DE102018201304A1 - Method and device for estimating a maladjustment of a sensor of a vehicle - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schätzen einer Dejustage eines Sensors (100) eines Fahrzeugs (102), welches dadurch gekennzeichnet ist, dass in einem Schritt des Bestimmens ein Dejustagewinkel (a) zwischen einer Nominalausrichtung (104) des Sensors (104) im Fahrzeug (102) und einer tatsächlichen Ausrichtung (106) des Sensors (100) im Fahrzeug (102) unter Verwendung eines Winkelversatzes (ψ) zwischen der Nominalausrichtung (104) in einem ersten Messpunkt (Mtl) und der Nominalausrichtung (104) in einem zweiten Messpunkt (Mt2), eines an dem ersten Messpunkt (Mtl) durch den Sensor (100) erfassten, auf die Ausrichtung (106) an dem ersten Messpunkt (Mtl) bezogenen ersten Vektors (V1) zwischen dem ersten Messpunkt (Mtl) und einem erkannten Objekt (P), und eines an dem zweiten Messpunkt (Mt2) durch den Sensor (100) erfassten, auf die Ausrichtung (106) an dem zweiten Messpunkt (Mt2) bezogenen zweiten Vektors (V2) zwischen dem zweiten Messpunkt (Mt2) und dem Objekt (P) bestimmt wird.The present invention relates to a method for estimating a misalignment of a sensor (100) of a vehicle (102), characterized in that in a step of determining a misalignment angle (a) between a nominal orientation (104) of the sensor (104) in the vehicle (102) and an actual orientation (106) of the sensor (100) in the vehicle (102) using an angular offset (ψ) between the nominal orientation (104) at a first measurement point (Mtl) and the nominal orientation (104) at a second measurement point (Mt2), a first vector (V1) detected at the first measuring point (Mtl) by the sensor (100) and relating to the alignment (106) at the first measuring point (Mtl) between the first measuring point (Mtl) and a detected object (P), and a at the second measuring point (Mt2) by the sensor (100) detected, on the alignment (106) at the second measuring point (Mt2) related second vector (V2) between the second measuring point (Mt2) and the object (P) be is true.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schätzen einer Dejustage eines Sensors eines Fahrzeugs.The invention relates to a method and an apparatus for estimating a maladjustment of a sensor of a vehicle.

Stand der TechnikState of the art

Wenn ein Sensor zum Erfassen einer Entfernung zu einem Objekt und/oder einer Richtung zu dem Objekt gegenüber einer bestimmungsgemäßen Ausrichtung verdreht ist, ist er dejustiert. Ein tatsächlicher Erfassungsbereich des Sensors stimmt nicht mehr mit einem gewünschten Erfassungsbereich überein. Erfasste Objekte scheinen an Positionen angeordnet, an denen sie nicht tatsächlich angeordnet sind. Dadurch sind Sensordaten des Sensors nur noch eingeschränkt nutzbar. Der gewünschte Erfassungsbereich kann unvollständig erfasst werden. Bei Sicherheitsfunktionen und/oder Komfortfunktionen, die Sensordaten des Sensors verwenden, kann es zu Fehlfunktionen kommen, da die Funktionen darauf basieren, dass die erfassten Objekte tatsächlich an den erfassten Positionen angeordnet sind.If a sensor for detecting a distance to an object and / or a direction to the object is rotated with respect to a proper orientation, it is misaligned. An actual detection range of the sensor is no longer consistent with a desired detection range. Captured objects appear to be located at positions where they are not actually located. As a result, sensor data of the sensor can only be used to a limited extent. The desired coverage area can be incompletely recorded. Safety functions and / or comfort functions that use the sensor data of the sensor may malfunction because the functions are based on the fact that the detected objects are actually located at the detected positions.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Schätzen einer Dejustage eines Sensors eines Fahrzeugs und eine Vorrichtung zum Schätzen einer Dejustage eines Sensors eines Fahrzeugs, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des hier vorgestellten Ansatzes ergeben sich aus der Beschreibung und sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.Against this background, a method for estimating a maladjustment of a sensor of a vehicle and a device for estimating a misalignment of a sensor of a vehicle, and finally a corresponding computer program product according to the independent claims are presented with the approach presented here. Advantageous developments and improvements of the approach presented here emerge from the description and are described in the dependent claims.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise ermöglichen, eine Dejustage eines Sensors schnell und mit geringem Rechenaufwand erkennen zu können. Ein Dejustagewinkel kann ohne Kenntnis einer Eigengeschwindigkeit bestimmt werden. Der hier vorgestellte Ansatz kann basierend auf unbearbeiteten Rohdaten des Sensors angewendet werden. Bei einer geringen Dejustage des Sensors beziehungsweise wenn der ermittelte Dejustagewinkel kleiner als ein Grenzwert ist, kann der bestimmte Dejustagewinkel als Korrekturfaktor zum Korrigieren von in Sensordaten abgebildeten Objektpositionen verwendet werden. Bei einer starken Dejustage beziehungsweise wenn der ermittelte Dejustagewinkel größer als ein Grenzwert ist, können Funktionen, die die Sensordaten verwenden, deaktiviert werden, weil beispielsweise der Erfassungsbereich des dejustierten Sensors einen entscheidenden Teil eines bestimmungsgemäßen Erfassungsbereichs nicht mehr abdeckt.Embodiments of the present invention can advantageously make it possible to detect a maladjustment of a sensor quickly and with little computational effort. A misalignment angle can be determined without knowing an airspeed. The approach presented here can be applied based on unprocessed raw data from the sensor. At a small misalignment of the sensor or when the determined misalignment angle is smaller than a threshold value, the determined misalignment angle can be used as a correction factor for correcting object positions imaged in sensor data. In the case of a strong maladjustment or if the determined misalignment angle is greater than a limit value, functions which use the sensor data can be deactivated because, for example, the detection range of the misadjusted sensor no longer covers a decisive part of an intended detection range.

Es wird ein Verfahren zum Schätzen einer Dejustage eines Sensors eines Fahrzeugs vorgestellt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass in einem Schritt des Bestimmens ein Dejustagewinkel zwischen einer Nominalausrichtung des Sensors im Fahrzeug und einer tatsächlichen Ausrichtung des Sensors im Fahrzeug unter Verwendung
eines Winkelversatzes zwischen der Nominalausrichtung in einem ersten Messpunkt und der Nominalausrichtung in einem zweiten Messpunkt,
eines an dem ersten Messpunkt durch den Sensor erfassten, auf die Ausrichtung an dem ersten Messpunkt bezogenen ersten Vektors zwischen dem ersten Messpunkt und einem erkannten Objekt, und
eines an dem zweiten Messpunkt durch den Sensor erfassten, auf die Ausrichtung an dem zweiten Messpunkt bezogenen zweiten Vektors zwischen dem zweiten Messpunkt und dem Objekt bestimmt wird.
A method for estimating a misalignment of a sensor of a vehicle is presented, which is characterized in that in a step of determining a misalignment angle between a nominal orientation of the sensor in the vehicle and an actual orientation of the sensor in the vehicle using
an angular offset between the nominal orientation in a first measuring point and the nominal orientation in a second measuring point,
a first vector detected by the sensor at the first measuring point and relating to the alignment at the first measuring point between the first measuring point and a detected object, and
a detected at the second measuring point by the sensor, based on the orientation at the second measuring point second vector between the second measuring point and the object is determined.

Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.Ideas for embodiments of the present invention may be considered, inter alia, as being based on the thoughts and findings described below.

Ein Sensor kann Objekte unter Verwendung elektromagnetischer Wellen oder Schallwellen erfassen. Beispielsweise kann der Sensor aktiv ein Signal aussenden und ein an einem Objekt reflektiertes Echo des Signals empfangen. Ebenso kann der Sensor nur passiv ein von dem Objekt kommendes Signal empfangen. Der Sensor kann beispielsweise ein Radar oder Lidar Sensor sein. Der Sensor kann ebenso ein Ultraschall Sensor sein. Der Sensor bestimmt eine Entfernung zu dem Objekt und/oder eine Richtung zu dem Objekt relativ zu einer tatsächlichen Ausrichtung des Sensors. Beispielsweise kann der Sensor die Entfernung über eine Laufzeit des Signals zwischen dem Objekt und dem Sensor bestimmen. Die Richtung kann der Sensor beispielsweise über einen Laufzeitunterschied des Signals zu zumindest zwei nebeneinander angeordneten Empfängern des Sensors bestimmen. Die Richtung kann auch über zumindest einen ausrichtbaren Sender und/oder Empfänger bestimmt werden.A sensor can detect objects using electromagnetic waves or sound waves. For example, the sensor can actively transmit a signal and receive an echo of the signal reflected on an object. Likewise, the sensor can only passively receive a signal coming from the object. The sensor may be, for example, a radar or lidar sensor. The sensor may also be an ultrasonic sensor. The sensor determines a distance to the object and / or a direction to the object relative to an actual orientation of the sensor. For example, the sensor may determine the distance over a transit time of the signal between the object and the sensor. The sensor can determine the direction, for example via a transit time difference of the signal, to at least two adjacently arranged receivers of the sensor. The direction can also be determined via at least one alignable transmitter and / or receiver.

Wenn der Sensor dejustiert ist, ist er um einen Dejustagewinkel gegenüber einer gewünschten Ausrichtung verdreht. Die gewünschte Ausrichtung kann als Nominalausrichtung bezeichnet werden. Ein Vektor ist durch einen Vektorbetrag und eine Vektorrichtung gekennzeichnet. Bei jeder Messung kann zumindest ein Vektor erfasst werden. Der Vektorbetrag ist ein eine Entfernung zwischen dem Sensor und dem Objekt repräsentierender Entfernungswert. Die Vektorrichtung wird durch einen Winkel zwischen einer Bezugsachse des Sensors und einer Verbindungslinie zwischen dem Objekt und dem Sensor repräsentiert. Ein Winkelversatz kann eine Drehung des Fahrzeugs zwischen zwei Messungen kennzeichnen.If the sensor is misadjusted, it is rotated by a misalignment angle relative to a desired orientation. The desired orientation may be referred to as the nominal orientation. A vector is characterized by a vector amount and a vector direction. At least one vector can be detected for each measurement. The vector amount is a distance value representing a distance between the sensor and the object. The vector direction is through an angle is represented between a reference axis of the sensor and a connecting line between the object and the sensor. An angular offset may indicate a rotation of the vehicle between two measurements.

Ein Objektwinkel zwischen dem ersten Vektor und dem zweiten Vektor kann unter Verwendung des Winkelversatzes, einer ersten Vektorrichtung des ersten Vektors und einer zweiten Vektorrichtung des zweiten Vektors bestimmt werden. Der Objektwinkel kann ohne eine Kenntnis über einen Abstand zwischen zwei Messpunkten bestimmt werden. Insbesondere kann der Objektwinkel ohne Kenntnis über eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt werdenAn object angle between the first vector and the second vector may be determined using the angular offset, a first vector direction of the first vector, and a second vector direction of the second vector. The object angle can be determined without knowledge of a distance between two measurement points. In particular, the object angle can be determined without knowledge of a speed of the vehicle

Der Objektwinkel beziehungsweise eine Objektwinkeländerung kann unter Verwendung der Formel β = φ t 2 φ t 1 ψ

Figure DE102018201304A1_0001
berechnet werden.The object angle or an object angle change can be calculated using the formula β = φ t 2 - φ t 1 - ψ
Figure DE102018201304A1_0001
be calculated.

Ein Abstand zwischen dem ersten Messpunkt und dem zweiten Messpunkt kann unter Verwendung des Objektwinkels, eines ersten Vektorbetrags des ersten Vektors und eines zweiten Vektorbetrags des zweiten Vektors bestimmt werden. Eine Strecke zwischen den Messpunkten kann so ohne eine Messung durch Fahrzeugsensoren ermittelt werden. Dadurch können Fehlerquellen ausgeschlossen werden.A distance between the first measurement point and the second measurement point may be determined using the object angle, a first vector amount of the first vector, and a second vector amount of the second vector. A distance between the measuring points can thus be determined without a measurement by vehicle sensors. As a result, sources of error can be excluded.

Der Abstand kann unter Verwendung der Formel S = r t 2 2 + r t 1 2 2 r t 1 r t 2 cos β

Figure DE102018201304A1_0002
berechnet werden.The distance can be calculated using the formula S = r t 2 2 + r t 1 2 - 2 r t 1 r t 2 cos β
Figure DE102018201304A1_0002
be calculated.

Der Dejustagewinkel kann unter Verwendung der ersten Vektorrichtung, des zweiten Vektorbetrags, des Objektwinkels und des Abstands bestimmt werden. Der Dejustagewinkel kann unter Verwendung weniger, einfach zu ermittelnder Werte und Größen bestimmt werden. Der Dejustagewinkel kann schnell bestimmt werden, da wenig Rechenleistung zum Bestimmen erforderlich ist. Die verwendeten Größen können aus den Rohdaten des Sensors gewonnen werden und benötigen keine vorherige Umrechnung.The misalignment angle may be determined using the first vector direction, the second vector magnitude, the object angle, and the distance. The misalignment angle can be determined using a few easy-to-determine values and sizes. The misalignment angle can be quickly determined because little computing power is required to determine. The quantities used can be obtained from the raw data of the sensor and do not require any previous conversion.

Der Dejustagewinkel kann unter Verwendung der Formel α = φ t 1 arcsin r t 2 sin β S

Figure DE102018201304A1_0003
berechnet werden.The misalignment angle can be calculated using the formula α = φ t 1 - arcsin r t 2 sin β S
Figure DE102018201304A1_0003
be calculated.

Im Schritt des Bestimmens kann ein statisches Objekt verwendet werden. Zumindest kann ein gegenüber dem Fahrzeug statisch wirkendes Objekt verwendet werden. Beispielsweise kann eine ortsfeste Infrastruktureinrichtung verwendet werden, um den Dejustagewinkel zu bestimmen. Bewegte Objekte, wie andere Verkehrsteilnehmer können ignoriert werden.In the step of determining, a static object can be used. At least one object that acts statically with respect to the vehicle can be used. For example, a fixed infrastructure device may be used to determine the misalignment angle. Moving objects, like other road users, can be ignored.

Der Dejustagewinkel kann unter Verwendung zumindest eines an einem weiteren Messpunkt durch den Sensor erfassten, auf die Ausrichtung an dem weiteren Messpunkt bezogenen weiteren Vektors zwischen dem weiteren Messpunkt und dem erkannten Objekt bestimmt werden. Der Dejustagewinkel kann durch mehrere Messungen mit einer erhöhten Sicherheit bestimmt werden. Der Dejustagewinkel kann auch fortlaufend bestimmt werden. Beispielsweise kann für eine Bestimmung jeweils eine aktuelle Messung und eine zurückliegende Messung verwendet werden. Bei einer neuen Messung wird die bisherige aktuelle Messung als die neue zurückliegende Messung verwendet.The misalignment angle can be determined by using at least one further vector detected by the sensor at a further measuring point and relating to the alignment at the further measuring point between the further measuring point and the detected object. The misalignment angle can be determined by several measurements with increased safety. The misalignment angle can also be determined continuously. For example, one current measurement and one previous measurement can be used for a determination. In a new measurement, the previous current measurement is used as the new past measurement.

Das Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.The method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control unit.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung zum Schätzen einer Dejustage eines Sensors eines Fahrzeugs, die dazu ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante des hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen.The approach presented here also provides a device for estimating a misalignment of a sensor of a vehicle, which is designed to perform the steps of a variant of the method presented here in corresponding devices to drive or implement.

Die Vorrichtung kann ein elektrisches Gerät mit zumindest einer Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest einer Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, und zumindest einer Schnittstelle und/oder eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind, sein. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein sogenannter System-ASIC oder ein Mikrocontroller zum Verarbeiten von Sensorsignalen und Ausgeben von Datensignalen in Abhängigkeit von den Sensorsignalen sein. Die Speichereinheit kann beispielsweise ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein. Die Schnittstelle kann als Sensorschnittstelle zum Einlesen der Sensorsignale von einem Sensor und/oder als Aktorschnittstelle zum Ausgeben der Datensignale und/oder Steuersignale an einen Aktor ausgebildet sein. Die Kommunikationsschnittstelle kann dazu ausgebildet sein, die Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben. Die Schnittstellen können auch Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.The device can be an electrical device having at least one computing unit for processing signals or data, at least one memory unit for storing signals or data, and at least one interface and / or a communication interface for reading in or outputting data embedded in a communication protocol, his. The arithmetic unit can be, for example, a signal processor, a so-called system ASIC or a microcontroller for processing sensor signals and outputting data signals as a function of the sensor signals. The storage unit may be, for example, a flash memory, an EPROM or a magnetic storage unit. The interface can be designed as a sensor interface for reading in the sensor signals from a sensor and / or as an actuator interface for outputting the data signals and / or control signals to an actuator. The communication interface can be designed to read in or output the data wirelessly and / or by cable. The interfaces can also Software modules that are present for example on a microcontroller in addition to other software modules.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.Also of advantage is a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is used, especially when the program product or program is executed on a computer or a device.

Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen als Verfahren und Vorrichtung beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.It should be noted that some of the possible features and advantages of the invention are described herein with reference to different embodiments as a method and apparatus. A person skilled in the art will recognize that the features can be suitably combined, adapted or replaced in order to arrive at further embodiments of the invention.

Figurenlistelist of figures

Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei weder die Zeichnungen noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.

  • 1 zeigt eine Darstellung einer Fahrsituation für eine Schätzung einer Dejustage eines Sensors gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
  • 2 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Schätzung einer Dejustage eines Sensors gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Embodiments of the invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which neither the drawings nor the description are to be construed as limiting the invention.
  • 1 shows a representation of a driving situation for an estimate of a misalignment of a sensor according to an embodiment; and
  • 2 shows a schematic diagram of an estimate of a misalignment of a sensor according to an embodiment.

Die Figuren sind lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Figuren gleiche oder gleichwirkende Merkmale.The figures are only schematic and not to scale. Like reference numerals designate the same or equivalent features in the figures.

Die korrekte Dejustageschätzung von Radarsensoren ist wichtiger Bestandteil der Umfeldmodellierung. Fehler in der Werkskalibrierung, falsches Erlernen der Dejustage oder eine zu langsame Erkennung einer Dejustage, beispielsweise verursacht durch Parkrempler können zum falschen Objektmodel und damit zu möglicherweise sicherheitskritischen Einschränkungen beziehungsweise Fehlfunktion des Systems führen.Correct misalignment estimation of radar sensors is an important part of environment modeling. Errors in factory calibration, incorrect learning of the misalignment or too slow detection of misalignment, caused for example by parking bumps can lead to the wrong object model and thus to potentially safety-critical restrictions or malfunction of the system.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Zur Kompensation eines geringen Dejustagewinkels des Radarsensors wird die Dejustage kontinuierlich während der Fahrt geschätzt. Diese Schätzung wird zur Korrektur von Objektinformationen, wie einer Objektposition verwendet. Falls die erlernte Dejustage einen Grenzwert überschreitet, können Funktionen abgeschaltet werden, da eine korrekte Funktionsabbildung eventuell nicht gewährleistet werden kann.To compensate for a small misalignment angle of the radar sensor, the misalignment is estimated continuously while driving. This estimate is used to correct object information, such as an object's position. If the learned maladjustment exceeds a limit, functions can be switched off, since a correct function mapping may not be guaranteed.

Durch den hier vorgestellten Ansatz können erhöhte Anforderungen für die Dejustageschätzung bezüglich einer erhöhten Lerngeschwindigkeit und einer verbesserten Genauigkeit erfüllt werden. Es kann eine sehr schnelle Dejustageberechnung erreicht werden.By the approach presented here, increased requirements for the misalignment estimation with respect to an increased learning speed and an improved accuracy can be met. It can be achieved a very fast maladjustment calculation.

Diese Verbesserung ist darin begründet, dass zum einen durch die sehr schnelle Dejustageermittlung die zu erwartende Systemperformanz schnell zur Verfügung steht und zum anderen auf die Geschwindigkeitsermittlung des Eigenfahrzeugs und den damit verbundenen Fehlerquellen verzichtet wird. Wenn sich der Sensor außerhalb eines zulässigen Arbeitsbereichs befindet, beispielsweise verursacht durch einen Parkrempler, wird seine Dejustage bereits nach wenigen Metern ermittelt und beispielsweise eine Funktionsdegradation veranlasst.This improvement is due to the fact that on the one hand by the very fast misalignment determination the expected system performance is available quickly and on the other hand is dispensed with the speed of the own vehicle and the associated error sources. If the sensor is outside of a permissible working range, for example caused by a parking bump, its maladjustment is already determined after a few meters and causes, for example, a functional degradation.

Das hier vorgestellte Verfahren eignet sich sowohl für die permanente Dejustageschätzung als auch als dynamische Kalibrierungsmöglichkeit am Bandende und/oder in der Werkstatt, bei der die zu befahrene Strecke stark limitiert ist. Des Weiteren kann das Verfahren in vielen Sensorarten, wie Radar, Video, Ultraschall und Lidar eingesetzt werden.The method presented here is suitable both for the permanent misalignment estimation and as a dynamic calibration option at the end of the belt and / or in the workshop in which the distance to be traveled is severely limited. Furthermore, the method can be used in many types of sensors, such as radar, video, ultrasound and lidar.

Die Berechnung der Dejustage basiert auf der Messung der Entfernung und dem Winkel zu einem stehenden Objekt P über mindestens zwei Zyklen von verschiedenen Messpunkten aus. Insbesondere liegen diese Daten in Polarkoordinaten vor. Zusätzlich ist die relative Drehung ψ der Sensorachse zwischen zwei benachbarten Messpunkten erforderlich.The calculation of the misalignment is based on the measurement of the distance and the angle to a stationary object P over at least two cycles from different measuring points. In particular, these data are available in polar coordinates. In addition, the relative rotation ψ of the sensor axis between two adjacent measuring points is required.

1 zeigt eine Darstellung einer Fahrsituation für eine Schätzung einer Dejustage eines Sensors 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Sensor 100 ist in einem Fahrzeug 102 verbaut. Der Sensor 100 ist dazu ausgebildet Entfernungen und Richtungen zu Objekten in einem Umfeld des Fahrzeugs 102 zu erfassen. Der Sensor 100 kann beispielsweise ein Radarsensor oder ein Lidarsensor sein. 1 shows a representation of a driving situation for an estimate of a misalignment of a sensor 100 according to an embodiment. The sensor 100 is in a vehicle 102 installed. The sensor 100 is designed to distances and directions to objects in an environment of the vehicle 102 capture. The sensor 100 For example, it may be a radar sensor or a lidar sensor.

Der Sensor 100 ist im Idealfall in einer Nominalausrichtung 104 im Fahrzeug 102 verbaut. Die Nominalausrichtung 104 entspricht einer bestimmungsgemäßen Blickrichtung des Sensors 100. Der Sensor 100 soll hier in Richtung einer Fahrzeuglängsachse ausgerichtet sein. Wenn das Fahrzeug 102 beschädigt wird, kann eine tatsächliche Ausrichtung 106 des Sensors 100 von der Nominalausrichtung 104 abweichen. Die Front des Fahrzeugs 102 ist hier durch einen Aufprall deformiert und der Sensor 100 sitzt schief im Fahrzeug. Der Sensor 100 ist um einen Dejustagewinkel α verdreht zu der Nominalausrichtung 104. Alle erkannten Objekte werden um den Dejustagewinkel α versetzt erkannt.The sensor 100 is ideally in a nominal orientation 104 in the vehicle 102 installed. The nominal orientation 104 corresponds to an intended viewing direction of the sensor 100 , The sensor 100 should be aligned here in the direction of a vehicle longitudinal axis. If the vehicle 102 Damage can be an actual alignment 106 of the sensor 100 from the nominal orientation 104 differ. The front of the vehicle 102 is through here an impact deformed and the sensor deformed 100 sits awry in the vehicle. The sensor 100 is twisted by a misalignment angle α to the nominal orientation 104 , All recognized objects are recognized offset by the misalignment angle α.

Eine Vorrichtung 108 zum Schätzen der Dejustage des Sensors 100 ist dazu ausgebildet, den Dejustagewinkel α zu bestimmen. Dazu werden zumindest zwei Vektoren V1, V2 benötigt. Die Vektoren V1, V2 werden zu unterschiedlichen Zeitpunkten t1 und t2 erfasst und repräsentieren je einen Vektorbetrag rt1, rt2 und eine Vektorrichtung φt1, φt2 von dem Sensor 100 zu einem Objekt P. Das Objekt P ist dabei jeweils dasselbe Objekt P. Das Objekt P ist hier ein Leitpfosten einer Straße, auf der das Fahrzeug 102 fährt. Da sich das Fahrzeug 102 zwischen den Zeitpunkten bewegt, werden die Vektoren V1, V2 von unterschiedlichen Messpunkten Mt1, Mt2 erfasst. Weiterhin wird ein Winkelversatz ψ des Sensors 100 zwischen den beiden Zeitpunkten T1 und T2 benötigt. Der Winkelversatz ψ wird beispielsweise über eine Inertialsensorik eines Fahrzeugsteuergeräts 110 erfasst. Insbesondere wird der Winkelversatz ψ durch Drehratensensoren des Fahrzeugsteuergeräts 110 erfasst. Das Fahrzeug 102 fährt entlang einer Kurve der Straße. Der Winkelversatz ψ zwischen den Messpunkten Mt1, Mt2 wird insbesondere durch einen Gierwinkel des Fahrzeugs 102 abgebildet.A device 108 to appreciate the misalignment of the sensor 100 is designed to determine the misalignment angle α. These are at least two vectors V1 . V2 needed. The vectors V1 . V2 are detected at different times t1 and t2 and each represent a vector amount rt1 . r t2 and a vector direction φt1 . φt2 from the sensor 100 to an object P. The object P is in each case the same object P. The object P is here a guide post of a road on which the vehicle 102 moves. As the vehicle 102 moving between times, the vectors become V1 . V2 from different measuring points mt 1 . mt2 detected. Furthermore, an angular offset ψ of the sensor 100 between the two times T1 and T2 needed. The angular offset ψ is for example via an inertial sensor of a vehicle control unit 110 detected. In particular, the angular offset ψ by rotation rate sensors of the vehicle control unit 110 detected. The vehicle 102 drives along a curve of the road. The angular offset ψ between the measuring points mt 1 . mt2 in particular by a yaw angle of the vehicle 102 displayed.

Die Vorrichtung 108 verarbeitet die Vektorbeträge rt1, rt2 und die Vektorrichtungen φt1, φt2 der Vektoren V1, V2 sowie den Winkelversatz ψ in einer Verarbeitungsvorschrift um den Dejustagewinkel α zu berechnen. Der Dejustagewinkel α wird als Korrekturfaktor für den Sensor 100 bereitgestellt.The device 108 processes the vector amounts rt1 . r t2 and the vector directions φt1 . φt2 the vectors V1 . V2 and to calculate the angular offset ψ in a processing instruction by the misalignment angle α. The misalignment angle α is used as a correction factor for the sensor 100 provided.

2 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Schätzung einer Dejustage eines Sensors gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Prinzipdarstellung entspricht dabei im Wesentlichen der Fahrsituation in 1. Im Gegensatz dazu sind hier das Fahrzeug und der Sensor sowie die Umgebung nicht dargestellt. Zusätzlich sind andere Winkelverhältnisse dargestellt. Durch die Reduktion auf die reine geometrische Abbildung können die trigonometrischen Zusammenhänge verbessert dargestellt werden. 2 shows a schematic diagram of an estimate of a misalignment of a sensor according to an embodiment. The schematic representation essentially corresponds to the driving situation in 1 , In contrast, the vehicle and the sensor and the environment are not shown here. In addition, other angular relationships are shown. By reducing to the pure geometric mapping, the trigonometric relationships can be improved.

t1 und t2 sind die Messzeitpunkte. P ist das Standziel. Mt1 und Mt2 sind die Messpunkte zum Zeitpunkt t1 beziehungsweise t2. rt1 und rt2 repräsentieren den radialen Abstand zum Zeitpunkt t1 beziehungsweise t2 vom jeweiligen Messpunkt Mt1 beziehungsweise Mt2 bis P. φ1 und φ2 kennzeichnen die Winkel zwischen der Sensorachse beziehungsweise der tatsächlichen Ausrichtung 106 und den Vektoren V1 beziehungsweise V2 zum Zeitpunkt t1 beziehungsweise t2. ψ ist die Drehung der Sensorachse zum Zeitpunkt t2 relativ zu t1. α ist der Dejustagewinkel der tatsächlichen Ausrichtung 106 von der Nominalausrichtung 104 und S ist der Abstand zwischen Mt1 und Mt2.t1 and t2 are the measuring times. P is the goal of the stand. mt 1 and mt2 are the measuring points at the time t1 or t2. rt1 and r t2 represent the radial distance at the time t1 or t2 from the respective measuring point mt 1 respectively mt2 to P.φ1 and Ø2 indicate the angles between the sensor axis and the actual orientation, respectively 106 and the vectors V1 respectively V2 at time t1 or t2. ψ is the rotation of the sensor axis at time t2 relative to t1. α is the misalignment angle of the actual alignment 106 from the nominal orientation 104 and S is the distance between mt 1 and mt2 ,

Der zweite Vektor V2 trifft aus einer um einen Winkel β zu dem ersten Vektor V1 winkelversetzten Richtung auf das Objekt P. Aus dem Dreieck Mt1 Mt2 P kann der Objektwinkel β berechnet werden: ( φ t 1 α ) + γ + β = 180  mit  γ = 180 ( φ t 2 α ψ )

Figure DE102018201304A1_0004
The second vector V2 hits from one by an angle β to the first vector V1 angular offset to the object P. From the triangle mt 1 mt2 P, the object angle β can be calculated: ( φ t 1 - α ) + γ + β = 180 With γ = 180 - ( φ t 2 - α - ψ )
Figure DE102018201304A1_0004

Daraus ergibt sich φ t 1 φ t 2 + ψ + β = 0

Figure DE102018201304A1_0005
This results in φ t 1 - φ t 2 + ψ + β = 0
Figure DE102018201304A1_0005

Umgestellt ergibt sich β = φ t 2 φ t 1 ψ

Figure DE102018201304A1_0006
Switched results β = φ t 2 - φ t 1 - ψ
Figure DE102018201304A1_0006

Da die zurückgelegte Strecke zwischen t1 und t2 nicht unbedingt den kürzesten Weg abbildet, kann der kürzeste Abstand S ermittelt werden: S 2 = r t 2 2 + r t 1 2 2 r t 1 r t 2 cos β

Figure DE102018201304A1_0007
Since the distance traveled between t1 and t2 does not necessarily represent the shortest path, the shortest distance S can be determined: S 2 = r t 2 2 + r t 1 2 - 2 r t 1 r t 2 cos β
Figure DE102018201304A1_0007

Daraus ergibt sich S = r t 2 2 + r t 1 2 2 r t 1 r t 2 cos β

Figure DE102018201304A1_0008
This results in S = r t 2 2 + r t 1 2 - 2 r t 1 r t 2 cos β
Figure DE102018201304A1_0008

Nun kann der Dejustagewinkel α berechnet werden: S sin β = r t 2 s i n ( φ t 1 α )

Figure DE102018201304A1_0009
Now the misalignment angle α can be calculated: S sin β = r t 2 s i n ( φ t 1 - α )
Figure DE102018201304A1_0009

Daraus ergibt sich s i n ( φ t 1 α ) = r t 2 sin β S

Figure DE102018201304A1_0010
This results in s i n ( φ t 1 - α ) = r t 2 sin β S
Figure DE102018201304A1_0010

Und daraus wiederum α = φ t 1 arcsin r t 2 sin β S

Figure DE102018201304A1_0011
And in turn α = φ t 1 - arcsin r t 2 sin β S
Figure DE102018201304A1_0011

Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.Finally, it should be noted that terms such as "comprising," "comprising," etc., do not exclude other elements or steps, and terms such as "a" or "an" do not exclude a multitude. Reference signs in the claims are not to be considered as limiting.

Claims (12)

Verfahren zum Schätzen einer Dejustage eines Sensors (100) eines Fahrzeugs (102), dadurch gekennzeichnet, dass in einem Schritt des Bestimmens ein Dejustagewinkel (a) zwischen einer Nominalausrichtung (104) des Sensors (104) im Fahrzeug (102) und einer tatsächlichen Ausrichtung (106) des Sensors (100) im Fahrzeug (102) unter Verwendung eines Winkelversatzes (ψ) zwischen der Nominalausrichtung (104) in einem ersten Messpunkt (Mtl) und der Nominalausrichtung (104) in einem zweiten Messpunkt (Mt2), eines an dem ersten Messpunkt (Mtl) durch den Sensor (100) erfassten, auf die Ausrichtung (106) an dem ersten Messpunkt (Mtl) bezogenen ersten Vektors (V1) zwischen dem ersten Messpunkt (Mtl) und einem erkannten Objekt (P), und eines an dem zweiten Messpunkt (Mt2) durch den Sensor (100) erfassten, auf die Ausrichtung (106) an dem zweiten Messpunkt (Mt2) bezogenen zweiten Vektors (V2) zwischen dem zweiten Messpunkt (Mt2) und dem Objekt (P) bestimmt wird.A method of estimating a misalignment of a sensor (100) of a vehicle (102), characterized in that in a step of determining a misalignment angle (a) between a nominal orientation (104) of the sensor (104) in the vehicle (102) and an actual orientation (106) of the sensor (100) in the vehicle (102) using an angular offset (ψ) between the nominal orientation (104) at a first measurement point (Mtl) and the nominal orientation (104) at a second measurement point (Mt2), one at the first measuring point (Mtl) by the sensor (100) detected, on the alignment (106) at the first measuring point (Mtl) related first vector (V1) between the first measuring point (Mtl) and a detected object (P), and one the second measuring point (Mt2) detected by the sensor (100) and the second measuring point (Mt2) relative to the orientation (106) at the second measuring point (Mt2) is determined between the second measuring point (Mt2) and the object (P). Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem im Schritt des Bestimmens ein Objektwinkel (β) zwischen dem ersten Vektor (V1) und dem zweiten Vektor (V2) unter Verwendung des Winkelversatzes (ψ), einer ersten Vektorrichtung (φt1) des ersten Vektors (V1) und einer zweiten Vektorrichtung (φt2) des zweiten Vektors (V2) bestimmt wird.Method according to Claim 1 in which, in the step of determining, an object angle (β) between the first vector (V1) and the second vector (V2) using the angular offset (ψ), a first vector direction (φt1) of the first vector (V1) and a second vector direction (φt2) of the second vector (V2) is determined. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem im Schritt des Bestimmens der Objektwinkel (β) unter Verwendung der Formel β = φ t 2 φ t 1 ψ
Figure DE102018201304A1_0012
berechnet wird.
Method according to Claim 2 in which, in the step of determining, the object angle (β) is determined using the formula β = φ t 2 - φ t 1 - ψ
Figure DE102018201304A1_0012
is calculated.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 bis 3, bei dem im Schritt des Bestimmens ferner ein Abstand (S) zwischen dem ersten Messpunkt (Mtl) und dem zweiten Messpunkt (Mt2) unter Verwendung des Objektwinkels (β), eines ersten Vektorbetrags (rt1) des ersten Vektors (V1) und eines zweiten Vektorbetrags (rt2) des zweiten Vektors (V2) bestimmt wird.Method according to one of Claims 2 to 3 in which, in the step of determining, further, a distance (S) between the first measuring point (Mtl) and the second measuring point (Mt2) using the object angle (β), a first vector amount (rt1) of the first vector (V1) and a second Vector amount (rt2) of the second vector (V2) is determined. Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem im Schritt des Bestimmens der Abstand (S) unter Verwendung der Formel S = r t 2 2 + r t 1 2 2 r t 1 r t 2 cos β
Figure DE102018201304A1_0013
berechnet wird.
Method according to Claim 4 in which, in the determining step, the distance (S) is determined using the formula S = r t 2 2 + r t 1 2 - 2 r t 1 r t 2 cos β
Figure DE102018201304A1_0013
is calculated.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 5, bei dem im Schritt des Bestimmens der Dejustagewinkel (a) unter Verwendung der ersten Vektorrichtung (φt1), des zweiten Vektorbetrags (rt2), des Objektwinkels (β) und des Abstands (S) bestimmt wird.Method according to one of Claims 4 to 5 wherein, in the step of determining, the misalignment angle (a) is determined using the first vector direction (φt1), the second vector amount (rt2), the object angle (β), and the distance (S). Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem im Schritt des Bestimmens der Dejustagewinkel (a) unter Verwendung der Formel α = φ t 1 arcsin r t 2 sin β S
Figure DE102018201304A1_0014
berechnet wird.
Method according to Claim 4 in which, in the step of determining the misalignment angle (a) using the formula α = φ t 1 - arcsin r t 2 sin β S
Figure DE102018201304A1_0014
is calculated.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im Schritt des Bestimmens ein statisches Objekt (P) verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, in which a static object (P) is used in the step of determining. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem im Schritt des Bestimmens der Dejustagewinkel (a) unter Verwendung zumindest eines an einem weiteren Messpunkt durch den Sensor (100) erfassten, auf die Ausrichtung (106) an dem weiteren Messpunkt bezogenen weiteren Vektors zwischen dem weiteren Messpunkt und dem erkannten Objekt (P) bestimmt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein in the step of determining the misalignment angle (a) using at least one at a further measuring point by the sensor (100) detected, on the alignment (106) at the further measuring point related further vector between the other Measuring point and the detected object (P) is determined. Vorrichtung (108) zum Schätzen einer Dejustage eines Sensors (100) eines Fahrzeugs (102), wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, das Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche in entsprechenden Einrichtungen auszuführen, umzusetzen und/oder anzusteuern.Device (108) for estimating a misalignment of a sensor (100) of a vehicle (102), the device being designed to implement, implement and / or control the method according to one of the preceding claims in corresponding devices. Computerprogrammprodukt, das dazu eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen, umzusetzen und/oder anzusteuern.Computer program product adapted to perform the method according to any one of Claims 1 to 9 execute, implement and / or control. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 11 gespeichert ist.Machine readable storage medium carrying the computer program product according to Claim 11 is stored.
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