DE102018127059A1

DE102018127059A1 - Verfahren zur Überprüfung mindestens eines Umfelderfassungssensors eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102018127059A1
Application number: DE102018127059.3A
Authority: DE
Inventors: Holger Mielenz; Christoph Gustav Keller
Original assignee: Robert Bosch GmbH; Daimler AG
Current assignee: Robert Bosch GmbH; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2018-10-30
Filing date: 2018-10-30
Publication date: 2020-04-30
Also published as: CN112955775B; US11787424B2; CN112955775A; WO2020088857A1; US20210403012A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung mindestens eines Umfelderfassungssensors (1) eines Fahrzeugs (2).Erfindungsgemäß wird das Fahrzeug (2) in einer digitalen Karte lokalisiert, in der digitalen Karte werden Merkmale von hinterlegten stationären Objekten (3) einer Umgebung des Fahrzeugs (2) identifiziert, von denen erwartet wird, dass sie vom Umfelderfassungssensor (1) erkannt werden, und die Umgebung des Fahrzeugs (2) wird mit dem Umfelderfassungssensor (1) erfasst, wobei auf eine Degradation des Umfelderfassungssensors (1) geschlossen wird, wenn die erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmale nicht vom Umfelderfassungssensor (1) erkannt werden oder wenn vom Umfelderfassungssensor (1) tatsächlich erkannte Merkmale von den erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmalen stark abweichen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überprüfung mindestens eines Umfelderfassungssensors eines Fahrzeugs.
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der DE 10 2013 206 707 A1 beschrieben, ein Verfahren zur Überprüfung eines Umfelderfassungssystems eines Fahrzeugs bekannt. Das Umfelderfassungssystem umfasst mindestens zwei verschiedene Umfeldsensortypen. Der Sichtbereich des ersten Umfeldsensortyps überlappt nicht mit dem Sichtbereich des zweiten Umfeldsensortyps. Objekte im Umfeld des Fahrzeugs werden mit dem ersten Umfeldsensortyp erfasst und mit den Daten des ersten Umfeldsensortyps in statische und dynamische Objekte kategorisiert. Die relative Position der erfassten statischen Objekte zum Fahrzeug wird bestimmt. Diese Position wird mit einer über den zweiten Umfeldsensortyp ermittelten Position verglichen. Bei einer Abweichung über einem Grenzwert wird auf einen Fehler geschlossen. Die relative Position der erfassten statischen Objekte wird nach dem Verlassen des Sichtbereichs des ersten Umfeldsensortyps unter Berücksichtigung der Bewegung des Fahrzeugs aktualisiert.
In der DE 103 13 002 B4 wird eine Fahrzeugumgebungserfassungseinheit beschrieben. Mittels wenigstens eines Bildsensors werden Umgebungsinformationen erfasst. Die erfassten Umgebungsinformationen werden mittels einer Recheneinheit zu Bildinformationen verarbeitet und auf einer Videobildanzeige dargestellt. Zusätzlich werden die Bildinformationen in einem Zwischenspeicher abgelegt. Das zuletzt erfasste Bild wird mit den im Zwischenspeicher abgelegten Bildinformationen anhand einer Bildverarbeitungsalgorithmik verglichen. Bei einer unzulässigen Abweichung des zuletzt erfassten Bildes von den abgelegten Bildinformationen wird das angezeigte Videobild verändert dargestellt. Der Fahrzeugumgebungserfassungseinheit werden Fahrzeug-Betriebsparameter zugeführt, um auf eine unzulässige Abweichung dadurch zu schließen, dass sich eine aufgrund der Betriebsparameter zu erwartende Abweichung der Bildinformationen zwischen den Zeitpunkten der Aufnahme des zuletzt erfassten Bildes und der abgelegten Bildinformationen nicht plausibel mit dem Ergebnis eines Vergleichs dieser Bildinformationen korrelieren lässt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Überprüfung mindestens eines Umfelderfassungssensors eines Fahrzeugs anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Überprüfung mindestens eines Umfelderfassungssensors eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einem Verfahren zur Überprüfung mindestens eines Umfelderfassungssensors eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Radarsensors, eines Lidarsensors, eines Bilderfassungssensors, insbesondere Videosensors, oder eines Ultraschallsensors, wird erfindungsgemäß das Fahrzeug in einer digitalen Karte lokalisiert, insbesondere indem eine Position des Fahrzeugs ermittelt wird und eine entsprechende Position in der digitalen Karte ermittelt wird. In der digitalen Karte werden Merkmale von dort hinterlegten stationären Objekten einer Umgebung des Fahrzeugs identifiziert, von denen erwartet wird, dass sie vom Umfelderfassungssensor erkannt werden, wenn dieser fehlerfrei arbeitet. Die Umgebung des Fahrzeugs wird mit dem Umfelderfassungssensor erfasst. Es wird auf eine Degradation des Umfelderfassungssensors geschlossen, wenn die erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmale nicht vom Umfelderfassungssensor erkannt werden oder wenn vom Umfelderfassungssensor tatsächlich erkannte Merkmale von den erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmalen stark abweichen. D. h. wenn der Umfelderfassungssensor Merkmale erkennt, so werden die erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmale mit diesen vom Umfelderfassungssensor tatsächlich erkannten Merkmalen verglichen. Wenn die erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmale mit diesen vom Umfelderfassungssensor tatsächlich erkannten Merkmalen übereinstimmen oder zumindest keine zu starke Abweichung zwischen den erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmalen und den vom Umfelderfassungssensor tatsächlich erkannten Merkmalen vorliegt, wird keine Degradation des Umfelderfassungssensors festgestellt. Wenn jedoch der Umfelderfassungssensor keine Merkmale erkennt oder wenn die vom Umfelderfassungssensor tatsächlich erkannten Merkmale in diesem Vergleich mit den erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmalen nicht übereinstimmen und eine starke, insbesondere zu starke, Abweichung vorliegt, wird auf die Degradation des Umfelderfassungssensors geschlossen. Eine starke Abweichung, insbesondere zu starke Abweichung, liegt insbesondere dann vor, wenn die Abweichung einen vorgegebenen Toleranzbereich überschreitet. D. h. wenn die vom Umfelderfassungssensor tatsächlich erkannten Merkmale zwar nicht mit den erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmalen übereinstimmen, die Abweichung zwischen den vom Umfelderfassungssensor tatsächlich erkannten Merkmalen und den erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmalen jedoch nicht zu stark ist, insbesondere innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, wird keine Degradation des Umfelderfassungssensors erkannt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird auf eine Degradation des Umfelderfassungssensors geschlossen, wenn ein erwarteter Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem der in der Karte hinterlegten Objekte von einem ermittelten tatsächlichen Abstand um mehr als einen vorgegebenen Abstandsschwellwert abweicht. In diesem Fall stellt der Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem Objekt das zu betrachtende Merkmal des Objekts dar. Der erwartete Abstand eines Objekts wird aus der digitalen Karte als erwartungsgemäß zu erkennendes Merkmal des Objekts ermittelt und der tatsächliche Abstand wird mittels des Umfelderfassungssensors als tatsächlich erkanntes Merkmal ermittelt.
Sollte beispielsweise bekannt sein, dass die Kontur eines bestimmten Objektes, beispielsweise eines Baums, an einem gegebenen Ort einen gewissen Abstands mit einer bekannten Streuung aufweist, z.B. 50 m +/- 0,1 5 m, und sollte der ermittelte Abstand aktuell aber beispielsweise bei 45 m +/- 1,2m liegen, oder das Objekt gar nicht wahrgenommen werden, kann auf eine Degradation des Umfelderfassungssensors geschlossen werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird anhand von Sensordaten des Umfelderfassungssensors, vorteilhafterweise auch unter Berücksichtigung von Sensordaten weiterer Sensoren, eine Klassifikation von Objekten vorgenommen, die mit dem Umfelderfassungssensor erfasst werden. Durch die Klassifikation eines Objekts wird ein Klassifikationstyp des Objekts erkannt. In diesem Fall stellt der Klassifikationstyp eines Objekts das zu betrachtende Merkmal dieses Objekts dar. Die erkannten Klassifikationstypen der Objekte werden auf Übereinstimmung mit erwarteten Klassifikationstypen, den erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmalen der Objekte, geprüft. Es wird auf eine Degradation des Umfelderfassungssensors geschlossen, wenn eine ermittelte Klassifikationsrate geringer ist als ein vorgegebener Klassifikationsschwellwert Die Klassifikationsrate gibt dabei an, wie hoch der Anteil der Übereinstimmungen zwischen den ermittelten und erwarteten Klassifikationstypen ist.
Beispielsweise wird auf eine Degradation des Umfelderfassungssensors geschlossen, wenn die Klassifikation ergibt, dass ein erfasstes Objekt ein Vorfahrtszeichen ist und wenn sich aus der ermittelten Klassifikationsrate ergibt, dass die Wahrscheinlichkeit, dass das Objekt ein Vorfahrtszeichen ist, kleiner als 87% ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine Ermittlung der Degradation des mindestens einen Umfelderfassungssensors des Fahrzeugs. Dieses Verfahren ist besonders vorteilhaft für automatisiert fahrende Fahrzeuge, beispielsweise Shuttle, Robotaxis oder andere Fahrzeuge. Wird eine Degradation des mindestens einen Umfelderfassungssensors ermittelt, wodurch eine Umfelderfassungssensorik des Fahrzeugs, umfassend den mindestens einen Umfelderfassungssensor oder beispielsweise mehrere gleiche oder unterschiedliche Umfelderfassungssensoren, eine entsprechende Reduktion ihrer Leistungsfähigkeit aufweist, kann, beispielsweise in einem Verfahren zur Durchführung eines automatisierten und/oder autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeugs, eine entsprechende Reaktion, insbesondere zur Vermeidung von gefährlichen Situationen, eingeleitet werden. Beispielsweise kann, insbesondere bei einer Reduktion einer Erfassungsreichweite des mindestens einen Umfelderfassungssensors aufgrund der erkannten Degradation, eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs reduziert werden, d. h. die Geschwindigkeit wird insbesondere an die verringerte Erfassungsreichweite angepasst. Dies betrifft beispielsweise eine aktuelle Geschwindigkeit und/oder eine für das Fahrzeug maximal zulässige Geschwindigkeit. Alternativ wird das Fahrzeug bei einer erkannten Degradation des Umfelderfassungssensors abgestellt, beispielsweise auf sichere Weise an einem Fahrbahnrand oder neben der Fahrbahn oder auf einem Abstellplatz oder Parkplatz oder in einer Nothaltebucht oder auf einem anderen verkehrssicheren Platz, an welchem das Fahrzeug insbesondere keine Gefahr für andere Verkehrsteilnehmer darstellt, zum Stillstand gebracht, insbesondere bei einem automatisiert fahrenden Fahrzeug. Ist ein Fahrzeugführer im Fahrzeug anwesend, so kann, alternativ oder zusätzlich, der Fahrzeugführer auf die Degradation des Umfelderfassungssensors hingewiesen werden, so dass er beispielsweise die Fahrzeugführung übernehmen kann.
Es ist dann beispielsweise kein autonomer oder automatisierter Fahrbetrieb möglich, jedoch noch ein manueller Fahrbetrieb durch den Fahrzeugführer. Bei einem automatisiert oder autonom fahrenden Fahrzeug, insbesondere wenn kein Fahrzeugführer im Fahrzeug anwesend ist, kann, alternativ oder zusätzlich, vorgesehen sein, dass ein Teleoperator, d. h. insbesondere eine Person außerhalb des Fahrzeugs mit Fernzugriff auf das Fahrzeug, insbesondere auf Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtungen des Fahrzeugs, die ermittelte Degradation und daraus resultierende verbleibende Leistungsfähigkeit des Umfelderfassungssensors bewerten und daraufhin weitere Schritte veranlassen, beispielsweise die oben bereits beschriebenen Schritte, zum Beispiel die Reduzierung der aktuellen und/oder maximal zulässigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder das Abstellen des Fahrzeugs auf die oben beschriebene Weise.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können somit potentiell gefährliche Situationen vermieden werden, welche durch nicht erkannte Leistungsfähigkeitseinbrüche des mindestens einen Umfelderfassungssensors auftreten könnten, beispielsweise gefährliche Situationen durch keine oder eine zu späte Erfassung von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Fehlerfall der Degradation des mindestens einen Umfelderfassungssensors erkannt und es kann eine unterstützende Reaktion eingeleitet werden, beispielsweise eine langsamere Fahrt oder ein Nothalt des Fahrzeugs.
Vorteilhafterweise wird nicht auf die Degradation des Umfelderfassungssensors geschlossen, wenn ermittelt wird, dass aufgrund einer Verdeckung durch mindestens ein dynamisches Objekt die erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmale nicht vom Umfelderfassungssensor erkannt werden oder aufgrund einer Verdeckung durch mindestens ein dynamisches Objekt die vom Umfelderfassungssensor tatsächlich erkannten Merkmale von den erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmalen stark abweichen. Auf diese Weise wird eine fehlerhafte Degradationserkennung aufgrund einer Sichtverdeckung durch dynamische Objekte vermieden.
In einer möglichen Ausführungsform werden die Merkmale von hinterlegten stationären Objekten der Umgebung des Fahrzeugs, von denen erwartet wird, dass sie vom Umfelderfassungssensor erkannt werden, mittels in der digitalen Karte hinterlegten sensorspezifischen Erfassungsinformationen in der digitalen Karte identifiziert. Alternativ oder zusätzlich werden die Merkmale von hinterlegten stationären Objekten der Umgebung des Fahrzeugs, von denen erwartet wird, dass sie vom Umfelderfassungssensor erkannt werden, durch eine Berechnung einer zu erwartenden Erkennbarkeit, insbesondere mittels mindestens eines Raytracing-Verfahrens anhand eines dreidimensionalen Modells der digitalen Karte, in der digitalen Karte identifiziert. Raytracing, d. h. Strahlverfolgung oder Strahlenverfolgung, ist ein auf der Aussendung von Strahlen basierender Algorithmus zur Verdeckungsberechnung, also zur Ermittlung der Sichtbarkeit von dreidimensionalen Objekten von einem bestimmten Punkt im Raum aus.
Weist das Fahrzeug, insbesondere eine Umfelderfassungssensorik des Fahrzeugs, mehrere, beispielsweise gleiche oder unterschiedliche, Umfelderfassungssensoren auf, so kann das Verfahren für einen der Umfelderfassungssensoren, für mehrere der Umfelderfassungssensoren oder für alle Umfelderfassungssensoren durchgeführt werden, beispielsweise gleichzeitig oder nacheinander. Insbesondere wird das Verfahren für denjenigen Umfelderfassungssensor oder für diejenigen Umfelderfassungssensoren durchgeführt, mittels welchem/welchen Merkmale von in der digitalen Karte hinterlegten stationären Objekten der Umgebung des Fahrzeugs erkannt werden können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 schematisch ein Beispiel einer Umfelderfassung mittels eines Umfelderfassungssensors eines Fahrzeugs, und
2 schematisch ein weiteres Beispiel einer Umfelderfassung mittels eines Umfelderfassungssensors eines Fahrzeugs.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Anhand der 1 und 2, welche beispielhaft eine Umfelderfassung mittels eines Umfelderfassungssensors 1 eines Fahrzeugs 2 zeigen, wird im Folgenden ein Verfahren zur Überprüfung des mindestens einen Umfelderfassungssensors 1 des Fahrzeugs 2 beschrieben. In diesem Verfahren wird das Fahrzeug 2 in einer digitalen Karte lokalisiert, insbesondere indem eine Position des Fahrzeugs 2 ermittelt wird und eine entsprechende Position in der digitalen Karte ermittelt wird. In der digitalen Karte werden Merkmale von dort hinterlegten stationären Objekten 3 einer Umgebung des Fahrzeugs 2 identifiziert, von denen erwartet wird, dass sie vom Umfelderfassungssensor 1 erkannt werden, wenn dieser fehlerfrei arbeitet.
Die Umgebung des Fahrzeugs 2 wird mit dem Umfelderfassungssensor 1 erfasst. Es wird auf eine Degradation des Umfelderfassungssensors 1 geschlossen, wenn die erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmale nicht vom Umfelderfassungssensor 1 erkannt werden oder wenn vom Umfelderfassungssensor 1 tatsächlich erkannte Merkmale von den erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmalen stark abweichen.
D. h. wenn der Umfelderfassungssensor 1 Merkmale erkennt, so werden die erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmale mit diesen vom Umfelderfassungssensor 1 tatsächlich erkannten Merkmalen verglichen. Wenn die erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmale mit diesen vom Umfelderfassungssensor 1 tatsächlich erkannten Merkmalen übereinstimmen oder zumindest keine zu starke Abweichung zwischen den erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmalen und den vom Umfelderfassungssensor 1 tatsächlich erkannten Merkmalen vorliegt, wird keine Degradation des Umfelderfassungssensors 1 festgestellt. Wenn jedoch der Umfelderfassungssensor 1 keine Merkmale erkennt oder wenn die vom Umfelderfassungssensor 1 tatsächlich erkannten Merkmale in diesem Vergleich mit den erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmalen nicht übereinstimmen und eine starke, insbesondere zu starke, Abweichung vorliegt, wird auf die Degradation des Umfelderfassungssensors 1 geschlossen.
Eine starke Abweichung, insbesondere zu starke Abweichung, liegt insbesondere dann vor, wenn die Abweichung einen vorgegebenen Toleranzbereich überschreitet. D. h. wenn die vom Umfelderfassungssensor 1 tatsächlich erkannten Merkmale zwar nicht mit den erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmalen übereinstimmen, die Abweichung zwischen den vom Umfelderfassungssensor 1 tatsächlich erkannten Merkmalen und den erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmalen jedoch nicht zu stark ist, insbesondere innerhalb des vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, wird keine Degradation des Umfelderfassungssensors 1 erkannt. Der Schwellwert für ein Toleranzmaß kann z.B. über Sicherheitsanforderungen abgeleitet werden, wonach z.B. der Abstandmesswert einen vorgegebenen Fehler nicht überschreiten darf oder die Klassifikationsrate eines Sensors im Sensorverbund einen vorgegebenen Schwellwert nicht unterschreiten darf.
Das Verfahren ermöglicht es einem automatisiert fahrenden Fahrzeug 2, beispielsweise einem Shuttle oder Robotaxi, zu ermitteln, ob eine Umfelderfassungssensorik, umfassend den mindestens einen Umfelderfassungssensor 1 oder mehrere gleiche oder umterschiedliche Umfelderfassungssensoren 1, eine Performancereduktion, d. h. eine Reduktion einer Leistungsfähigkeit, aufweist, Im Falle einer erkannten Performancereduktion kann eine erweiterte Systemreaktion des Fahrzeugs 2 zur Vermeidung von gefährlichen Situationen eingeleitet werden.
Der Kern des Verfahrens besteht darin, dass für im Fahrzeug 2 vorhandene Sensortechnologien, d. h. für den jeweiligen Umfelderfassungssensor 1, welcher mittels des Verfahrens überprüft werden soll, zu jedem Zeitpunkt bekannt ist, welche Infrastrukturobjekte, d. h. stationäre Objekte 3, zum Beispiel Gebäude G und/oder Vegetation, beispielsweise in Form von Büschen B, wie in den 1 und 2 gezeigt, an welcher Stelle erkannt werden müssten. Sollten eines oder mehrere der erwarteten stationären Objekte 3, insbesondere deren Merkmale, mittels des jeweiligen Umfelderfassungssensors 1 nicht ermittelt werden können und sollte dies nicht durch eine Sichtverdeckung, insbesondere durch weitere dynamische Objekte, begründet werden können, ist von einer Performancedegradation, d. h. von einer Degradation des jeweiligen Umfelderfassungssensors 1, auszugehen.
Eine solche Degradation kann beispielsweise durch atmosphärische Einflüsse, zum Beispiel durch Nebel und/oder Regen und/oder Schnee, und/oder durch mechanische Einflüsse erfolgen. 2 zeigt ein Beispiel eines atmosphärischen Einflusses, d. h. einer atmosphärischen Störung 5 des Umfelderfassungssensors 1.
Das Verfahren lässt diesbezüglich Hinweise auf die jeweilige Ursache zu. So zeichnen sich atmosphärische Einflüsse systematisch in allen betroffenen Umfelderfassungssensoren 1 der für solche atomsphärischen Einflüsse empfindlichen Technologien aus, wohingegen mechanische Einflüsse auf einen Umfelderfassungssensor 1 oder wenige Umfelderfassungsensoren 1 beschränkt bleiben. D. h. auf einen mechanischen Einfluss kann insbesondere dann geschlossen werden, wenn einer oder mehrere Umfelderfassungsensoren 1 des Fahrzeugs 2 eine Degradation aufweisen und ein oder mehrere andere Umfelderfassungsensoren 1 des Fahrzeugs 2, welche auf gleiche Weise ausgebildet sind wie die Umfelderfassungsensoren 1, die die Degradation aufweisen, und/oder von einer atmosphärisch bedingten Degradation ebenfalls betroffen sein müssten, keine Degradation aufweisen.
Eine solche Ermittlung, ob die jeweils vorliegende Degradation atmosphärisch oder mechanisch bedingt ist, kann vorteilhaft sein, denn eine atmosphärisch bedingte Degradation verändert sich mit der Veränderung der atmosphärischen Bedingungen, so dass bei wieder verbesserten atmosphärischen Bedingungen keine Degradation des Umfelderfassungssensors 1 mehr vorliegt. Eine mechanische Degradation, beispielsweise aufgrund einer Beschädigung des Umfelderfassungssensors 1 und/oder eines Bereichs des Fahrzeugs 2, in welchem dieser installiert ist, verbessert sich nicht von selbst, sondern bedarf beispielsweise einer Reparatur oder eines Austauschs oder einer Justierung und/oder Kalibrierung des Umfelderfassungssensors 1.
In einer möglichen Ausführungsform des Verfahrens werden die Merkmale von hinterlegten stationären Objekten 3 der Umgebung des Fahrzeugs 2, von denen erwartet wird, dass sie vom Umfelderfassungssensor 1 erkannt werden, mittels in der digitalen Karte hinterlegten sensorspezifischen Erfassungsinformationen in der digitalen Karte identifiziert werden. Die stationären Objekte 3 und deren Merkmale sind somit sensorspezifisch in der digitalen Karte kodiert, so dass aus der digitalen Karte direkt ausgelesen werden kann, welche stationären Objekte 3 und deren entsprechende Merkmale der jeweilige Umfelderfassungssensor 1 erkennen muss.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens erfolgt dies nicht, d. h. es wird nicht über die digitale Karte kodiert, welcher Umfelderfassungssensor 1 das stationäre Objekt 3 und dessen Merkmale zu erkennen hat bzw. welches der in der digitalen Karte verzeichneten stationären Objekte 3 und dessen Merkmale der jeweilige zu prüfende Umfelderfassungssensor 1 zu erkennen hat, sondern eine zu erwartete Sichtbarkeit eines jeden stationären Objektes 3 und dessen Merkmalen werden zu jedem Zeitpunkt für die jeweilige Sensortechnologie, d. h. für den jeweiligen zu prüfenden Umfelderfassungssensor 1, aktiv berechnet, zum Beispiel mittels eines oder mehrerer Raytracing-Verfahren anhand eines dreidimensionalen Modells der digitalen Karte. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens werden somit die Merkmale von hinterlegten stationären Objekten 3 der Umgebung des Fahrzeugs 2, von denen erwartet wird, dass sie vom Umfelderfassungssensor 1 erkannt werden, durch eine Berechnung einer zu erwartenden Erkennbarkeit, insbesondere mittels mindestens eines Raytracing-Verfahrens anhand eines dreidimensionalen Modells der digitalen Karte, in der digitalen Karte identifiziert.
Wird eine Performancedegradation, d. h. eine Degradation des jeweiligen überprüften Umfelderfassungssensors 1, erkannt, reagiert das System, d. h. das Fahrzeug 2, insbesondere ein System zur Durchführung des automatisierten Fahrbetriebs des Fahrzeugs 2, vorteilhafterweise mit einem adäquaten Verhalten. So wird zum Beispiel bei einer Reduktion einer Sichtweite, d. h. einer Erfassungsreichweite, des jeweiligen überprüften Umfelderfassungssensors 1 vorteilhafterweise eine maximale Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2 reduziert. Alternativ oder zusätzlich kann das Fahrzeug 2 in einem solchen Fehlerfall, d. h. bei einer erkannten Degradation des jeweiligen überprüften Umfelderfassungssensors 1, beispielsweise auch aktiv abgestellt werden. In diesem Fall fährt das Fahrzeug 2 beispielsweise automatisiert zu einer geeigneten Position, beispielsweise an einen Fahrbahnrand, auf eine Standspur, in eine Nothaltebucht oder auf einen Parkplatz, und wird dort abgestellt. Die jeweilige Vorgehensweise, d. h. ob, in welcher Form, mit welcher Geschwindigkeit und wie weit das Fahrzeug 2, insbesondere automatisiert, noch weiterfährt, hängt insbesondere von einem Ausmaß der ermittelten Degradation des jeweiligen Umfelderfassungssensors 1 ab und davon, wieviele und welche Umfelderfassungssensoren 1 des Fahrzeugs 2 eine solche Degradation aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich zu einer solchen insbesondere automatischen Reaktion des Fahrzeugs 2 auf die erkannte Degradation des jeweiligen überprüften Umfelderfassungssensors 1 kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Teleoperator, d. h. eine Person, welche sich nicht im Fahrzeug 2 oder in unmittelbarer Nähe zum Fahrzeug 2 befindet, sondern einen Fernzugriff auf das Fahrzeug 2, insbesondere auf Steuerungs- und/oder Regelungseinrichtungen des Fahrzeugs 2, hat, eine aktuelle Sensorperformance, d. h. Leistungsfähigkeit, des jeweiligen Umfelderfassungssensors 1, für welchen durch die Überprüfung eine Degradation festgestellt wurde, bewertet und entsprechend weitere Schritte veranlasst, beispielsweise die maximale Geschwindigkeit des Fahrzeugs 2 reduziert, eine Fahrtroute des Fahrzeugs 2 ändert und/oder das Fahrzeug 2, insbesondere an einer geeigneten Abstellposition, abstellt oder dies veranlasst.
Mittels des Verfahrens können somit potentiell gefährliche Situationen, beispielsweise keine oder eine zu späte Erfassung von dynamischen Objekten und stationären Objekten 3 im Umfeld des Fahrzeugs 2, durch nicht erkannte Performanceeinbrüche bei der Umfelderfassung, d. h. durch eine nicht erkannte Leistungsfähigkeitsreduktion eines oder mehrerer Umfelderfassungssensoren 1 des Fahrzeugs 2, vermieden werden. Mittels des Verfahrens kann ein Fehlerfall aufgrund einer Degradation eines oder mehrerer Umfelderfassungssensoren 1 des Fahrzeugs 2 erkannt werden und es können daraufhin unterstützende Systemreaktionen eingeleitet werden, beispielsweise eine langsamere Fahrt bis hin zu einem Nothalt.
Im Folgenden wird das Verfahren anhand der 1 und 2 nochmals beispielhaft erläutert. Die 1 und 2 zeigen jeweils einen Sichtbereich, d. h. einen Erfassungsbereich 4, mindestens eines Umfelderfassungssensors 1 der Umfelderfassungssensorik des Fahrzeugs 2. Die Umfelderfassungssensorik umfasst beispielsweise ein oder mehrere Video-, Lidar- und/oder Radarsysteme. Der mittels des Verfahrens jeweils zu überprüfende Umfelderfassungssensor 1 ist somit beispielsweise ein Video-, Lidar- oder Radarsensor.
In der digitalen Karte ist hinterlegt, welche stationären Objekte 3 im Umfeld des Fahrzeugs 2 mit der jeweiligen Sensorik, d. h. mit dem jeweiligen zu überprüfenden Umfelderfassungssensor 1, von einer jeweiligen aktuellen Position des Fahrzeugs 2 aus erfasst werden können. Im dargestellten Beispiel ist der auch als field of view oder Sichtbereich bezeichnete Erfassungsbereich 4 des hier beispielsweise als Videosensor oder Lidarsensor ausgebildeten Umfelderfassungssensors 1 dargestellt. Im in 1 dargestellten Fall erfasst dieser Umfelderfassungssensor 1 als Merkmale eine Flanke des als Gebäude G ausgebildeten stationären Objekts 3 und eine jeweilige Kontur zweier als Büsche B ausgebildeter stationärer Objekte 3, wodurch deren Detektion entsprechend der Erwartungen bestätigt wird. Es wird somit im Beispiel gemäß 1 nicht auf eine Degradation des mittels des Verfahrens überprüften Umfelderfassungssensors 1 des Fahrzeugs 2 geschlossen.
Im Beispiel gemäß 2 liegt eine Degradation dieses Umfelderfassungssensors 1 vor. Auch hier ist der auch als field of view oder Sichtbereich bezeichnete Erfassungsbereich 4 dieses zu überprüfenden Umfelderfassungssensors 1 dargestellt. Dieser Erfassungsbereich 4 ist durch eine atmosphärische Störung 5, schematisch dargestellt durch eine Wolke, beeinträchtigt, d. h. es liegt eine atmosphärisch bedingte Degradation des Umfelderfassungssensors 1 vor.
In diesem Beispiel erfasst der Umfelderfassungssensor 1 zwar als Merkmal die Flanke des als Gebäude G ausgebildeten stationären Objekts 3, jedoch können durch eine aufgrund der atmosphärischen Störung 5 geänderte Reflexion und/oder durch aufgrund der atmosphärischen Störung 5 geänderte Reflektanzbedingungen die in der digitalen Karte als Büsche B verzeichneten stationären Objekte 3, insbesondere deren Konturen als deren Merkmale, vom Umfelderfassungssensor 1 nicht mehr in einer vorgegebenen, insbesondere idealen, Distanz wahrgenommen werden.
Insbesondere durch einen Vergleich mit der erwarteten Leistungsfähigkeit über historische und/oder digitale Karten kann dieser Nachweis geführt werden. D. h. es wird erwartet, dass der Umfelderfassungssensor 1 aus der aktuellen Position des Fahrzeugs 2 die Merkmale der in der digitalen Karte hinterlegten stationären Objekte 3 und somit die stationären Objekte 3 erkennt. Dies ist jedoch bezüglich der als Büsche B ausgebildeten stationären Objekte 3 nicht der Fall, so dass auf die Degradation des Umfelderfassungssensors 1 geschlossen wird.
Bezugszeichenliste

1: Umfelderfassungssensor
2: Fahrzeug
3: stationäres Objekt
4: Erfassungsbereich
5: atmosphärische Störung
B: Busch
G: Gebäude

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013206707 A1 [0002]
DE 10313002 B4 [0003]

Claims

Verfahren zur Überprüfung mindestens eines Umfelderfassungssensors (1) eines Fahrzeugs (2), dadurch gekennzeichnet, dass - das Fahrzeug (2) in einer digitalen Karte lokalisiert wird, - in der digitalen Karte Merkmale von hinterlegten stationären Objekten (3) einer Umgebung des Fahrzeugs (2) identifiziert werden, von denen erwartet wird, dass sie vom Umfelderfassungssensor (1) erkannt werden, - die Umgebung des Fahrzeugs (2) mit dem Umfelderfassungssensor (1) erfasst wird, - wobei auf eine Degradation des Umfelderfassungssensors (1) geschlossen wird, wenn die erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmale nicht vom Umfelderfassungssensor (1) erkannt werden oder wenn vom Umfelderfassungssensor (1) tatsächlich erkannte Merkmale von den erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmalen stark abweichen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine starke Abweichung vorliegt, wenn die Abweichung einen vorgegebenen Toleranzbereich überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine Degradation des Umfelderfassungssensors (1) geschlossen wird, wenn ein erwarteter Abstand zwischen der Fahrzeug (2) und einem der in der Karte hinterlegten Objekte (3) von einem ermittelten tatsächlichen Abstand zwischen dem Fahrzeug (2) und dem Objekt (3) um mehr als einen vorgegebenen Abstandsschwellwert abweicht, wobei der erwartete Abstand aus der Karte als erwartungsgemäß zu erkennendes Merkmal des Objekts (3) ermittelt wird und der tatsächliche Abstand mittels des Umfelderfassungssensors (1) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand von Sensordaten des Umfelderfassungssensors (1) eine Klassifikation der erfassten Objekte (3) vorgenommen wird, um erkannte Klassifikationstypen der Objekte als tatsächlich erkannte Merkmale der Objekte zu ermitteln, dass die erkannten Klassifikationstypen auf Übereinstimmung mit erwarteten Klassifikationsytypen, welche als erwartungsgemäß zu erkennende Merkmale aus der Karte entnommen werden, geprüft werden, und dass auf ein Degradation des Umfelderfassungssensors (1) geschlossen wird, wenn eine ermittelte Klassifikationsrate geringer ist als ein vorgegebener Klassifikaitonsschwellwert,
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nicht auf die Degradation des Umfelderfassungssensors (1) geschlossen wird, wenn ermittelt wird, dass aufgrund einer Verdeckung durch mindestens ein dynamisches Objekt die erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmale nicht vom Umfelderfassungssensor (1) erkannt werden oder die vom Umfelderfassungssensor (1) tatsächlich erkannten Merkmale von den erwartungsgemäß zu erkennenden Merkmalen stark abweichen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Merkmale von hinterlegten stationären Objekten (3) der Umgebung des Fahrzeugs (2), von denen erwartet wird, dass sie vom Umfelderfassungssensor (1) erkannt werden, mittels in der digitalen Karte hinterlegten sensorspezifischen Erfassungsinformationen in der digitalen Karte identifiziert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Merkmale von hinterlegten stationären Objekten (3) der Umgebung des Fahrzeugs (2), von denen erwartet wird, dass sie vom Umfelderfassungssensor (1) erkannt werden, durch eine Berechnung einer zu erwartenden Erkennbarkeit anhand eines dreidimensionalen Modells der digitalen Karte, in der digitalen Karte identifiziert werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der zu erwartenden Erkennbarkeit mittels eines Raytracing-Verfahrens erfolgt.