DE102018002521A1 - Method for recognizing persons - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Personen (P1 bis Pn) anhand von mittels zumindest eines Radarsensors (2 bis 5) erfasster Sensordaten (D), wobei eine Umgebung mittels zumindest eines Radarsensors (2 bis 5) erfasst wird. Erfindungsgemäß werden die mittels des Radarsensors (2 bis 5) erfassten Sensordaten (D) in ein raum-zeitliches Koordinatensystem (K) transformiert. In dem Koordinatensystem (K) werden eine raum-zeitliche Identifizierung von Personen (P1 bis Pn) durchgeführt und den Personen (P1 bis Pn) werden zugehörige Radarreflexionen (R1 bis Rx) zugeordnet und die Radarreflexionen (R1 bis Rx) segmentiert. Es werden raum-zeitliche Merkmale (M1 bis Mz) extrahiert und anhand der extrahierten Merkmale (M1 bis Mz) werden als Personeneigenschaften (E) zumindest biometrische Merkmale und ein Bewegungszustand von Personen (P1 bis Pn) bestimmt. The invention relates to a method for detecting persons (P1 to Pn) on the basis of sensor data (D) detected by means of at least one radar sensor (2 to 5), an environment being detected by means of at least one radar sensor (2 to 5). According to the invention, the sensor data (D) acquired by means of the radar sensor (2 to 5) are transformed into a spatio-temporal coordinate system (K). In the coordinate system (K), a spatiotemporal identification of persons (P1 to Pn) are performed and the persons (P1 to Pn) are assigned associated radar reflections (R1 to Rx) and the radar reflections (R1 to Rx) are segmented. Spatiotemporal features (M1 to Mz) are extracted, and based on the extracted features (M1 to Mz), at least biometric features and a state of movement of persons (P1 to Pn) are determined as person characteristics (E).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von Personen anhand von mittels zumindest eines Radarsensors erfasster Sensordaten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for detecting persons on the basis of sensor data acquired by means of at least one radar sensor according to the preamble of claim 1.
Aus der
- - Aussenden und Empfangen einer Radarwelle;
- - Ermitteln einer Relativgeschwindigkeit vom Körper und mindestens einer Extremität des Fußgängers aus der empfangenen Radarwelle;
- - Ermitteln einer Ausdehnung vom Körper und mindestens einer Extremität des Fußgängers aus der empfangenen Radarwelle;
- - Erkennen des Fußgängers aus den ermittelten Relativgeschwindigkeiten und den Ausdehnungen.
- Sending and receiving a radar wave;
- Determining a relative speed of the body and at least one extremity of the pedestrian from the received radar wave;
- Determining an extent of the body and at least one extremity of the pedestrian from the received radar wave;
- - Detecting the pedestrian from the determined relative speeds and expansions.
Weiterhin ist aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Erkennen von Personen anhand von mittels zumindest eines Radarsensors erfasster Sensordaten anzugeben.The object of the invention is to provide a method for recognizing persons that is improved over the prior art by means of sensor data acquired by means of at least one radar sensor.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.The object is achieved by a method having the features specified in claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
In dem Verfahren zum Erkennen von Personen anhand von mittels zumindest eines Radarsensors erfasster Sensordaten wird eine Umgebung mittels zumindest eines Radarsensors erfasst.In the method for detecting persons based on sensor data acquired by means of at least one radar sensor, an environment is detected by means of at least one radar sensor.
Erfindungsgemäß werden die mittels des Radarsensors erfassten Sensordaten in ein raum-zeitliches Koordinatensystem transformiert. In dem Koordinatensystem wird eine raum-zeitliche Identifizierung von Personen durchgeführt und den Personen werden zugehörige Radarreflexionen zugeordnet und die Radarreflexionen werden segmentiert. Weiterhin werden raum-zeitliche Merkmale extrahiert und anhand der extrahierten Merkmale werden als Personeneigenschaften zumindest biometrische Merkmale und ein Bewegungszustand von Personen bestimmt.According to the invention, the sensor data detected by means of the radar sensor are transformed into a space-time coordinate system. In the coordinate system, a spatio-temporal identification of persons is carried out and the persons are associated with associated radar reflections and the radar reflections are segmented. Furthermore, spatio-temporal features are extracted, and based on the extracted features, at least biometric features and a state of motion of persons are determined as personal characteristics.
Das Verfahren ermöglicht eine besonders robuste Erkennung von Personen, beispielsweise Fußgänger. Aufgrund der Kenntnis biometrischer Eigenschaften der Personen ist eine verbesserte Abschätzung eines Bewegungszustands möglich. Es können auch weitere Merkmale zu einer Erkennung oder Wiedererkennung einzelner Personen zur Verfügung gestellt werden und weiteren Objekte und Subjekte, die eine Person mit sich führt oder die sich in der Nähe einer Zielperson befinden, detektiert werden.The method allows a particularly robust detection of persons, for example pedestrians. Due to the knowledge of biometric characteristics of the persons an improved estimation of a state of motion is possible. Other features may also be provided for recognizing or recognizing individual persons and detecting other objects and subjects that a person carries with him or who are in the vicinity of a target person.
Dabei sind eine Bestimmung einer Größe einer Person, eine Unterscheidung zwischen Kindern und Erwachsenen, eine Unterscheidung, inwieweit eine erkannte Person für eine aktuelle Fahraufgabe eine Fahrzeugs gefährlich werden kann, sowie eine Klassifikation von der Person mitgeführter Gegenstände, wie beispielsweise einer Gehhilfe oder eines Einkaufswagens, möglich.A determination of a person's size, a distinction between children and adults, a distinction as to how far a recognized person for a current driving task a vehicle can be dangerous, as well as a classification of the person carried along items, such as a walker or a shopping cart, possible.
Des Weiteren ermöglicht das Verfahren eine Verbesserung von Klassifikationsalgorithmen sowie eine Detektion von Subjekten und Objekten, eine Wiedererkennung von Subjekten, eine Unterstützung anderer Sensoren bei Klassifikationsaufgaben und eine Bewegungsprädiktion, eine Bestimmung einer Intention eines Subjekts.Furthermore, the method enables an improvement of classification algorithms as well as a detection of subjects and objects, a recognition of subjects, a support of other sensors in classification tasks and a motion prediction, a determination of an intention of a subject.
Auch ist eine besonders robuste Klassifikation von Fußgängern mittels neuer expressiver Merkmale, eine Erkennung von Kindern und somit ein Zuverfügungstellen semantischer Informationen für Assistenzsysteme eines Fahrzeugs möglich.Also, a particularly robust classification of pedestrians by means of new expressive features, a recognition of children and thus a supply of semantic information for assistance systems of a vehicle is possible.
Ferner ermöglicht das Verfahren eine Unterstützung in der Erkennung und Wiedererkennung von bestimmten Personen durch biometrische Eigenschaften, wie beispielsweise einer Gangart, eine Erkennung eines Fahrzeugeigentümers bereits aus großer Entfernung. Beispielsweise können nach einer Wiedererkennung von Personen Komfortfunktionen eines Fahrzeugs, beispielsweise eine automatische Einstellung einer Sitzposition, ein Starten eines Infotainment Systems, eine Ansteuerung einer Heizung, Belüftung und/oder einer Fahrzeugbeleuchtung, aktiviert werden, das Fahrzeug kann geöffnet werden und/oder ein Kofferraum kann geöffnet werden, z. B. nach zusätzlicher Detektion eines Einkaufswagens.Further, the method allows assistance in the recognition and recognition of particular persons by biometric characteristics, such as a gait, recognition of a vehicle owner already from a great distance. For example, after recognition of persons, comfort functions of a vehicle, for example automatic setting of a seat position, starting of an infotainment system, activation of a heating, ventilation and / or vehicle lighting, can be activated, the vehicle can be opened and / or a trunk can be be opened, z. B. for additional detection of a shopping cart.
Weiterhin ist das Verfahren als Unterstützung für Kamerasysteme geeignet, da ein unabhängiger und komplementärer Sensor, d. h. der zumindest eine Radarsensor, verwendet wird. Aufgrund der Verwendung des Radarsensors ist weiterhin eine hohe Robustheit durch Wetterunabhängigkeit gegeben.Furthermore, the method is suitable as a support for camera systems, since an independent and complementary sensor, i. H. the at least one radar sensor is used. Due to the use of the radar sensor is still given a high level of robustness by weather independence.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert. Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:
-
1A bis1C schematisch einen Verfahrensablauf zum Erkennen von Personen und -
2 schematisch räumliche Positionen gemessener Radarreflexionen eines Fußgängers.
-
1A to1C schematically a procedure for recognizing persons and -
2 schematically spatial positions of measured radar reflections of a pedestrian.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
In den
Das Fahrzeug
Zur Erkennung von Objekten
Anschließend erfolgt in einem zweiten Verfahrensschritt S2 (
In einem dritten Verfahrensschritt S3 (
Die untere Abbildung in
Die mittlere Abbildung in
Die raum-zeitliche Identifizierung aller relevanten Objekte
Anschließend erfolgt basierend auf den zuvor generierten Merkmalsvektoren und/oder Wahrscheinlichkeitsvektoren die Gruppierung der Radarreflexionen
Anschließend wird gemäß einer möglichen Ausgestaltung noch ein Verfeinerungsschritt durchgeführt, welcher die erzeugte Segmentierung verbessert. Dieser Schritt wird beispielsweise mittels tiefer neuronaler Netze
Die raum-zeitliche Identifizierung aller relevanten Objekte
Anschließend wird gemäß einer möglichen Ausgestaltung noch ein Verfeinerungsschritt durchgeführt, welcher die erzeugte Segmentierung verbessert. Dieser Schritt wird beispielsweise mittels tiefer neuronaler Netze
In einem vierten Verfahrensschritt S4 (
Solche raum-zeitlichen Merkmale
- - RCS-Werte,
- - Histogramme,
- - Statistische Kenngrößen von Abständen, Winkeln, RCS-Werten und Geschwindigkeiten, wie beispielsweise ein Mittelwert und eine Standardabweichung,
- - Eigenwerte und Eigenvektoren von Kovarianzmatrizen, wie beispielsweise eine räumliche Kovarianz,
- - Merkmale von Faltungsoperationen,
- - Form und Größe von einhüllenden Kurven,
- - Anzahl von gemessenen Radarreflexionen
R1 bis Rx , - - raum-zeitliche Korrelationen von Abstand, Winkel, RCS-Werten und Geschwindigkeiten,
- - Abstand zwischen minimalem und maximalem Wert, beispielsweise RCS-Werten, Winkeln, Geschwindigkeiten, Abständen.
- - RCS values,
- - histograms,
- Statistical characteristics of distances, angles, RCS values and speeds, such as an average and a standard deviation,
- Eigenvalues and eigenvectors of covariance matrices, such as a spatial covariance,
- Features of convolution operations,
- - shape and size of enveloping curves,
- - Number of radar reflections measured
R1 to Rx . - - spatio-temporal correlations of distance, angle, RCS values and velocities,
- - Distance between minimum and maximum value, for example RCS values, angles, speeds, distances.
Die Extraktion der relevanten raum-zeitlichen Merkmale
Unter der Extraktion von Merkmalen
In einem fünften Verfahrensschritt S5 (
Die biometrischen Merkmale umfassen beispielsweise
- - eine Schrittweite,
- - eine Körpergröße,
- - eine Gangart,
- - einen Altersbereich (Kind vs. Erwachsener),
- - eine Bekleidung.
- a step size,
- - a height,
- - a gait,
- - one age range (child vs. adult),
- - a clothing.
Der Bewegungszustand wird beispielsweise anhand eines Bewegungsmusters und/oder einer mittleren Geh-Geschwindigkeit ermittelt.The state of motion is determined, for example, on the basis of a movement pattern and / or an average walking speed.
Des Weiteren können als Personeneigenschaften
Das Verfahren ermöglicht eine Verwendung der gewonnenen Informationen für Klassifikation- oder Trackingapplikationen. Auch lassen sich aus den gemessen Sensordaten
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 2 bis 52 to 5
- Radarsensor radar sensor
- DD
- Sensordatensensor data
- Ee
- Personeneigenschaftpersonal property
- KK
- Koordinatensystemcoordinate system
- M1 bis MzM1 to Mz
- Merkmalfeature
- NN
- Netznetwork
- O1 bis OmO1 to Om
- Objektobject
- P1 bis PnP1 to Pn
- Personperson
- R1 bis RxR1 to Rx
- Radarreflexionradar reflectivity
- S1 bis S5S1 to S5
- Verfahrensschrittstep
- tt
- Zeitkoordinatetime coordinate
- vv
- Geschwindigkeitspeed
- WW
- Punktewolkepoint cloud
- x, yx, y
- Raumkoordinatespatial coordinate
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102016215102 A1 [0002]DE 102016215102 A1 [0002]
- DE 4404775 C1 [0003]DE 4404775 C1 [0003]
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- 2018-03-27 DE DE102018002521.8A patent/DE102018002521A1/en not_active Withdrawn
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