DE102016203472A1 - Verfahren und Verarbeitungseinheit zur Detektion von Objekten auf Basis von asynchronen Sensordaten - Google Patents

Verfahren und Verarbeitungseinheit zur Detektion von Objekten auf Basis von asynchronen Sensordaten Download PDF

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Abstract

Es wird ein Verfahren (200) zur Detektion eines Objektes (150) in einem Umfeld eines Fahrzeugs (100) beschrieben. Das Verfahren (200) umfasst das Ermitteln (201) einer ersten Position und einer ersten Radialgeschwindigkeit eines ersten Objektpunktes (121) an einem ersten Zeitpunkt. Außerdem umfasst das Verfahren (200) das Ermitteln (202) einer zweiten Position eines zweiten Objektpunktes (122) an einem zweiten Zeitpunkt. Des Weiteren umfasst das Verfahren (200) das Ermitteln (203) einer prädizierten Position des ersten Objektpunktes (121) an dem zweiten Zeitpunkt, auf Basis der ersten Position und auf Basis der ersten Radialgeschwindigkeit. Das Verfahren (200) umfasst weiter das Detektieren (204) eines Objektes (150) in einem Umfeld des Fahrzeugs (100), auf Basis der prädizierten Position des ersten Objektpunktes (121) und auf Basis der zweiten Position des zweiten Objektpunktes (122).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Verarbeitungseinheit zur Detektion von Objekten auf Basis von zeitlich asynchronen Sensordaten von unterschiedlichen Sensoren, insbesondere von unterschiedlichen Umfeldsensoren eines Fahrzeugs.
  • Ein Fahrzeug umfasst typischerweise eine Mehrzahl von unterschiedlichen Umfeldsensoren, die eingerichtet sind, unterschiedliche Sensordaten bezüglich eines Umfelds des Fahrzeugs zu erfassen. Beispielhafte Umfeldsensoren sind Radarsensoren, Ultraschallsensoren, Lidar-Sensoren, Bildsensoren, etc. Die Sensordaten der unterschiedlichen Umfeldsensoren sind dabei typischerweise nicht zeitlich miteinander synchronisiert. Als Folge daraus können erste Sensordaten eines ersten Umfeldsensors nicht ohne Weiteres mit zweiten Sensordaten eines zweiten Umfeldsensors überlagert werden, um ein zusammengeführtes Bild des Umfelds des Fahrzeugs zu ermitteln.
  • Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, ein Verfahren und eine entsprechende Verarbeitungseinheit bereitzustellen, durch die in präziser und robuster Weise die Sensordaten mehrerer unterschiedlicher Sensoren zusammengeführt werden können, insbesondere um ein Modell eines Umfelds eines Fahrzeugs zu ermitteln und/oder um ein Objekt im Umfeld eines Fahrzeugs zu detektieren.
  • Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Detektion eines Objektes (z.B. eines Fahrzeugs) in einem Umfeld eines Fahrzeugs beschrieben. Das Verfahren kann durch eine Verarbeitungseinheit (z.B. durch ein Steuergerät) des Fahrzeugs ausgeführt werden. Das Fahrzeug kann insbesondere ein Straßenkraftfahrzeug, wie z.B. einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, einen Bus oder ein Motorrad, umfassen.
  • Das Verfahren umfasst das Ermitteln einer ersten Position und einer ersten Radialgeschwindigkeit eines ersten Objektpunktes an einem ersten Zeitpunkt. Mit anderen Worten, es kann ermittelt werden, an welcher ersten Position sich ein erster Objektpunkt (d.h. ein Punkt eines Objektes) am ersten Zeitpunkt befindet. Des Weiteren kann ermittelt werden, mit welcher Radialgeschwindigkeit sich der erste Objektpunkt an dem ersten Zeitpunkt bewegt. Die Radialgeschwindigkeit bezieht sich dabei typischerweise auf eine radiale Achse, die zwischen der ersten Position und einem Referenzpunkt des Fahrzeugs verläuft. Der Referenzpunkt kann dabei einer Position des ersten Umfeldsensors im Fahrzeug entsprechen.
  • Die erste Position und die erste Radialgeschwindigkeit werden auf Basis von ersten Sensordaten eines ersten Umfeldsensors des Fahrzeugs ermittelt. Dabei kann durch den ersten Umfeldsensor ein Messsignal (z.B. ein Radiowellen-Signal, ein Laser-Signal, ein Schall-Signal, etc.) ausgesendet werden, das an einem Punkt des Objektes reflektiert wird. Das reflektierte Signal kann dann von einer Empfangseinheit des ersten Umfeldsensors empfangen und daraufhin ausgewertet werden. Der erste Umfeldsensor kann somit eingerichtet sein, ein an dem zu detektierenden Objekt reflektiertes Messsignal auszuwerten. Dabei kann das Messsignal ein oder mehrere Wellenlängen aufweisen. Beispielsweise kann der erste Umfeldsensor Radar-, Lidar und/oder Sonar-basiert sein.
  • Die Auswertung eines reflektierten Messsignals ermöglicht es, insbesondere durch Auswertung des Dopplereffektes in dem reflektierten Messsignal, die Geschwindigkeit eines Objektes entlang der radialen Achse zwischen dem Objekt und dem Umfeldsensor zu bestimmen. Dabei können eine Stauchung und/oder eine Dehnung des reflektierten Messsignals (im Vergleich zu dem ausgesendeten Messsignal) analysiert werden, um die Geschwindigkeit des Objektes, an dem das Messsignal reflektiert wurde, zu ermitteln. Der erste Umfeldsensor kann somit eingerichtet sein, auf Basis eines an dem ersten Objektpunkt reflektierten Messsignals die erste Radialgeschwindigkeit des ersten Objektpunktes zu ermitteln.
  • Das Verfahren umfasst weiter das Ermitteln einer zweiten Position eines zweiten Objektpunktes an einem zweiten Zeitpunkt. Es wird somit die Position ermittelt, die ein zweiter Objektpunkt an einem zweiten Zeitpunkt aufweist, der sich von dem ersten Zeitpunkt unterscheidet. Die zweite Position des zweiten Objektpunktes wird dabei auf Basis von zweiten Sensordaten eines zweiten Umfeldsensors des Fahrzeugs ermittelt, wobei der erste Umfeldsensor und der zweite Umfeldsensor unterschiedlich voneinander sind. Der zweite Umfeldsensor kann z.B. einen Bildsensor, einen Ultraschallsensor, eine Kamera, einen Radarsensor und/oder einen Lidar-Sensor umfassen.
  • Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln einer prädizierten Position des ersten Objektpunktes an dem zweiten Zeitpunkt, auf Basis der ersten Position und auf Basis der ersten Radialgeschwindigkeit. Mit anderen Worten, die erste Radialgeschwindigkeit kann dazu verwendet werden, um zu prädizieren, an welcher Position sich der erste Objektpunkt an dem zweiten Zeitpunkt befindet. Somit kann die erste Radialgeschwindigkeit dazu verwendet werden, die ersten Sensordaten und die zweiten Sensordaten sowie die Position der detektierten Objektpunkte zeitlich zu synchronisieren, um ein zeitlich stimmiges Bild des Umfelds des Fahrzeugs zu ermitteln.
  • Es kann dann auf Basis der prädizierten Position des ersten Objektpunktes und auf Basis der zweiten Position des zweiten Objektpunktes, d.h. auf Basis des zeitlich synchronisierten Bildes des Umfelds des Fahrzeugs, ein Objekt im Umfeld des Fahrzeugs detektiert werden. Das Verfahren ermöglicht somit eine präzise und robuste Objektdetektion auf Basis von zeitlich asynchronen Sensordaten.
  • Die erste Position, die zweite Position und/oder die prädizierte Position können als Absolutpositionen (z.B. als Weltkoordinaten) angegeben werden. Des Weiteren können auch Geschwindigkeiten als Absolutgeschwindigkeiten angegeben werden. Insbesondere kann die erste Radialgeschwindigkeit des ersten Objektpunktes eine absolute Geschwindigkeit sein. Beispielsweise kann auf Basis der ersten Sensordaten eine relative Radialgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem ersten Objektpunkt ermittelt werden. Unter Berücksichtigung der zweidimensionalen Geschwindigkeit des Fahrzeugs kann dann aus der relativen Radialgeschwindigkeit eine absolute Radialgeschwindigkeit des ersten Objektpunktes ermittelt werden. Diese absolute Radialgeschwindigkeit kann dazu verwendet werden, die prädizierte Position des ersten Objektpunktes zu ermitteln (als absolute Position). Die Ermittlung von absoluten Positionen und/oder Geschwindigkeiten ist typischerweise in Bezug auf die Vergleichbarkeit von detektierten Objektpunkten vorteilhaft.
  • Alternativ können die erste Position, die zweite Position und/oder die prädizierte Position relative Positionen, relativ zu dem Fahrzeug, anzeigen. In entsprechender Weise können auch die Geschwindigkeiten, insbesondere die erste Radialgeschwindigkeit, relative Geschwindigkeiten, relativ zu dem Fahrzeug, anzeigen. Die prädizierte Position des ersten Objektpunktes kann dann mittels der relativen Radialgeschwindigkeit ermittelt werden (als relative Position, relativ zu dem Fahrzeug).
  • Das Ermitteln einer prädizierten Position des ersten Objektpunktes kann umfassen, das Ermitteln eines radialen Abstands der prädizierten Position von der ersten Position, auf Basis der ersten Radialgeschwindigkeit (unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs) und auf Basis des zeitlichen Abstands zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt.
  • Dabei verläuft der radiale Abstand entlang der radialen Achse.
  • Das Verfahren kann weiter umfassen, das Ermitteln eines Wertebereichs für eine Tangentialgeschwindigkeit des ersten Objektpunktes, wobei sich die Tangentialgeschwindigkeit auf eine tangentiale Achse bezieht, die senkrecht zu der radialen Achse verläuft. Die Tangentialgeschwindigkeit kann dabei einer Relativgeschwindigkeit zwischen dem ersten Objektpunkt und dem Fahrzeug oder einen absoluten Tangentialgeschwindigkeit des ersten Objektpunktes entsprechen. Der Wertebereich für die Tangentialgeschwindigkeit des ersten Objektpunktes kann z.B. in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder in Abhängigkeit von einer typischen Geschwindigkeit von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs ermittelt werden.
  • Das Ermitteln einer prädizierten Position des ersten Objektpunktes kann dann umfassen, das Ermitteln eines prädizierten Bereichs für die prädizierte Position, auf Basis des Wertebereichs für die Tangentialgeschwindigkeit. Dabei verläuft der prädizierte Bereich entlang der tangentialen Achse. Typischerweise entspricht der prädizierte Bereich einem Balken bzw. einem Intervall, der bzw. das entlang der tangentialen Achse verläuft, und der bzw. das an einem Punkt den radialen Abstand zu der ersten Position aufweist. Dabei kann der radiale Abstand der prädizierten Position zu der ersten Position des ersten Objektpunktes auf Basis der Radialgeschwindigkeit und auf Basis des zeitlichen Abstands zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt ermittelt werden. Die prädizierte Position kann einer der möglichen Positionen aus dem prädizierten Bereich entsprechen. Durch Ermittlung des radialen Abstands und/oder des Wertebereichs für die Tangentialgeschwindigkeit kann die Position des ersten Objektpunktes an dem zweiten Zeitpunkt auf ein balkenförmiges Intervall eingegrenzt werden.
  • Das Verfahren kann umfassen, das Ermitteln einer Bewegungsrichtung des ersten Objektpunktes. Dabei kann die Bewegungsrichtung des ersten Objektpunktes auf Basis von ein oder mehreren der folgenden Daten ermittelt werden: digitale Straßen- und/oder Navigationsdaten, die eine Richtung einer von dem Fahrzeug am ersten Zeitpunkt befahrenen Fahrbahn anzeigen; Sensordaten einer Mehrzahl von Radar-, Lidar- und/oder Sonar-basierten Umfeldsensoren, die an unterschiedlichen Positionen des Fahrzeugs angeordnet sind; Daten eines Objekt-Tracking-Verfahrens, mit dem ein zeitliches Bewegungsverhalten des Objekts nachverfolgt wird; und/oder Information in Bezug auf eine Bewegungsrichtung des Fahrzeugs.
  • Beispielsweise kann mittels der Sensordaten (die substantiell zeitlich synchron sind) von mehreren Umfeldsensoren, die an unterschiedlichen Positionen des Fahrzeugs angeordnet sind, eine zweidimensionale Geschwindigkeit ermittelt werden, aus der sich die Bewegungsrichtung des ersten Objektpunktes ergibt. Alternativ oder ergänzend können von einem einzigen Umfeldsensor mehrere Messungen vom gleichen Zeitpunkt von unterschiedlichen Objektpunkten eines Objektes zusammengefasst werden, um für die unterschiedlichen Objektpunkte unterschiedliche Radialgeschwindigkeiten zu ermitteln. Aus den unterschiedlichen Radialgeschwindigkeiten können dann eine zweidimensionale Geschwindigkeit und/oder eine Bewegungsrichtung des Objekts ermittelt werden.
  • Die prädizierte Position des ersten Objektpunktes kann dann auch auf Basis der ersten Bewegungsrichtung ermittelt werden. Durch die Berücksichtigung einer Bewegungsrichtung des ersten Objektpunktes kann die Genauigkeit der Prädiktion der Position des ersten Objektpunktes erhöht werden. Insbesondere kann die Tangentialgeschwindigkeit des ersten Objektpunktes auf Basis der ersten Radialgeschwindigkeit und auf Basis der ersten Bewegungsrichtung des ersten Objektpunktes ermittelt werden, so dass der prädizierte Bereich verkleinert und damit die Prädiktion der Position des ersten Objektpunktes verbessert werden können.
  • Typischerweise werden auf Basis der ersten Sensordaten erste Positionen und erste Radialgeschwindigkeiten einer Vielzahl von ersten Objektpunkten an dem ersten Zeitpunkt ermittelt. Des Weiteren werden auf Basis der zweiten Sensordaten typischerweise zweite Positionen einer Vielzahl von zweiten Objektpunkten an dem zweiten Zeitpunkt ermittelt. Außerdem können auf Basis der ersten Radialgeschwindigkeiten, prädizierte Positionen für die Vielzahl von ersten Objektpunkten an dem zweiten Zeitpunkt ermittelt werden. Es können somit auf Basis der ersten und zweiten Sensordaten zeitlich synchrone Punktwolken in einem räumlichen Umfeld des Fahrzeugs ermittelt werden. Das Verfahren kann dann umfassen, das Ermitteln einer räumlichen Ausdehnung des Objekts auf Basis der zweiten Positionen der Vielzahl von zweiten Objektpunkten und auf Basis der prädizierten Positionen der Vielzahl von ersten Objektpunkten. Die Synchronisation der Positionen der Objektpunkte führt dabei zu einer verbesserten Bestimmung der räumlichen Ausdehnung eines Objekts.
  • Das Verfahren kann umfassen, das Ansteuern eines Aktors des Fahrzeugs (z.B. zur Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs) zur Bereitstellung einer Fahrzeugfunktion (z.B. des teilautomatisierten oder hochautomatisierten Fahrens), in Abhängigkeit von dem detektierten Objekt. Durch die erhöhte Qualität der Objektdetektion kann auch die Qualität einer Fahrzeugfunktion verbessert werden.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Verarbeitungseinheit für ein Fahrzeug beschrieben. Die Verarbeitungseinheit ist eingerichtet, auf Basis von ersten Sensordaten eines ersten Umfeldsensors des Fahrzeugs, eine erste Position und eine erste Radialgeschwindigkeit eines ersten Objektpunktes an einem ersten Zeitpunkt zu ermitteln. Die Auswerteeinheit ist weiter eingerichtet, auf Basis von zweiten Sensordaten eines zweiten Umfeldsensors des Fahrzeugs, eine zweite Position eines zweiten Objektpunktes an einem zweiten Zeitpunkt zu ermitteln, wobei der erste und zweite Zeitpunkt unterschiedlich sind. Außerdem ist die Auswerteinheit eingerichtet, auf Basis der ersten Position und auf Basis der ersten Radialgeschwindigkeit, eine prädizierte Position des ersten Objektpunktes an dem zweiten Zeitpunkt zu ermitteln. Des Weiteren ist die Auswerteeinheit eingerichtet, auf Basis der prädizierten Position des ersten Objektpunktes und auf Basis der zweiten Position des zweiten Objektpunktes, ein Objekt in einem Umfeld des Fahrzeugs zu detektieren.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (z.B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Auswerteinheit umfasst.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
  • Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
  • Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
  • 1 ein beispielhaftes Fahrzeug mit einer Mehrzahl von unterschiedlichen Umfeldsensoren; und
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Detektion eines Objektes auf Basis der Sensordaten unterschiedlicher Umfeldsensoren.
  • Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Zusammenführung der Sensordaten von unterschiedlichen Umfeldsensoren eines Fahrzeugs, insbesondere um eine verbesserte Objektdetektion zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang zeigt 1 ein Fahrzeug 100 mit einem ersten Umfeldsensor 111 zur Erfassung von ersten Sensordaten und mit einem zweiten Umfeldsensor 112 zur Erfassung von zweiten Sensordaten. Das Fahrzeug 100 umfasst weiter eine Verarbeitungseinheit 101, die eingerichtet ist, auf Basis der ersten Sensordaten und auf Basis der zweiten Sensordaten ein Objekt 150 im Umfeld des Fahrzeugs 100 zu detektieren. Ein detektiertes Objekt 150 kann dann in einer Fahrzeugfunktion 102 (z.B. für das teilautomatisierte oder hochautomatisierte Fahren des Fahrzeugs 100) verwendet werden.
  • Auf Basis der ersten Sensordaten kann ein erster Objektpunkt 121, d.h. ein erster Punkt eines Objektes 150, detektiert werden. Des Weiteren kann typischerweise auf Basis der ersten Sensordaten ermittelt werden, an welcher ersten Position sich der erste Objektpunkt 121 zu einem ersten Zeitpunkt t1 befunden hat. Die erste Position kann dabei beispielsweise in einem Polarkoordinatensystem relativ zu einem bestimmten Referenzpunkt des Fahrzeugs 100 (z.B. relativ zu der Position des ersten Umfeldsensors 111) beschrieben werden. Alternativ kann die erste Position als absolute Position (z.B. mit Weltkoordinaten) beschrieben werden. In dem dargestellten Beispiel befindet sich der erste Objektpunkt 121 in einem radialen Abstand 124 zum Referenzpunkt des Fahrzeugs 100 und mit einem bestimmten Azimut-Winkel 123 relativ zu einer Referenzrichtung (dargestellt durch die gepunktete Linie am Fahrzeug 100) am Referenzpunkt.
  • In analoger Weise kann auf Basis der zweiten Sensordaten ein zweiter Objektpunkt 122 im Umfeld des Fahrzeugs 100 detektiert werden. Des Weiteren kann ermittelt werden, an welcher zweiten Position sich der zweite Objektpunkt 122 zu einem zweiten Zeitpunkt t2 befunden hat. Auch die zweite Position kann mit Polarkoordinaten beschrieben werden. Im Folgenden wird angenommen, dass der zweite Zeitpunkt t2 dem ersten Zeitpunkt t1 nachfolgt, wobei der zweite Zeitpunkt t2 jedoch allgemein auch vor dem ersten Zeitpunkt t1 liegen kann.
  • Die Erfassungszeitpunkte der ersten und zweiten Sensordaten sind typischerweise nicht synchron zueinander. Vielmehr liefern die beiden Umfeldsensoren 111, 112 typischerweise mit einer jeweils individuellen Abtastrate Sensordaten, die dazu verwendet werden können, einzelne Objektpunkte 121, 122 und deren Positionen zu ermitteln. Um die Robustheit, die Zuverlässigkeit und/oder den Funktionsumfang von Fahrzeugfunktionen 102 erhöhen zu können, ist es vorteilhaft, Information aus den ersten und zweiten Sensordaten zu fusionieren bzw. zu überlagern, so dass ein verbessertes Modell des Umfelds des Fahrzeugs 100 bereitgestellt werden kann.
  • Je nach Typ eines Umfeldsensors können neben der Position eines Objektpunktes 121 auch Informationen über eine Radialgeschwindigkeit eines detektierten Objektpunktes 121, d.h. über die Geschwindigkeit eines Objektpunktes 121 in radialer Richtung zu einem Referenzpunkt, ermittelt werden. Diese Information kann durch Auswertung der Sensordaten in Bezug auf den Dopplereffekt ermittelt werden. Die Radialgeschwindigkeit eines Objektpunktes 121 kann insbesondere auf Basis der Sensordaten ermittelt werden, die durch Radar-, Lidar- und/oder Sonar-basierte Umfeldsensoren 111 erfasst werden.
  • Im Folgenden wird angenommen, dass der erste Umfeldsensor 111 des Fahrzeugs 100 z.B. ein Radar-, Lidar- und/oder Sonar-basierter Umfeldsensor 111 ist. Folglich kann auf Basis der ersten Sensordaten die Radialgeschwindigkeit νr des ersten Objektpunktes 121 ermittelt werden. Mittels der Radialgeschwindigkeit νr kann ermittelt werden, in welchem radialen Abstand 134 zu der ersten Position sich der erste Objektpunkt 121 am zweiten Zeitpunkt t2 befindet. Konkret kann der radiale Abstand 134 als Produkt aus der Radialgeschwindigkeit νr und dem Zeitraum bzw. dem zeitlichen Abstand t2 – t1 ermittelt werden, d.h. νr(t2 – t1). Dabei kann die Radialgeschwindigkeit νr der Geschwindigkeit des ersten Objektpunktes 121 (in radialer Richtung in Bezug auf den Umfeldsensor 111) entsprechen, aus der die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 (in dem sich die Umfeldsensoren 111, 112 befinden) heraus gerechnet wurde. So kann der radiale Abstand 134 von der ersten (absoluten) Position des ersten Objektpunktes 121 ermittelt werden. Alternativ kann die Radialgeschwindigkeit νr der relativen Geschwindigkeit des ersten Objektpunktes 121, relativ zu dem Fahrzeug 100 entsprechen. So kann der radiale Abstand 134 von der ersten (relativen) Position des ersten Objektpunktes 121 (relativ zu dem Fahrzeug 100) ermittelt werden.
  • Typischerweise weist der erste Objektpunkt 121 jedoch auch eine Tangentialgeschwindigkeit νT in einer tangentialen Richtung senkrecht zu der radialen Richtung auf. Die Tangentialgeschwindigkeit νT kann typischerweise nicht auf Basis der ersten Sensordaten ermittelt werden. Es können jedoch Annahmen in Bezug auf einen möglichen Wertebereich der Tangentialgeschwindigkeit νT gemacht werden. Beispielsweise kann angenommen werden, dass der erste Objektpunkt 121 zu einem Objekt 150 gehört (z.B. zu einem anderen Fahrzeug), das eine bestimmte Maximal- bzw. Minimalgeschwindigkeit relativ zu dem Fahrzeug 100 aufweisen kann. Unter Annahme eines bestimmten Wertebereichs für die Tangentialgeschwindigkeit νT kann somit ein balkenförmiger Bereich bzw. ein balkenförmiges Intervall 131 ermittelt werden, der die möglichen Positionen anzeigt, an denen sich der erste Objektpunkt 121 zum zweiten Zeitpunkt t2 befinden könnte. Der balkenförmige Bereich 131 weist dabei eine Balkenlänge 133 in tangentialer Richtung auf, die sich aus dem angenommenen Wertebereich der Tangentialgeschwindigkeit νT und dem Zeitraum t2 – t1 ergibt. Des Weiteren weist der balkenförmige Bereich 131 in der radialen Richtung den radialen Abstand 134 von der ersten Position auf.
  • Wenn sich der zweite Objektpunkt 122 zum zweiten Zeitpunkt t2 in dem balkenförmigen Bereich 131 befindet oder in einem bestimmten räumlichen Zusammenhang mit dem balkenförmigen Bereich 131 steht, so kann dies als Indiz dafür gewertet werden, dass der zweite Objektpunkt 122 zu dem gleichen Objekt 150 gehört wie der erste Objektpunkt 121. Es kann somit eine gemeinschaftliche Auswertung der ersten und zweiten Sensordaten erfolgen. Ggf. kann der zweite Objektpunkt 122 auch dann zu dem gleichen Objekt 150 gehören wie der erste Objektpunkt 121, wenn der zweite Objektpunkt 122 neben dem balkenförmigen Bereich 131 liegt. Beispielsweise können die beiden Objektpunkte 121, 122 unterschiedlichen Positionen an dem gleichen Objekt 150 entsprechen.
  • Typischerweise werden auf Basis der ersten Sensordaten die Positionen von ein oder mehreren ersten Objektpunkten 121 am ersten Zeitpunkt t1 ermittelt. Des Weiteren werden auf Basis der zweiten Sensordaten die Positionen von ein oder mehreren zweiten Objektpunkten 122 am zweiten Zeitpunkt t2 ermittelt. Die Positionen der ein oder mehreren ersten Objektpunkte 121 an dem zweiten Zeitpunkt t2 können mit dem in diesem Dokument beschriebenen Verfahren prädiziert werden. So ergeben sich die zeitlich synchronisierten Positionen der ersten Objektpunkte 121 und der zweiten Objektpunkte 122. Die Objektpunkte 121, 122 können dabei unterschiedlichen Punkten von ein oder mehreren Objekten 150 in der Umgebung des Fahrzeugs 100 entsprechen. Auf Basis der zeitlich synchronisierten Positionen der ersten Objektpunkte 121 und der zweiten Objektpunkte 122 können die ein oder mehreren Objekte 150 detektiert werden sowie ggf. deren räumliche Ausdehnung ermittelt werden.
  • Um die prädizierte Position des ersten Objektpunktes 121 weiter einzugrenzen, kann eine Annahme in Bezug auf eine Bewegungsrichtung 151 eines detektierten Objektes 150 und/oder des detektierten ersten Objektpunktes 121 gemacht werden. Die Bewegungsrichtung 151 des ersten Objektpunktes 121 kann insbesondere auf Basis von ein oder mehreren der folgenden Daten ermittelt werden:
    • • digitale Straßen- und/oder Navigationsdaten, die eine Richtung der aktuell befahrenen Fahrbahn des Fahrzeugs 100 anzeigen; aus der aktuell von dem Fahrzeug 100 befahrenen Fahrbahn kann auf die Bewegungsrichtung 151 des detektierten Objektes 150 geschlossen werden; insbesondere kann die Krümmung bzw. Richtung der Fahrbahn an der Stelle ermittelt werden, an der sich das detektierte Objekt befindet;
    • • Sensordaten einer Mehrzahl von unterschiedlich angeordneten Radar-, Lidar- und/oder Sonar-basierten Umfeldsensoren 111 des Fahrzeugs 100;
    • • Daten eines Objekt-Tracking-Verfahrens, mit dem das zeitliche Verhalten eines bestimmten Objekts 150 nachverfolgt wird; und/oder
    • • Information in Bezug auf die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 100, in dem die Umfeldsensoren 111, 112 angeordnet sind.
  • Auf Basis der o.g. Daten kann eine relativ wahrscheinliche Bewegungsrichtung 151 des ersten Objektpunktes 121 ermittelt werden. Unter Berücksichtigung der bekannten Radialgeschwindigkeit νr ergeben sich daraus die Tangentialgeschwindigkeit νT und somit eine prädizierte Position des ersten Objektpunktes 121 zum zweiten Zeitpunkt t2.
  • Auf Basis des oben beschriebenen Verfahrens können die prädizierten Positionen einer Vielzahl von ersten Objektpunkten 121 zum zweiten Zeitpunkt t2 ermittelt werden. Des Weiteren können auf Basis der zweiten Sensordaten zweite Positionen einer Vielzahl von zweiten Objektpunkten 122 zum zweiten Zeitpunkt t2 ermittelt werden. Diese Daten können dann in präziser Weise überlagert werden, um ein Objekt 150 im Umfeld des Fahrzeugs 100 zu detektieren.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 200 zur Detektion eines Objektes 150 in einem Umfeld eines Fahrzeugs 100. Das Verfahren 200 umfasst das Ermitteln 201 einer ersten Position und einer ersten Radialgeschwindigkeit eines ersten Objektpunktes 121 an einem ersten Zeitpunkt, auf Basis von ersten Sensordaten eines ersten, z.B. Radar-, Lidar- und/oder Sonar-basierten, Umfeldsensors 111 des Fahrzeugs 100. Außerdem umfasst das Verfahren 200 das Ermitteln 202 einer zweiten Position eines zweiten Objektpunktes 122 an einem zweiten Zeitpunkt, auf Basis von zweiten Sensordaten eines zweiten Umfeldsensors 112 des Fahrzeugs 100. Des Weiteren umfasst das Verfahren 200 das Ermitteln 203 einer prädizierten Position des ersten Objektpunktes 121 an dem zweiten Zeitpunkt, auf Basis der ersten Position und auf Basis der ersten Radialgeschwindigkeit. Das Verfahren 200 umfasst weiter das Detektieren 204 eines Objektes 150 in einem Umfeld des Fahrzeugs 100, auf Basis der prädizierten Position des ersten Objektpunktes 121 und auf Basis der zweiten Position des zweiten Objektpunktes 122. Insbesondere können ggf. der erste Objektpunkt 121 und der zweite Objektpunkt 122 dem gleichen Objekt 150 zugewiesen werden.
  • Die Auswertung der, durch einen Radar-, Lidar- und/oder Sonar-basierten Umfeldsensor 111 bereitgestellten, Information über die Radialgeschwindigkeit eines detektierten ersten Objektpunktes 121 kann somit dazu verwendet werden, die Position des ersten Objektpunktes 121 an einem zweiten Zeitpunkt zu prädizieren, wobei auf Basis von zweiten Sensordaten die Position eines zweiten Objektpunktes 122 an dem zweiten Zeitpunkt ermittelt wurde. Die Radialgeschwindigkeit des ersten Objektpunktes 121 kann somit dazu verwendet werden, die zeitlich asynchronen ersten und zweiten Sensordaten zu synchronisieren, so dass eine präzise und robuste Objektdetektion auf Basis von fusionierten Sensordaten ermöglicht wird.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims (10)

  1. Verfahren (200) zur Detektion eines Objektes (150) in einem Umfeld eines Fahrzeugs (100), wobei das Verfahren (200) umfasst, – Ermitteln (201) einer ersten Position und einer ersten Radialgeschwindigkeit eines ersten Objektpunktes (121) an einem ersten Zeitpunkt, auf Basis von ersten Sensordaten eines ersten Umfeldsensors (111) des Fahrzeugs (100); – Ermitteln (202) einer zweiten Position eines zweiten Objektpunktes (122) an einem zweiten Zeitpunkt, auf Basis von zweiten Sensordaten eines zweiten Umfeldsensors (112) des Fahrzeugs (100); wobei der erste und zweite Zeitpunkt unterschiedlich sind; – Ermitteln (203) einer prädizierten Position des ersten Objektpunktes (121) an dem zweiten Zeitpunkt, auf Basis der ersten Position und auf Basis der ersten Radialgeschwindigkeit; und – Detektieren (204) eines Objektes (150) in einem Umfeld des Fahrzeugs (100), auf Basis der prädizierten Position des ersten Objektpunktes (121) und auf Basis der zweiten Position des zweiten Objektpunktes (122).
  2. Verfahren (200) gemäß Anspruch 1, wobei – sich die erste Radialgeschwindigkeit auf eine radiale Achse bezieht, die zwischen der ersten Position und einem Referenzpunkt des Fahrzeugs (100) verläuft; – der Referenzpunkt insbesondere einer Position des ersten Umfeldsensors (111) im Fahrzeug (100) entspricht; – das Ermitteln (203) einer prädizierten Position des ersten Objektpunktes (111) umfasst, Ermitteln eines radialen Abstands (134) der prädizierten Position von der ersten Position, auf Basis der ersten Radialgeschwindigkeit und auf Basis des zeitlichen Abstands zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt; und – der radiale Abstand (134) entlang der radialen Achse verläuft.
  3. Verfahren (200) gemäß Anspruch 2, wobei – das Verfahren (200) umfasst, Ermitteln eines Wertebereichs für eine Tangentialgeschwindigkeit des ersten Objektpunktes (121); – sich die Tangentialgeschwindigkeit auf eine tangentiale Achse bezieht, die senkrecht zu der radialen Achse verläuft; – das Ermitteln (203) einer prädizierten Position des ersten Objektpunktes (121) umfasst, Ermitteln eines prädizierten Bereichs (131) für die prädizierte Position, auf Basis des Wertebereichs für die Tangentialgeschwindigkeit; und – der prädizierte Bereich (131) entlang der tangentialen Achse verläuft.
  4. Verfahren (200) gemäß Anspruch 3, wobei der Wertebereichs für die Tangentialgeschwindigkeit des ersten Objektpunktes (121) in Abhängigkeit von ein oder mehreren der folgenden Daten ermittelt wird, – eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs (100); und/oder – eine typische Geschwindigkeit von Objekten (150) im Umfeld des Fahrzeugs (100).
  5. Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – das Verfahren (200) umfasst, Ermitteln einer ersten Bewegungsrichtung (151) des ersten Objektpunktes (121); und – die prädizierte Position des ersten Objektpunktes (121) auf Basis der ersten Bewegungsrichtung (151) ermittelt wird.
  6. Verfahren (200) gemäß Anspruch 5, wobei die erste Bewegungsrichtung (151) des ersten Objektpunktes (121) auf Basis von ein oder mehreren der folgenden Daten ermittelt wird, – digitale Straßen- und/oder Navigationsdaten, die eine Richtung einer von dem Fahrzeug (100) am ersten Zeitpunkt befahrenen Fahrbahn anzeigen, insbesondere an einer Stelle, an der sich das Objekt (150) befindet; – Sensordaten einer Mehrzahl von Umfeldsensoren, die an unterschiedlichen Positionen des Fahrzeugs (100) angeordnet sind und die eingerichtet sind, ein reflektiertes Messsignal, insbesondere in Bezug auf eine Stauchung und/oder Dehnung des Messsignals, auszuwerten; – Daten eines Objekt-Tracking-Verfahrens, mit dem ein zeitliches Bewegungsverhalten des Objekts (150) nachverfolgt wird; und/oder – Information in Bezug auf eine Bewegungsrichtung des Fahrzeugs (100).
  7. Verfahren (200) gemäß einem der Ansprüche 5 bis 6 mit Rückbezug auf Anspruch 3, wobei die Tangentialgeschwindigkeit des ersten Objektpunktes (121) auf Basis der ersten Radialgeschwindigkeit und auf Basis der ersten Bewegungsrichtung (151) des ersten Objektpunktes (121) ermittelt wird.
  8. Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – auf Basis der ersten Sensordaten, erste Positionen und erste Radialgeschwindigkeiten einer Vielzahl von ersten Objektpunkten (121) an dem ersten Zeitpunkt ermittelt werden; – auf Basis der zweiten Sensordaten, zweite Positionen einer Vielzahl von zweiten Objektpunkten (122) an dem zweiten Zeitpunkt ermittelt werden; – auf Basis der ersten Radialgeschwindigkeiten, prädizierte Positionen für die Vielzahl von ersten Objektpunkten (121) an dem zweiten Zeitpunkt ermittelt werden; und – das Verfahren (200) umfasst, Ermitteln einer räumlichen Ausdehnung des Objekts (150) auf Basis der zweiten Positionen der Vielzahl von zweiten Objektpunkten (122) und auf Basis der prädizierten Positionen der Vielzahl von ersten Objektpunkten (121).
  9. Verfahren (200) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren (200) umfasst, Ansteuern eines Aktors des Fahrzeugs (100) zur Bereitstellung einer Fahrzeugfunktion, in Abhängigkeit von dem detektierten Objekt (150).
  10. Verarbeitungseinheit (101) für ein Fahrzeug (100), wobei die Verarbeitungseinheit (101) eingerichtet ist, – auf Basis von ersten Sensordaten eines ersten Umfeldsensors (111) des Fahrzeugs (100), eine erste Position und eine erste Radialgeschwindigkeit eines ersten Objektpunktes (121) an einem ersten Zeitpunkt zu ermitteln; – auf Basis von zweiten Sensordaten eines zweiten Umfeldsensors (112) des Fahrzeugs (100), eine zweite Position eines zweiten Objektpunktes (122) an einem zweiten Zeitpunkt zu ermitteln; wobei der erste und zweite Zeitpunkt unterschiedlich sind; – auf Basis der ersten Position und auf Basis der ersten Radialgeschwindigkeit, eine prädizierte Position des ersten Objektpunktes (121) an dem zweiten Zeitpunkt zu ermitteln; und – auf Basis der prädizierten Position des ersten Objektpunktes (121) und auf Basis der zweiten Position des zweiten Objektpunktes (122), ein Objekt (150) in einem Umfeld des Fahrzeugs (100) zu detektieren.
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