DE102017105209A1

DE102017105209A1 - Bestimmung von Neigungswinkeln mit einem Laserscanner

Info

Publication number: DE102017105209A1
Application number: DE102017105209.7A
Authority: DE
Inventors: Andreas Strednicki; Marc Huber; David Herrmann; Umair Nasir
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2017-03-13
Filing date: 2017-03-13
Publication date: 2018-09-13
Also published as: WO2018166956A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Neigungswinkels eines optischen Umgebungssensors (14), wobei der optische Umgebungssensor (14) ein Sichtfeld (20) aufweist, das sich in horizontaler Richtung zwischen einem linken Grenzwinkel (40) und einem rechten Grenzwinkel (38) und in vertikaler Richtung zwischen einem oberen Grenzwinkel und einem unteren Grenzwinkel erstreckt, mit den Schritten Erfassen einer Mehrzahl Scanpunkte in dem Sichtfeld (20) des optischen Umgebungssensors (14), Festlegen eines Bodenbereichs (32) des Sichtfelds (20) des optischen Umgebungssensors (14), der bei Referenzausrichtung Bodenpunkte (26) als Scanpunkte von einem Boden (24) erfasst, Bestimmen einer vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs (32) verglichen mit der Referenzausrichtung des Bodenbereichs (32) basierend auf Bodenpunkten (26) in dem Bodenbereich (32) für wenigstens zwei unterschiedliche horizontale Winkel (34, 36), und Bestimmen von wenigstens einem Neigungswinkel des optischen Umgebungssensors (14) basierend auf der vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs (32) verglichen mit der Referenzausrichtung des Bodenbereichs (32) für die wenigstens zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel (34, 36).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Neigungswinkels eines optischen Umgebungssensors, wobei der optische Umgebungssensor ein Sichtfeld aufweist, das sich in horizontaler Richtung zwischen einem linken Grenzwinkel und einem rechten Grenzwinkel und in vertikaler Richtung zwischen einem oberen Grenzwinkel und einem unteren Grenzwinkel erstreckt, mit dem Schritt Erfassen einer Mehrzahl Scanpunkte in dem Sichtfeld des optischen Umgebungssensors.
Auch betrifft die vorliegende Erfindung ein optisches Umgebungserfassungssystem mit einem optischen Umgebungssensor und einer Verarbeitungseinheit, wobei der optische Umgebungssensor ein Sichtfeld aufweist, dass sich in horizontaler Richtung zwischen einem linken Grenzwinkel und einem rechten Grenzwinkel und in vertikaler Richtung zwischen einem oberen Grenzwinkel und einem unteren Grenzwinkel erstreckt, und die Verarbeitungseinheit ausgeführt ist, das obige Verfahren durchzuführen.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit einem solchen optischen Umgebungserfassungssystem.
In Fahrassistenzsystemen werden optische Umgebungssensoren verwendet, um eine Umgebung eines Fahrzeugs zu erfassen. Dies ist beispielsweise Voraussetzung, um Fahrtwege zu identifizieren, sowie um Hindernisse im Bereich der Fahrtwege zu detektieren. Zumindest bei einigen dieser Fahrassistenzsysteme ist es dabei wichtig, dass das Fahrzeug eben ausgerichtet ist, um Sensorinformationen dieser Umgebungssensoren zuverlässig auswerten zu können. Ein häufig verwendeter optischer Umgebungssensor ist ein Lidar, insbesondere ein Laserscanner, der für verschiedene Scanpunkte eine Entfernung einer Reflektion basierend auf einer Laserentfernungsmessung bestimmt.
Entsprechend ist es erforderlich, dass die optischen Umgebungssensoren bei ihrer Montage an dem Fahrzeug exakt ausgerichtet werden. Bei der Montage auftretende Neigungswinkel, beispielsweise durch eine fehlerhafte Montage der optischen Umgebungssensoren am Fahrzeug, führen im Betrieb dauerhaft zu Einschränkungen bei der Erfassung der Umgebung. Zusätzlich können aufgrund von Bauteilstreuungen und/oder von Spielen bei der Montage fehlerhafte Ausrichtungen der Umgebungssensoren auftreten, die ebenfalls problematisch sein können. Um diese Einschränkungen ohne aufwendige Modifikationen des eingebauten optischen Umgebungssensors zu beseitigen kann es daher erforderlich sein, einen vorhandenen Neigungswinkel zu kompensieren. Als Neigungswinkel sind ein Nickwinkel, der üblicherweise einen Winkel in Erfassungsrichtung des optischen Umgebungssensors bezogen auf eine ebene Bodenfläche verstanden wird, und ein Rollwinkel, der üblicherweise eine Rotation des optischen Umgebungssensors um seine Längsachse, typischerweise in Erfassungsrichtung, betrifft, bekannt. Die Neigungswinkel können positive oder negative Werte annehmen abhängig von einer Ausrichtung des Umgebungssensors, d.h. der optische Umgebungssensor kann entweder zu hoch oder zu tief sehen bzw. nach rechts oder nach links um seine Längsachse verdreht sein.
Auch kann das Fahrzeug bei korrekter Montage der optischen Umgebungssensoren abhängig von einer aktuellen Fahrsituation temporär einen abweichenden Neigungswinkel aufweisen. Dies kann im Betrieb zu temporären Einschränkungen bei der Erfassung der Umgebung führen. Auch um diese Einschränkungen zu beseitigen kann es erforderlich sein, vorhandene Neigungswinkel temporär zu kompensieren.
Um Neigungswinkel zu kompensieren gibt es prinzipiell verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise können die Umgebungssensoren ausgerichtet werden, um Neigungswinkel zu kompensieren. Nach der Montage des Umgebungssensors kann dies jedoch nur mit einem großen Aufwand erfolgen. Prinzipiell ist eine Kompensation auf durch eine aktive, mechanische Kompensation möglich, was jedoch einen großen konstruktiven Aufwand erfordert. Alternativ können Neigungswinkel bei einer Verarbeitung der Sensorinformationen rechnerisch kompensiert werden. In allen Fällen ist es für die Kompensation erforderlich, Neigungswinkel permanent oder auch temporär möglichst genau bestimmen zu können.
In diesem Zusammenhang sind beispielsweise aus der US 9 052 721 B1 Verfahren und Systeme zur Ausrichtung von mit „Light Detection and Ranging“ (LIDAR) gewonnenen Daten bekannt. Eine Rechenvorrichtung eines Fahrzeugs kann konfiguriert sein, um eine dreidimensionale (3D) Punktwolke mit einer 3D-Referenzpunktwolke zu vergleichen, um Hindernisse auf einer Straße zu erkennen. Jedoch können die 3D-Punktwolke und die 3D-Referenzpunktwolke falsch ausgerichtet sein. Um die 3D-Punktwolke an der 3D Referenzpunktwolke auszurichten, kann die Rechenvorrichtung konfiguriert sein, um ein ebenes Merkmal in der 3D-Punktwolke der Straße zu bestimmen, genauso wie ein entsprechendes ebenes Merkmal in der 3D-Referenzpunktwolke. Ferner kann die Rechenvorrichtung konfiguriert sein, um basierend auf dem Vergleich des ebenen Merkmals mit dem entsprechenden ebenen Merkmal, eine Abbildung zu bestimmen. Die Rechenvorrichtung kann so konfiguriert werden, dass die Transformation angewendet wird, um die 3D-Punktwolke an der 3D-Referenzpunktwolke auszurichten.
Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung eines Neigungswinkels eines optischen Umgebungssensors, ein oben genanntes optisches Umgebungserfassungssystem mit einem optischen Umgebungssensor und einer Verarbeitungseinheit zur Durchführung dieses Verfahrens, sowie ein Fahrzeug mit einem solchen optischen Umgebungserfassungssystem anzugeben, die eine einfache und exakte Bestimmung eines Neigungswinkels ermöglichen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist somit ein Verfahren zur Bestimmung eines Neigungswinkels eines optischen Umgebungssensors angegeben, wobei der optische Umgebungssensor ein Sichtfeld aufweist, das sich in horizontaler Richtung zwischen einem linken Grenzwinkel und einem rechten Grenzwinkel und in vertikaler Richtung zwischen einem oberen Grenzwinkel und einem unteren Grenzwinkel erstreckt, mit den Schritten Erfassen einer Mehrzahl Scanpunkte in dem Sichtfeld des optischen Umgebungssensors, Festlegen eines Bodenbereichs des Sichtfelds des optischen Umgebungssensors, der bei Referenzausrichtung Bodenpunkte als Scanpunkte von einem Boden erfasst, Bestimmen einer vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs verglichen mit der Referenzausrichtung des Bodenbereichs basierend auf Bodenpunkten in dem Bodenbereich für wenigstens zwei unterschiedliche horizontale Winkel, und Bestimmen von wenigstens einem Neigungswinkel des optischen Umgebungssensors basierend auf der vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs verglichen mit der Referenzausrichtung des Bodenbereichs für die wenigstens zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel.
Erfindungsgemäß ist außerdem ein optisches Umgebungserfassungssystem mit einem optischen Umgebungssensor und einer Verarbeitungseinheit angegeben, wobei der optische Umgebungssensor ein Sichtfeld aufweist, das sich in horizontaler Richtung zwischen einem linken Grenzwinkel und einem rechten Grenzwinkel und in vertikaler Richtung zwischen einem oberen Grenzwinkel und einem unteren Grenzwinkel erstreckt, und die Verarbeitungseinheit ausgeführt ist, das obige Verfahren durchzuführen.
Weiter ist erfindungsgemäß ein Fahrzeug mit einem solchen optischen Umgebungserfassungssystem angegeben.
Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es also, durch die Ausrichtung eines Teils des Sichtfelds des optischen Umgebungssensors eine Ausrichtung des optischen Umgebungssensors an einem umgebenden Boden durchzuführen. Dabei wird ein Bereich des Sichtfelds des optischen Umgebungssensors als Bodenbereich definiert, und eine Abweichung von einer Referenzausrichtung des Bodenbereichs auf dem Boden wird erfasst. Dazu werden für die wenigstens zwei horizontalen Winkel Bodenpunkte bestimmt, die benutzt werden, um eine aktuelle Ausrichtung des Bodenbereichs verglichen mit der Referenzausrichtung des Bodenbereichs zu bestimmen. Dabei können einzelne Schritte des Verfahrens auch in abweichender Reihenfolge durchgeführt werden. Insbesondere der Schritt des Festlegens eines Bodenbereichs des Sichtfelds des optischen Umgebungssensors, der bei Referenzausrichtung Bodenpunkte als Scanpunkte von einem Boden erfasst, kann beispielsweise initial durchgeführt werden. Prinzipiell kann der Bodenbereich auch im laufenden Betrieb neu definiert werden.
Das Sichtfeld erstreckt sich üblicherweise zwischen den genannten Grenzwinkeln in horizontaler und vertikaler Richtung. Dabei kann sich beispielsweise ein im Wesentlichen rechteckiges Sichtfeld ergeben, wenn die vertikalen Grenzwinkel über die gesamte horizontale Erstreckung des Sichtfelds konstant sind und umgekehrt. Allerdings ist es nicht erforderlich, dass die Grenzwinkel jeweils konstant sind.
Beispielsweise können sich die vertikalen Grenzwinkel bauartbedingt für bestimmte optische Umgebungssensoren über die horizontale Erstreckung des Sichtfelds ändern.
Die Scanpunkte stellen Einzelmessungen des optischen Umgebungssensors dar, für die eine optische Erfassung der Umgebung erfolgt. Jeder Scanpunkt kann beispielsweise durch eine Kombination aus einem horizontalen Winkel und einem vertikalen Winkel in dem Sichtfeld definiert werden. Die Scanpunkte können in regelmäßigen Winkelabständen im Wesentlichen zeilen- und spaltenweise angeordnet sein. Allerdings sind hier auch Variationen der Winkelabstände möglich.
Der Bodenbereich ist ein Teil des Sichtfelds des optischen Umgebungssensors, der üblicherweise Bodenpunkte erfasst, und daher entsprechend ausgewählt ist. Der Bodenbereich ist für den optischen Umgebungssensor fest vorgegeben. Es kann beispielsweise einen bestimmten Winkelbereich in vertikaler wie auch in horizontaler Richtung umfassen.
Die Referenzausrichtung des Bodenbereichs entspricht einer Positionierung des optischen Umgebungssensors mit einer definitionsgemäßen Ausrichtung von beispielsweise Null Grad. Allerdings kann prinzipiell jede bekannte Ausrichtung als Grundlage für die Bestimmung des Neigungswinkels verwendet werden.
Durch die Bestimmung der vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs für die wenigstens zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel kann die relative Lage des Bodenbereichs bestimmt werden, woraus sich insgesamt die Ausrichtung des Bodenbereichs bestimmen lässt. Vorzugsweise decken die wenigstens zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel einen möglichst großen horizontalen Winkelbereich des Sichtfelds ab, wodurch die Bestimmung des Neigungswinkels besonders zuverlässig erfolgen kann. Prinzipiell ist es aber auch möglich, dass die wenigstens zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel sich beispielsweise in einer Hälfte des horizontalen Winkelbereichs des Sichtfelds befinden.
Die wenigstens zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel können veränderbar sein, beispielsweise abhängig von Fahrsituationen oder einer Umgebung. Alternativ können die horizontalen Winkel auch fest vorgegeben sein. Die Anzahl der unterschiedlichen horizontalen Winkel beträgt wenigstens zwei. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Bestimmung der vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs verglichen mit der Referenzausrichtung des Bodenbereichs kann auch eine größere Anzahl horizontaler Winkel betrachtet werden.
Aus der relativen Lage des Bodenbereichs für die wenigstens zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel kann dann direkt ein Neigungswinkel bestimmt werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der optische Umgebungssensor als Lidar ausgeführt, insbesondere als Laserscanner. Der Lidar ist ein laserbasierter Sensor zur Erfassung von Umgebungsinformationen. Es werden Reflektionen von Laserstrahlung erfasst. Dabei wird zu einem entsprechenden horizontalen Abstrahlwinkel und einem vertikalen Abstrahlwinkel, d.h. zu jedem Scanpunkt, eine Entfernung der Reflektion bestimmt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Erfassens einer Mehrzahl Scanpunkte in dem Sichtfeld des optischen Umgebungssensors ein Erfassen der Mehrzahl Scanpunkte in einer Mehrzahl im Wesentlichen horizontaler Bahnen, wobei sich die horizontalen Bahnen in ihrer vertikalen Ausrichtung unterscheiden, und der Schritt des Festlegens eines Bodenbereichs des Sichtfelds des optischen Umgebungssensors, der bei Referenzausrichtung Bodenpunkte als Scanpunkte von einem Boden erfasst, umfasst ein Festlegen einer horizontalen Bahn als Bodenbereich. Abhängig von der gewünschten Ausrichtung des optischen Umgebungssensors können prinzipiell verschiedene der Bahnen allein oder gemeinsam als Bodenbereich definiert werden. Bei einer üblichen Anordnung des optischen Umgebungssensors an einem Fahrzeug wird üblicherweise eine untere oder die unterste Bahn als Bodenbereich definiert, da dort erwartungsgemäß viele Bodenpunkte vorhanden sind. Das Erfassen der Mehrzahl Scanpunkte in einer Mehrzahl im Wesentlichen horizontaler Bahnen hängt dabei von der Art des optischen Umgebungssensors ab. Beispielsweise sind als optische Umgebungssensoren Laserscanner bekannt, die einen Spiegel zur Ablenkung von Laserstrahlen in dem Scanbereich verwenden, und die dabei in insgesamt sechs Bahnen den Scanbereich erfassen. Drei der Bahnen werden dabei von jeweils einer Seite des Spiegels erzeugt. Bauartbedingt weisen die Bahnen bei diesem Laserscanner in ihrer horizontalen Richtung eine vertikale Verschiebung auf, d.h. sie liegen schräg zur horizontalen Ebene. Außerdem sind die drei Bahnen, die zu einer Spiegelseite gehören, vertikal versetzt angeordnet. Ausgehend von diesen Bahnen kann eine einfache Verarbeitung der von dem Laserscanner in dem Bodenbereich erfassten Scanpunkte durchgeführt werden, um in diesem Bereich die Bodenpunkte zu identifizieren.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Bestimmens einer vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs verglichen mit der Referenzausrichtung des Bodenbereichs ein Bestimmen von aktuellen Abständen von Bodenpunkten für jeden der horizontalen Winkel und ein Vergleichen von aktuellen Abständen der Bodenpunkte mit Abständen der Bodenpunkte für eine bekannte Ausrichtung des Bodenbereichs. Die Abstände können abhängig von der Art des optischen Umgebungssensors unterschiedlich ermittelt werden. Bei kamerabasierten Umgebungssensoren können die Abstände beispielsweise durch eine entsprechende Bildbearbeitung bestimmt werden. Bei laserbasierten Umgebungssensoren können die Abstände von Scanpunkten unmittelbar bestimmt werden aus der Reflektion von abgestrahlter Laserstrahlung. Durch die Abstände der Bodenpunkte kann jeweils die Entfernung bzw. eine Entfernungsänderung von Bodenpunkten angegeben werden, wodurch die vertikale Ausrichtung des Bodenbereichs bestimmt werden kann. Generell ist festzuhalten, dass der Abstand der Bodenpunkte im Bodenbereich umso größer ist, je mehr der Bodenbereich vertikal nach oben verschoben ist. Beispielweise kann ein Abstand zu einem ersten Bodenpunkt zur Entfernungsbestimmung zuverlässig verwendet werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Bestimmens einer vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs verglichen mit der Referenzausrichtung des Bodenbereichs ein Bestimmen von einer aktuellen Verteilung von Bodenpunkten für jeden der horizontalen Winkel und ein Vergleichen einer aktuellen Verteilung der Bodenpunkte mit einer Verteilung von Bodenpunkten für eine bekannte Ausrichtung des Bodenbereichs. Durch die Bestimmung der Verteilung kann eine Mehrzahl Bodenpunkte zur Bestimmung der aktuellen Ausrichtung des Bodenbereichs verwendet werden, wodurch die aktuelle Ausrichtung des Bodenbereichs mit einer verbesserten Genauigkeit bestimmt werden kann. Damit kann auch eine aktuelle Ausrichtung des Bodenbereichs bestimmt werden, wenn sich beispielsweise ein Hindernis im Bereich eines der horizontalten Winkel befindet. Wenn durch das Hindernis nur ein Teil des Bodenbereichs für diesen horizontalen Winkel durch das Hindernis verdeckt ist, können verbleibende Bodenpunkte zur Bestimmung der aktuellen Ausrichtung des Bodenbereichs verwendet werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Vergleichens einer aktuellen Verteilung der Bodenpunkte mit einer Verteilung von Bodenpunkten für eine bekannte Ausrichtung des Bodenbereichs ein Vergleichen der aktuellen Verteilung der Bodenpunkte mit einer Look-Up Tabelle. Über die Look-Up Tabelle kann eine effiziente Bestimmung der Ausrichtung des Bodenbereichs durchgeführt werden. Die Verwendung der Look-Up Tabelle erfordert nur geringe Rechenressourcen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Bestimmens einer vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs ein Bestimmen einer vertikalen Winkelabweichung des Bodenbereichs für jeden der wenigstens zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel verglichen mit einer bekannten Ausrichtung des Bodenbereichs. Die Bestimmung der vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs als vertikale Winkelabweichung erleichtert eine nachgelagerte Bestimmung des Neigungswinkels, da hier Winkeloperationen einfach angewendet werden können. Vorzugsweise wird die Winkelabweichung des Bodenbereichs jeweils bezogen auf einen Mittelpunkt des Bodenbereichs bestimmt.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Bestimmens von wenigstens einem Neigungswinkel des optischen Umgebungssensors ein Bestimmen eines Nickwinkels und/oder eines Rollwinkels. Durch die relative Ausrichtung des Bodenbereichs können sowohl der Nickwinkel wie auch der Rollwinkel einfach bestimmt werden. Der Nickwinkel betrifft eine Neigung des optischen Umgebungssensors und des Fahrzeugs in Erfassungsrichtung des optischen Umgebungssensors bezogen auf eine ebene Bodenfläche, also beispielsweise dynamisch ein Absenken des Fahrzeugs und damit des Laserscanners beim Bremsen. Der Rollwinkel betrifft eine Rotation des optischen Umgebungssensors und des Fahrzeugs um seine Längsachse, typischerweise in Erfassungsrichtung. Eine solche Bewegung erfolgt dynamisch beispielsweise bei Kurvenfahrten. Statisch können die verschiedenen Neigungswinkel durch eine fehlerhafte Montage oder durch Spiele bei der Montage auftreten. Auch quasi-statische Neigungswinkel können auftreten, beispielsweise bei falschem Reifenluftdruck oder einer defekten Radaufhängung. Die Neigungswinkel können positive oder negative Werte annehmen abhängig von einer Ausrichtung des optischen Umgebungssensors zuzogen auf die Referenzausrichtung, d.h. der optische Umgebungssensor kann entweder zu hoch oder zu tief sehen bzw. nach rechts oder nach links um seine Längsachse verdreht sein verglichen mit der Referenzausrichtung.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren einen zusätzlichen Schritt des Identifizierens von Bodenpunkten in dem Bodenbereich aus den Scanpunkten in dem Bodenbereich für die wenigstens zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel umfasst. Durch die Identifizierung von Bodenpunkten in den Scanpunkten kann die vertikale Ausrichtung des Bodenbereichs mit einer guten Genauigkeit bestimmt werden. Scanpunkte, die nicht zu den Bodenpunkten gehören, tragen nicht nur nicht zur Bestimmung der vertikalen Ausrichtung bei, sondern können darüber hinaus sogar die Bestimmung der vertikalen Ausrichtung beeinträchtigen oder verfälschen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren einen zusätzlichen Schritt des Ermittelns einer Anzahl der identifizierten Bodenpunkte in dem Bodenbereich für die wenigstens zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel, und das Verfahren kehrt zu dem Schritt des Erfassens von einer Mehrzahl Scanpunkte in dem Sichtfeld mit dem optischen Umgebungssensor zurück, falls die Anzahl der Bodenpunkte in dem Bodenbereich für weniger als zwei horizontale Winkel über einem Grenzwert liegt. Die vertikale Ausrichtung des Bodenbereichs für zwei horizontale Winkel ist Voraussetzung, um einen Neigungswinkel zuverlässig bestimmen zu können. Wenn dies also nicht möglich ist aufgrund der geringen Anzahl identifizierter Bodenpunkte, muss das Verfahren mit einem neuen Satz Scanpunkte neu gestartet werden.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Identifizierens von Bodenpunkten in dem Bodenbereich ein Überprüfen von Abständen von benachbarten Scanpunkten. Die benachbarten Scanpunkte betreffen hier die wenigstens zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel, d.h. die überprüften Scanpunkte weisen jeweils den gleichen horizontalen Winkel auf und unterscheiden sich in ihrem vertikalen Winkel. Bei einer angenommenen ebenen Fläche als Boden ergeben sich die Abstände abhängig von möglichen Neigungswinkeln, die zu einer vertikalen Verschiebung des Bodenbereichs für die wenigstens zwei horizontalen Winkel führen. Bei weiter entfernten Scanpunkten ist der Abstand zwischen zwei Scanpunkte größer als bei näherliegenden Scanpunkten. Bei zunehmendem vertikalem Winkel wird für Bodenpunkte der Abstand der Scanpunkte entsprechend zunehmen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Identifizierens von Bodenpunkten in dem Bodenbereich ein Überprüfen der Scanpunkte auf Hindernisse. Hindernisse können Erhebungen oder auch Vertiefungen des Bodens darstellen, wodurch die vertikale Ausrichtung des Bodenbereichs nur schwer bestimmt werden kann oder verfälscht bestimmt wird. Diese Probleme können vermieden werden, indem Hindernisse vorab erkannt werden, so dass sie nicht fälschlich als Bodenpunkte herangezogen werden. Die Hindernisse können beispielsweise Schlaglöcher oder andere Vertiefungen, andere Verkehrsteilnehmer, Leitplanken oder andere Erhebungen sein.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Identifizierens von Bodenpunkten in dem Bodenbereich ein Überprüfen der Scanpunkte auf die Bildung einer hinreichend großen Kontur. Durch die Überprüfung der Scanpunkte auf die Bildung einer hinreichend großen Kontur wird sichergestellt, dass nicht fälschlich beispielsweise ein neben einer Fahrbahn angeordneter, erhobener Gehweg als Boden berücksichtigt wird, oder dass die Höhe der Erhebung bei der Bestimmung der vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs berücksichtigt wird. Auch können die wenigstens zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel basierend auf der hinreichend großen Kontur, die als Boden angenommen wird, dynamisch ausgewählt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert. Die dargestellten Merkmale können sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen. Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele sind übertragebar von einem Ausführungsbeispiel auf ein anderes.
Es zeigt

1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Laserscansystem als optischem Umgebungserfassungssystem gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform in Seitenansicht,
2 eine schematische Darstellung der Bestimmung einer vertikalen Winkelausrichtung gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform,
3 eine schematische Darstellung der Funktion eines Laserscanners des Laserscansystems aus der 1 mit drei Bändern zur Erfassung eines Sichtfelds in Übereinstimmung mit der ersten, bevorzugten Ausführungsform,
4 eine schematische Darstellung der Erfassung des Sichtfelds des Laserscanners aus 1 mit drei Bändern in Übereinstimmung mit der ersten, bevorzugten Ausführungsform,
5 eine schematische Darstellung der Verteilung von Bodenpunkten in dem Bodenbereich für die drei Bänder des Laserscanners aus 1 in Übereinstimmung mit der ersten, bevorzugten Ausführungsform, und
6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bestimmung eines Neigungswinkels des optischen Umgebungssensors des Fahrzeugs aus 1 in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform.

Die 1 zeigt ein Fahrzeug 10 mit einem optischen Umgebungserfassungssystem 12 gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform.
Das optische Umgebungserfassungssystem 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Laserscansystem 12 ausgeführt und umfasst entsprechend einen optischen Umgebungssensor 14, der als Lidar, konkret als Laserscanner 14 ausgeführt ist, und eine Verarbeitungseinheit 16, die über einen Datenbus 18 miteinander verbunden sind. Der optische Umgebungssensor 14 ist fest an dem Fahrzeug 10, hier in einem vorderen Bereich an einer Oberkante einer Windschutzscheibe montiert.
Der Laserscanner 14 weist ein Sichtfeld 20 auf, das sich in horizontaler Richtung zwischen einem linken Grenzwinkel 40 und einem rechten Grenzwinkel 38 und in vertikaler Richtung zwischen einem oberen Grenzwinkel und einem unteren Grenzwinkel erstreckt. Das Sichtfeld 20 erstreckt sich zwischen den genannten Grenzwinkeln in horizontaler und vertikaler Richtung. Der Laserscanner 14 ist ausgeführt, eine Mehrzahl Scanpunkte in dem Sichtfeld 20 zu erfassen. Der Laserscanner 14 der ersten Ausführungsform ist dabei ausgeführt, die Scanpunkte in dem Sichtfeld 20 in insgesamt sechs horizontalen Bahnen 30 zu erfassen. In 3 ist die Erfassung von Bodenpunkten 26 beispielhaft für drei Bahnen 30 dargestellt.
Die horizontalen Bahnen 30 sind in 4 im Detail gezeigt. Jeweils drei horizontale Bahnen 30 liegen nahtlos übereinander. Der Laserscanner 14 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel einen rotierenden Spiegel zur Ablenkung von ausgestrahlten Laserstrahlen 22 in dem Sichtfeld 20, wobei drei der horizontalen Bahnen 30 von jeweils derselben Seite des Spiegels erzeugt werden. Die horizontalen Bahnen 30 weisen bei diesem Laserscanner 14 über seinen Scanbereich in horizontaler Richtung eine vertikale Verschiebung auf, d.h. sie liegen schräg zur horizontalen Ebene. Für die eine Spiegelseite erstrecken sich die drei horizontalen Bahnen 30 vertikal nach oben, und für die andere Spiegelseite erstrecken drei horizontalen Bahnen 30 vertikal nach unten, jeweils ausgehend von derselben horizontalen Richtung. Es ergibt sich ein näherungsweise rechteckiges Sichtfeld 20 des Laserscanners 14.
Die Verarbeitungseinheit 16 ist ausgeführt, ein Verfahren zur Bestimmung eines Neigungswinkels der Laserscanners 14 durchzuführen. Der Neigungswinkel ergibt sich neben der entsprechenden Ausrichtung abweichend von einer Referenzausrichtung am Fahrzeug 10 auch durch eine entsprechende Neigung des Fahrzeugs 10, beispielsweise abhängig von Fahrsituationen oder geänderten Eigenschaften des Fahrzeugs 10. Das Verfahren wird nachstehend unter Bezug auf das Ablaufdiagramm der 6 beschrieben.
Das Verfahren beginnt mit Schritt S100, in dem eine Mehrzahl Scanpunkte im Sichtfeld 20 des Laserscanners 14 erfasst wird. Die Scanpunkte stellen Einzelmessungen des Laserscanners 14 dar, für die jeweils eine Reflektion des abgestrahlten Laserstrahls 22 für eine jede Kombination aus horizontalem Abstrahlwinkel und vertikalem Abstrahlwinkel gemessen wird. Über eine Laufzeit des abgestrahlten Laserstrahls 22 wird die Entfernung zu einem Ort der Reflektion des Laserstrahls 22 bestimmt. Die Scanpunkte werden in regelmäßigen Winkelabständen im Wesentlichen zeilen- und spaltenweise erfasst. Wie oben ausgeführt wurde, werden die Scanpunkte in dem Sichtfeld 20 des Laserscanners 14 in sechs im Wesentlichen horizontalen Bahnen 30 erfasst, die sich in ihrer vertikalen Ausrichtung unterscheiden.
Es folgt der Schritt S110, in dem ein Bodenbereich 32 des Sichtfelds 20 des Laserscanners 14, der bei Referenzausrichtung Bodenpunkte 26 als Scanpunkte von einem Boden 24 erfasst, festgelegt wird. Der Bodenbereich 32 ist ein Teil des Sichtfelds 20 des Laserscanners 14, der üblicherweise Bodenpunkte 26 erfasst, und ist für den Laserscanner 14 fest vorgegeben. In diesem Ausführungsbeispiel ist die unterste horizontale Bahn 30 des Laserscanners 14 als Bodenbereich 32 festgelegt.
Die Referenzausrichtung des Bodenbereichs 32 entspricht einer Positionierung des Laserscanners 14 mit einer definitionsgemäßen Ausrichtung von Null Grad. Alternativ kann prinzipiell jede bekannte Ausrichtung als Grundlage für die Bestimmung von Neigungswinkeln verwendet werden.
Der Schritt S110 kann auch vor Schritt S100 erfolgen.
In Schritt S 120 werden Bodenpunkte 26 in dem Bodenbereich 32 aus den Scanpunkten in dem Bodenbereich 32 für zwei unterschiedliche horizontale Winkel 34, 36 identifiziert. Dazu werden zunächst die Abstände von benachbarten Scanpunkten überprüft. Die zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel 34, 36 sind abhängig von Fahrsituationen oder einer Umgebung veränderbar. In einer alternativen Ausgestaltung sind die horizontalen Winkel 34, 36 fest vorgegeben.
Die benachbarten Scanpunkte betreffen für die zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel 34, 36 Scanpunkte mit dem jeweils gleichen horizontalen Winkel 34, 36, die sich in ihrem vertikalen Winkel unterscheiden. Bei weiter entfernten Scanpunkten ist der Abstand zwischen zwei Scanpunkten größer als bei näherliegenden Scanpunkten. Bei einem zunehmenden vertikalen Winkel wird für Bodenpunkte 26 der Abstand der Reflektionen entsprechend kontinuierlich zunehmen. Eine entsprechende Verteilung von Bodenpunkten 26 ist in 5 dargestellt. Wenn der Abstand nicht zunimmt, oder der Abstand zu viel zunimmt, ist dies ein Anzeichen für das Vorliegen eines Hindernisses, d.h. die zwei benachbarten Scanpunkte können nicht beide Bodenpunkte 26 sein. Somit können die Scanpunkte auf einfache Weise auf Hindernisse überprüft werden. Hindernisse stellen dabei Erhebungen oder auch Vertiefungen des Bodens 24 dar. Die Hindernisse können beispielsweise Schlaglöcher oder andere Vertiefungen, andere Verkehrsteilnehmer oder auch Leitplanken oder andere Erhebungen sein.
Weiter umfasst das Identifizieren von Bodenpunkten 26 in dem Bodenbereich 32 aus den Scanpunkten in dem Bodenbereich 32 für die zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel 34, 36 das Überprüfen der Scanpunkte auf die Bildung einer hinreichend großen Kontur. Durch die Überprüfung der Scanpunkte auf die Bildung einer hinreichend großen Kontur wird sichergestellt, dass die Bodenpunkte 26 nicht fälschlicherweise auf einer anderen, im Wesentlichen ebenen Fläche als dem Boden 24 liegen, beispielsweise auf einem neben einer Fahrbahn, die als Boden 24 definiert ist, angeordneten, erhobenen Gehweg. Somit kann der erhobene Gehweg nicht als Boden 24 berücksichtigt werden. Zusätzlich können die zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel 34, 36 basierend auf der erkannten, hinreichend großen Kontur, die als Boden 24 angenommen wird, dynamisch ausgewählt werden.
In Schritt S 130 erfolgt eine Überprüfung der identifizierten Bodenpunkte 26. Es wird eine Anzahl der Bodenpunkte 26 in dem Bodenbereich 32 für jeden der zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel 34, 36 ermittelt. Falls die Anzahl der Bodenpunkte 26 in dem Bodenbereich 32 für einen der zwei horizontalen Winkel 34, 36 nicht über einem Grenzwert liegt, kehrt das Verfahren zu dem Schritt S100 zurück, um erneut Scanpunkte zu erfassen.
In Schritt S140 wird eine vertikale Ausrichtung des Bodenbereichs 32 verglichen mit der Referenzausrichtung des Bodenbereichs 32 basierend auf den identifizierten Bodenpunkten 26 in dem Bodenbereich 32 für die zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel 34, 36 bestimmt. Die zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel 34, 36 umfassen hier einen möglichst großen horizontalen Winkelbereich des Sichtfelds 20.
Entsprechend werden in Schritt S140 aktuelle Abstände von Bodenpunkten 26 für jeden der horizontalen Winkel 34, 36 bestimmt. Die aktuellen Abstände der Bodenpunkten 26 werden mit Abständen der Bodenpunkte 26 für eine bekannte Ausrichtung des Bodenbereichs 32 verglichen.
Außerdem wird eine aktuelle Verteilung der Bodenpunkte 26 für jeden der horizontalen Winkel 34, 36 bestimmt. Die aktuelle Verteilung der Bodenpunkte 26 wird für jeden der horizontalen Winkel 34, 36 mit einer Verteilung von Bodenpunkten 26 für eine bekannte Ausrichtung des Bodenbereichs 32 verglichen. Dabei wird die aktuelle Verteilung der Bodenpunkte 26 mit einer Look-Up Tabelle verglichen, woraus sich eine vertikale Ausrichtung des Bodenbereichs 32 für jeden der horizontalen Winkel 34, 36 basierend auf der aktuellen Verteilung der Bodenpunkte 26 ergibt.
Davon ausgehend wird eine vertikale Winkelabweichung des Bodenbereichs 32 für jeden der zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel 34, 36 verglichen mit einer bekannten Ausrichtung des Bodenbereichs 32 bestimmt.
Es ergibt sich eine relative Lage des Bodenbereichs 32 bezogen auf die Referenzausrichtung des Bodenbereichs 32, woraus dann direkt ein Neigungswinkel des Fahrzeugs und damit des Laserscanners 14 bestimmt werden kann.
In Schritt S150 werden basierend auf der vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs 32 verglichen mit der Referenzausrichtung des Bodenbereichs 32 für die zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel 34, 36 die Neigungswinkel bestimmt. Als Neigungswinkel des Laserscanners 14 werden hier ein Nickwinkel und ein Rollwinkel bestimmt. Der Nickwinkel betrifft eine Neigung des Fahrzeugs 10 in Bewegungsrichtung relativ zu der Bewegungsrichtung. Der Rollwinkel betrifft eine Rotation des Fahrzeugs 10 und damit des Laserscanners 14 um seine Längsachse.
Nickwinkel und Rollwinkel werden basierend auf der vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs 32 für die zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel 34, 36 bestimmt. Aus der vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs 32 wird die relative Lage des Bodenbereichs 32 bestimmt, woraus sich der Nickwinkel und auch der Rollwinkel bestimmen lassen. Ein Nickwinkel wird dadurch identifiziert, dass sich die vertikale Ausrichtung für beide horizontalen Winkel 34, 36 in die gleiche Richtung ändert, d.h. die vertikale Ausrichtung nimmt für beide horizontalen Winkel 34, 36 zu oder ab. Ein Rollwinkel wird dadurch identifiziert, dass sich die vertikale Ausrichtung für die beiden horizontalen Winkel 34, 36 in unterschiedliche Richtungen ändert, d.h. die vertikale Ausrichtung nimmt für einen horizontalen Winkel 34, 36 zu und für den anderen horizontalen Winkel 34, 36 ab.
Im Detail werden Nickwinkel und Rollwinkel unter Bezug auf 2 beispielsweise wie folgt bestimmt. Der Laserscanner 14 ist an dem Fahrzeug 10 in einer Höhe M montiert. Für einen horizontalen Winkel H von -20°ergibt sie h ohne eine Neigung gegenüber der Referenzausrichtung der vertikale Winkel zu V_x. Der vertikale Winkel zu V_x kann beispielsweise der Fig. 4 für das untere Band 30 entnommen werden. Er entspricht hier der Mitte des Bandes 30 und beträgt für den horizontalen Winkel H von -20°etwa -1.3°. Alternativ kann der vertikale Winkel einer Look-Up Tabelle entnommen werden. Bei einer abweichenden Ausrichtung des Laserscanners 14 wird das untere Band 30 insgesamt verschoben, was durch die veränderte vertikale Ausrichtung für jeden horizontalen Winkel 34, 36 erfasst wird. Entsprechend ergibt sich eine Ausrichtung des Bodenbereichs 30 mit einem vertikalen Winkel V_y. Ein dazugehöriger Abstand D_Y ergibt sich aus den Abständen der Reflektionen der von dem Laserscanner 14 bestimmten Scanpunkte.
Der vertikale Winkel V_y entspricht einer Summe des vertikalen Winkels V_x plus einer Abweichung von X. Somit gilt, dass V_Y = V_x + X. Außerdem ergibt sich aus 2, dass V_Y = sin^-1(M/D_Y) ist.
Die Abweichung der vertikalen Ausrichtung kann die Folge eines Nickens mit einem Nickwinkel N oder eines Rollens mit einem Rollwinkel R des Fahrzeugs 10 sein, oder eine Kombination davon. Somit gilt, dass X = R * sin (H) + N * cos(H). Wenn der horizontale Winkel 0°ist, also der Bereich unmitte Ibar vor dem Fahrzeug 10 betrachtet wird, hat ein Rollwinkel keinen Einfluss auf die vertikale Ausrichtung der Bodenpunkte 26, während bei einem praktisch nicht relevanten horizontalen Winkel von 90°der Nickwinkel N rechnerisch keinen Einfluss hat. Dazwischen ergibt sich die vertikale Ausrichtung durch beide Winkel.
Aufgrund der zwei Unbekannten, nämlich dem Rollwinkel und dem Nickwinkel, sind die vertikalen Ausrichtungen des Bodenbereichs 32 für zwei unterschiedliche horizontale Winkel 34, 36 zu bestimmen. Unter Berücksichtigung der 2 werden also für die zwei horizontalen Winkel 34, 36, im nachfolgenden als H₁, H₂ bezeichnet, die folgenden Gleichungen aufgestellt: $V_{1} + R * sin (H_{1}) + N * cos (H_{1}) = {sin}^{- 1} ({M/D}_{1})$
$V_{2} + R * sin (H_{2}) + N * cos (H_{2}) = {sin}^{- 1} ({M/D}_{2})$
Durch das Lösen dieser Gleichungen ergeben sich sowohl der Rollwinkel wie auch der Nickwinkel des Fahrzeugs 10.
Bezugszeichenliste

Fahrzeug	10
optisches Umgebungserfassungssystem, Laserscansystem	12
optischer Umgebungssensor, Laserscanner	14
Verarbeitungseinheit	16
Datenbus	18
Sichtfeld	20
Laserstrahl	22
Boden	24
Bodenpunkt	26
horizontale Bahn	30
Bodenbereich	32
erster horizontaler Winkel	34
zweiter horizontaler Winkel	36
rechter Grenzwinkel	38
linker Grenzwinkel	40

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 9052721 B1 [0008]

Claims

Verfahren zur Bestimmung eines Neigungswinkels eines optischen Umgebungssensors (14), wobei der optische Umgebungssensor (14) ein Sichtfeld (20) aufweist, das sich in horizontaler Richtung zwischen einem linken Grenzwinkel (40) und einem rechten Grenzwinkel (38) und in vertikaler Richtung zwischen einem oberen Grenzwinkel und einem unteren Grenzwinkel erstreckt, mit dem Schritt Erfassen einer Mehrzahl Scanpunkte in dem Sichtfeld (20) des optischen Umgebungssensors (14), gekennzeichnet durch die Schritte Festlegen eines Bodenbereichs (32) des Sichtfelds (20) des optischen Umgebungssensors (14), der bei Referenzausrichtung Bodenpunkte (26) als Scanpunkte von einem Boden (24) erfasst, Bestimmen einer vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs (32) verglichen mit der Referenzausrichtung des Bodenbereichs (32) basierend auf Bodenpunkten (26) in dem Bodenbereich (32) für wenigstens zwei unterschiedliche horizontale Winkel (34, 36), und Bestimmen von wenigstens einem Neigungswinkel des optischen Umgebungssensors (14) basierend auf der vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs (32) verglichen mit der Referenzausrichtung des Bodenbereichs (32) für die wenigstens zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel (34, 36).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Erfassens einer Mehrzahl Scanpunkte in dem Sichtfeld (20) des optischen Umgebungssensors (14) ein Erfassen der Mehrzahl Scanpunkte in einer Mehrzahl im Wesentlichen horizontaler Bahnen (30) umfasst, wobei sich die horizontalen Bahnen (30) in ihrer vertikalen Ausrichtung unterscheiden, und der Schritt des Festlegens eines Bodenbereichs (32) des Sichtfelds (20) des optischen Umgebungssensors (14), der bei Referenzausrichtung Bodenpunkte (26) als Scanpunkte von einem Boden (24) erfasst, ein Festlegen einer horizontalen Bahn (30) als Bodenbereich (32) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens einer vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs (32) verglichen mit der Referenzausrichtung des Bodenbereichs (32) ein Bestimmen von aktuellen Abständen von Bodenpunkten (26) für jeden der horizontalen Winkel (34, 36) und ein Vergleichen von aktuellen Abständen der Bodenpunkte (26) mit Abständen der Bodenpunkte (26) für eine bekannte Ausrichtung des Bodenbereichs (32) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens einer vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs (32) verglichen mit der Referenzausrichtung des Bodenbereichs (32) ein Bestimmen von einer aktuellen Verteilung von Bodenpunkten (26) für jeden der horizontalen Winkel (34, 36) und ein Vergleichen einer aktuellen Verteilung der Bodenpunkte (26) mit einer Verteilung von Bodenpunkten (26) für eine bekannte Ausrichtung des Bodenbereichs (32) für jeden der horizontalen Winkel (34, 36) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Vergleichens einer aktuellen Verteilung der Bodenpunkte (26) mit einer Verteilung von Bodenpunkten (26) für eine bekannte Ausrichtung des Bodenbereichs (32) ein Vergleichen der aktuellen Verteilung der Bodenpunkte (26) mit einer Look-Up Tabelle umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens einer vertikalen Ausrichtung des Bodenbereichs (32) ein Bestimmen einer vertikalen Winkelabweichung des Bodenbereichs (32) für jeden der wenigstens zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel verglichen mit einer bekannten Ausrichtung des Bodenbereichs (32) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Bestimmens von wenigstens einem Neigungswinkel des optischen Umgebungssensors (14) ein Bestimmen eines Nickwinkels und/oder eines Rollwinkels umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen zusätzlichen Schritt des Identifizierens von Bodenpunkten (26) in dem Bodenbereich (32) aus den Scanpunkten in dem Bodenbereich (32) für die wenigstens zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel (34, 36) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren einen zusätzlichen Schritt des Ermittelns einer Anzahl der identifizierten Bodenpunkte (26) in dem Bodenbereich (32) für die wenigstens zwei unterschiedlichen horizontalen Winkel (34, 36) umfasst, und das Verfahren zu dem Schritt des Erfassens von einer Mehrzahl Scanpunkte in dem Sichtfeld (20) mit dem optischen Umgebungssensor (14) zurückkehrt, falls die Anzahl der Bodenpunkte (26) in dem Bodenbereich (32) für weniger als zwei horizontale Winkel (34, 36) über einem Grenzwert liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Identifizierens von Bodenpunkten (26) in dem Bodenbereich (32) ein Überprüfen von Abständen von benachbarten Scanpunkten umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Identifizierens von Bodenpunkten (26) in dem Bodenbereich (32) ein Überprüfen der Scanpunkte auf Hindernisse umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Identifizierens von Bodenpunkten (26) in dem Bodenbereich (32) ein Überprüfen der Scanpunkte auf die Bildung einer hinreichend großen Kontur umfasst.
Optisches Umgebungserfassungssystem (12) mit einem optischen Umgebungssensor (14) und einer Verarbeitungseinheit (16), wobei der optische Umgebungssensor (14) ein Sichtfeld (20) aufweist, das sich in horizontaler Richtung zwischen einem linken Grenzwinkel (40) und einem rechten Grenzwinkel (38) und in vertikaler Richtung zwischen einem oberen Grenzwinkel und einem unteren Grenzwinkel erstreckt, und die Verarbeitungseinheit (16) ausgeführt ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 durchzuführen.
Optisches Umgebungserfassungssystem (12) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Umgebungssensor (14) als Lidar ausgeführt ist, insbesondere als Laserscanner.
Fahrzeug (10) mit einem optischen Umgebungserfassungssystem (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 13 oder 14.