresponding grid cell. In the case of the two-dimensional occupancy map with height information, each grid cell additionally includes an indication of what height (perpendicular to the grid or grid) the object has at the location of the grid cell.

Bei Einsatz einer dreidimensionalen Belegungskarte wird mit einem dreidimensionalen Gitter oder Gitternetz gearbeitet, so dass es sich bei jeder Gitterzelle um ein dreidimensionales Objekt (z. B. einen Würfel oder einen Quader) handelt. Wie bei der zweidimensionalen Belegungskarte umfasst auch in diesem Fall jede Gitterzelle des Gitternetzes eine Belegungswahrscheinlichkeit, welche angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit das Objekt die jeweilige dreidimensionale Gitterzelle belegt.When using a three-dimensional occupancy map, a three-dimensional grid or grid is used, so that each grid cell is a three-dimensional object (eg a cube or a cuboid). As in the case of the two-dimensional occupancy map, in this case too, each grid cell of the grid comprises an occupancy probability which indicates with which probability the object occupies the respective three-dimensional grid cell.

Bei der Vektorkarte wird jeder Rohdaten-Messpunkt, welcher dem entsprechenden sich bewegenden Objekt zugeordnet wird, mit Hilfe eines Ortsvektors beschrieben. Der Ortsvektor zeigt auf diejenige Stelle in der Vektorkarte, an welcher der dem Objekt zugeordnete Rohdaten-Messpunkt erfasst wird.In the vector map, each raw data measurement point assigned to the corresponding moving object is described by means of a location vector. The location vector points to the point in the vector map at which the raw data measuring point assigned to the object is detected.

Die unterschiedlichen Varianten des individuellen Modells unterscheiden sich hauptsächlich hinsichtlich der Genauigkeit, mit welcher das sich bewegende Objekt abgebildet wird. Während die zweidimensionale Belegungskarte nur eine Information bereitstellt, an welchen Stellen der Ebene, auf welcher sich das Objekt bewegt, sich das Objekt befindet, stellt die zweidimensionale Belegungskarte mit Höheninformation zusätzlich die Information bereit, wie hoch das Objekt an einer bestimmten von dem Objekt besetzten Gitterzelle ist. Diese Höheninformation kann beispielsweise vorteilhaft eingesetzt werden, um zwischen verschiedenen Klassen (z. B. Fahrzeug, Fußgänger oder Tier) des sich bewegenden Objekts zu unterscheiden. Die dreidimensionale Belegungskarte übertrifft hinsichtlich der Genauigkeit in der dritten Dimension die zweidimensionale Belegungskarte mit Höheninformation, da beispielsweise auch Vorsprünge an dem sich bewegenden Objekt modelliert werden können. Die genaueste Information liefert die Vektorkarte, da mit ihr prinzipiell auch kleinste Details modelliert werden können, während die gitterbasierten Modelle hinsichtlich der Genauigkeit durch die Ausmaße einer Gitterzelle bzw. Anzahl der Gitterzellen pro Fläche/Volumen beschränkt sind.The different variants of the individual model differ mainly in the accuracy with which the moving object is mapped. While the two-dimensional occupancy map provides only information on which locations of the plane on which the object is moving, the object is located, the two-dimensional occupancy map with elevation information additionally provides the information of how high the object is at a particular grid cell occupied by the object is. For example, this altitude information may be advantageously used to distinguish between different classes (eg, vehicle, pedestrian, or animal) of the moving object. The three-dimensional occupancy map surpasses the two-dimensional occupancy map with elevation information in terms of accuracy in the third dimension, since, for example, protrusions on the moving object can also be modeled. The vector map provides the most accurate information, since it can in principle be used to model even the smallest details, while the grid-based models are limited in terms of accuracy by the dimensions of a grid cell or number of grid cells per area / volume.

Um das individuelle Modell zu verschieben und/oder zu verdrehen wird insbesondere bei den Rohdaten zwischen aktuell erfassten Rohdaten und bereits in das individuelle Modell eingearbeitete Rohdaten unterschieden. Bei den aktuellen Rohdaten kann es sich beispielsweise um das aktuelle Videobild handeln. Das individuelle Modell wird gemäß dieser Ausführungsform innerhalb des Umfeldmodells des Fahrzeugs verschoben und/oder verdreht, so dass ein Überdeckungsgrad der aktuell erfassten Rohdaten mit dem individuellen Modell möglichst hoch ist. Anders ausgedrückt wird eine Lage des individuellen Modells innerhalb des Umfeldmodels gesucht, bei welcher das individuelle Modell möglichst gut mit den aktuell erfassten Rohdaten zusammenpasst oder übereinstimmt.In order to shift and / or twist the individual model, a distinction is made in particular between the raw data currently recorded raw data and raw data already incorporated into the individual model. For example, the current raw data may be the current video image. The individual model is shifted and / or rotated within the environment model of the vehicle according to this embodiment, so that a degree of coverage of the currently acquired raw data with the individual model is as high as possible. In other words, a location of the individual model within the environment model is sought in which the individual model matches or matches as well as possible with the currently acquired raw data.

Auf diese Weise wird die Bewegung des sich bewegenden Objekts nachvollzogen, so dass das Umfeldmodell des Fahrzeugs das sich bewegende Objekt zu jedem Zeitpunkt an der korrekten Stelle des Umfeldes modelliert.In this way, the movement of the moving object is traced, so that the environment model of the vehicle models the moving object at each point in time at the correct location of the environment.

Um die aktuelle Lage des sich bewegenden Objekts möglichst optimal zu erfassen, werden gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform folgende Schritte durchgeführt:

• Ausgehend von den aktuell erfassten Rohdaten wird eine initiale Lage bzw. Anfangslage des individuellen Modells bestimmt.
• Ausgehend von dieser initialen Lage werden beispielsweise in Form einer Gaußverteilung mehrere Lagen des individuellen Modells erstellt, wobei die initiale Lage quasi das Zentrum dieser Gaußverteilung bildet.
• Für jede dieser erstellten Lagen wird ein Gewicht bestimmt, welches einen umso höheren Wert aufweist, desto besser die aktuell erfassten Rohdaten mit dem individuellen Modell, welches entsprechend der jeweiligen Lage angeordnet ist, übereinstimmen.
• Abhängig von der Menge der erstellten Lagen und dem jeweiligen Gewicht der Lage wird eine neue (möglichst optimale) Lage des individuellen Modells bestimmt, bei welcher nach gewissen Kriterien der Deckungsgrad der aktuell erfassten Rohdaten mit dem sich an der neuen Lage befindenden individuellen Modell am höchsten oder am besten ist.
• Das individuelle Modell wird entsprechend der neuen Lage angeordnet, d. h. entsprechend der neuen Lage verschoben und/oder verdreht.

In order to optimally capture the current position of the moving object, the following steps are carried out according to a preferred embodiment of the invention:

• Based on the currently acquired raw data, an initial position or initial position of the individual model is determined.
Starting from this initial position, for example in the form of a Gaussian distribution, several layers of the individual model are created, wherein the initial position forms the center of this Gaussian distribution.
For each of these created layers, a weight is determined which has a higher value, the better the currently acquired raw data match the individual model which is arranged according to the respective position.
• Depending on the amount of layers created and the respective weight of the situation, a new (optimal) position of the individual model is determined, according to certain criteria, the coverage of the currently collected raw data with the individual model at the new location highest or best.
• The individual model is arranged according to the new position, ie shifted and / or rotated according to the new position.

Indem die neue Lage abhängig von der Menge der erstellten Lagen und dem jeweiligen Gewicht der Lage bestimmt wird und nicht einfach diejenige Lage mit dem besten Deckungsgrad ausgewählt wird, kann vorteilhafterweise verhindert werden, dass die Bestimmung der neuen Lage aufgrund von Messfehlern falsch bestimmt wird.By determining the new ply depending on the amount of plies produced and the weight of the ply, rather than simply selecting the ply having the best coverage, it can be advantageously prevented that the determination of the new ply due to measurement errors is incorrectly determined.

Gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird die neue Lage mit Hilfe einer Gütefunktion und eines Optimierungsverfahrens (linear oder nicht linear) ausgehend von der aktuellen Lage des individuellen Modells bestimmt. Dazu variiert das Optimierungsverfahren ausgehend von der aktuellen Lage die Lage des individuellen Modells, um diejenige Lage als die neue Lage zu bestimmen, bei welcher ein Funktionswert der Gütefunktion am besten ist. Für die jeweilige Lage berechnet die Gütefunktion beispielsweise für jeden aktuell erfassten Rohdatenpunkt einen Wert abhängig von dem Belegungswert des individuellen Modells für diese Stelle und einer Messunsicherheit für den jeweiligen Rohdatenpunkt, indem beispielsweise der mit seiner Messunsicherheit gewichtete Rohdatenpunkt mit dem jeweiligen Belegungswert multipliziert wird. Falls das individuelle Modell mittels einer Vektorkarte modelliert wird, kann dazu ein ICP-Verfahren („Iterative Closest Point”) eingesetzt werden. Der Funktionswert der Gütefunktion für die jeweilige Lage entspricht dabei der Summe dieser Produkte über alle Rohdatenpunkte.According to an embodiment of the invention, the new location is determined by means of a merit function and an optimization method (linear or nonlinear) based on the current position of the individual model. For this purpose, the optimization method varies the position of the individual model from the current position to determine the position as the new position at which a function value of the quality function is best. For example, the quality function calculates a value depending on the occupancy value of the individual model for this location and a measurement uncertainty for the respective raw data point for each respective raw data point, for example by multiplying the raw data point weighted with its measurement uncertainty by the respective occupancy value. If the individual model is modeled using a vector map, an ICP method ("Iterative Closest Point") can be used. The function value of the quality function for the respective position corresponds to the sum of these products over all raw data points.

Der Belegungswert an einer bestimmten Stelle bzw. einem bestimmten Punkt kann dabei der Belegungswahrscheinlichkeit entsprechen, mit der die entsprechende Stelle gemäß dem individuellen Modell von dem Objekt belegt ist. Als Optimierungsverfahren kann beispielsweise das Simplex-Verfahren (z. B. wie es von Nelder und Mead beschrieben ist) eingesetzt werden.The occupancy value at a specific location or a specific point can correspond to the occupancy probability with which the corresponding location in the individual model is occupied by the object. As an optimization method, for example, the simplex method (for example, as described by Nelder and Mead) can be used.

Vorteilhafterweise umfasst das Erstellen des individuellen Modells, das aktuelle Rohdaten, welche das sich bewegende Objekt betreffen, dazu eingesetzt werden, um das individuelle Modell zu aktualisieren oder weiter zu verfeinern. Mit anderen Worten wird für ein sich bewegendes Objekt, für welches zum ersten Mal Rohdaten erfasst werden, ein individuelles Modell erstellt. Solange weitere Rohdaten für dieses Objekt erfasst werden, wird das individuelle Modell dieses Objekts anhand der jeweils aktuell erfassten Rohdaten verfeinert, so dass das individuelle Modell das Objekt umso besser beschreibt, desto länger Rohdaten für dieses Objekt erfasst werden.Advantageously, the creation of the individual model that includes current raw data pertaining to the moving object is used to update or refine the individual model. In other words, an individual model is created for a moving object for which raw data is acquired for the first time. As long as further raw data is collected for this object, the individual model of this object is refined on the basis of the currently acquired raw data, so that the individual model describes the object the better, the longer raw data for this object are acquired.

Indem quasi jegliche Rohdaten, welche zu irgendeinem Zeitpunkt von dem Objekt erfasst wurden, für das individuelle Modell verwendet werden, kann das individuelle Modell auch Teile des Objekts modellieren, welche zu einem aktuellen Zeitpunkt von der Sensoreinrichtung, mit welcher die Rohdaten erfasst werden, nicht erfasst werden. Wenn beispielsweise zu einem Zeitpunkt Rohdaten des Vorderteils eines vor dem Fahrzeug fahrenden anderen Fahrzeugs erfasst wurden, spiegelt das individuelle Modell dieses anderen Fahrzeugs dieses Vorderteil auch dann wider, wenn zu einem aktuellen Zeitpunkt nur die Rückfront des anderen Fahrzeugs von der Sensoreinrichtung des Fahrzeugs erfasst werden kann.By virtually using any raw data acquired by the object at any one time for the individual model, the individual model can also model parts of the object that are not detected at the current time by the sensor device with which the raw data is acquired become. If, for example, raw data of the front part of another vehicle driving in front of the vehicle has been detected at one time, the individual model of this other vehicle also reflects this front part, if at the present time only the back of the other vehicle can be detected by the sensor device of the vehicle ,

Das Umfeldmodell des Fahrzeugs, welches die individuellen Modelle der sich bewegenden Objekte umfasst, kann beispielsweise auch ein gitterbasiertes Modell umfassen.The environmental model of the vehicle, which includes the individual models of the moving objects, may for example also include a grid-based model.

Die Verwendung eines gitterbasiertes Modells für das Umfeldmodell des Fahrzeugs ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn auch das individuelle Modell des sich bewegenden Objekts ein gitterbasiertes Modell ist, da dann die Integration des individuellen Modells in das Umfeldmodell des Fahrzeugs vorteilhafterweise einfach zu realisieren ist.The use of a grid-based model for the environmental model of the vehicle is particularly advantageous if the individual model of the moving object is a grid-based model, since then the integration of the individual model in the environmental model of the vehicle advantageously be easy to implement.

Um eine Kontur des sich bewegenden Objekts abhängig von einem individuellen gitterbasiertes Modell zu bestimmen, kann folgendermaßen vorgegangen werden. In einer Reihe oder in einer Spalte des Gitternetzes oder Gitters wird ausgehend von einem Ende der Reihe bzw. Spalte bis zur Mitte des Gitters diejenige Gitterzelle innerhalb der Reihe bzw. Spalte gesucht, bei welcher die Belegungswahrscheinlichkeit für das Objekt zum ersten Mal seit Beginn am jeweiligen Ende dieser Reihe bzw. Spalte über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Die derart bestimmte Gitterzelle entspricht dann einem Konturpunkt der Kontur des sich bewegenden Objektes.To determine a contour of the moving object depending on an individual grid-based model, the procedure may be as follows. In a row or in a column of the grid or grid, starting from one end of the row or column up to the middle of the grid, the grid cell within the row or column is sought, in which the occupancy probability for the object for the first time since the beginning of the respective End of this series or column is above a predetermined threshold. The grid cell determined in this way then corresponds to a contour point of the contour of the moving object.

Wenn dieses Vorgehen für jede Reihe und jede Spalte des Gitternetzes für beide Enden der Reihe bzw. der Spalte durchgeführt wird, kann vorteilhafterweise die vollständige Kontur des Objektes erstellt werden. Dieses Vorgehen ist sowohl für zweidimensionale als auch für dreidimensionale Gitternetze einsetzbar.If this procedure is performed for each row and column of the grid for both ends of the row or column, then advantageously, the complete contour of the object can be created. This procedure can be used for both two-dimensional and three-dimensional grids.

Um ausgehend von der Kontur innerhalb eines zweidimensionalen gitterbasierten Modells ein Rechteck für das sich bewegende Objekt zu konstruieren, kann folgendermaßen vorgegangen werden. Für jede Spalte und jede Reihe des Gitternetzes wird die Anzahl der in der jeweiligen Reihe oder Spalte liegenden Konturpunkte bestimmt. Das Rechteck wird in der Regel von denjenigen beiden Reihen mit der höchsten Anzahl an Konturpunkten und denjenigen beiden Spalten mit der höchsten Anzahl an Konturpunkten bestimmt. Sollte die Definition nicht eindeutig sein, da beispielsweise mehr als zwei Reihen bzw. Spalten mit der maximalen Anzahl an Konturpunkten oder mehr als eine Reihe bzw. Spalte mit der zweithöchsten Anzahl an Konturpunkten existieren, werden aus der Menge von mindestens drei Reihen bzw. Spalten diejenigen beiden Reihen bzw. Spalten ausgewählt, welche am weitesten voneinander entfernt sind. Darüber hinaus kann eine Mindestanzahl vorgegebenen werden, so dass eine Kante des Rechtecks nur von einer Reihe bzw. Spalte definiert werden kann, in welcher die Anzahl der Konturpunkte oberhalb der Mindestanzahl liegt.To construct a rectangle for the moving object based on the contour within a two-dimensional mesh-based model, the procedure is as follows. For each column and row of the grid, the number of contour points in each row or column is determined. The rectangle is usually determined by the two rows with the highest number of contour points and the two columns with the highest number of contour points. If the definition is ambiguous, for example, because there are more than two rows or columns having the maximum number of contour points or more than one row or column having the second highest number of contour points, the amount of at least three rows or columns becomes those selected two rows or columns which are farthest from each other. In addition, a minimum number can be specified, so that an edge of the rectangle can only be defined by a row or column in which the number of contour points is above the minimum number.

Das vorab skizzierte Vorgehen zur Bestimmung eines Rechtecks ausgehend von einer Kontur des Objekts zeichnet sich vorteilhafterweise durch seine Einfachheit aus.The procedure outlined above for determining a rectangle starting from a contour of the object is advantageously characterized by its simplicity.

Erfindungsgemäß kann auch eine Vektorkarte als individuelles Modell eingesetzt werden.According to the invention, a vector map can also be used as an individual model.

Zur Vereinfachung kann anstelle des Rechtecks ein das Objekt einschließendes konvexes (zweidimensionales oder dreidimensionales) Polygon gebildet werden. Bei Einsatz der Vektorkarte als individuelles Modell beschreibt das Polygon quasi die Außenkontur bzw.For simplicity, instead of the rectangle, a convex (two-dimensional or three-dimensional) polygon enclosing the object may be formed. When using the vector map as an individual model, the polygon describes, so to speak, the outer contour or

Einhüllende der mittels der Vektorkarte modellierten Punkte, wobei noch ein Verfahren zur Reduktion der Konturpunkte eingesetzt werden kann. Bei Einsatz einer dreidimensionalen Vektorkarte und bei der Bestimmung eines zweidimensionalen Polygons können die Punkte zuerst auf die Ebene projiziert werden, in welcher das Polygon zu bestimmen ist.Envelope of the points modeled by means of the vector map, whereby a method for the reduction of the contour points can be used. When using a three-dimensional vector map and determining a two-dimensional polygon, the points can first be projected onto the plane in which the polygon is to be determined.

Um aus dem Polygon ein Rechteck oder einen Quader (dreidimensionales Modell) zu bestimmen, kann für jede Raumachse der Eckpunkt des Polygons mit dem minimalen Wert und der Eckpunkt des Polygons mit dem maximalen Wert bezüglich dieser Raumachse bestimmt werden, um ausgehend von diesen vier bzw. acht Punkten das Rechteck bzw. den Quader zu bestimmen. Beispielsweise kann das Rechteck bzw. der Quader derart bestimmt werden, dass das Rechteck bzw. der Quader den geringsten Abstand zu den vier bzw. acht Punkten aufweist.In order to determine a rectangle or a cuboid (three-dimensional model) from the polygon, the vertex of the polygon with the minimum value and the vertex of the polygon with the maximum value with respect to this spatial axis can be determined for each spatial axis. eight points to determine the rectangle or cuboid. For example, the rectangle or the cuboid can be determined in such a way that the rectangle or the cuboid has the smallest distance to the four or eight points.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird auch ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug bereitgestellt. Dabei umfasst das Fahrerassistenzsystem eine Sensoreinrichtung, Auswertemittel (schließen eine Steuerung ein) und eine Vorrichtung, welche von den Auswertemitteln gesteuert wird und zum Eingriff in den Betrieb des Fahrzeugs ausgestaltet ist. Das Fahrerassistenzsystem ist ausgestaltet, um mit Hilfe der Sensoreinrichtung Rohdaten im Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen, um mit Hilfe der Auswertemittel ein individuelles Modell für ein sich im Umfeld des Fahrzeugs bewegendes Objekt abhängig von den Rohdaten zu erstellen, um mit Hilfe der Auswertemittel das individuelle Modell entsprechend einer abhängig von den Rohdaten erfassten Bewegung des Objekts zu verschieben und/oder zu verdrehen und um mit Hilfe der Auswertemittel das Modell des Umfelds des Fahrzeugs in Abhängigkeit von dem individuellen Modell zu erstellen. Dabei spiegelt das individuelle Modell Belegungen des Umfelds des Fahrzeugs durch das Objekt wider.In the context of the present invention, a driver assistance system for a vehicle is also provided. In this case, the driver assistance system comprises a sensor device, evaluation means (include a controller) and a device which is controlled by the evaluation means and designed to engage in the operation of the vehicle. The driver assistance system is designed to detect raw data in the surroundings of the vehicle with the aid of the sensor device in order to create an individual model for an object moving in the environment of the vehicle with the aid of the evaluation means, in order to use the evaluation means to create the individual model to move and / or to rotate in accordance with a movement of the object detected as a function of the raw data, and with the aid of the evaluation means to create the model of the environment of the vehicle as a function of the individual model. The individual model reflects the occupancy of the surroundings of the vehicle by the object.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems entsprechen im Wesentlichen den Vorteilen des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche vorab im Detail ausgeführt sind, so dass hier auf eine Wiederholung verzichtet wird.The advantages of the driver assistance system according to the invention essentially correspond to the advantages of the method according to the invention, which are carried out in advance in detail, so that a repetition is dispensed with here.

Vorteilhafterweise kann das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem ausgestaltet sein, um ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.Advantageously, the driver assistance system according to the invention can be designed to carry out a method according to the invention.

Erfindungsgemäß kann auch ein Fahrzeug bereitgestellt werden, welches ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem umfasst.According to the invention, a vehicle may also be provided which comprises a driver assistance system according to the invention.

Erfindungsgemäß kann an jedes sich bewegende Objekt, welches beispielsweise in Form einer Quaderdarstellung modelliert wird, zusätzlich ein individuelles Modell angehängt werden, welches sich mit dem jeweiligen Objekt mit bewegt, d. h. objektfest zu diesem Objekt ist. Dabei wird jedem sich bewegenden Objekt sein individuelles Modell angehängt. Dadurch weist die vorliegende Erfindung Vorteile gegenüber dem Stand der Technik auf, bei welchem die sich bewegenden Objekte nur anhand von abstrakten Beschreibungen, beispielsweise Quaderbeschreibungen, dargestellt werden.According to the invention, an individual model can be attached to each moving object, which is modeled, for example, in the form of a cuboid representation, which additionally moves with the respective object, ie. H. is object-fixed to this object. In this case, each moving object is attached to its individual model. As a result, the present invention has advantages over the prior art, in which the moving objects are represented only on the basis of abstract descriptions, for example, quadratic descriptions.

Im Vergleich zum Stand der Technik kann zum einen die Bewegungsrichtung von sich bewegenden Objekten genauer vermessen werden. Zum anderen kann die Form oder Kontur von sich bewegenden Objekten wesentlich genauer erfasst werden, was beispielsweise bei einer Bewertung von Precrash-Situationen vorteilhaft ist.In comparison with the prior art, on the one hand, the direction of movement of moving objects can be measured more accurately. On the other hand, the shape or contour of moving objects can be detected much more accurately, which is advantageous, for example, when evaluating precrash situations.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere für Kraftfahrzeuge geeignet. Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diesen bevorzugten Anwendungsbereich eingeschränkt, da die vorliegende Erfindung auch für Schiffe, Flugzeuge sowie gleisgebundene oder spurgeführte Fahrzeuge einsetzbar ist.The present invention is particularly suitable for motor vehicles. Of course, however, the present invention is not limited to this preferred application, since the present invention is also applicable to ships, aircraft and track-bound or track-guided vehicles.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter erfindungsgemäßer Ausführungsformen mit Bezug zu den Figuren im Detail beschrieben.In the following, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments of the invention with reference to the figures.

In 1 ist eine erfindungsgemäße individuelle Gitterkarte für ein sich bewegendes Objekt dargestellt.In 1 an individual grid map according to the invention for a moving object is shown.

In 2 ist eine erfindungsgemäße individuelle Gitterkarte mit mehr Details dargestellt.In 2 an individual grid map according to the invention is shown with more details.

In 3 ist eine erfindungsgemäße individuelle Gitterkarte mit aktuellen Rohdaten für ein sich bewegendes Objekt dargestellt.In 3 an individual grid map according to the invention with current raw data for a moving object is shown.

Mit 4 wird die erfindungsgemäße Bestimmung der neuen Lage der individuellen Gitterkarte abhängig von aktuellen Rohdaten erläutert.With 4 the inventive determination of the new position of the individual grid map is explained depending on current raw data.

Mit 5 wird die erfindungsgemäße Bestimmung der Kontur des Objekts ausgehend von der individuellen Gitterkarte und die Bestimmung eines Rechtecks für das Objekt ausgehend von der Kontur erläutert.With 5 the inventive determination of the contour of the object based on the individual grid map and the determination of a rectangle for the object is explained starting from the contour.

In 6 ist eine erfindungsgemäße individuelle Gitterkarte mit Höheninformation dargestellt.In 6 an individual grid map according to the invention with height information is shown.

7 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem. 7 schematically shows a vehicle according to the invention with a driver assistance system according to the invention.

In 1 ist ein individuelles Modell als so genannte Gitterkarte 1 in Vogelperspektive für ein sich bewegendes Objekt 4 dargestellt. Das Gitternetz der Gitterkarte 1 repräsentiert einen Ausschnitt der Ebene, auf welcher das Fahrzeug 4 fährt, um das Fahrzeug 4 herum. Mit dem Bezugszeichen 6 sind Bereiche bzw. Gitterzellen bezeichnet, welche von dem Fahrzeug bzw. Objekt 4 belegt werden.In 1 is an individual model as a so-called grid map 1 in bird's-eye view for a moving object 4 shown. The grid of the grid card 1 represents a section of the plane on which the vehicle 4 drives to the vehicle 4 around. With the reference number 6 are designated areas or grid cells, which of the vehicle or object 4 be occupied.

Die Gitterkarte 1 ist mit mehr Details in 2 dargestellt. Das Objekt 4 ist innerhalb der Gitterkarte 1 mit einem Ankerpunkt bzw. Referenzpunkt 3 verankert. Die Lage 2 der Gitterkarte 1 innerhalb des Umfeldmodels wird zum einen durch die Position der Lage und zum anderen durch die Orientierung der Lage, welche durch die beiden an dem rechten unteren Eckpunkt der Gitterkarte 1 in 2 dargestellten Pfeile repräsentiert werden, definiert. Zwischen dem mit dem Bezugszeichen 2 gekennzeichneten Eckpunkt und dem Referenzpunkt 3 existiert eine feste Beziehung. Da die Lage 2 jeweils an die Bewegung des sich bewegenden Objekts 4 angepasst wird, ist die Gitterkarte 1 fest mit dem sich bewegenden Objekt 4 oder mit der Spur (dem Track) des sich bewegenden Objekts 4 gekoppelt.The grid map 1 is in with more details 2 shown. The object 4 is inside the grid map 1 with an anchor point or reference point 3 anchored. The location 2 the grid map 1 within the surrounding model is determined by the position of the position and by the orientation of the position, which by the two at the bottom right corner of the grid map 1 in 2 represented represented arrows defined. Between the one with the reference number 2 marked vertex and the reference point 3 There is a solid relationship. Because the location 2 each to the movement of the moving object 4 is adjusted, is the grid map 1 stuck with the moving object 4 or with the track (track) of the moving object 4 coupled.

Eine Lage L der Gitterkarte kann z. B. durch folgende Gleichung (1) definiert werden: L = [x, y, Φ]^T (1) A layer L of the grid card can, for. By the following equation (1): L = [x, y, Φ] ^T (1)

Dabei definiert x die Koordinate entlang der x-Achse, y die Koordinate entlang der y-Achse und Φ die Ausrichtung der Gitterkarte 1 (genauer den Winkel zwischen der Bewegungsrichtung des sich bewegenden Objekts und der Bewegungsrichtung der Sensoreinrichtung, mit welcher die Rohdaten erfasst werden).Where x is the coordinate along the x axis, y is the coordinate along the y axis, and Φ is the orientation of the grid map 1 (More specifically, the angle between the moving direction of the moving object and the moving direction of the sensor device with which the raw data is detected).

Darüber hinaus kann jedes sich bewegende Objekt 4, für welches ein individuelles Modell in Form einer Gitterkarte 1 modelliert ist, eine quaderförmige Objektbeschreibung aufweisen (d. h. das Objekt 4 wird als Quader modelliert). Die Geschwindigkeit v des sich bewegenden Objekts 4 relativ zu dem Fahrzeug 10 wird dabei in der Regel anhand der quaderförmige Objektbeschreibung bestimmt. Der Winkel Φ kann dabei auch als der Winkel zwischen dem Geschwindigkeitsvektor v des sich bewegenden Objekts 4 und dem Geschwindigkeitsvektor des Fahrzeugs 10 interpretiert werden. Der Sensorbereich der Sensoreinrichtung des Fahrzeugs 10 ist mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet.In addition, every moving object 4 , for which an individual model in the form of a grid map 1 is modeled, have a cuboid object description (ie the object 4 is modeled as a cuboid). The velocity v of the moving object 4 relative to the vehicle 10 is determined as a rule on the basis of the cuboid object description. The angle Φ can also be understood as the angle between the velocity vector v of the moving object 4 and the speed vector of the vehicle 10 be interpreted. The sensor area of the sensor device of the vehicle 10 is with the reference numeral 11 designated.

Um u. a. die Kontur von mehreren sich bewegenden Objekten abzuschätzen, wird jedem sich bewegenden Objekt eine eigene Gitterkarte (auch als Gridkarte bekannt) zugewiesen. Beispielsweise umfasst jede individuelle Gitterkarte 100·100 Zellen, wobei jede Zelle eine Kantenlänge von 0,1 m aufweist. Für jede Zelle wird jeweils die Belegungswahrscheinlichkeit berechnet, wobei alle vorherigen Messwerte (Rohdaten) bis zum aktuellen Zeitpunkt berücksichtigt werden.To u. a. To estimate the contour of several moving objects, each moving object is assigned its own grid map (also known as a grid map). For example, each individual grid map comprises 100 x 100 cells, each cell having an edge length of 0.1 m. For each cell, the occupancy probability is calculated, taking into account all previous measured values (raw data) up to the current time.

Die Qualität der jeweiligen Gitterkarte (d. h. die Genauigkeit, mit welcher die Gitterkarte das jeweilige Objekt modelliert) hängt wesentlich von der Ausrichtung ab, mit welcher aktuell erfasste Rohdaten mit der bereits vorhandenen Gitterkarte bzw. mit der bereits vorhandenen Information der jeweiligen Gitterkarte ausgerichtet oder abgeglichen werden. Dazu wird für die aktuell erfassten Rohdaten eine Lage bestimmt, für welche die aktuell erfassten Rohdaten am besten mit der jeweiligen Gitterkarte zusammenpassen. Darüber hinaus hängt die Qualität der jeweiligen Gitterkarte von der Genauigkeit der Positionsschätzung bzw. Positionsbestimmung der Rohdaten ab. Beispielsweise führt der Einsatz eines Laserscanners im Vergleich zu einem Stereo-Kamera-System bezüglich der Positionsbestimmung zu einer wesentlich genaueren Gitterkarte, da die Positionsunsicherheit jedes einzelnen Rohdatenpunktes wesentlich kleiner (in der Regel liegt sie im einstelligen Zentimeterbereich) ist als die Positionsunsicherheit beim Einsatz eines Stereo-Kamera-Systems.The quality of the respective grid map (ie the accuracy with which the grid map models the respective object) essentially depends on the orientation with which currently acquired raw data is aligned or aligned with the already existing grid map or with the already existing information of the respective grid map , For this purpose, a position is determined for the currently acquired raw data for which the currently acquired raw data match best with the respective grid map. In addition, the quality of the depends respective grid map of the accuracy of the position estimation or position determination of the raw data from. For example, the use of a laser scanner compared to a stereo camera system with respect to the position determination leads to a much more accurate grid map, since the position uncertainty of each raw data point much smaller (usually it is in the single-digit centimeter range) than the position uncertainty when using a stereo camera system.

In 3 ist ähnlich wie in 1 eine Gitterkarte 1 für ein sich bewegendes Objekt bzw. Fahrzeug 4 dargestellt. Im Unterschied zu der 1 sind in 3 in der Gitterkarte 1 zusätzlich aktuell erfasste Rohdaten 5 abgebildet. Die Aufgabe ist nun, eine neue Lage für die Gitterkarte 1 zu bestimmen, so dass die aktuell erfassten Rohdaten 5 möglichst gut mit der bisherigen Modellierung des sich bewegenden Objekts 4 (d. h. mit dem vom Objekt 4 belegten Bereich 6) zusammenpassen.In 3 is similar to in 1 a grid map 1 for a moving object or vehicle 4 shown. Unlike the 1 are in 3 in the grid map 1 additional currently recorded raw data 5 displayed. The task now is to create a new location for the grid map 1 to determine, so that the currently collected raw data 5 as well as possible with the previous modeling of the moving object 4 (ie with the object 4 occupied area 6 ) match.

Dazu wird in einem ersten Schritt ausgehend von den aktuellen Rohdaten 5 eine initiale Lage für die Gitterkarte 1 bestimmt. Dabei kann beispielsweise anhand der aktuellen Rohdaten 5 eine grobe Kontur des Objekts 4 bestimmt werden. Die initiale Lage ist nun beispielsweise dadurch definiert, dass diese grobe anhand der aktuellen Rohdaten 5 bestimmte Kontur des Objekts 4 möglichst gut mit einer Kontur, welche anhand der bisherigen Modellierung bzw. anhand des bisher vom Objekt belegten Bereichs 6 bestimmt wird, zur Deckung kommt.This is done in a first step, starting from the current raw data 5 an initial location for the grid map 1 certainly. It can, for example, based on the current raw data 5 a rough contour of the object 4 be determined. The initial position is now defined, for example, in that this rough is based on the current raw data 5 certain contour of the object 4 as well as possible with a contour, which based on the previous modeling or on the basis of the previously occupied by the object area 6 is determined, comes to cover.

Ausgehend von dieser initialen Lage werden mehrere Versuchslagen beispielsweise gemäß einer Gaußverteilung erstellt. Mit anderen Worten wird ausgehend von der initialen Lage eine Menge von Versuchslagen erstellt, wobei die meisten dieser Versuchslagen in der Nähe der initialen Lage liegen und eine ähnliche Orientierung bzw. Ausrichtung wie die initiale Lage aufweisen. Untersuchungen haben dabei gezeigt, dass es ausreicht, wenn diese Menge von Versuchslagen 100 Elemente aufweist.Starting from this initial position, several experimental positions are created, for example, according to a Gaussian distribution. In other words, starting from the initial position, a set of experimental layers is created, wherein most of these experimental layers are in the vicinity of the initial position and have a similar orientation or orientation as the initial position. Investigations have shown that it is sufficient if this amount of experimental sites 100 Has elements.

In 4 sind Versuchslagen 7 beispielhaft dargestellt. Um die 4 nicht zu überfrachten, ist nur für eine dieser Versuchslagen die zugehörige Gitterkarte 1 dargestellt. Man erkennt, dass in 4 die Rohdaten 5 in Form von Ellipsen dargestellt sind, durch welche eine Unsicherheit bezüglich der exakten Position des jeweiligen Rohdaten-Messpunkts zum Ausdruck gebracht wird.In 4 are experimental situations 7 exemplified. To the 4 not to overload, only for one of these experimental layers is the corresponding grid map 1 shown. One recognizes that in 4 the raw data 5 are represented in the form of ellipses, by which an uncertainty with respect to the exact position of the respective raw data measuring point is expressed.

Für jede dieser Versuchslagen 7 wird nun ein Gewicht bestimmt. Mit diesem Gewicht wird die Überdeckung zwischen den aktuellen Rohdaten 5 und dem vom Objekt belegten Bereich 6 für den Fall berechnet, dass sich die Gitterkarte 1 in der entsprechenden Versuchslage 7 befindet. Das Gewicht ist dabei umso größer, je besser die Überdeckung der Rohdaten-Messpunkte 5 (unter Berücksichtigung der jeweiligen Unsicherheiten bezüglich der exakten Position) mit den Gitterzellen, welche von dem Objekt belegt sind, für die jeweilige Versuchslage 7 ausfällt.For each of these experimental sites 7 Now a weight is determined. With this weight, the overlap between the current raw data 5 and the area occupied by the object 6 calculated in the event that the grid map 1 in the appropriate experimental situation 7 located. The weight is greater, the better the overlap of the raw data measuring points 5 (taking into account the respective uncertainties regarding the exact position) with the grid cells, which are occupied by the object, for the respective experimental position 7 fails.

Wenn für jede Versuchslage aus der Menge das entsprechende Gewicht bestimmt wurde, wird diejenige Gaußverteilung bestimmt, welche die beste Übereinstimmung mit der aus den Versuchslagen mit dem jeweiligen Gewicht definierten Verteilung aufweist. Die Mitte oder das Zentrum dieser derart bestimmten Gaußverteilung entspricht dann der neuen Lage der Gitterkarte 1.If the corresponding weight has been determined from the quantity for each experimental position, the Gaussian distribution which has the best agreement with the distribution defined by the test layers with the respective weight is determined. The center or center of this Gaussian distribution thus determined then corresponds to the new position of the grid map 1 ,

Nachdem die neue Lage der Gitterkarte 1 bestimmt wurde, wird das individuelle Modell bzw. die Gitterkarte 1 mit den Rohdaten 5 aktualisiert. Durch dieses Vorgehen wird das individuelle Modell bzw. die Gitterkarte 1 jedes sich bewegenden Objekts über die Zeit stabilisiert. Je größer der Zeitraum ist, über welchen Rohdaten für ein bestimmtes sich bewegendes Objekt erfasst werden, desto genauer beschreibt die entsprechende Gitterkarte 1 dieses Objekt.After the new location of the grid card 1 was determined, the individual model or the grid card 1 with the raw data 5 updated. This procedure becomes the individual model or grid map 1 every moving object stabilizes over time. The larger the period over which raw data is acquired for a particular moving object, the more accurately the corresponding grid map describes 1 this object.

Unter der Annahme, dass sich die Form oder Kontur des jeweiligen sich bewegenden Objekts über der Zeit nicht verändert, kann ausgehend von der Gitterkarte 1 die Kontur des sich bewegenden Objekts bestimmt werden. Dazu wird jede Reihe bzw. Spalte der Gitterkarte Gitterzelle für Gitterzelle beginnend an einem Ende der Reihe bzw. Spalte (Rand der Gitterkarte) bis zur Mitte der Gitterkarte dahingehend überprüft, ob die Belegungswahrscheinlichkeit der entsprechenden Gitterzelle über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Sobald bei diesem Vorgehen die erste Gitterzelle erfasst wird, deren Belegungswahrscheinlichkeit über dem vorbestimmten Schwellenwert liegt, bekommt diese Gitterzelle die Eigenschaft Konturpunkt und das Verfahren setzt für das andere Ende der Reihe bzw. Spalte oder bei der nächsten Reihe bzw. Spalte fort. Am Ende des Verfahrens wurde jede Reihe bzw. Spalte von ihren beiden Enden her untersucht. Dadurch wird/werden für jede Reihe bzw. Spalte der Gitterkarte 1

• kein Konturpunkt (keine Gitterzelle der Reihe bzw. Spalte weist eine Belegungswahrscheinlichkeit größer als der vorbestimmte Schwellenwert auf),
• ein Konturpunkt (nur von einem Ende der Reihe bzw. Spalte her kommend wird ein Konturpunkt gefunden) oder
• zwei Konturpunkte (sowohl von dem einen Ende der Reihe bzw. Spalte her kommend als auch von dem anderen Ende der Reihe bzw. Spalte her kommend wird jeweils ein Konturpunkt gefunden) bestimmt.

Assuming that the shape or contour of the respective moving object does not change over time, starting from the grid map 1 the contour of the moving object can be determined. For this purpose, each row or column of the grid card grid cell for grid cell starting at one end of the row or column (edge of the grid card) to the center of the grid card is checked to see whether the occupancy probability of the corresponding grid cell is above a predetermined threshold. As soon as in this procedure the first grid cell is detected whose occupancy probability is above the predetermined threshold value, this grid cell acquires the characteristic contour point and the method continues for the other end of the row or column or in the next row or column. At the end of the procedure, each row or column was examined from both ends. This will / will become the grid map for each row or column 1

No contour point (no grid cell of the row or column has an occupancy probability greater than the predetermined threshold value),
• a contour point (coming from one end of the row or column, a contour point is found) or
• two contour points (both coming from the one end of the row or column and coming from the other end of the row or column, a contour point is found).

Das skizzierte Verfahren setzt voraus, dass die Reihen und Spalten orthogonal zueinander angeordnet sind und dass der vom Objekt belegte Bereich 6 mittig in der Gitterkarte 1 angeordnet wird. Beispielsweise verlaufen die Reihen waagerecht und die Spalten senkrecht.The outlined procedure assumes that the rows and columns are orthogonal to each other are arranged and that occupied by the object area 6 in the middle of the grid map 1 is arranged. For example, the rows are horizontal and the columns are vertical.

In 5 sind Konturpunkte 8 für eine Gitterkarte 1 beispielhaft abgebildet. Man erkennt beispielsweise, dass im oberen Bereich mittig keine Konturpunkte in waagerechter Richtung gefunden worden sind. Dies ist darin begründet, dass in der oberen Hälfte der Gitterkarte 1 im zentralen Bereich keine Gitterzellen existieren, bei denen die Belegungswahrscheinlichkeit größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist.In 5 are contour points 8th for a grid map 1 shown as an example. It can be seen, for example, that no contour points in the horizontal direction have been found in the upper area in the center. This is due to the fact that in the upper half of the grid map 1 no grid cells exist in the central area where the occupancy probability is greater than the predetermined threshold.

Zur Bestimmung des das sich bewegende Objekt beschreibenden Rechtecks 9 (siehe 5) wird erfindungsgemäß folgendermaßen vorgegangen. Für jede Reihe bzw. Spalte der Gitterkarte 1 wird die Anzahl der in dieser Reihe bzw. Spalte liegenden Konturpunkte 8 bestimmt. Diejenige Spalte, welche in der linken Hälfte der Gitterkarte 1 liegt und die meisten Konturpunkte 8 aufweist, bildet die linke Kante des Rechtecks 9. Diejenige Spalte, welche in der rechten Hälfte der Gitterkarte 1 liegt und die meisten Konturpunkte 8 aufweist, bildet die rechte Kante des Rechtecks 9. Diejenige Reihe, welche in der oberen Hälfte der Gitterkarte 1 liegt und die meisten Konturpunkte 8 aufweist, bildet die obere Kante des Rechtecks 9, und diejenige Reihe, welche in der unteren Hälfte der Gitterkarte 1 liegt und die meisten Konturpunkte 8 aufweist, bildet die untere Kante des Rechtecks 9.To determine the rectangle describing the moving object 9 (please refer 5 ), the procedure according to the invention is as follows. For each row or column of the grid map 1 becomes the number of contour points in this row or column 8th certainly. The column, which in the left half of the grid map 1 lies and most contour points 8th has, forms the left edge of the rectangle 9 , The column, which in the right half of the grid map 1 lies and most contour points 8th has, forms the right edge of the rectangle 9 , The row, which in the upper half of the grid map 1 lies and most contour points 8th has, forms the upper edge of the rectangle 9 , and the one row, which is in the lower half of the grid map 1 lies and most contour points 8th has, forms the lower edge of the rectangle 9 ,

In bestimmten Fällen werden nur bestimmte Kanten des Rechtecks 9 von dem vom Objekt belegten Bereich 6 definiert. Beispielsweise kann die obere Kante von dem in 5 abgebildeten Bereich 6 nur schwer definiert werden, da die Anzahl von Konturpunkten 8 innerhalb der Reihen in der oberen Hälfte der Gitterkarte 1 maximal den Wert 2 aufweist. In diesem Fall kann die entsprechende Kante anhand der Länge einer mit ihr in Verbindung stehenden anderen Kante des Rechtecks 9 definiert werden. Die Länge kann beispielsweise anhand des Abstands der jeweils beiden am weitesten auseinander liegenden Konturpunkte 8 innerhalb der Reihe bzw. Spalte definiert werden.In certain cases, only certain edges of the rectangle will be used 9 from the area occupied by the object 6 Are defined. For example, the top edge of the in 5 pictured area 6 difficult to define because of the number of contour points 8th within the rows in the upper half of the grid map 1 maximum value 2 having. In this case, the corresponding edge may be based on the length of another edge of the rectangle associated with it 9 To be defined. The length can, for example, based on the distance between the two furthest apart contour points 8th be defined within the row or column.

Um das Objekt 4 nicht nur mit Hilfe eines Rechtecks 9, sondern mit Hilfe eines Quaders zu beschreiben, kann ein gitterbasiertes Modell mit Höheninformation eingesetzt werden. In 6 ist ein solches gitterbasiertes Modell mit Höheninformation 12 dargestellt. In diesem Fall weist die einzelne Gitterzelle neben einer Belegungswahrscheinlichkeit auch eine Höheninformation auf, welche angibt, wie hoch das Objekt an der der jeweiligen Gitterzelle entsprechenden Stelle ist. Ausgehend von dem Rechteck 9 kann der Quader beispielsweise dadurch bestimmt werden, dass die Höhe des Quaders gleich der maximalen Höhe der Gitterzelle gesetzt wird.To the object 4 not just with the help of a rectangle 9 but to describe with the help of a cuboid, a grid-based model with height information can be used. In 6 is such a grid-based model with altitude information 12 shown. In this case, the individual grid cell in addition to an occupancy probability on a height information, which indicates how high the object is at the respective grid cell corresponding point. Starting from the rectangle 9 For example, the cuboid may be determined by setting the height of the box equal to the maximum height of the grid cell.

In 7 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10 dargestellt, welches neben einem Bremssystem 15 ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem 20 umfasst. Das Fahrerassistenzsystem 20 umfasst dabei eine Stereokamera 14 und Auswertemittel 13. Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem 20 erstellt abhängig von den Rohdaten, welche von der Stereokamera 14 erfasst werden, ein Modell des Umfelds des Fahrzeugs 10, wobei jedes sich bewegende Objekt im Umfeld des Fahrzeugs 10 anhand eines erfindungsgemäßen individuellen Modells beschrieben wird. Wenn das Fahrerassistenzsystem 20 anhand des derart erstellten Modells des Umfelds des Fahrzeugs 10 erfasst, dass es unweigerlich zu einer Kollision mit einem der sich bewegenden Objekte kommt, steuert das Fahrerassistenzsystem 20 das Bremssystem 15 an, um die Auswirkungen eines Zusammenstoßes so weit wie möglich zu mildern.In 7 schematically is a vehicle according to the invention 10 shown, which in addition to a braking system 15 an inventive driver assistance system 20 includes. The driver assistance system 20 includes a stereo camera 14 and evaluation means 13 , The driver assistance system according to the invention 20 created depending on the raw data, which from the stereo camera 14 be captured, a model of the environment of the vehicle 10 where each moving object is in the environment of the vehicle 10 will be described with reference to an individual model according to the invention. If the driver assistance system 20 on the basis of the thus created model of the environment of the vehicle 10 detects that there is inevitably a collision with one of the moving objects controls the driver assistance system 20 the brake system 15 to mitigate the impact of a collision as much as possible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: GridkarteGrid map
22: Lagelocation
33: Referenzpunktreference point
44: Objektobject
55: Rohdatenraw Data
66: vom Objekt belegter Bereicharea occupied by the object
77: Lagelocation
88th: Konturpunktcontour point
99: Rechteckrectangle
1010: Fahrzeugvehicle
1111: Sensorbereichsensor range
1212: Höheninformationheight information
1313: Auswertemittelevaluation
1414: Stereokamerastereo camera
1515: Bremssystembraking system
2020: FahrerassistenzsystemDriver assistance system
vv: Geschwindigkeitsvektorvelocity vector
ΦΦ: Winkelangle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102010006828 A1 [0002]
DE 102009006113 A1 [0003]
US 2009/0322871 A1 [0004]
DE 102005002719 A1 [0005]
DE 10128954 A1 [0006]

Claims

Method for creating a model of an environment of a vehicle ( 10 ), the method comprising the steps of: collecting raw data of the environment, creating an individual model ( 1 ) for a moving object ( 4 ) depending on the raw data, with the individual model ( 1 ) Assignment of the environment by the object ( 4 ), shifting and / or twisting the individual model ( 1 ) according to a movement of the object detected depending on the raw data ( 4 ), and creating the model of the environment of the vehicle ( 10 ) depending on the individual model ( 1 ).

Method according to claim 1, characterized in that the individual model is a grid-based model ( 1 ) and / or a vector map, the grid-based model comprises either a two-dimensional occupancy map or a two-dimensional occupancy map with elevation information or a three-dimensional occupancy map that the two-dimensional occupancy map the object ( 4 ) is described by means of a two-dimensional grid, wherein each grid cell of the grid has an occupancy probability through the object ( 4 ) is assigned to the two-dimensional occupancy map with height information the object ( 4 ) is described by means of a two-dimensional grid, wherein each grid cell of the grid has an occupancy probability through the object ( 4 ) and additionally a height of the object ( 4 ) is assigned to the respective grid cell that the three-dimensional occupancy map the object ( 4 ) by means of a three-dimensional grid, wherein each three-dimensional grid cell of the grid has an occupancy probability by the object ( 4 ) and that the vector map indicates each measurement point of the raw data which is the object ( 4 ), by means of a location vector.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the raw data in currently acquired raw data ( 5 ) and already in the individual model ( 1 ) and that starting from the currently acquired raw data ( 5 ) the individual model ( 1 ) is shifted and / or rotated in such a way that a coverage of the currently acquired raw data ( 5 ) with the individual model ( 1 ) is increased.

Method according to Claim 3, characterized in that, starting from the currently recorded raw data ( 5 ) an initial position of the individual model ( 1 ) it is determined that, depending on the initial position, several layers ( 7 ) of the individual model, that for each of these layers ( 7 ) a weight is determined which is higher, the better the currently acquired raw data ( 5 ) with the individual model ( 1 ), which in the respective situation ( 7 ) agree that depending on these layers ( 7 ) and the weight of each layer ( 7 ) a new situation of the individual model ( 1 ), at which the coverage of the currently acquired raw data ( 5 ) with the individual model ( 1 ) is best, and that the individual model ( 1 ) is moved and / or rotated according to the new situation.

Method according to claim 3, characterized in that a new position of the individual model ( 1 ) is determined by means of a merit function and an optimization method on the basis of the current position of the individual model, that the optimization method, starting from the current position, varies the position of the individual model in order to determine the new position as the position at which a function value of the merit function it is best that the merit function for each point of the raw data currently acquired determine a value depending on an occupancy value of the individual model at that point and a measurement uncertainty for the respective raw data point to determine the function value as the sum of the values across all raw data points.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the creation of the individual model ( 1 ) collecting the raw data representing the object ( 4 ), over which the individual model ( 1 ) to specify more and more.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the model of the environment of the vehicle ( 10 ) is a grid-based model.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the individual model is a grid-based model ( 1 ) includes that a contour point ( 8th ) of the object ( 4 ) is determined by placing in a row or column of the grid starting from one end of the row or column as the contour point ( 8th ) the grid cell is determined for which the Occupancy probability is above a predetermined threshold for the first time.

Method according to claim 8, characterized in that a rectangle ( 9 ) for the object ( 4 ) for each column and row of the grid, the number of contour points in each row or column ( 8th ) determines that the rectangle ( 9 ) is determined depending on rows and / or columns with the highest number.

Driver assistance system for a vehicle ( 10 ), the driver assistance system ( 10 ) a sensor device ( 14 ), Evaluation means ( 13 ) and one of the evaluation means ( 13 ) controlled device ( 15 ) for engaging in an operation of the vehicle ( 10 ), wherein the driver assistance system ( 20 ) is configured to by means of the sensor device ( 14 ) Raw data of an environment of the vehicle ( 10 ) in order to use the evaluation means ( 13 ) an individual model ( 1 ) for a moving object ( 4 ) depending on the raw data in order to use the evaluation means ( 13 ) the individual model ( 1 ) according to a movement of the object detected depending on the raw data ( 4 ) and / or to twist, and by means of the evaluation means ( 13 ) the model of the environment of the vehicle ( 10 ) depending on the individual model ( 1 ), whereby the individual model ( 1 ) Assignment of the environment by the object ( 4 ).