DE102018216704A1 - Environment detection system, vehicle and method for an environment detection system - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Umfelderkennungssystem. Das Umfelderkennungssystem umfasst einen ersten Umfeldsensor, der eingerichtet ist, erste Informationen über einen ersten Raumbereich basierend auf empfangenen Reflexionen eines von dem ersten Umfeldsensor ausgesendeten Signals bereitzustellen. Ferner umfasst das Umfelderkennungssystem einen zweiten Umfeldsensor, der eingerichtet ist, zweite Informationen über einen zweiten Raumbereich basierend auf empfangenen Reflexionen eines von dem zweiten Umfeldsensor ausgesendeten Signals bereitzustellen. Das Umfelderkennungssystem umfasst weiterhin ein Auswerteelement, das eingerichtet ist, basierend auf den ersten Informationen und den zweiten Informationen zu bestimmen, ob der erste Raumbereich und der zweite Raumbereich überlappen. Falls bestimmt wird, dass der erste Raumbereich und der zweite Raumbereich nicht überlappen, ist das Auswerteelement ferner eingerichtet, ein Fehlersignal auszugeben.The present invention relates to an environment detection system. The environment detection system comprises a first environment sensor, which is set up to provide first information about a first spatial area based on received reflections of a signal emitted by the first environment sensor. Furthermore, the environment detection system comprises a second environment sensor, which is set up to provide second information about a second spatial area based on received reflections of a signal emitted by the second environment sensor. The environment detection system further comprises an evaluation element which is set up to determine whether the first spatial area and the second spatial area overlap based on the first information and the second information. If it is determined that the first room area and the second room area do not overlap, the evaluation element is also set up to output an error signal.
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Systeme zur Erkennung des Umfelds z.B. eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren für ein Umfelderkennungssystem sowie ein Fahrzeug mit einem Umfelderkennungssystem.The present invention relates to systems for recognizing the environment e.g. of a vehicle. The invention further relates to a method for an environment detection system and a vehicle with an environment detection system.
Zur Erkennung des Umfelds können z.B. LIDAR (engl. Light Detection And Ranging) Messsysteme oder Radarmesssysteme verwendet werden. Ein LIDAR-Messsystem kann mehrere LIDAR-Sensoren aufweisen. Beispielsweise kann jeweils ein LIDAR-Sensor an der linken als auch an rechten Seite eines Fahrzeugs angebracht sein. Ein Radarmesssystem kann entsprechend ausgestaltet sein.To recognize the environment, e.g. LIDAR (English Light Detection And Ranging) measuring systems or radar measuring systems can be used. A LIDAR measuring system can have several LIDAR sensors. For example, a LIDAR sensor can be attached to the left as well as the right side of a vehicle. A radar measuring system can be designed accordingly.
Ein LIDAR-Sensor kann z.B. bei „leichten“ Unfällen verschoben werden, so dass eine tatsächliche Blickrichtung des LIDAR-Sensors verschoben zu einer vorgegebenen Sollblickrichtung ist. Um sicherzustellen, dass die LIDAR-Sensoren in eine jeweilige Sollrichtung ausgerichtet sind, werden Neigungssensoren verwendet. Die hohen Sicherheitsanforderungen für die LIDAR-Sensoren gelten ebenso für den Neigungssensor. Für die Überwachung der LIDAR-Sensoren müssen daher Neigungssensoren mit einer hohen Genauigkeit verwendet werden. Neigungssensoren, welche die erforderliche Genauigkeit bieten, sind kaum auf dem Markt verfügbar bzw. sehr hochpreisig. Zudem können Neigungssensoren nicht die Rotation eines LIDAR-Sensors um die Z-Achse (d.h. eine Verdrehung um eine senkrecht zu einer definierten Bodenfläche verlaufenden Achse) erkennen bzw. erfassen.A LIDAR sensor can e.g. in the case of “minor” accidents, so that an actual line of sight of the LIDAR sensor is shifted to a specified target line of sight. Tilt sensors are used to ensure that the LIDAR sensors are aligned in a desired direction. The high safety requirements for the LIDAR sensors also apply to the tilt sensor. Tilt sensors with a high degree of accuracy must therefore be used to monitor the LIDAR sensors. Tilt sensors that offer the required accuracy are hardly available on the market or are very expensive. In addition, inclination sensors cannot detect or record the rotation of a LIDAR sensor around the Z axis (i.e. a rotation about an axis perpendicular to a defined floor area).
Für die Kalibrierung eines optischen Kamerasystems mit einer ersten Kamera und einer zweiten Kamera wird in der Druckschrift
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte und kostengünstigere Möglichkeit zur Überwachung der relativen Ausrichtung von Umfeldsensoren zueinander bereitzustellen.Against this background, it is an object of the present invention to provide an improved and more cost-effective way of monitoring the relative alignment of environmental sensors with one another.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Umfelderkennungssystem, ein Fahrzeug sowie ein Verfahren für ein Umfelderkennungssystem gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere Aspekte sowie Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der folgenden Beschreibung sowie in den Figuren beschrieben.The object of the invention is achieved by an environment detection system, a vehicle and a method for an environment detection system according to the independent claims. Further aspects and developments of the invention are described in the dependent claims, the following description and in the figures.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Umfelderkennungssystem. Das Umfelderkennungssystem umfasst einen ersten Umfeldsensor, der eingerichtet ist, erste Informationen über einen ersten Raumbereich basierend auf empfangenen Reflexionen eines von dem ersten Umfeldsensor ausgesendeten Signals bereitzustellen. Weiterhin umfasst das Umfelderkennungssystem einen zweiten Umfeldsensor, der eingerichtet ist, zweite Informationen über einen zweiten Raumbereich basierend auf empfangenen Reflexionen eines von dem zweiten Umfeldsensor ausgesendeten Signals bereitzustellen. Mit anderen Worten: Der erste Umfeldsensor sendet ein Signal in den ersten Raumbereich aus und empfängt anschließend Reflexionen des Signals von in dem ersten Raumbereich befindlichen Objekten. Entsprechend sendet der zweite Umfeldsensor ein Signal in den zweiten Raumbereich aus und empfängt anschließend Reflexionen des Signals von in dem zweiten Raumbereich befindlichen Objekten.According to a first aspect, the invention relates to an environment detection system. The environment detection system comprises a first environment sensor, which is set up to provide first information about a first spatial area based on received reflections of a signal emitted by the first environment sensor. Furthermore, the environment detection system comprises a second environment sensor, which is set up to provide second information about a second spatial area based on received reflections of a signal emitted by the second environment sensor. In other words: the first environment sensor sends a signal into the first spatial area and then receives reflections of the signal from objects located in the first spatial area. Accordingly, the second environment sensor sends a signal into the second room area and then receives reflections of the signal from objects located in the second room area.
Die beiden Umfeldsensoren können z.B. LIDAR-Sensoren sein, die Licht (z.B. in Form eines Laserstrahls) in ihre jeweiligen Raumbereiche aussenden und Reflexionen des Lichts von in den Raumbereichen befindlichen Objekten empfangen. Alternativ können die Umfeldsensoren beispielsweise auch Radarsensoren sein, die Hochfrequenzsignale in ihre jeweiligen Raumbereiche aussenden und Reflexionen der Hochfrequenzsignale von in den Raumbereichen befindlichen Objekten empfangen.The two environment sensors can e.g. LIDAR sensors that emit light (e.g. in the form of a laser beam) into their respective room areas and receive reflections of the light from objects in the room areas. Alternatively, the environment sensors can also be radar sensors, for example, which emit high-frequency signals into their respective spatial areas and receive reflections of the high-frequency signals from objects located in the spatial areas.
Der erste und der zweite Raumbereich überlappen sich bei einer Sollausrichtung des ersten Umfeldsensors relativ zu dem zweiten Umfeldsensor teilweise. Somit überdecken sich die von den beiden Umfeldsensoren erfassten Raumbereiche teilweise. Die beiden Umfeldsensoren können z.B. bei einer Erstmontage oder bei einer Wartung gemäß der Sollausrichtung ausgerichtet bzw. positioniert werden.The first and the second spatial area partially overlap when the first environment sensor is oriented relative to the second environment sensor. In this way, the spatial areas detected by the two environment sensors partially overlap. The two environment sensors can e.g. be aligned or positioned during initial assembly or during maintenance according to the target orientation.
Ein Auswerteelement des Umfelderkennungssystem ist gemäß der vorliegenden Erfindung eingerichtet, basierend auf den ersten Informationen und den zweiten Informationen zu bestimmen, ob der erste Raumbereich und der zweite Raumbereich sich tatsächlich überlappen.An evaluation element of the environment recognition system is set up according to the present invention to determine whether the. Based on the first information and the second information the first room area and the second room area actually overlap.
Für die Prüfung, ob der erste Raumbereich und der zweite Raumbereich sich tatsächlich überlappen, kann das Auswertelement z.B. prüfen, ob Teile der von dem ersten Umfeldsensor bereitgestellten ersten Informationen identisch sind mit Teilen der von dem zweiten Umfeldsensor bereitgestellten zweiten Informationen oder gemäß einer vorbestimmten Vorschrift mit den zweiten Informationen übereinstimmen. Beispielsweise kann das Auswerteelemente prüfen ob ein in von dem ersten Umfeldsensor bereitgestellten Distanzinformationen beschriebenes Objekt auch in von dem zweiten Umfeldsensor bereitgestellten Distanzinformationen beschrieben ist. Ähnliche Vergleiche können z.B. auch mittels von den beiden Umfeldsensoren bereitgestellten Geschwindigkeits- oder Höhenwinkelinformationen durchgeführt werden. Ebenso können von den beiden Umfeldsensoren bereitgestellte Informationen verschiedener Kategorien (z.B. Distanz und Geschwindigkeit) zusammen ausgewertet werden.To check whether the first room area and the second room area actually overlap, the evaluation element can e.g. Check whether parts of the first information provided by the first environment sensor are identical to parts of the second information provided by the second environment sensor or match the second information according to a predetermined rule. For example, the evaluation element can check whether an object described in distance information provided by the first environment sensor is also described in distance information provided by the second environment sensor. Similar comparisons can e.g. can also be carried out by means of speed or elevation angle information provided by the two surroundings sensors. Information from different categories (e.g. distance and speed) provided by the two environment sensors can also be evaluated together.
Die tatsächliche Blickrichtung eines oder beider Umfeldsensoren könnte beispielsweise aufgrund eines Stoßes oder einer sonstigen Krafteinwirkung gegenüber einer voreingestellten Sollblickrichtung verändert sein. Überlappen der von dem ersten Umfeldsensor erfasst erste Raumbereich und der von dem zweiten Umfeldsensor erfasste zweite Raumbereich nicht mehr, kann von einer Beeinträchtigung der Funktionalität des Umfelderkennungssystems ausgegangen werden. Entsprechend ist das Auswerteelement eingerichtet, ein Fehlersignal auszugeben, falls bestimmt wird, dass der erste Raumbereich und der zweite Raumbereich nicht überlappen.The actual line of sight of one or both of the surrounding sensors could be changed, for example, due to an impact or other force compared to a preset target line of sight. If the first room area detected by the first environment sensor and the second room area no longer overlap, the functionality of the environment detection system can be impaired. Accordingly, the evaluation element is set up to output an error signal if it is determined that the first room area and the second room area do not overlap.
Durch den erfindungsgemäßen Vergleich der von den beiden Umfeldsensoren bereitgestellten Informationen über die von ihnen erfassten Raumbereiche kann die relative Ausrichtung der beiden Umfeldsensoren zueinander überwacht werden. Das Auswerteelement kann z.B. eine bereits im Umfelderkennungssystem vorhandene programmierbare Hardwarekomponente, wie etwa ein Prozessor, ein Prozessorkern, ein anwendungsspezifischer integrierter Schaltkreis (engl. ASIC = Application-Specific Integrated Circuit) oder ein integrierter Schaltkreis (engl. IC = Integrated Circuit) sein, auf dem Software für die Steuerung des Umfelderkennungssystems abläuft. Entsprechend kann die Überwachung der relativen Ausrichtung der beiden Umfeldsensoren zueinander mit einem lediglich einmaligen Aufwand in die bestehende Software integriert werden. Es ist dann keine zusätzliche Hardware nötig. Insbesondere kann auf hochpreisige und hochgenaue Neigungssensoren, die hohen Sicherheitsanforderungen zu genügen haben, für die Bestimmung der Ausrichtung der Umfeldsensoren verzichtet werden. Somit ergibt sich neben dem vereinfachten Aufbau des Umfelderkennungssystems auch ein Kostenvorteil. Mittels des erfindungsgemä-ßen Vergleichs der von den beiden Umfeldsensoren bereitgestellten Informationen über die von ihnen erfassten Raumbereiche kann im Vergleich zu konventionellen Neigungssensoren auch eine Rotation eines oder beider Umfeldsensoren um die Z-Achse erkannt werden. Das erfindungsgemäße Umfelderkennungssystem ermöglicht somit eine verbesserte Überwachung der relativen Ausrichtung der Umfeldsensoren zueinander.By comparing the information according to the invention of the information provided by the two environment sensors about the spatial areas detected by them, the relative orientation of the two environment sensors to one another can be monitored. The evaluation element can e.g. a programmable hardware component already present in the environment detection system, such as a processor, a processor core, an application-specific integrated circuit (ASIC = Application-Specific Integrated Circuit) or an integrated circuit (IC = Integrated Circuit) on which software for the Control of the environment detection system runs. Accordingly, the monitoring of the relative alignment of the two environment sensors with respect to one another can be integrated into the existing software with only one effort. No additional hardware is then required. In particular, it is possible to dispense with high-priced and highly precise inclination sensors that have to meet high safety requirements for determining the orientation of the environment sensors. In addition to the simplified structure of the environment detection system, this also results in a cost advantage. By means of the comparison according to the invention of the information provided by the two environment sensors about the spatial areas they detect, a rotation of one or both environment sensors about the Z axis can also be detected in comparison to conventional inclination sensors. The environment detection system according to the invention thus enables improved monitoring of the relative orientation of the environment sensors to one another.
Durch die Ausgabe des Fehlersignals kann ein die Messungen des Umfelderkennungssystems verarbeitendes System zudem darauf hingewiesen werden, dass das Umfelderkennungssystem nicht mehr innerhalb der vorgegebenen Spezifikationen arbeitet und seine Messwerte daher nicht mehr vertrauenswürdig sind.The output of the error signal can also be used to indicate to a system processing the measurements of the environment detection system that the environment detection system no longer works within the specified specifications and that its measured values are therefore no longer trustworthy.
Falls bestimmt wird, dass der erste Raumbereich und der zweite Raumbereich überlappen, ist das Auswerteelement gemäß einigen Ausführungsbeispielen ferner eingerichtet, eine tatsächliche Ausrichtung des ersten Umfeldsensors relativ zu dem zweiten Umfeldsensor basierend auf den ersten Informationen und den zweiten Informationen zu bestimmen. Beispielsweise kann das Auswerteelement anhand eines oder mehrerer Objekte, die in den von beiden Umfeldsensoren bereitgestellten Informationen beschrieben sind, die tatsächliche Ausrichtung des ersten Umfeldsensors relativ zu dem zweiten Umfeldsensor berechnen bzw. bestimmen. Die tatsächliche Ausrichtung der beiden Umfeldsensoren kann beispielsweise für die weitergehende Überwachung der relativen Ausrichtung der Umfeldsensoren zueinander verwendet werden.If it is determined that the first spatial area and the second spatial area overlap, the evaluation element is further configured according to some exemplary embodiments to determine an actual orientation of the first environmental sensor relative to the second environmental sensor based on the first information and the second information. For example, the evaluation element can use one or more objects, which are described in the information provided by both environment sensors, to calculate or determine the actual orientation of the first environment sensor relative to the second environment sensor. The actual alignment of the two environment sensors can be used, for example, for further monitoring of the relative alignment of the environment sensors to one another.
Dazu kann das Auswerteelement ferner eingerichtet sein, die ermittelte Ausrichtung des ersten Umfeldsensors relativ zu dem zweiten Umfeldsensor mit der Sollausrichtung zu vergleichen. So kann geprüft werden, ob die relative Ausrichtung der Umfeldsensoren zueinander (noch) den Vorgaben entspricht und die Messungen der Umfeldsensoren somit weiterhin vertrauenswürdig sind bzw. einander entsprechen.For this purpose, the evaluation element can also be set up to compare the determined orientation of the first environment sensor relative to the second environment sensor with the target orientation. In this way it can be checked whether the relative orientation of the environment sensors to one another (still) corresponds to the specifications and whether the measurements of the environment sensors are therefore still trustworthy or correspond to one another.
Falls bestimmt wird, dass die tatsächliche Ausrichtung des ersten Umfeldsensors relativ zu dem zweiten Umfeldsensor nicht gemäß einem vorgegebenem Kriterium der Sollausrichtung entspricht, ist das Auswerteelement in einigen Ausführungsbeispielen entsprechend eingerichtet, das Fehlersignal auszugeben. Das vorgegebene Kriterium kann z.B. die vollständige Übereinstimmung der tatsächlichen Ausrichtung des ersten Umfeldsensors relativ zu dem zweiten Umfeldsensor mit der Sollausrichtung oder eine Übereinstimmung innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs sein. Das vorgegebene Kriterium kann z.B. von einzuhaltenden Sicherheitsvorschriften abgeleitet sein. Entsprechend kann durch die Ausgabe des Fehlersignals ein die Messungen des Umfelderkennungssystems verarbeitendes System darauf hingewiesen werden, dass das Umfelderkennungssystem nicht mehr innerhalb der vorgegebenen Spezifikationen arbeitet und seine Messwerte daher nicht mehr vertrauenswürdig sind. Das die Messungen des Umfelderkennungssystems verarbeitende System kann dann z.B. eine Sicherheitsroutine auslösen.If it is determined that the actual orientation of the first environment sensor relative to the second environment sensor does not correspond to the target orientation according to a predetermined criterion, the evaluation element in some exemplary embodiments is set up to output the error signal. The predefined criterion can be, for example, the complete match of the actual orientation of the first surroundings sensor relative to the second surroundings sensor with the target orientation or a match within a predefined tolerance range. The default Criterion can be derived, for example, from the safety regulations to be observed. Accordingly, the output of the error signal can indicate to a system processing the measurements of the environment detection system that the environment detection system no longer works within the specified specifications and that its measured values are therefore no longer trustworthy. The system processing the measurements of the environment detection system can then trigger a safety routine, for example.
Ebenso kann gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung eine fehlerhafte Ausrichtung der Umfeldsensoren zueinander korrigiert werden. So kann das Auswerteelement ferner eingerichtet sein, ein Stellelement für den ersten Umfeldsensor und/oder den zweiten Umfeldsensor anzusteuern, eine Ausrichtung des ersten Umfeldsensors und/oder des zweiten Umfeldsensors gemäß einer ermittelten Abweichung der Ausrichtung des ersten Umfeldsensors relativ zu dem zweiten Umfeldsensor von der Sollausrichtung zu ändern. Beispielsweise kann eine Lage, eine Blickrichtung oder eine Position zumindest eines der beiden Umfeldsensoren mittels des Stellelements (z.B. ein mechanischer Aktor) geändert werden, so dass die relative Ausrichtung der beiden Umfeldsensoren zueinander wieder der Sollausrichtung entspricht oder zumindest besser der Sollausrichtung entspricht als die ermittelte tatsächliche Ausrichtung. Durch die Verstellung zumindest eines der beiden Umfeldsensoren kann die Funktionsfähigkeit des Umfelderkennungssystems wiederhergestellt bzw. verbessert werden. Mit anderen Worten: Das Umfelderkennungssystem kann anhand des Vergleichs der von den beiden Umfeldsensoren bereitgestellten Informationen über die von ihnen erfassten Raumbereiche nachkalibriert werden.Likewise, according to exemplary embodiments of the present invention, an incorrect alignment of the environment sensors with respect to one another can be corrected. Thus, the evaluation element can also be set up to control an actuating element for the first environment sensor and / or the second environment sensor, an alignment of the first environment sensor and / or the second environment sensor according to a determined deviation of the alignment of the first environment sensor relative to the second environment sensor from the target orientation to change. For example, a position, a direction of view or a position of at least one of the two surroundings sensors can be changed by means of the adjusting element (for example a mechanical actuator), so that the relative orientation of the two surroundings sensors to each other again corresponds to the target orientation or at least corresponds better to the target orientation than the determined actual one Alignment. The functionality of the environment detection system can be restored or improved by adjusting at least one of the two environment sensors. In other words, the environment detection system can be recalibrated on the basis of the comparison of the information provided by the two environment sensors about the areas of the room they detect.
Die Fehlstellung bzw. Fehlausrichtung eines oder beider der Umfeldsensoren kann auch auf der Ebene der Messungen der beiden Umfeldsensoren korrigiert werden. Falls bestimmt wird, dass die Ausrichtung des ersten Umfeldsensors relativ zu dem zweiten Umfeldsensor gemäß dem vorgegebenem Kriterium der Sollausrichtung entspricht, kann das Auswerteelement gemäß einigen Ausführungsbeispielen z.B. eingerichtet sein, die ersten Informationen und die zweiten Informationen unter Berücksichtigung der ermittelten Abweichung der Ausrichtung des ersten Umfeldsensors relativ zu dem zweiten Umfeldsensor von der Sollausrichtung zu kombinieren. Mittels der ermittelten Abweichung der Ausrichtung des ersten Umfeldsensors relativ zu dem zweiten Umfeldsensor von der Sollausrichtung kann z.B. der tatsächliche Überlapp des ersten und des zweiten Raumbereichs bestimmt werden, um so die einander entsprechenden Informationen, die von den beiden Umfeldsensoren bereitgestellten werden, kombinieren zu können.The misalignment or misalignment of one or both of the environment sensors can also be corrected at the level of the measurements of the two environment sensors. If it is determined that the orientation of the first environment sensor relative to the second environment sensor corresponds to the target orientation according to the predetermined criterion, the evaluation element can, for example, according to some exemplary embodiments. be set up to combine the first information and the second information taking into account the determined deviation of the orientation of the first environment sensor relative to the second environment sensor from the target orientation. By means of the determined deviation of the orientation of the first environment sensor relative to the second environment sensor from the target orientation, e.g. the actual overlap of the first and the second spatial area can be determined so that the corresponding information provided by the two environment sensors can be combined.
Gemäß einigen Ausführungsbeispielen kann das Umfelderkennungssystem auch weiterhin zumindest einen Neigungssensor umfassen, der eingerichtet ist, eine Neigung des ersten Umfeldsensors und/oder des zweiten Umfeldsensors relativ zu einer Referenzrichtung zu bestimmen. Das Auswerteelement kann dann eingerichtet sein, die ersten Informationen und die zweiten Informationen unter Berücksichtigung der von dem Neigungssensor bestimmten Neigung des ersten Umfeldsensors und/oder des zweiten Umfeldsensors relativ zu der Referenzrichtung auszuwerten. Im Vergleich zu gewöhnlichen LIDAR-Systemen kann der erfindungsgemäße Vergleich der von den beiden Umfeldsensoren bereitgestellten Informationen über die von ihnen erfassten Raumbereiche die Verwendung von Neigungssensoren mit geringeren Genauigkeitsanforderungen und damit evtl. verbundenen Kostenvorteilen ermöglichen. Die geringere Genauigkeit des Neigungssensors kann durch die zusätzliche Nutzung der von den beiden Umfeldsensoren bereitgestellten Informationen über die von ihnen erfassten Raumbereiche kompensiert werden.According to some exemplary embodiments, the environment detection system can also comprise at least one inclination sensor, which is set up to determine an inclination of the first environment sensor and / or the second environment sensor relative to a reference direction. The evaluation element can then be set up to evaluate the first information and the second information, taking into account the inclination of the first surroundings sensor and / or the second surroundings sensor determined by the inclination sensor relative to the reference direction. In comparison to conventional LIDAR systems, the comparison according to the invention of the information provided by the two environment sensors about the spatial areas detected by them enables the use of inclination sensors with lower accuracy requirements and possibly associated cost advantages. The lower accuracy of the inclination sensor can be compensated for by the additional use of the information provided by the two environment sensors about the areas of the room they detect.
Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung zudem ein Fahrzeug. Allgemein kann ein Fahrzeug als eine Vorrichtung aufgefasst werden, die eines oder mehrere von einem Motor angetriebene Räder (und optional ein Antriebsstrangsystem) umfasst. Zum Beispiel kann ein Fahrzeug ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen, ein Motorrad oder ein Traktor sein. Das Fahrzeug umfasst zumindest ein Umfelderkennungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung, um eine Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen. Ferner umfasst das Fahrzeug ein Steuerelement, das eingerichtet ist, bei Empfang des Fehlersignals von dem Umfelderkennungssystem einen Betriebsmodus des Fahrzeugs von einem ersten Betriebsmodus in einen zweiten Betriebsmodus zu ändern. Das erfindungsgemäße Fahrzeug kann aufgrund des erfindungsgemäßen Umfelderkennungssystems und des Steuerelement auf Beeinträchtigungen des Umfelderkennungssystems reagieren und seinen Betrieb an die Ist-Situation des Umfelderkennungssystems anpassen.According to a further aspect, the present invention also relates to a vehicle. Generally, a vehicle can be thought of as a device that includes one or more motor-driven wheels (and optionally, a powertrain system). For example, a vehicle can be a passenger car, a truck, a motorcycle, or a tractor. The vehicle includes at least one environment detection system in accordance with the present invention to detect an environment of the vehicle. Furthermore, the vehicle comprises a control element which is set up to change an operating mode of the vehicle from a first operating mode to a second operating mode when the error signal is received from the environment detection system. The vehicle according to the invention can react to impairments of the environment detection system and adapt its operation to the actual situation of the environment detection system due to the environment detection system according to the invention and the control element.
Das Fahrzeug kann in dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus beispielsweise automatisiert fahren und zumindest im ersten Betriebsmodus basierend auf von dem Umfelderkennungssystem erfassten Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs automatisiert fahren. Bei Ausgabe des Fehlersignals durch das Umfelderkennungssystem kann den Daten des Umfelderkennungssystems nicht mehr vertraut werden. Entsprechend stehen weniger Daten über die Umgebung des Fahrzeugs für die automatisierte Fahrt zur Verfügung. Gemäß Ausführungsbeispielen kann eine Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs in dem zweiten Betriebsmodus daher im Vergleich zu dem ersten Betriebsmodus reduziert sein, um weiterhin eine sichere automatisierte Fahrt zu ermöglichen. Alternativ kann das Fahrzeug in dem ersten Betriebsmodus automatisiert fahren und im zweiten Modus z.B. die Steuerung an einen menschlichen Fahrer zurückgeben.The vehicle can drive automatically in the first operating mode and the second operating mode, for example, and drive automatically at least in the first operating mode based on information about the surroundings of the vehicle detected by the environment detection system. When the error signal is output by the environment detection system, the data of the environment detection system can no longer be trusted. Accordingly, less data about the surroundings of the vehicle is available for automated driving. According to exemplary embodiments, a maximum speed of the vehicle in the second operating mode can therefore be compared to the first Operating mode must be reduced in order to continue to enable safe automated driving. Alternatively, the vehicle can drive automatically in the first operating mode and, for example, return control to a human driver in the second mode.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung zudem noch ein Verfahren für ein Umfelderkennungssystem mit einem ersten Umfeldsensor und einem zweiten Umfeldsensor. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen von ersten Informationen über einen ersten Raumbereich mittels des ersten Umfeldsensors basierend auf empfangenen Reflexionen eines von dem ersten Umfeldsensor ausgesendeten Signals. Weiterhin umfasst das Verfahren ein Bereitstellen von zweiten Informationen über einen zweiten Raumbereich mittels des zweiten Umfeldsensors basierend auf empfangenen Reflexionen eines von dem zweiten Umfeldsensor ausgesendeten Signals. Der erste und der zweite Raumbereich überlappen sich bei einer Sollausrichtung des ersten Umfeldsensors relativ zu dem zweiten Umfeldsensor teilweise. Das Verfahren umfasst ferner ein Bestimmen, ob der erste Raumbereich und der zweite Raumbereich überlappen, basierend auf den ersten Informationen und den zweiten Informationen. Falls bestimmt wird, dass der erste Raumbereich und der zweite Raumbereich nicht überlappen, umfasst das Verfahren ein Ausgeben eines Fehlersignals.In a further aspect, the present invention also relates to a method for an environment detection system with a first environment sensor and a second environment sensor. The method comprises providing first information about a first spatial area by means of the first environment sensor based on received reflections of a signal emitted by the first environment sensor. Furthermore, the method comprises providing second information about a second spatial area by means of the second environment sensor based on received reflections of a signal emitted by the second environment sensor. The first and the second spatial area partially overlap when the first environment sensor is oriented relative to the second environment sensor. The method further includes determining whether the first space area and the second space area overlap based on the first information and the second information. If it is determined that the first spatial area and the second spatial area do not overlap, the method comprises outputting an error signal.
Wie bereits oben in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Umfelderkennungssystem beschrieben, kann auch das erfindungsgemäße Verfahren eine verbesserte und kostengünstigere Überwachung der relativen Ausrichtung von Umfeldsensoren zueinander ermöglichen.As already described above in connection with the environment detection system according to the invention, the method according to the invention can also enable improved and more cost-effective monitoring of the relative orientation of environment sensors to one another.
Mögliche nähere Ausgestaltungen des Verfahrens sind oben in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Umfelderkennungssystem beschrieben.Possible further refinements of the method are described above in connection with the environment detection system according to the invention.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft zudem ein Programm mit einem Programmcode zum Durchführen des hierin beschriebenen Verfahrens, wenn der Programmcode auf einem Prozessor oder einer programmierbaren Hardwarekomponente abläuft bzw. dort ausgeführt wird.Another aspect of the present invention also relates to a program with a program code for carrying out the method described here when the program code runs on a processor or a programmable hardware component or is executed there.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend, Bezug nehmend auf die beigefügten Figuren, näher erläutert. Es zeigen:
-
1 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Umfelderkennungssystems; -
2 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines LIDAR-Sensors; -
3 schematisch einen Schnitt durch den in2 gezeigten LIDAR-Sensor; -
4 Aufnahmen von zwei korrekt zueinander ausgerichteten Umfeldsensoren; -
5 Aufnahmen von zwei inkorrekt zueinander ausgerichteten Umfeldsensoren; -
6 weitere Aufnahmen von zwei inkorrekt zueinander ausgerichteten Umfeldsensoren; und -
7 schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugs mit einem Umfelderkennungssystem.
-
1 schematically an embodiment of an environment detection system; -
2nd schematically an embodiment of a LIDAR sensor; -
3rd schematically a section through the in2nd shown LIDAR sensor; -
4th Recordings from two correctly aligned environment sensors; -
5 Recordings of two incorrectly aligned environment sensors; -
6 further recordings of two incorrectly aligned environment sensors; and -
7 schematically an embodiment of a vehicle with an environment detection system.
Bei einer Sollausrichtung des ersten Umfeldsensors
Mögliche nähere Ausgestaltungen des Umfelderkennungssystems
Eine Draufsicht auf einen beispielhaften LIDAR-Sensor
Das LIDAR-Sensor
Die LIDAR Empfangseinheit
Die LIDAR Empfangseinheit
Die Sendeeinheit
Der Raumbereich der Sendeeinheit
Die Empfangsoptik
Zur Ermittlung von Objekten innerhalb des Raumbereichs führt das Messsystem
Vorzugsweise wird das Time Correlated Single Photon Counting Verfahren, TCSPC, verwendet. Hierbei werden einzelne eintreffende Photonen detektiert, insbesondere durch SPAD, und der Zeitpunkt der Auslösung des Sensorelements
Ein Sensorelement
Ein Sensorelement
Einige beispielhafte Ausrichtungen der Umfeldsensoren
Zunächst zeigt
Die Verdrehung bzw. Verkippung des zweiten Umfeldsensors
Wie bereits oben beschrieben, kann das Fahrzeug
Alternativ kann das Fahrzeug
Das Fahrzeug
BezugszeichenlisteReference list
- 100100
- UmfelderkennungssystemEnvironment detection system
- 110110
- erster Umfeldsensorfirst environment sensor
- 111111
- Informationen über einen ersten RaumbereichInformation about a first room area
- 112112
- von dem ersten Umfeldsensor ausgesendetes Signalsignal emitted by the first environment sensor
- 120120
- zweiter Umfeldsensorsecond environment sensor
- 121 121
- Informationen über einen zweiten RaumbereichInformation about a second room area
- 122122
- von dem zweiten Umfeldsensor ausgesendetes Signalsignal emitted by the second environment sensor
- 130130
- AuswerteelementEvaluation element
- 131131
- FehlersignalError signal
- 140140
- Objektobject
- 142142
- Reflexionen des von dem ersten Umfeldsensor ausgesendeten SignalsReflections of the signal emitted by the first environment sensor
- 143143
- Reflexionen des von dem zweiten Umfeldsensor ausgesendeten SignalsReflections of the signal emitted by the second environment sensor
- 200200
- LIDAR-SensorLIDAR sensor
- 210210
- LIDAR- EmpfangseinheitLIDAR receiving unit
- 211211
- SensorelementSensor element
- 220220
- LIDAR-SendeeinheitLIDAR transmitter unit
- 221221
- EmitterelementEmitter element
- 230230
- EmpfangsoptikReceiving optics
- 240240
- SendeoptikTransmission optics
- 410410
- Bild des ersten UmfeldsensorsImage of the first environment sensor
- 420420
- Bild des zweiten UmfeldsensorsImage of the second environment sensor
- 430430
- GesamtbildOverall picture
- 440440
- ReferenzbildReference image
- 510510
- Bild des ersten UmfeldsensorsImage of the first environment sensor
- 520520
- Bild des zweiten UmfeldsensorsImage of the second environment sensor
- 530530
- GesamtbildOverall picture
- 610610
- Bild des ersten UmfeldsensorsImage of the first environment sensor
- 620620
- Bild des zweiten UmfeldsensorsImage of the second environment sensor
- 630630
- GesamtbildOverall picture
- 700700
- Fahrzeugvehicle
- 710710
- UmfelderkennungssystemEnvironment detection system
- 720720
- SteuerelementControl
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- WO 2017/081294 A1 [0032]WO 2017/081294 A1 [0032]
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