DE102018119632B4

DE102018119632B4 - Method for determining the detection range of an environment sensor

Info

Publication number: DE102018119632B4
Application number: DE102018119632.6A
Authority: DE
Inventors: Michael Fischer
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2018-08-13
Filing date: 2018-08-13
Publication date: 2022-07-21
Anticipated expiration: 2038-08-14
Also published as: DE102018119632A1

Abstract

Verfahren zum Abschätzen der Detektionsreichweite eines Umfelderfassungssensors (12), wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist:
a) Aussenden von Detektionsstrahlung in einen Detektionsbereich (14) eines Umfelderfassungssensors (12);
b) Detektieren von Echostrahlung, die an einer Vielzahl in dem Detektionsbereich (14) befindlicher Reflektionspunkte (24, 26) reflektiert ist;
c) Ermitteln der Strahlungsleistung der Echostrahlung unterschiedlicher Reflektionspunkte (24, 26);
d) Ermitteln einer relativen Anzahl an ersten Reflektionspunkten (24) mit Bezug auf die Gesamtzahl an Reflektionspunkten (24, 26), wobei die ersten Reflektionspunkte (24) Strahlung mit einer Strahlungsleistung unterhalb eines vorgebbaren Grenzwerts reflektieren, wobei die Reflektionspunkte (24, 26) sich zu dem Umfelderfassungssensor (12) ferner innerhalb einer vorgebbaren Entfernung befinden; und
e) Bestimmen der Detektionsreichweite des Umfelderfassungssensors (12) basierend auf den in Verfahrensschritt d) ermittelten Daten.

Method for estimating the detection range of an environment detection sensor (12), the method having the following method steps:
a) emission of detection radiation into a detection area (14) of a surroundings detection sensor (12);
b) detecting echo radiation which is reflected at a multiplicity of reflection points (24, 26) located in the detection area (14);
c) determining the radiation power of the echo radiation of different reflection points (24, 26);
d) determining a relative number of first reflection points (24) in relation to the total number of reflection points (24, 26), the first reflection points (24) reflecting radiation with a radiant power below a predeterminable limit value, the reflection points (24, 26) are also located within a predetermined distance from the environment detection sensor (12); and
e) determining the detection range of the environment detection sensor (12) based on the data determined in method step d).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Detektionsreichweite eines Umgebungssensors eines Fahrzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein derartiges Verfahren, welches während der Fahrt des Fahrzeugs durchführbar ist und die Detektionsreichweite auch bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen ermitteln kann. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrunterstützungssystem, welches dazu eingerichtet ist, ein derartiges Verfahren durchzuführen.The present invention relates to a method for determining the detection range of an environment sensor of a vehicle. The present invention relates in particular to such a method which can be carried out while the vehicle is driving and which can also determine the detection range under different environmental conditions. Furthermore, the present invention relates to a driving support system which is set up to carry out such a method.

In Fahrunterstützungssystemen werden 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 erkennen. Zumindest bei einigen dieser Fahrunterstützungssysteme ist es dabei wichtig, dass die Reichweite des Umgebungssensors bestimmbar ist, um so eine besonders verlässliche Distanzschätzungs- und Erkennungsfunktionen zur Verfügung zu stellen.Environment sensors are used in driving support systems in order to detect an environment of a vehicle. This is a prerequisite, for example, for identifying routes and recognizing obstacles in the area of the routes. At least in the case of some of these driving assistance systems, it is important that the range of the environmental sensor can be determined in order to provide particularly reliable distance estimation and detection functions.

Die maximale Reichweite eines LIDAR-Sensors, beispielsweise, ist stark umgebungsabhängig. So wirken sich Einflüsse wie Streulicht, Regen oder Nebel negativ auf die maximale Reichweite aus. Beispielhaft für die Verwendung eines LIDAR-Sensors im Rahmen eines Fahrunterstützungssystems ist die momentane maximale Reichweite des Sensors eine wichtige Größe, um die Zuverlässigkeit der gewonnenen Daten zu beurteilen. Aktuelle Ansätze sind teilweise sehr rechenaufwändig und bieten als Ergebnis zum Teil nicht die gewünschte Zuverlässigkeit.The maximum range of a LIDAR sensor, for example, is highly dependent on the environment. Influences such as scattered light, rain or fog have a negative effect on the maximum range. As an example of the use of a LIDAR sensor as part of a driving support system, the current maximum range of the sensor is an important parameter for assessing the reliability of the data obtained. Current approaches are sometimes very computationally intensive and as a result sometimes do not offer the desired reliability.

DE 42 33 379 C1 , beispielsweise, beschreibt ein Verfahren zur relativen Sichtweitenbestimmung eines Sensors. Dabei wird ein Referenzpuls hinsichtlich seiner Referenzlaufzeit über eine Referenzentfernung und seiner Referenzamplitude untersucht und mit einem Realsignal verglichen. DE 42 33 379 C1 , for example, describes a method for determining the relative visibility of a sensor. A reference pulse is examined with regard to its reference transit time over a reference distance and its reference amplitude and compared with a real signal.

DE 43 01 228 C1 beschreibt weiterhin ein Verfahren zur Bestimmung der Sichtweite eines Sensors. Dabei wird beschrieben, dass es durch einen Vergleich eines gemessenen Rückstreusignals mit einer Musterkurve möglich wird, die Sichtweite aus der erhaltenen Intensitätskurve zu ermitteln, ohne dazu weitere Informationen zu benötigen. DE 43 01 228 C1 further describes a method for determining the visibility of a sensor. It is described that by comparing a measured backscatter signal with a sample curve, it is possible to determine the visibility from the intensity curve obtained without requiring any further information.

Des Weiteren ist aus der DE 10 2010 062 378 A1 ein Fahrerunterstützungssystem mit eine Umfeldsensorik bekannt, die beispielsweise einen Lidarsensor umfasst. Der Lidarsensor sendet dabei Strahlungsimpulse aus, die an Hindernissen auf dem Ausbreitungsweg der Strahlung reflektiert werden. An Hindernissen reflektierte Strahlung gelangt zum Lidarsensor zurück und kann von diesem ausgewertet werden. Bei Erfassung eines nicht relevanten Ziels, wie beispielsweise einer Kondensatwolke, können von einem Fahrerassistenzsystem aufgrund dieses Ziels bereits eingeleitete Eingriffe in Bordsysteme des Fahrzeugs, wie beispielsweise ein Bremseingriff als Notmaßnahme, unterdrückt werden.Furthermore, from the DE 10 2010 062 378 A1 a driver assistance system with an environment sensor system is known, which includes a lidar sensor, for example. The lidar sensor emits pulses of radiation that are reflected by obstacles on the propagation path of the radiation. Radiation reflected from obstacles returns to the lidar sensor and can be evaluated by it. If a non-relevant target is detected, such as a cloud of condensate, interventions that have already been initiated in on-board systems of the vehicle, such as braking intervention as an emergency measure, can be suppressed by a driver assistance system based on this target.

Derartige aus dem Stand der Technik bekannte Lösungen können jedoch noch weiteres Verbesserungspotential bieten, insbesondere hinsichtlich einer einfach umzusetzenden und verlässlichen Ermittlung der Detektionseichweite eines in einem Fahrzeug eingebauten Sensors.However, such solutions known from the prior art can still offer further potential for improvement, in particular with regard to an easy to implement and reliable determination of the detection range of a sensor installed in a vehicle.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Es ist insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, durch welche auf einfache Weise die Detektionsreichweite eines in einem Fahrzeug eingebauten Sensors, bevorzugt während des Betriebs, ermöglicht werden kann.It is the object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages known from the prior art. It is in particular the object of the present invention to provide a solution by means of which the detection range of a sensor installed in a vehicle, preferably during operation, can be made possible in a simple manner.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß ferner durch ein Fahrunterstützungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, in der Beschreibung oder den Figuren beschrieben, wobei weitere in den Unteransprüchen oder in der Beschreibung oder den Figuren beschriebene oder gezeigte Merkmale einzeln oder in einer beliebigen Kombination einen Gegenstand der Erfindung darstellen können, wenn sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt.The object is achieved according to the invention by a method having the features of claim 1. The object is also achieved according to the invention by a driving support system having the features of claim 10. Preferred refinements of the invention are described in the dependent claims, in the description or in the figures. Wherein further features described or shown in the subclaims or in the description or the figures, individually or in any combination, may constitute a subject matter of the invention if the context does not clearly indicate the contrary.

Es wird vorgeschlagen ein Verfahren zum Abschätzen der Detektionsreichweite eines Umfelderfassungssensors, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist:

a) Aussenden von Detektionsstrahlung in einen Detektionsbereich eines Umfelderfassungssensors;
b) Detektieren von Echostrahlung, die an einer Vielzahl in dem Detektionsbereich befindlicher Reflektionspunkte reflektiert ist;
c) Ermitteln der Strahlungsleistung der Echostrahlung unterschiedlicher Reflektionspunkte;
d) Ermitteln einer relativen Anzahl an ersten Reflektionspunkten mit Bezug auf die Gesamtzahl an Reflektionspunkten, wobei die ersten Reflektionspunkte Strahlung mit einer Strahlungsleistung unterhalb eines vorgebbaren Grenzwerts reflektieren, wobei die Reflektionspunkte, also die Gesamtzahl an Reflektionspunkten, sich zu dem Umfelderfassungssensor innerhalb einer vorgebbaren Entfernung befinden; und
e) Abschätzen beziehungsweise Bestimmen der Detektionsreichweite des Sensors basierend auf den in Verfahrensschritt d) ermittelten Daten.

A method for estimating the detection range of an environment detection sensor is proposed, the method having the following method steps:

a) emitting detection radiation into a detection area of an environment detection sensor;
b) detecting echo radiation which is reflected at a multiplicity of reflection points located in the detection area;
c) determining the radiant power of the echo radiation of different reflection points;
d) determining a relative number of first reflection points with reference to the total number of reflection points, the first reflection points emitting radiation with a radiation power below a predeterminable Reflect limit value, the reflection points, ie the total number of reflection points, are located within a predetermined distance from the environment detection sensor; and
e) estimating or determining the detection range of the sensor based on the data determined in method step d).

Durch das vorstehend definierte Verfahren kann auf besonders einfache und dennoch verlässliche Weise die Detektionsreichweite eines Umfelderfassungssensors, wie etwa eines LIDAR-Sensors, auch während der Fahrt des Fahrzeugs abgeschätzt beziehungsweise bestimmt werden.Using the method defined above, the detection range of a surroundings detection sensor, such as a LIDAR sensor, can also be estimated or determined in a particularly simple and yet reliable manner while the vehicle is driving.

Dabei kann das Verfahren ausgeführt werden durch ein Fahrunterstützungssystem, das Bestandteil eines Fahrzeugs, wie etwa eines Kraftfahrzeugs ist. Ferner kann das hier beschriebene Verfahren eingesetzt werden für ein vollständig autonomes Fahren, also kann das Verfahren für ein Fahren des Fahrzeugs ohne einen Fahreingriff eines Fahrers ausgelegt sein. Alternativ ist es möglich, dass das Verfahren dazu dient, den Fahrer bei einem Fahren lediglich zu unterstützen, also etwa um Fahrhinweise auszugeben, wobei der Fahrer bestimmte Fahreingriffe selbst durchführen muss.In this case, the method can be executed by a driving support system that is part of a vehicle, such as a motor vehicle. Furthermore, the method described here can be used for fully autonomous driving, ie the method can be designed for driving the vehicle without driver intervention. Alternatively, it is possible for the method to only support the driver when driving, for example to issue driving instructions, with the driver having to carry out specific driving interventions himself.

Das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte.The process includes the following process steps.

Zunächst erfolgt gemäß Verfahrensschritt a) das Aussenden von Detektionsstrahlung in einen Detektionsbereich eines Umfelderfassungssensors. Dieser Schritt ist an sich hinreichend bekannt und wird in üblicher Weise von Umfelderfassungssensoren umgesetzt. In diesem Schritt wird somit von dem Umfelderfassungssensor in an sich bekannter Weise Detektionsstrahlung emittiert, welche auf in dem Detektionsbereich beziehungsweise in dem Erfassungsbereich des Sensors befindliche Objekte trifft und von diesen als Echo beziehungsweise als Echostrahlung reflektiert wird. Dabei ist es üblich, dass basierend auf der ausgesandten Detektionsstrahlung und der detektierten Echostrahlung der Abstand zwischen dem Umfelderfassungssensor und dem Objekt detektiert werden kann.According to method step a), detection radiation is first emitted into a detection area of an environment detection sensor. This step is sufficiently known per se and is implemented in the usual way by surroundings detection sensors. In this step, the environment detection sensor emits detection radiation in a manner known per se, which hits objects located in the detection area or in the detection area of the sensor and is reflected by them as an echo or as echo radiation. It is usual that the distance between the environment detection sensor and the object can be detected based on the emitted detection radiation and the detected echo radiation.

Durch den Verfahrensschritt a) ist es somit möglich, grundsätzlich Aussagen über die Fahrzeugumgebung zu treffen und dabei in dem Detektionsbereich des Umfelderfassungssensors befindliche Objekte hinsichtlich ihrer Reflektionsleistung und hinsichtlich ihres Abstands zu untersuchen.With method step a), it is thus possible to make fundamental statements about the vehicle environment and to examine objects located in the detection area of the environment detection sensor with regard to their reflection power and with regard to their distance.

Dem Vorstehenden folgend umfasst das beschriebene Verfahren den weiteren Verfahrensschritt b) und damit das Detektieren von Echostrahlung, die an einer Vielzahl in dem Detektionsbereich befindlicher Reflektionspunkte reflektiert ist. Die Reflektionspunkte sollen dabei etwa einzelne Objekte repräsentieren oder auch unterschiedliche Bereiche beziehungsweise Punkte auf einem Objekt. So ist es beispielsweise möglich, dass einzelne Objekte unterschiedliche Bereiche aufweisen, welche die Detektionsstrahlung unterschiedlich stark reflektieren. Beispielsweise ist es bekannt, dass Straßenbegrenzungen Standfüße aufweisen können, die eine geringe Reflektivität aufweisen, also die Detektionsstrahlung mit Echostrahlung geringer Leistung reflektieren, wohingegen von den Straßenbegrenzungen umfasste Reflektoren eine hohe Reflektivität aufweisen, also die Detektionsstrahlung mit Echostrahlung hoher Leistung reflektieren. Gleiches kann etwa für Fahrzeuge gelten, bei denen Reflektoren oder Nummernschilder eine hohe Reflektivität aufweisen können, Reifen oder Blechteile oder Scheiben aber eine geringe Reflektivität aufweisen können.Following the above, the method described includes the further method step b) and thus the detection of echo radiation that is reflected at a large number of reflection points located in the detection area. The reflection points should represent individual objects or different areas or points on an object. For example, it is possible for individual objects to have different areas which reflect the detection radiation to different extents. For example, it is known that road boundaries can have bases that have low reflectivity, ie reflect the detection radiation with low-power echo radiation, whereas reflectors encompassed by the road boundaries have high reflectivity, ie reflect the detection radiation with high-power echo radiation. The same can apply to vehicles, for example, in which reflectors or number plates can have a high level of reflectivity, but tires or sheet metal parts or panes can have a low level of reflectivity.

Um das Verfahren auszuführen umfasst das Verfahren den weiteren Verfahrensschritt c) und damit das Ermitteln der Strahlungsleistung der Echostrahlung unterschiedlicher Reflektionspunkte. In diesem Schritt wird somit ermittelt, mit welcher Leistung die Echostrahlung auf die Detektionseinheit des Umfelderfassungssensors trifft und damit, wie stark die Detektionsstrahlung von dem jeweiligen Detektionspunkt reflektiert wird. Dabei ist es zweckmäßig, dass die Reflektionsstrahlung beziehungsweise die Echostrahlung von einer Mehrzahl von Reflektionspunkten unabhängig voneinander bezüglich der Leistung untersucht wird. Dies ist grundsätzlich möglich, da Umfelderfassungssensoren oftmals eine Detektionseinheit mit einer Mehrzahl von Detektoren aufweisen, welche wiederum Detektionsstrahlung detektieren können, die von unterschiedlichen Reflektionspunkten mit unterschiedlicher Leistung auf den Detektor auftrifft.In order to carry out the method, the method includes the further method step c) and thus the determination of the radiation power of the echo radiation of different reflection points. In this step, the power with which the echo radiation impinges on the detection unit of the surroundings detection sensor is determined, and thus how strongly the detection radiation is reflected by the respective detection point. It is expedient here for the reflected radiation or the echo radiation to be examined independently of one another with regard to the power from a plurality of reflection points. In principle, this is possible since surroundings detection sensors often have a detection unit with a plurality of detectors, which in turn can detect detection radiation which impinges on the detector from different reflection points with different power.

Bei dem Vorsehen von LIDAR-Sensoren, beispielsweise kann einer Vielzahl von unterschiedlichen Scanpunkten in einer Punktwolke eine unterschiedliche Strahlungsleistung zugeordnet werden.When LIDAR sensors are provided, for example, a large number of different scan points in a point cloud can be assigned a different radiant power.

Weiterhin umfasst das Verfahren mit dem Verfahrensschritt d) das Ermitteln der relativen Anzahl an ersten Reflektionspunkten mit Bezug auf die Gesamtzahl an Reflektionspunkten, wobei die ersten Reflektionspunkte Strahlung mit einer Strahlungsleistung unterhalb eines vorgebbaren Grenzwerts reflektieren, wobei die ersten Reflektionspunkte sich ferner zu dem Umfelderfassungssensor innerhalb einer vorgebbaren Entfernung befinden.Furthermore, the method with method step d) includes determining the relative number of first reflection points in relation to the total number of reflection points, the first reflection points reflecting radiation with a radiant power below a specifiable limit value, the first reflection points also moving towards the surroundings detection sensor within a predetermined distance.

Bei diesem Schritt kann somit anhand der ermittelten Leistung der jeweiligen Echostrahlung ermittelt werden, wie viele Reflektionspunkte, bezogen auf die Gesamtzahl an Reflektionspunkten, eine schwache Reflektivität aufweisen und damit auch, wie viele Reflektionspunkte, bezogen auf die Gesamtzahl an Reflektionspunkten, eine starke Reflektivität aufweisen. In anderen Worten kann ermittelt werden, wie viele der ermittelten Reflektionspunkte Strahlung als Echostrahlung mit einer Strahlungsleistung reflektieren, die unterhalb eines vorgebbaren Grenzwerts liegt.In this step can thus be determined based on the determined power of the respective echo radiation, how many reflection points, bezo gene on the total number of reflection points, have a weak reflectivity and thus also how many reflection points, based on the total number of reflection points, have a strong reflectivity. In other words, it can be determined how many of the determined reflection points reflect radiation as echo radiation with a radiation power that is below a predefinable limit value.

Dabei kann der Grenzwert, welcher die Strahlungsleistung als starke Strahlungsleistung und schwache Strahlungsleistung unterscheidet, grundsätzlich wählbar sein. Ebenso kann die vorgebbare Entfernung, innerhalb welcher die untersuchten Reflektionspunkte liegen sollen beziehungsweise welche die Echostrahlung zurücklegt, ebenfalls wählbar sein. Grundsätzlich können die vorgebbare Strahlungsleistung und die vorgebbare Entfernung als entsprechende Parameter in die Detektion und die Auswertung eingehen, so dass die exakte Wahl, insoweit sie in Detektion und Auswertung gleich ist, nicht erheblich ist, jedoch die Exaktheit der Auswertung positiv beeinflussen kann.In this case, the limit value, which distinguishes the radiant power as strong radiant power and weak radiant power, can in principle be selectable. Likewise, the predeterminable distance within which the examined reflection points should lie or which the echo radiation covers can also be selectable. In principle, the specifiable radiant power and the specifiable distance can be included in the detection and evaluation as corresponding parameters, so that the exact choice is not significant, provided that it is the same in detection and evaluation, but can positively influence the accuracy of the evaluation.

Beispielhafte Werte, unterhalb derer die Reflektionspunkte als solche definiert werden, die eine schwache Reflektivität aufweisen, können etwa für die Strahlungsleistung der Echostrahlung in einem Bereich liegen von ≤ 50%, beispielsweise von ≥ 10% bis ≤ 50%, etwa von ≥ 20% bis ≤ 50%, bezogen auf die Leistung der emittierten Detektionsstrahlung. Diese Auswahl kann etwa getroffen werden, da stark reflektierende Punkte, wie etwa Reflektoren oder Nummernschilder, in einem derartigen Bereich reflektieren, wohingegen andere Oberflächen deutlich schlechter reflektieren. Ferner können beispielhafte Werte der Entfernung etwa in einem Bereich liegen von ≥ 50m bis ≤ 100m oder auch in einem Bereich von ≤ 50m. Diese Auswahl kann etwa dahingehend getroffen werden, dass in einem gewissen Abstand zu dem Fahrzeug beziehungsweise zu dem Umfelderfassungssensor davon ausgegangen werden kann, dass eine Anzahl an reflektierenden Flächen vorliegt, die eine entsprechende Auswertung ermöglichen kann.Exemplary values below which the reflection points are defined as having weak reflectivity can be in a range of ≦50% for the radiant power of the echo radiation, for example from ≧10% to ≦50%, for example from ≧20% to ≤ 50%, based on the power of the emitted detection radiation. This selection can be made because highly reflective points, such as reflectors or license plates, reflect in such an area, whereas other surfaces reflect much less well. Furthermore, exemplary values for the distance can be in a range from ≧50 m to ≦100 m or also in a range from ≦50 m. This selection can be made such that at a certain distance from the vehicle or from the environment detection sensor, it can be assumed that there are a number of reflecting surfaces that can enable a corresponding evaluation.

Gemäß Verfahrensschritt e) umfasst das Verfahren weiterhin das Bestimmen der Detektionsreichweite des Sensors basierend auf den in Verfahrensschritt d) ermittelten Daten. Somit kann insbesondere durch die Kenntnis, wie viele schwach reflektierende Reflektionspunkte sich in dem Detektionsbereich mit Bezug auf die Gesamtzahl der Reflektionspunkte innerhalb eines definierten Abstands zu dem Umfelderfassungssensor beziehungsweise zu dem Fahrzeug befinden, auf die Detektionsreichweite des Umfelderfassungssensors geschlossen werden. Dabei kann insbesondere, wie dies vorstehend angedeutet ist, eine statistische Auswertung erfolgen, indem die auf verschiedene Detektoren der Detektionseinheit des Umfelderfassungssensors auftreffende Echostrahlung ausgewertet wird. Dies kann möglich sein, da diese ein statistisches Bild der Reflektionspunkte abbilden, welches auf die Gesamtumgebung übertragen werden kann. Dies kann von Vorteil sein, da dies gegenüber einer Auswertung jedes Reflektionspunkts nur eine deutlich reduzierte Rechenleistung erfordert.According to method step e), the method also includes determining the detection range of the sensor based on the data determined in method step d). In particular, by knowing how many weakly reflecting reflection points are in the detection area in relation to the total number of reflection points within a defined distance from the surroundings detection sensor or from the vehicle, the detection range of the surroundings detection sensor can be inferred. In this case, in particular, as indicated above, a statistical evaluation can be carried out by evaluating the echo radiation impinging on various detectors of the detection unit of the environment detection sensor. This can be possible because they depict a statistical image of the reflection points, which can be transferred to the overall environment. This can be advantageous since it only requires significantly reduced computing power compared to an evaluation of each reflection point.

Bei dem vorliegenden Verfahren wird somit über die Auswertung von schwach reflektierenden Punkten und deren Häufigkeit bei einer räumlichen Verteilung, also innerhalb eines begrenzten Abstands, auf die Reichweite des Umfelderfassungssensors geschlossen. Dies hat zunächst den Vorteil, dass auf eine genaue Schätzung der reflektierten Lichtleistung verzichtet werden kann. Diese Schätzung ist einerseits technisch aufwändig und andererseits prinzipiell unzuverlässig, da Flächen mit einem hohen Reflektionskoeffizienten die Messung überproportional stark beeinflussen, und nicht immer klar ist, bei welchem Punkt der Punktewolke eine derartige Fläche die Ursache für die starke reflektierte Leistung ist. Demgegenüber kann das erfindungsgemäße Verfahren mit einem reduzierten Rechenaufwand und gleichzeitig hoher Effektivität und Verlässlichkeit arbeiten.In the present method, the range of the environment detection sensor is thus inferred from the evaluation of weakly reflecting points and their frequency in a spatial distribution, ie within a limited distance. First of all, this has the advantage that an exact estimation of the reflected light power can be dispensed with. This estimation is technically complex on the one hand and unreliable in principle on the other, since surfaces with a high reflection coefficient have a disproportionately strong influence on the measurement, and it is not always clear at which point in the point cloud such a surface is the cause of the strong reflected power. In contrast, the method according to the invention can work with a reduced computing effort and, at the same time, high effectiveness and reliability.

Das beschriebene Verfahren geht gegenüber den Lösungen aus dem Stand der Technik von dem folgenden Szenario aus. Eine Abtastsequenz eines Umfelderfassungssensors liefert Reflektionspunkte, etwa in einer Punktwolke, welche von Gegenständen mit hoher Reflektion erzeugt werden. Derartige Gegenstände mit hoher Reflektivität können etwa Verkehrsschilder, Kennzeichen, Rücklichter sein. Ferner liefert eine Abtastsequenz eines Umfelderfassungssensors Reflektionspunkte, etwa in einer Punktwolke, welche von Gegenständen mit schwacher Reflektion erzeugt werden. Derartige Gegenstände mit schwacher Reflektivität können grundsätzlich Objekte sein, die keine hohe Reflektivität aufweisen und etwa Pflanzen, Karosserieteile oder Fester eines Fahrzeugs, usw umfassen können. Es kann ferner angenommen werden, dass das Verhältnis beider Punktarten zueinander bei vergleichbaren Fahrsituationen im Mittel über eine längere Zeit gleich ist. Dies ermöglicht etwa die vorstehend angedeutete statistische Auswertung.Compared to the solutions from the prior art, the method described is based on the following scenario. A scanning sequence of an environment detection sensor provides reflection points, for example in a point cloud, which are generated by objects with high reflection. Such objects with high reflectivity can be, for example, traffic signs, license plates, rear lights. Furthermore, a scanning sequence of an environment detection sensor provides reflection points, for example in a point cloud, which are generated by objects with weak reflection. Objects of this type with weak reflectivity can in principle be objects that do not have high reflectivity and can include, for example, plants, body parts or windows of a vehicle, etc. It can also be assumed that the ratio of the two types of points to one another is the same on average over a longer period of time in comparable driving situations. This enables, for example, the statistical evaluation indicated above.

Die Punkte, die von hochgradig reflektierenden Oberflächen hervorgerufen werden, sind von ihrer zurückgeworfenen Lichtleistung beziehungsweise der Lichtleistung der Echostrahlung weit über dem Durchschnitt. Genauer gesagt, sie sind so weit über dem Durchschnitt, dass eine quantitative Auswertung der zurückgeworfenen Lichtintensität nicht mehr zielführend ist, wie etwa insbesondere für einen LIDAR als Umfelderfassungssensor. Allerdings kann man die Gesamtzahl der Punkte nutzen, um, in Verbindung mit der Anzahl der niedrig reflektierenden Punkte, die unterschiedlichen Umgebungsbedingungen zu normieren. So ist etwa das Verhältnis der unterschiedlichen Oberflächen auf der Rückseite eines Fahrzeuges weitgehend konstant, egal wie viele Fahrzeuge im Sichtfeld sind.The points produced by highly reflective surfaces are well above average in terms of their reflected light output or the light output of the echo radiation. To be more precise, they are so far above average that a quantitative evaluation of the reflected light intensity is no longer expedient, such as for a LIDAR in particular as an environment detection sensor. All However, the total number of points can be used, in conjunction with the number of low-reflectivity points, to normalize the different environmental conditions. For example, the ratio of the different surfaces on the back of a vehicle is largely constant, no matter how many vehicles are in the field of view.

Das hier beschriebene Verfahren nutzt nun einen Algorithmus, bei dem die Extraktion einer Größe, welche die Verteilung der Punkte mit schwacher Reflektion in der näheren Umgebung beschreibt, verwendet. Das Verfahren beziehungsweise der Algorithmus beruht auf der Annahme, dass in der näheren Umgebung auch Objekte mit niedriger Reflektivität immer erfolgreich detektiert werden und sich bei ungünstigen Umgebungsbedingungen lediglich die empfangene reflektierte Lichtleistung nach unten verschiebt. Dabei steigt der Anteil an Punkten, deren reflektierte Lichtleistung eine gewisse Schwelle unterschreitet, im Mittel mit der Entfernung stärker an. Anders gesagt, die empfangene Lichtintensität der Scanpunkte, welche von schwach reflektierenden Oberflächen erzeugt werden, sinkt mit steigender Entfernung bei schlechten Sichtverhältnissen stärker als bei guten Sichtverhältnissen. Entsprechend wird es möglich, durch das Verfahren auf die Detektionsreichweite eines Umfelderfassungssensors zu schließen.The method described here now uses an algorithm in which the extraction of a quantity that describes the distribution of the points with weak reflection in the immediate vicinity is used. The method or the algorithm is based on the assumption that objects with low reflectivity are always successfully detected in the immediate vicinity and that only the received reflected light power shifts downwards under unfavorable environmental conditions. The proportion of points whose reflected light output falls below a certain threshold increases more on average with distance. In other words, the received light intensity of the scan points, which are generated by weakly reflecting surfaces, decreases more with increasing distance in poor visibility conditions than in good visibility conditions. Accordingly, the method makes it possible to infer the detection range of an environment detection sensor.

Zwar ist die grundsätzliche Detektionsreichweite eines Umfelderfassungssensors meist bekannt. Jedoch ist es beispielsweise für LIDAR-Sensoren bekannt, dass die maximale Reichweite eines LIDAR-Sensors meist stark umgebungsabhängig ist. So wirken sich Einflüsse wie Streulicht, Regen oder Nebel negativ auf die maximale Reichweite aus. Für die Verwendung eines LIDAR-Sensors im Rahmen eines Fahrunterstützungssystems ist die momentane maximale Reichweite des Sensors unabhängig von den Umgebungsbedingungen jedoch eine wichtige Größe, um die Zuverlässigkeit der gewonnenen Daten zu beurteilen.The basic detection range of an environment detection sensor is usually known. However, it is known for LIDAR sensors, for example, that the maximum range of a LIDAR sensor is usually heavily dependent on the environment. Influences such as scattered light, rain or fog have a negative effect on the maximum range. For the use of a LIDAR sensor as part of a driving support system, however, the current maximum range of the sensor, regardless of the environmental conditions, is an important parameter for assessing the reliability of the data obtained.

Daraus wird ersichtlich, dass es für das Einleiten von Fahrsequenzen von Fahrunterstützungssystemen etwa umfassend LIDAR-Sensoren als Umfelderfassungssensoren von Wichtigkeit ist, die momentane Detektionsreichweite zu ermitteln. Dadurch können die gewonnen Daten deutlich verlässlicher sein und auch die durchgeführte Fahrunterstützung kann verlässlicher sein. Somit kann das Auftreten kritischer Situation signifikant verringert werden.It is evident from this that it is important for the initiation of driving sequences by driving assistance systems, for example comprising LIDAR sensors as surroundings detection sensors, to determine the current detection range. As a result, the data obtained can be significantly more reliable and the driving support provided can also be more reliable. Thus, the occurrence of critical situations can be significantly reduced.

Dabei kann eine Ermittlung der Detektionsreichweite des Umfelderfassungssensors, wie vorstehend angedeutet, durch das hier beschriebene Verfahren auf meist ohnehin gemessenen Daten beruhen oder auf Daten, die durch meist ohnehin vorhandene Peripherie einfach ermittelbar sind. Dadurch kann eine vergleichsweise geringe Rechenleistung ausreichen. Ferner kann das Resultat basierend auf dem hier beschriebenen Verfahren sehr verlässliche Daten liefern.As indicated above, a determination of the detection range of the environment detection sensor using the method described here can be based on data that is usually measured anyway or on data that can be easily determined by peripherals that are usually already present. As a result, a comparatively low computing power can suffice. Furthermore, the result based on the method described here can provide very reliable data.

Es kann bevorzugt sein, dass der Verfahrensschritt e) erfolgt unter Verwendung einer Zuordnungstabelle, die aus als Lookup-Table bezeichnet wird, welche normiert ist auf den in Verfahrensschritt d) vorgegeben Grenzwert der Strahlungsleitung und die in Verfahrensschritt d) vorgegebene Entfernung. In dieser Ausgestaltung kann eine Auswertung der ermittelten Daten somit auf bereits durch entsprechende Kalibrierung des Umfelderfassungssensors zusammengestellten Werten beruhen. Dies kann etwa den Vorteil aufweisen, dass zum einen ein entsprechender Umfelderfassungssensor oder eine Klasse derartiger Sensoren etwa vor einem Einsatz getestet werden können und dann bei einer Auswertung auf die durch die entsprechenden Tests erhaltenen Werte zurückgegriffen werden kann. Dies kann die Rechenleistung signifikant reduzieren.It may be preferable for method step e) to be carried out using an allocation table referred to in FIG. 1 as a lookup table, which is normalized to the limit value of the radiation line specified in method step d) and the distance specified in method step d). In this refinement, an evaluation of the ascertained data can thus be based on values already compiled by appropriate calibration of the environment detection sensor. This can have the advantage, for example, that on the one hand a corresponding environment detection sensor or a class of such sensors can be tested prior to use, for example, and the values obtained from the corresponding tests can then be used in an evaluation. This can significantly reduce computing power.

Dabei kann es ferner vorgesehen sein, dass die Zuordnungstabelle in einem Speicher des Fahrunterstützungssystems hinterlegt ist, so dass auf diese zugegriffen werden kann, um eine entsprechende Auswertung zu ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass das Fahrunterstützungssystem über eine kabellose Verbindung, wie etwa eine Internetverbindung auf einen zentralen Server zugreifen kann. Dies kann beispielsweise verbesserte Daten ermöglichen oder auch Updates bezüglich neu ermittelter Umgebungsbedingungen. Dadurch können die Daten besonders genau sein.It can also be provided that the assignment table is stored in a memory of the driving support system, so that it can be accessed in order to enable a corresponding evaluation. Alternatively or additionally, it can be provided that the driving support system can access a central server via a wireless connection, such as an Internet connection. This can, for example, enable improved data or updates regarding newly determined environmental conditions. This allows the data to be particularly accurate.

Dabei kann es von Vorteil sein, dass in der Zuordnungstabelle Daten zu einer Vielzahl von Umgebungsbedingungen hinterlegt sind. In dieser Ausgestaltung kann eine besonders universelle und anpassbare Bestimmung der Detektionsreichweite des Umfelderfassungssensors ermöglicht werden. Denn in dieser Ausgestaltung kann bei einer entsprechend große Anzahl an Umgebungsbedingungen, wie etwa Regen, Nebel usw. die Detektionsreichweite des Umfelderfassungssensors bestimmt werden. Die Art und Anzahl der hinterlegten Umgebungsbedingungen kann dabei abhängig sein von der Art des Umfelderfassungssensors und seiner Beeinträchtigung durch diese Umgebungsbedingungen.In this case, it can be advantageous for data on a large number of environmental conditions to be stored in the assignment table. In this refinement, a particularly universal and adaptable determination of the detection range of the surroundings detection sensor can be made possible. This is because, in this configuration, the detection range of the environment detection sensor can be determined given a correspondingly large number of environmental conditions, such as rain, fog, etc. The type and number of environmental conditions stored can be dependent on the type of environment detection sensor and how it is affected by these environmental conditions.

Es kann weiterhin bevorzugt sein, dass Verfahrensschritt e) erfolgt unter Erstellung eines Histogramms, welches die relative Anzahl an ersten Reflektionspunkten mit Bezug auf die Gesamtzahl an Reflektionspunkten zeigt. Insbesondere ein Histogramm kann eine einfach umzusetzende Möglichkeit sein, mit einem geringen Rechenaufwand eine vergleichsweise große Anzahl an Daten zu handhaben. Somit kann in dieser Ausgestaltung eine effektive und verlässliche Auswertung der erhaltenen Daten mit vergleichsweise geringem Rechenaufwand ermöglicht werden.It can also be preferred that method step e) takes place with the creation of a histogram which shows the relative number of first reflection points in relation to the total number of reflection points. A histogram in particular can be an easy option to implement be able to handle a comparatively large amount of data with little computational effort. In this embodiment, an effective and reliable evaluation of the data obtained can thus be made possible with comparatively little computing effort.

Diesbezüglich kann es ferner von Vorteil sein, dass bei Verfahrensschritt e) erfolgt unter Verwendung einer Ausgleichsgerade, die über die vorgebbare Entfernung in dem Histogramm angewendet wird. Diesbezüglich gilt im Wesentlichen das vorab Gesagte. Insbesondere unter Verwendung einer Ausgleichsgeraden kann eine einfach umzusetzende Möglichkeit bereitgestellt werden, mit einem geringen Rechenaufwand eine vergleichsweise große Anzahl an Daten zu handhaben und dabei etwa einen Mittelwert zu verwenden, um so einen geringen Fehler zu erhalten. Insbesondere kann etwa über die Steigung der Ausgleichsgeraden das Ermitteln der Detektionsreichweite unter Verwendung einer Zuordnungstabelle reduziert werden auf einen Wert, der einfach zuzuordnen ist. Ferner können derartige Werte mit geringem Speicherbedarf und hoher Präzision bereitgehalten werden. Somit kann in dieser Ausgestaltung eine effektive und verlässliche Auswertung der erhaltenen Daten mit vergleichsweise geringem Rechenaufwand ermöglicht werden.In this regard, it can also be advantageous that, in method step e), a best-fit straight line is used, which is applied over the specifiable distance in the histogram. In this regard, what was said above essentially applies. In particular, by using a regression line, a simple-to-implement option can be provided for handling a comparatively large amount of data with little computing effort and using a mean value, for example, in order to obtain a small error. In particular, the determination of the detection range using an allocation table can be reduced to a value that is easy to allocate, for example via the gradient of the regression line. Furthermore, such values can be kept ready with little memory requirement and high precision. In this embodiment, an effective and reliable evaluation of the data obtained can thus be made possible with comparatively little computing effort.

Weiterhin kann es von Vorteil sein, dass Verfahrensschritt d) erfolgt mit einer Mehrzahl an Abtastvorgängen, insbesondere mit wenigstens 500 Abtastvorgängen. In dieser Ausgestaltung kann es ermöglicht werden, dass ein Bestimmen beziehungsweise ein Abschätzen der Detektionsreichweite des Umfelderfassungssensors nicht nur auf einer Messung beziehungsweise auf einem Abtastvorgang beruht, sondern dass eine Vielzahl an Abtastvorgängen herangezogen wird. Dabei hat sich herausgestellt, dass insbesondere bei wenigstens 500 Abtastvorgängen ein besonders verlässliches Ergebnis erhalten werden kann. Zum Erhalt des Ergebnisses kann dann etwa der Mittelwert der erhaltenen Ergebnisse jedes der Abtastvorgänge verwendet werden.Furthermore, it can be advantageous that method step d) takes place with a plurality of scanning processes, in particular with at least 500 scanning processes. In this refinement, it can be made possible that a determination or an estimation of the detection range of the surroundings detection sensor is not only based on a measurement or on a scanning process, but that a large number of scanning processes are used. It has been found that a particularly reliable result can be obtained in particular with at least 500 scanning processes. Approximately the mean value of the results obtained from each of the scanning processes can then be used to obtain the result.

Es kann ferner von Vorteil sein, dass das Verfahren während der Fahrt des Fahrzeugs durchgeführt wird. In dieser Ausgestaltung kann es ermöglicht werden, dass der Umfelderfassungssensor besonders verlässliche Werte liefert. Denn es kann darauf reagiert werden, dass sich die Fahrzeugumgebung, etwa durch lokal auftretenden Nebel oder lokal auftretenden Regen oder Ähnliches häufig auch während der Fahrt signifikant ändern kann, was wiederum auch die Detektionsreichweite des Umfelderfassungssensors während der Fahrt beeinflussen kann. Somit kann auch bei sich ändernden Umgebungsbedingungen stets die momentan vorliegende Detektionsreichweite des Umfelderfassungssensors zugrunde gelegt werden, was eine besonders genaue Messung und ferner besonders sichere Fahrunterstützung erlauben kann.It can also be advantageous for the method to be carried out while the vehicle is moving. In this refinement, it can be made possible for the surroundings detection sensor to supply particularly reliable values. This is because it is possible to react to the fact that the vehicle environment can often change significantly while driving, for example due to locally occurring fog or locally occurring rain or the like, which in turn can also affect the detection range of the environment detection sensor while driving. Thus, even with changing environmental conditions, the currently available detection range of the surroundings detection sensor can always be taken as a basis, which can allow a particularly accurate measurement and also particularly safe driving support.

Dabei kann eine entsprechende Messung permanent, also etwa in vordefinierten oder einstellbaren zeitlichen Abständen durchgeführt werden, oder in Antwort auf eine detektierte Änderung der Umgebungsbedingungen, etwa durch die Ausgabe von Detektionsergebnissen von Helligkeitssensoren, Regensensoren oder anderen Sensoren, die ebenfalls Teil eines Fahrunterstützungssystems sein können.A corresponding measurement can be carried out permanently, i.e. at predefined or adjustable time intervals, or in response to a detected change in the environmental conditions, for example by the output of detection results from brightness sensors, rain sensors or other sensors, which can also be part of a driving support system.

Bezüglich weiterer Vorteile und Merkmale des Verfahrens wird auf die Beschreibung des Fahrunterstützungssystems, die Figuren und die Beschreibung der Figuren verwiesen, und umgekehrt. Es wird ferner beschrieben ein Fahrunterstützungssystem für ein Fahrzeug, wobei das Fahrunterstützungssystem wenigstens eine Recheneinheit aufweist, die mit Daten eines Umfelderfassungssensors speisbar ist, wobei die Recheneinheit dazu ausgestaltet ist, ein Verfahren auszuführen, wie dies vorstehend im Detail beschrieben ist.With regard to further advantages and features of the method, reference is made to the description of the driving support system, the figures and the description of the figures, and vice versa. A driving support system for a vehicle is also described, the driving support system having at least one processing unit that can be fed with data from an environment detection sensor, the processing unit being designed to execute a method as described in detail above.

Das Fahrunterstützungssystem kann Teil eines Fahrzeugs sein, wie beispielsweise eines Kraftfahrzeugs. Das Fahrunterstützungssystem kann insbesondere zum Erzeugen von Umgebungsdaten als Basis für eine Fahrunterstützung, wie etwa für das Erzeugen einer Fahrtrajektorie oder für das Ausführen anderer Fahreingriffe oder Fahrhinweise, vorgesehen sein, oder für ein autonomes Fahren erlauben, wie dies vorstehend angedeutet ist.The driving support system can be part of a vehicle, such as a motor vehicle. The driving support system can be provided in particular for generating environmental data as a basis for driving support, such as for generating a driving trajectory or for executing other driving interventions or driving instructions, or for autonomous driving, as indicated above.

Für eine Umfeldbeobachtung beziehungsweise Umfelderfassung weist das Fahrunterstützungssystem mindestens einen ersten Umfelderfassungssensor auf. Der erste Umfelderfassungssensor kann bevorzugt als LIDAR ausgestaltet sein. Ferner können zum Überwachen der Umgebung ein oder mehrere weitere Sensoren vorgesehen sein, die aus dem Stand der Technik bekannt sind und etwa einer Umfelderfassung dienen können. Der gegebenenfalls vorgesehene mindestens eine weitere Umfelderfassungssensor kann beispielsweise aufweisen oder bestehen aus einem oder mehreren gleichen oder unterschiedlichen Sensoren, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Ultraschallsensoren, radarbasierten Sensoren, Regensensoren, Helligkeitssensoren oder weiteren Sensoren, die auf dem Fachgebiet zum Überwachen der Umgebung bekannt sind.The driving assistance system has at least one first environment detection sensor for environment monitoring or environment detection. The first environment detection sensor can preferably be designed as a LIDAR. Furthermore, one or more further sensors, which are known from the prior art and can be used, for example, to detect the surroundings, can be provided for monitoring the surroundings. The at least one further environment detection sensor that may be provided can, for example, have or consist of one or more identical or different sensors that are selected from the group consisting of ultrasonic sensors, radar-based sensors, rain sensors, brightness sensors or other sensors that are known in the field for monitoring the environment are.

Weiterhin wird eine Recheneinheit, etwa ein Prozessor, wie beispielsweise eine Steuereinheit, bereitgestellt. Die Recheneinheit ist zum Auswerten der von dem oder den Sensoren gelieferten Sensordaten geeignet. Insbesondere ist die Recheneinheit dazu ausgebildet, ein Verfahren auszuführen, wie dieses vorstehend beschrieben ist.Furthermore, a computing unit, such as a processor, such as a control unit, is provided. The computing unit is suitable for evaluating the sensor data supplied by the sensor or sensors. In particular, the computing unit designed to carry out a method as described above.

Durch das hier beschriebene Fahrunterstützungssystem kann somit auf effektive und verlässliche Weise eine Umfelderfassung ermöglicht werden. Insbesondere kann es ermöglicht werden, dass basierend auf Daten von Echostrahlung unter Verwendung von nur geringer Rechenleistung und auf sehr verlässliche Weise eine Abschätzung der Detektionsreichweite eines Umfelderfassungssensors, wie etwa eines LIDAR-Sensors, möglich ist.The driving support system described here can thus enable surroundings to be detected in an effective and reliable manner. In particular, it can be made possible, based on data from echo radiation, to estimate the detection range of an environment detection sensor, such as a LIDAR sensor, using only little computing power and in a very reliable manner.

Dadurch kann es weiterhin erlaubt werden, dass auch eine bereitgestellte Fahrunterstützung besonders verlässlich und damit sicher ist, was die Gefahr für das Auftreten gefährlicher Situation deutlich vermindern kann.As a result, it can also be allowed that driving assistance that is provided is particularly reliable and therefore safe, which can significantly reduce the risk of a dangerous situation occurring.

Bezüglich weiterer Vorteile und Merkmale des Fahrunterstützungssystems wird auf die Beschreibung des Verfahrens, die Figuren und die Beschreibung der Figuren verwiesen, und umgekehrt.With regard to further advantages and features of the driving support system, reference is made to the description of the method, the figures and the description of the figures, and vice versa.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung zeigend ein Fahrzeug mit einem einen Detektionsbereich aufweisenden Umfelderfassungssensor;
2 ein schematisches Histogramm zur Verwendung in einer Ausgestaltung eines Verfahrens gemäß der Erfindung; und
3 eine graphische Ausgestaltung von Messwerten, die mit einer Zuordnungstabelle in einer Ausgestaltung eines Verfahrens gemäß der Erfindung ausgewertet werden.

Further advantages and advantageous configurations of the objects according to the invention are illustrated by the drawings and explained in the following description. It should be noted that the drawings are for descriptive purposes only and are not intended to limit the invention in any way. Show it:

1 a schematic representation showing a vehicle with a surroundings detection sensor having a detection area;
2 a schematic histogram for use in an embodiment of a method according to the invention; and
3 a graphical embodiment of measured values that are evaluated with an allocation table in an embodiment of a method according to the invention.

In der 1 ist ein Fahrzeug 10 gezeigt, das sich in einer Fahrzeugumgebung befindet. Das Fahrzeug 10 umfasst ein Fahrunterstützungssystem, welches basierend auf Umgebungsdaten eine Fahrunterstützung bereitstellen kann. Hierzu umfasst das Fahrzeug 10 beziehungsweise das Fahrunterstützungssystem einen Umfelderfassungssensor 12, der Detektionsstrahlung in einen Detektionsbereich 14 emittiert. Der Umfelderfassungssensor 12 kann beispielsweise als LIDAR ausgestaltet sein. Ferner kann es vorgesehen sein, dass das Fahrzeug 10 beziehungsweise sein Umfelderfassungssensor 12 neben dem LIDAR weitere an sich bekannte Umfelderfassungssensoren aufweist.In the 1 A vehicle 10 is shown located in a vehicle environment. The vehicle 10 includes a driving assistance system that can provide driving assistance based on environmental data. For this purpose, the vehicle 10 or the driving assistance system comprises an environment detection sensor 12 which emits detection radiation into a detection area 14 . Surroundings detection sensor 12 can be configured as a LIDAR, for example. Furthermore, it can be provided that the vehicle 10 or its environment detection sensor 12 has other environment detection sensors known per se in addition to the LIDAR.

Es ist ferner gezeigt, dass in der Fahrzeugumgebung und dabei in dem Detektionsbereich 14 eine Vielzahl an Objekten vorgesehen ist, auf welche die Detektionsstrahlung trifft. Dabei wird die Detektionsstrahlung von den Objekten reflektiert und trifft als Echostrahlung auf den Umfelderfassungssensor 12 beziehungsweise eine Detektionseinheit desselben. Die Detektionseinheit des Umfelderfassungssensors 12 kann dabei eine Mehrzahl an Detektoren umfassen, die jeweils Echostrahlung unterschiedlicher Positionen detektieren. Die von den einzelnen Detektoren detektierte Echostrahlung kann daher ein Abbild der Umgebung des Fahrzeugs 10 beziehungsweise der in dem Detektionsbereich 14 befindlichen Objekte bereitstellen.It is also shown that a large number of objects are provided in the vehicle environment and in the detection area 14 , which are hit by the detection radiation. The detection radiation is reflected by the objects and impinges as echo radiation on the surroundings detection sensor 12 or a detection unit of the same. The detection unit of the environment detection sensor 12 can include a plurality of detectors, which each detect echo radiation from different positions. The echo radiation detected by the individual detectors can therefore provide an image of the surroundings of vehicle 10 or of the objects located in detection area 14 .

Bezüglich der Objekte, die sich in dem Detektionsbereich 14 des Umfelderfassungssensors 12 befinden, sind rein beispielhaft und als typische Fahrzeugumgebung ein Fahrzeug 16, ein Verkehrsschild 17, Straßenbegrenzungen 18, ein Baum 20 beziehungsweise Sträucher 22 gezeigt. Die jeweiligen Objekte weisen dabei erste Reflektionspunkte 24 auf, welche eine vergleichsweise geringe Reflektivität aufweisen beziehungsweise deren Echostrahlung eine vergleichsweise geringe Strahlungsleistung aufweist. Ferner weisen die jeweiligen Objekte zweite Reflektionspunkte 26 auf, welche eine vergleichsweise hohe beziehungsweise starke Reflektivität aufweisen beziehungsweise deren Echostrahlung eine vergleichsweise große Strahlungsleistung aufweist. Beispielhaft weist das Fahrzeug 16 einen zweiten Reflektionspunkt 26 an einem Nummernschild auf und weist das Fahrzeug 16 einen ersten Reflektionspunkt 24 an einem Karosserieteil. Ferner kann eine Straßenbegrenzung 18 beziehungsweise ein Verkehrsschild 17 einen zweiten Reflektionspunkt an einer reflektierenden Oberfläche auf und einen ersten Reflektionspunkt 24 an einem Ständer.A vehicle 16, a traffic sign 17, road boundaries 18, a tree 20 or shrubs 22 are shown purely as an example and as a typical vehicle environment with regard to the objects that are located in the detection region 14 of the environment detection sensor 12. The respective objects have first reflection points 24, which have a comparatively low reflectivity or whose echo radiation has a comparatively low radiant power. Furthermore, the respective objects have second reflection points 26, which have a comparatively high or strong reflectivity or whose echo radiation has a comparatively high radiant power. For example, the vehicle 16 has a second reflection point 26 on a license plate and the vehicle 16 has a first reflection point 24 on a body part. Furthermore, a road boundary 18 or a traffic sign 17 can have a second reflection point on a reflective surface and a first reflection point 24 on a stand.

Basierend auf einer derartigen typischen Fahrzeugumgebung in dem Detektionsbereich 14 des Umfelderfassungssensors 12 ist es möglich, die Detektionsreichweite des Umfelderfassungssensors 12 abzuschätzen. Ein derartiges Verfahren kann einen Algorithmus nutzen, bei dem die Extraktion einer Größe, welche die Verteilung der ersten Reflektionspunkte 24 in der näheren Umgebung beschreibt, verwendet. Das Verfahren beziehungsweise der Algorithmus beruht auf der Annahme, dass in der näheren Umgebung auch erste Reflektionspunkte 24 immer erfolgreich detektiert werden und sich bei ungünstigen Umgebungsbedingungen lediglich die empfangene reflektierte Lichtleistung nach unten verschiebt. Dabei steigt der Anteil an Reflektionspunkten 24, deren reflektierte Lichtleistung eine gewisse Schwelle unterschreitet, im Mittel mit der Entfernung stärker an. Anders gesagt, die empfangene Lichtintensität der Scanpunkte, welche von schwach reflektierenden Oberflächen erzeugt werden, sinkt mit steigender Entfernung bei schlechten Sichtverhältnissen stärker als bei guten Sichtverhältnissen. Entsprechend wird es möglich, durch das Verfahren auf die Detektionsreichweite eines Umfelderfassungssensors 12 zu schließen.Based on such a typical vehicle environment in the detection area 14 of the environment detection sensor 12 it is possible to estimate the detection range of the environment detection sensor 12 . Such a method can use an algorithm in which the extraction of a variable that describes the distribution of the first reflection points 24 in the vicinity is used. The method or the algorithm is based on the assumption that first reflection points 24 are also always successfully detected in the immediate vicinity and that only the received reflected light power shifts downwards under unfavorable environmental conditions. The proportion of reflection points 24 whose reflected light output falls below a certain threshold increases more sharply on average with the distance. In other words, the received light intensity of the scan points produced by weakly reflective surfaces decreases more with increasing distance in poor visibility conditions than in good visibility conditions. Accordingly, the method makes it possible to infer the detection range of a surroundings detection sensor 12 .

Entsprechend kann ein Verfahren zur Bestimmung der Detektionsreichweite des Umfelderfassungssensors 12 die folgenden Verfahrensschritte aufweisen:

a) Aussenden von Detektionsstrahlung in einen Detektionsbereich 14 des Umfelderfassungssensors 12;
b) Detektieren von Echostrahlung, die an einer Vielzahl in dem Detektionsbereich befindlicher Reflektionspunkte 24, 26 reflektiert ist;
c) Ermitteln der Strahlungsleistung der Echostrahlung unterschiedlicher Reflektionspunkte 24, 26;
d) Ermitteln der relativen Anzahl an ersten Reflektionspunkten 24 mit Bezug auf die Gesamtzahl an Reflektionspunkten 24, 26, wobei die ersten Reflektionspunkte 24 Strahlung mit einer Strahlungsleistung unterhalb eines vorgebbaren Grenzwerts reflektieren, wobei die Reflektionspunkte 24, 26 sich zu dem Umfelderfassungssensor 12 ferner innerhalb einer vorgebbaren Entfernung befinden; und
e) Bestimmen der Detektionsreichweite des Umfelderfassungssensors 12 basierend auf den in Verfahrensschritt d) ermittelten Daten.

Accordingly, a method for determining the detection range of surroundings detection sensor 12 can have the following method steps:

a) emission of detection radiation into a detection area 14 of the environment detection sensor 12;
b) detecting echo radiation which is reflected at a multiplicity of reflection points 24, 26 located in the detection area;
c) determining the radiant power of the echo radiation of different reflection points 24, 26;
d) determining the relative number of first reflection points 24 in relation to the total number of reflection points 24, 26, with the first reflection points 24 reflecting radiation with a radiant power below a specifiable limit value, with the reflection points 24, 26 being further within a predetermined distance; and
e) determining the detection range of the environment detection sensor 12 based on the data determined in method step d).

Insbesondere der Verfahrensschritt e) ist in den folgenden 2 und 3 gezeigt.In particular, process step e) is in the following 2 and 3 shown.

2 zeigt dabei ein Histogramm, welches die relative Anzahl an ersten Reflektionspunkten 24 mit Bezug auf die Gesamtzahl an Reflektionspunkten 24, 26 zeigt. 2 FIG. 12 shows a histogram which shows the relative number of first reflection points 24 in relation to the total number of reflection points 24, 26.

Insbesondere ist auf der x-Achse die Distanz in Metern von dem Umfelderfassungssensor 12 gezeigt, wohingegen an der y-Achse ein dimensionsloser Anteil gezeigt ist. Dabei ist insbesondere der relative Anteil der detektierten ersten Reflektionspunkte 24 mit Bezug auf die Gesamtzahl an detektierten Reflektionspunkten 24, 26 gezeigt, welche zu einer bestimmten Entfernung zu dem Umfelderfassungssensor 12 vorliegen. Somit wird an der y-Achse die relative Anzahl an Reflektionspunkten 24 unterhalb einer bestimmten Strahlungsleistung aufgetragen, wobei die Strahlungsleistung proportional zur empfangenen Lichtleistung und der Empfindlichkeit des Umfelderfassungssensors 12 ist. Beispielhaft kann als Grenzwert bezüglich des Wert der Strahlungsleistung der Echostrahlung, unterhalb derer die ersten Reflektionspunkte 24 als solche definiert werden, die eine schwache Reflektivität aufweisen und damit als erste Reflektionspunkte 24, ein derartiger Wert gewählt werden, der in einem Bereich liegen von ≤ 50%, bezogen auf die in Verfahrensschritt a) emittierte Detektionsstrahlung, beispielsweise bei 25%, liegt.In particular, the distance in meters from surroundings detection sensor 12 is shown on the x-axis, whereas a dimensionless component is shown on the y-axis. In particular, the relative proportion of the detected first reflection points 24 with reference to the total number of detected reflection points 24, 26 which are present at a specific distance from the environment detection sensor 12 is shown. The relative number of reflection points 24 below a specific radiant power is thus plotted on the y-axis, the radiant power being proportional to the received light power and the sensitivity of the surroundings detection sensor 12 . For example, as a limit value with regard to the value of the radiant power of the echo radiation, below which the first reflection points 24 are defined as those which have a weak reflectivity and are therefore defined as first reflection points 24, such a value can be selected that is in a range of ≦50% , based on the detection radiation emitted in method step a), for example at 25%.

Für eine einfache Auswertung dieser Vielzahl an Daten kann eine Ausgleichsgerade durch die entsprechende relative Anzahl gelegt werden. Dabei können insbesondere erste Reflektionspunkte 24 innerhalb eines bestimmten Abstands zu dem Umfelderfassungssensor 12 in Betracht gezogen werden. In der 2 werden dabei erste Reflektionspunkte in Betracht gezogen, welche in einem Abstand von 100m zu dem Umfelderfassungssensor 12 liegen. Die Ausgleichgerade weist ferner eine Steigung auf von ca. 0,0003.For a simple evaluation of this large amount of data, a straight line can be drawn through the corresponding relative number. In particular, first reflection points 24 within a specific distance from surroundings detection sensor 12 can be taken into consideration. In the 2 first reflection points are taken into account, which are at a distance of 100 m from the surroundings detection sensor 12 . The line of best fit also has a slope of approx. 0.0003.

Insoweit nicht jeder Reflektionspunkt 24, 26 erfasst werden kann, kann beispielsweise die Echostrahlung ausgewertet werden, welche auf unterschiedliche Detektoren einer Detektionseinheit des Umfelderfassungssensors 12 trifft, da dies näherungsweise statistische das gleiche relative Ergebnis bereitstellt, als wenn sämtliche Reflektionspunkte 24, 26 in Betracht gezogen würden.Insofar as not every reflection point 24, 26 can be detected, the echo radiation can be evaluated, for example, which hits different detectors of a detection unit of the surroundings detection sensor 12, since this provides approximately the same statistical relative result as if all reflection points 24, 26 were taken into account .

In der 3 sind ferner Messwerte gezeigt, die mit einer Zuordnungstabelle ausgewertet werden können, wobei auf der x-Achse die Anzahl der Messungen beziehungsweise die Anzahl der Scans beziehungsweise Abtastvorgängen der Umgebung aufgeführt ist und in welcher auf der y-Achse eine Steigung der Ausgleichsgerade aufgetragen ist. Dabei bezieht sich die Kurve A auf einen trockenen und hellen Zustand, bezieht sich die Kurve B auf einen Zustand bei Nacht und bezieht sich die Kurve C auf einen Zustand bei Nebel. Die Kurven A, B, C beziehen sich dabei nicht nur auf entsprechende Umgebungszustände, sondern definieren ferner jeweils eine Detektionsreichweite des Umfelderfassungssensors 12 für die entsprechenden Umgebungseigenschaften, was durch eine Kalibrierung bereitgestellt sein kann. Dabei sind drei Kurven exemplarisch gezeigt. Für den Fachmann ist es ohne weiteres ersichtlich, dass eine größere Anzahl an Umgebungszuständen mit entsprechend zugeordneter Detektionsreichweite in der Zuordnungstabelle hinterlegt sein kann.In the 3 measured values are also shown, which can be evaluated with an assignment table, the number of measurements or the number of scans or sampling processes of the environment being listed on the x-axis and in which a gradient of the regression line is plotted on the y-axis. Here, curve A relates to a dry and bright state, curve B relates to a nighttime state, and curve C relates to a foggy state. The curves A, B, C not only relate to corresponding environmental states, but also each define a detection range of surroundings detection sensor 12 for the corresponding environmental properties, which can be provided by a calibration. Three curves are shown as examples. It is readily apparent to a person skilled in the art that a larger number of environmental states with a correspondingly assigned detection range can be stored in the assignment table.

Wenn nun die entsprechende Ausgleichsgerade in dem Histogramm gemäß 2 erstellt wurde und die Steigung beziehungsweise der Gradient bestimmt wurde, kann dieser als Messwert gemeinsam mit Messwerten weiterer Messungen eine bestimmte Kurve ausbilden und dann etwa als Mittelwert mit einer Zuordnungstabelle einer Entfernung zugeordnet werden. Dadurch kann auf einfache Weise und mit geringem Rechenaufwand die Detektionsreichweite des Umfelderfassungssensors 12 bestimmt werden. Gemäß der Steigung der Ausgleichsgerade aus 2 kann somit näherungsweise die für die Kurve A festgestellte Detektionsreichweite geschätzt werden.If now the corresponding best-fit line in the histogram according to 2 was created and the slope or the gradient was determined, this can form a specific curve as a measured value together with measured values of other measurements and then assigned to a distance, for example as a mean value, using an assignment table. As a result, the Detek tion range of the environment detection sensor 12 are determined. According to the gradient of the straight line 2 the detection range determined for curve A can thus be approximately estimated.

In der 3 ist ferner zu erkennen, dass die entsprechenden Kurven keine Parallele zur x-Achse ausbilden sondern eine vergleichsweise große Schwankung aufweisen können. Dieser kann dadurch begegnet werden, dass eine große Anzahl an Scans beziehungsweise Messungen verwendet wird und entsprechen ein Mittelwert verwendet wird. Es hat sich herausgestellt, dass ab einer Anzahl von 500 Messungen eine besonders verlässliche Auswertung möglich ist.In the 3 it can also be seen that the corresponding curves do not form a parallel to the x-axis, but can exhibit a comparatively large fluctuation. This can be countered by using a large number of scans or measurements and using an average value accordingly. It has been found that a particularly reliable evaluation is possible from a number of 500 measurements.

BezugszeichenlisteReference List

1010: Fahrzeugvehicle
1212: UmfelderfassungssensorEnvironment detection sensor
1414: Detektionsbereichdetection area
1616: Fahrzeugvehicle
1717: Verkehrsschildtraffic sign
1818: Straßenbegrenzungroad boundary
2020: Baumtree
2222: Strauchshrub
2424: erste Detektionspunktefirst detection points
2626: zweite Detektionspunktesecond detection points

Claims

procedure after claim 1 , characterized in that method step e) takes place using an allocation table which is normalized to the limit value of the radiation line specified in method step d) and the specified distance.

procedure after claim 2 , characterized in that data on a large number of environmental conditions are stored in the allocation table.

Procedure according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that method step e) takes place with the creation of a histogram which shows the relative number of first reflection points (24) in relation to the total number of reflection points (24, 26) which are also within the predefinable distance.

procedure after claim 4 , characterized in that method step e) takes place using a best-fit straight line, which is applied to the specifiable distance in the histogram.

Procedure according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that method step d) takes place with a plurality of scanning processes, in particular with at least 500 scanning processes.

Procedure according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the method is carried out while the vehicle (10) is moving.

Procedure according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that in method step d) a value of the radiant power of the echo radiation below which the reflection points (24, 26) are defined as first reflection points (24) is in a range of ≤ 50%, based on the in method step a) emitted detection radiation.

Procedure according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that a LIDAR sensor is used as the environment detection sensor (12).

Driving support system for a vehicle (10), the driving support system having at least one processing unit which can be fed with data from an environment detection sensor (12), characterized in that the processing unit is designed to carry out a method according to one of the Claims 1 until 9 to execute.