DE102018203968A1 - Two-way sensor system for motor vehicles - Google Patents
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Abstract
Sensorsystem (1) für ein Fahrzeug (100), umfassend:
- mindestens einen ersten Sensorkopf (5) mit einem ersten Serializer (17) in einem ersten Gehäuse,
- eine Recheneinheit (3) mit einem Deserializer (7) in einem zweiten Gehäuse,
- eine erste Kommunikationsverbindung (29) zwischen dem ersten Serializer (17) und dem Deserializer (7),
wobei die Recheneinheit (3) eine Einheit zum Auswerten von Sensordaten (37, 39) umfasst, die von dem mindestens einen Sensorkopf (5) über die erste Kommunikationsverbindung (29) zwischen dem ersten Serializer (17) und dem Deserializer (7) zu der Recheneinheit (3) übertragen werden.
A sensor system (1) for a vehicle (100), comprising:
at least one first sensor head (5) with a first serializer (17) in a first housing,
a computation unit (3) with a deserializer (7) in a second housing,
a first communication link (29) between the first serializer (17) and the deserializer (7),
wherein the computing unit (3) comprises a unit for evaluating sensor data (37, 39) from the at least one sensor head (5) via the first communication link (29) between the first serializer (17) and the deserializer (7) to the Arithmetic unit (3) are transmitted.
Description
Die Erfindung betrifft ein Zweiwege-Sensorsystem für ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Betrieb diese Sensorsystems.The invention relates to a two-way sensor system for a vehicle and a method for operating this sensor system.
Stand der TechnikState of the art
Aus der
Aus der
Aufgabe und LösungTask and solution
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Sensorsystem für ein Fahrzeugs bereitzustellen.The object of the present invention is to provide an improved sensor system for a vehicle.
Gelöst wird die Aufgabe durch ein Sensorsystem gemäß Patentanspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved by a sensor system according to
Erfindungsgemäß umfasst ein Sensorsystem für ein Fahrzeug mindestens einen ersten Sensorkopf mit einem ersten Serializer in einem ersten Gehäuse, eine Recheneinheit mit einem Deserializer in einem zweiten Gehäuse, eine Kommunikationsverbindung zwischen dem ersten Serializer und dem Deserializer. Die Recheneinheit umfasst eine Einheit zum Auswerten von Sensordaten, die von dem mindestens einen Sensorkopf (digital) über die Kommunikationsverbindung (bzw. Schnittstelle) zwischen dem ersten Serializer und dem Deserializer übertragen werden. Mit anderen Worten werden bevorzugt mehrere Sensoren, insbesondere Umfeldsensoren, in einen Sensorkopf integriert. Der Sensorkopf weist bevorzugt keine Datenverarbeitungseinheit bzw. prozessierende Einheit (z. B, SoC, „system on chip“) auf, sondern eine Ausgabeeinheit (Serializer), die die Sensordaten auf einem Datenkanal zusammenfasst und in serielle Signale (z.B. LVDS, „low voltage differential signal“) wandelt. Die serielle Datensignale werden auf einer Signalleitung an eine Recheneinheit (Steuergerät, ECU für „electronic control unit“) zur Auswertung der Sensordaten übertragen.According to the invention, a sensor system for a vehicle comprises at least one first sensor head with a first serializer in a first housing, a computing unit with a deserializer in a second housing, a communication connection between the first serializer and the deserializer. The arithmetic unit comprises a unit for evaluating sensor data which is transmitted by the at least one sensor head (digital) via the communication connection (or interface) between the first serializer and the deserializer. In other words, a plurality of sensors, in particular environmental sensors, are preferably integrated into a sensor head. The sensor head preferably has no data processing unit or processing unit (eg SoC, "system on chip"), but rather an output unit (serializer) which combines the sensor data on a data channel and into serial signals (eg LVDS, "low voltage differential signal ") converts. The serial data signals are transmitted on a signal line to a computing unit (control unit, ECU for "electronic control unit") for evaluating the sensor data.
Der Sensorkopf kann insbesondere in einem Bereich hinter der Windschutzscheibe angeordnet werden, während die Recheneinheit an anderer Stelle im Fahrzeug angeordnet wird. Diese Aufteilung reduziert die Verlustleistung im Sensorkopf bzw. hinter der Windschutzscheibe. Auch benötigt der Sensorkopf weniger Platz als ein „intelligenter“ Sensor mit integrierter Recheneinheit.The sensor head can be arranged in particular in an area behind the windshield, while the arithmetic unit is arranged elsewhere in the vehicle. This division reduces the power loss in the sensor head or behind the windshield. The sensor head also requires less space than an "intelligent" sensor with integrated computing unit.
Zudem können an die (zentrale) Recheneinheit weitere Sensorköpfe angeschlossen werden, was für eine hohe Skalierbarkeit des Sensorsystems sorgt.In addition, further sensor heads can be connected to the (central) processing unit, which ensures high scalability of the sensor system.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der mindestens eine Sensorkopf dazu ausgebildet ist, die Sensordaten als digitale Sensorrohdaten, also unausgewertete Sensordaten, auszugeben.According to a preferred embodiment, the at least one sensor head is designed to output the sensor data as raw digital sensor data, that is, unevaluated sensor data.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der mindestens eine erste Sensorkopf zumindest zwei Umfeldsensoren aus der Gruppe von Radar-, Kamera-, Ultraschall-, Lidarsensoren oder sonstiger Umfeldsensoren. Also beispielsweise einen Radar- und einen Kamerasensor in einem Gehäuse, oder einen Lidar- und einen Kamerasensor, oder auch zwei Kamerasensoren, die z.B. einen unterschiedlichen Öffnungswinkel oder eine unterschiedliche Auflösung aufweisen. Bevorzugt ermöglichen der erste Serializer und der Deserializer eine Datenübertragung der einzelnen Umfeldsensoren an die Recheneinheit.In an advantageous embodiment, the at least one first sensor head comprises at least two environmental sensors from the group of radar, camera, ultrasound, lidar sensors or other environment sensors. Thus, for example, a radar and a camera sensor in a housing, or a lidar and a camera sensor, or even two camera sensors, which are e.g. have a different opening angle or a different resolution. The first serializer and the deserializer preferably enable a data transmission of the individual environment sensors to the arithmetic unit.
Besonders bevorzugt umfasst der mindestens eine erste Sensorkopf einen Radarsensor mit einer Radarantenne und eine Kamera mit einer Optik. Die Recheneinheit weist zumindest eine Einheit zum Auswerten von Radarsensordaten und von Kamerasensordaten auf. Hierzu kann eine einzelne Einheit beide Sensordaten gemeinsam auswerten und optional direkt fusionieren Es ist aber auch möglich eine Einheit zur Kameradatenauswertung und eine weitere Einheit zur Radardatenauswertung vorzusehen. Analog kann mit Daten eines Lidar- oder eines Ultraschallsensors verfahren werden.Particularly preferably, the at least one first sensor head comprises a radar sensor with a radar antenna and a camera with an optical system. The arithmetic unit has at least one unit for evaluating radar sensor data and camera sensor data. For this purpose, a single unit can evaluate both sensor data together and optionally merge directly. However, it is also possible to provide a unit for evaluating the camera data and a further unit for radar data evaluation. Analog can be moved with data of a lidar or an ultrasonic sensor.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Recheneinheit eine Umfeldmodellierungseinheit und/oder eine Fahrzeugfunktionenberechnungseinheit. Die Einheit zum Auswerten der Sensordaten speist die Umfeldmodellierungseinheit und/oder die Fahrzeugfunktionenberechnungseinheit mit Eingangsdaten. Die Eingangsdaten sind das Ergebnis der Auswertung der Sensordaten des mindestens einen Sensorkopfes.
Unter Umfeldmodellierung versteht man eine Rekonstruktion des Umfelds eines Fahrzeugs auf Grundlage der von den Umfeldsensoren erfassten Daten. Das Umfeldmodell kann in Form einer hochaufgelösten Karte, eines Gittermodells, einer Objektliste oder ähnlichem vorliegen.
Unter einer Berechnung von Fahrzeugfunktionen versteht man die Bestimmung von Aktionen, die das Fahrzeug zur Unterstützung des Fahrers bzw. zum automatisierten Fahren des Fahrzeugs durchführt. Aktionen können hierbei Warnungen (visuell, akustisch, haptisch) oder Eingriffe in die Fahrzeugaktuatorik bzw. -dynamik (Bremsen, Lenken, Beschleunigen etc.) umfassen.According to an advantageous embodiment, the arithmetic unit comprises an environment modeling unit and / or a vehicle function calculation unit. The unit for evaluating the sensor data feeds the environment modeling unit and / or the vehicle function calculation unit with input data. The input data are the result of the evaluation of the sensor data of the at least one sensor head.
Environment modeling is a reconstruction of the environment of a vehicle based on the data collected by the environment sensors. The environment model can be in the form of a high-resolution map, a grid model, an object list or the like.
A calculation of vehicle functions means the determination of actions that the vehicle to support the driver or to automated driving of the vehicle performs. Actions may include warnings (visual, audible, haptic) or interventions in the vehicle's actuation or dynamics (braking, steering, acceleration, etc.).
In vorteilhafter Weise ist das Sensorsystem dazu ausgebildet, dass über die Kommunikationsverbindung zwischen dem Deserializer und dem ersten Serializer (sofern vorhanden auch weiteren Serializern) Steuerdaten an den mindestens einen Sensorkopf zur Steuerung des mindestens einen Sensorkopfes, genauer zu dessen Umfeldsensor(en) (z.B. Kamera- und Radarsensor), übertragen werden.Advantageously, the sensor system is designed so that via the communication connection between the deserializer and the first serializer (if available also other serializers) control data to the at least one sensor head for controlling the at least one sensor head, more precisely to its environment sensor (s) (eg camera - and radar sensor) to be transmitted.
Bevorzugt kann die Recheneinheit ein Sicherheitsgateway umfassen, das dazu ausgebildet ist, eine Kommunikation mit einem Fahrzeugbus zu kontrollieren.Preferably, the computing unit may include a security gateway configured to control communication with a vehicle bus.
Vorzugsweise kann das Sensorsystem ferner einen zweiten Sensorkopf mit einem zweiten Serializer in einem dritten Gehäuse umfassen und der zweite Serializer über eine zweite Kommunikationsverbindung mit dem Deserializer verbunden sein.Preferably, the sensor system may further comprise a second sensor head with a second serializer in a third housing, and the second serializer may be connected to the deserializer via a second communication link.
In einer besonderen Ausführungsform können über die erste oder zweite Kommunikationsverbindung Daten zwischen dem ersten oder zweiten Serializer und dem Deserializer seriell übertragen werden.In a particular embodiment, data may be serially transferred between the first or second serializer and the deserializer via the first or second communication link.
In vorteilhafter Weise verbessert eine serielle Übertragung von Daten eine Einhaltung der Datenreihenfolge bei echtzeitfähigen Anwendungen.Advantageously, serial transmission of data enhances data order compliance in real-time applications.
Weiter bevorzugt kann die Kommunikationsverbindung zumindest aus elektrischen oder optischen Leitern bestehen.More preferably, the communication link consist of at least electrical or optical conductors.
In vorteilhafter Weise ist dadurch eine sichere und zuverlässige Datenübertragung möglich.Advantageously, thereby a secure and reliable data transmission is possible.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Sensorsystem zumindest einen Radar- und einen Kamerasensorkopf umfassen und die Recheneinheit zumindest eine Einheit zum Auswerten von Radar-Sensordaten und eine Einheit zum Auswerten von Kamera-Sensordaten aufweisen.In a further embodiment of the invention, the sensor system may comprise at least one radar and one camera sensor head, and the arithmetic unit has at least one unit for evaluating radar sensor data and one unit for evaluating camera sensor data.
In vorteilhafter Weise kann dadurch eine optimale Ausweitung der Daten der einzelnen Sensoren erfolgen ohne alle dafür nötigen Einheiten beengt unterbringen zu müssen.In an advantageous manner, this allows an optimal expansion of the data of the individual sensors without having to accommodate all the units required for this purpose.
In vorteilhafter Weise können bestimmte Daten anderen Fahrzeugeinheiten zur Verfügung gestellt werden, ohne die Datensicherheit der Verbindungen zwischen den Sensorköpfen und der Recheneinheit aufzugeben.Advantageously, certain data can be made available to other vehicle units without giving up the data security of the connections between the sensor heads and the arithmetic unit.
Figurenlistelist of figures
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1 zeigt ein Beispiel für ein Zweiwege-Sensorsystem1 . Der Sensorkopf5 ist von einer Recheneinheit3 getrennt in einem eigenen Gehäuse untergebracht. Der Sensorkopf5 beinhaltet eine Kamera mit einer Optik21 und einem Bildaufnehmer11 sowie einem Radarsensor mit einer Radarantenne13 und einer Radarelektronik15 . Die Energieversorgung dieser Komponenten erfolgt beispielsweise über „Power over Coax“27 . Zur Speicherung von Kalibrierdaten ist im Sensorkopf5 ein nichtflüchtiger Speicher („non-volatile memory“, NVM)25 vorgesehen. Die Radarantenne13 ist über eine Verbindung33 mit der Radarelektronik15 verbunden.1 shows an example of a two-way sensor system 1 , Thesensor head 5 is from acomputing unit 3 housed separately in a separate housing. Thesensor head 5 includes a camera with an optic21 and animager 11 and a radar sensor with aradar antenna 13 andradar electronics 15 , The power supply of these components takes place for example via "Power over Coax"27 , For storing calibration data is in the sensor head5 a nonvolatile memory (NVM)25 intended. Theradar antenna 13 is about aconnection 33 with theradar electronics 15 connected.
Ferner sind die Kamera
Beispielsweise kann die unidirektionale Verbindung lediglich Daten von der Kamera
Der Serializer
Der Deserializer
Über einen Rückkanal der Kommunikationsverbindung
Beide Prozesseinheiten
Des Weiteren kann der Fahrzeugbus über Ethernet
Die Daten der weitere Sensorköpfe
Zusätzlich kann das Sensorsystem
Ferner kann die Recheneinheit
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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