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 DE 10 2013 211 648 A1 z.B. vorgeschlagen, ein Bildelement zu bestimmen, das in jeweiligen Einzelbildern der beiden Kameras vorkommt. Basierend auf einer Ausrichtung des Bildelements im Einzelbild der ersten Kamera relativ zur Ausrichtung des Bildelements im Einzelbild der zweiten Kamera wird die Relativposition der ersten Kamera zur zweiten Kamera bestimmt. Abhängig von der ermittelten Relativposition werden nunmehr die beiden Einzelbilder zu einem Gesamtbild zusammengefügt. Im Gegensatz zu optischen Kameras liefern LIDAR-Sensoren oder Radarsensoren jedoch keine optischen Bilder im klassischen Sinne. Vielmehr liefert ein LIDAR-Sensor oder ein Radarsensor Informationen wie einen Abstand, eine Geschwindigkeit oder einen Höhenwinkel relativ zu einem von dem Sensor abgetasteten Objekt. Das Erkennen von gemeinsamen optischen Mustern in Bildern sowie der Vergleich von deren jeweiliger Ausrichtung ist für LIDAR-Sensoren und Radarsensoren daher nicht nutzbar.For the calibration of an optical camera system with a first camera and a second camera is in the document DE 10 2013 211 648 A1 For example, it was proposed to determine an image element that occurs in the respective individual images of the two cameras. The relative position of the first camera to the second camera is determined based on an orientation of the image element in the individual image of the first camera relative to the orientation of the image element in the individual image of the second camera. Depending on the relative position determined, the two individual images are now combined to form an overall image. In contrast to optical cameras, LIDAR sensors or radar sensors do not provide optical images in the classic sense. Rather, a LIDAR sensor or a radar sensor provides information such as a distance, a speed or an elevation angle relative to an object scanned by the sensor. The detection of common optical patterns in images and the comparison of their respective orientations cannot therefore be used for LIDAR sensors and radar sensors.

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 in 2 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.
Exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the attached figures. Show it:
  • 1 schematically an embodiment of an environment detection system;
  • 2nd schematically an embodiment of a LIDAR sensor;
  • 3rd schematically a section through the in 2nd 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.

1 zeigt schematisch ein Umfelderkennungssystem 100. Das Umfelderkennungssystem 100 umfasst einen ersten Umfeldsensor 110, der eingerichtet ist, Informationen 111 über einen ersten Raumbereich basierend auf empfangenen Reflexionen 142 eines von dem ersten Umfeldsensor 110 ausgesendeten Signals 112 bereitzustellen. Zudem umfasst das Umfelderkennungssystem 100 einen zweiten Umfeldsensor 120, der eingerichtet ist, Informationen 121 über einen zweiten Raumbereich basierend auf empfangenen Reflexionen 143 eines von dem zweiten Umfeldsensor 120 ausgesendeten Signals 122 bereitzustellen. Wie in 1 angedeutet, können sowohl der erste Umfeldsensor 110 als auch der zweite Umfeldsensor 120 jeweils ein Objekt 140 bestrahlen, welches das Signal zu den Umfeldsensoren 110 und 120 zurück reflektiert. 1 schematically shows an environment detection system 100 . The environment detection system 100 includes a first environment sensor 110 that is set up information 111 over a first spatial area based on received reflections 142 one from the first environment sensor 110 emitted signal 112 to provide. The environment detection system also includes 100 a second environment sensor 120 that is set up information 121 over a second area based on received reflections 143 one from the second environment sensor 120 emitted signal 122 to provide. As in 1 indicated, both the first environment sensor 110 as well as the second environment sensor 120 one object each 140 irradiate which the signal to the environment sensors 110 and 120 reflected back.

Bei einer Sollausrichtung des ersten Umfeldsensors 110 relativ zu dem zweiten Umfeldsensor 120 überlappen der erste und der zweite Raumbereich, die von den beiden Umfeldsensoren sensiert werden, teilweise. Um die tatsächliche Ausrichtung der Umfeldsensoren 110 und 120 zueinander zu prüfen, umfasst das Umfelderkennungssystem 100 zudem ein Auswerteelement 130. Das Auswerteelement 130 ist eingerichtet, basierend auf den Informationen 111 über den ersten Raumbereich und den Informationen 121 über den zweiten Raumbereich zu bestimmen, ob der erste Raumbereich und der zweite Raumbereich sich überlappen. Ferner ist das Auswerteelement 130 eingerichtet, ein Fehlersignal 131 auszugeben, falls bestimmt wird, dass der erste Raumbereich und der zweite Raumbereich nicht überlappen.With a target orientation of the first environment sensor 110 relative to the second environment sensor 120 The first and the second room area, which are sensed by the two environment sensors, partially overlap. To the actual orientation of the environment sensors 110 and 120 The environment detection system includes checking each other 100 also an evaluation element 130 . The evaluation element 130 is set up based on the information 111 about the first room area and the information 121 to determine via the second room area whether the first room area and the second room area overlap. Furthermore, the evaluation element 130 set up an error signal 131 output if it is determined that the first room area and the second room area do not overlap.

Mögliche nähere Ausgestaltungen des Umfelderkennungssystems 100 sind oben beschrieben.Possible more detailed designs of the environment detection system 100 are described above.

Eine Draufsicht auf einen beispielhaften LIDAR-Sensor 200, der für die Umfeldsensoren 110 und 120 des Umfelderkennungssystems 100 genutzt werden kann, ist in 2 gezeigt. Der LIDAR-Sensor 200 weist eine LIDAR Empfangseinheit 210 und eine LIDAR Sendeeinheit 220 auf, die in der 2 hinter der Empfangsoptik 230 bzw. der Sendeoptik 240 angeordnet sind. Eine Schnittdarstellung des LIDAR-Sensors 200 ist in 3 gezeigt.A top view of an exemplary LIDAR sensor 200 that for the environment sensors 110 and 120 of the environment detection system 100 can be used is in 2nd shown. The LIDAR sensor 200 has a LIDAR receiving unit 210 and a LIDAR transmitter unit 220 on that in the 2nd behind the receiving optics 230 or the transmission optics 240 are arranged. A sectional view of the LIDAR sensor 200 is in 3rd shown.

Das LIDAR-Sensor 200 ist in seinem grundsätzlichen Aufbau gemäß den Ausführungen zum Stand der Technik ( WO 2017/081294 A1 ) ausgebildet. The LIDAR sensor 200 is in its basic structure according to the statements on the prior art ( WO 2017/081294 A1 ) educated.

Die LIDAR Empfangseinheit 210 und / oder die LIDAR Sendeeinheit 220 sind günstiger Weise in einer Focal Plane-Array Konfiguration ausgebildet, wie dies in 3 dargestellt ist. Die Elemente der jeweiligen Einheit sind im Wesentlichen in einer Ebene, günstiger Weise auf einem Chip, angeordnet. Die jeweilige Einheit ist an dem LIDAR-Messsystem vorzugsweise in einem Brennpunkt einer entsprechenden Optik - Sendeoptik 240 oder Empfangsoptik 230 - angeordnet. Insbesondere sind die Sensorelemente 211 bzw. die Emitterelemente 221 im Brennpunkt der Empfangsoptik 230 bzw. der Sendeoptik 240 angeordnet. Eine solche Optik kann beispielsweise durch ein optisches Linsensystem ausgebildet sein.The LIDAR receiver unit 210 and / or the LIDAR transmitter unit 220 are favorably designed in a focal plane array configuration as shown in 3rd is shown. The elements of the respective unit are essentially arranged in one plane, advantageously on a chip. The respective unit on the LIDAR measuring system is preferably in a focal point of a corresponding optical system - transmitting optics 240 or receiving optics 230 - arranged. In particular, the sensor elements 211 or the emitter elements 221 in the focus of the receiving optics 230 or the transmission optics 240 arranged. Such optics can be formed, for example, by an optical lens system.

Die LIDAR Empfangseinheit 210 weist mehrere Sensorelemente 211 auf, welche vorzugsweise als SPAD, Single Photon Avalanche Diode, ausgebildet sind. Die LIDAR Sendeeinheit 220 weist mehrere Emitterelemente 221 zur Aussendung von z.B. Laserlicht, günstigerweise Laserpulsen, auf. Die Emitterelemente 221 sind günstiger Weise als VCSEL, Vertical Cavity surface emitting laser, ausgebildet.The LIDAR receiver unit 210 has several sensor elements 211 , which are preferably designed as SPAD, single photon avalanche diode. The LIDAR transmitter unit 220 has several emitter elements 221 for emitting, for example, laser light, advantageously laser pulses. The emitter elements 221 are favorably designed as VCSEL, vertical cavity surface emitting laser.

Die Sendeeinheit 220 weist Emitterelemente 221 auf, die über eine Fläche des Sendechips verteilt sind. Die Empfangseinheit 210 weist Sensorelemente 211 auf, die über eine Fläche des Empfangschips verteilt sind. Dem Sendechip ist eine Sendeoptik 240 zugewiesen und dem Empfangschip ist eine Empfangsoptik 230 zugewiesen. Die Optik bildet ein aus einem Raumbereich eintreffendes Licht auf den jeweiligen Chip ab. Der Raumbereich entspricht dem Sichtbereich des Messsystems 200, der auf Objekte untersucht oder sensiert wird.The sending unit 220 has emitter elements 221 which are distributed over an area of the transmitter chip. The receiving unit 210 has sensor elements 211 which are distributed over an area of the receiving chip. The transmission chip is a transmission optics 240 assigned and the receiving chip is receiving optics 230 assigned. The optics represent a light arriving from a room area on the respective chip. The area corresponds to the field of view of the measuring system 200 who is examined or sensed for objects.

Der Raumbereich der Sendeeinheit 220 und der Empfangseinheit 210 sind im Wesentlichen identisch. Die Sendeoptik 240 bildet ein Emitterelement 221 auf einen Raumwinkel ab, der einen Teilbereich des Raumbereichs darstellt. Das Emitterelement 221 sendet dementsprechend Laserlicht in diesen Raumwinkel aus. Die Emitterelemente 221 decken gemeinsam den gesamten Raumbereich ab.The area of the transmitter unit 220 and the receiving unit 210 are essentially identical. The transmission optics 240 forms an emitter element 221 on a solid angle, which represents a partial area of the spatial area. The emitter element 221 accordingly emits laser light in this solid angle. The emitter elements 221 cover the entire room together.

Die Empfangsoptik 230 bildet ein Sensorelement 211 auf einen Raumwinkel ab, der einen Teilbereich des Raumbereichs darstellt. Die Anzahl aller Sensorelemente 211 deckt den gesamten Raumbereich ab. Emitterelemente 221 und Sensorelemente 211, die denselben Raumwinkel betrachten bilden auf einander ab und sind dementsprechend einander zugewiesen. Ein Laserlicht eines Emitterelements 221 bildet im Normalfall immer auf das zugehörige Sensorelement 211 ab. Gegebenenfalls sind mehrere Sensorelemente 211 innerhalb des Raumwinkels eines Emitterelements 221 angeordnet.The receiving optics 230 forms a sensor element 211 on a solid angle, which represents a partial area of the spatial area. The number of all sensor elements 211 covers the entire room area. Emitter elements 221 and sensor elements 211 that consider the same solid angle map to each other and are accordingly assigned to each other. A laser light from an emitter element 221 normally forms on the associated sensor element 211 from. If necessary, there are several sensor elements 211 within the solid angle of an emitter element 221 arranged.

Zur Ermittlung von Objekten innerhalb des Raumbereichs führt das Messsystem 200 einen Messvorgang durch. Ein solcher Messvorgang umfasst einen oder mehrere Messzyklen, je nach konstruktivem Aufbau des Messsystems 200 und dessen Elektronik.The measuring system leads to the determination of objects within the room area 200 a measurement process. Such a measuring process comprises one or more measuring cycles, depending on the design of the measuring system 200 and its electronics.

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 211, auch Detektionszeitpunkt, in einem Speicherelement abgelegt. Der Detektionszeitpunkt steht im Verhältnis zu einem Referenzzeitpunkt, zu dem das Laserlicht ausgesendet wird. Aus der Differenz lässt sich die Laufzeit des Laserlichts ermitteln, woraus der Abstand des Objekts bestimmt werden kann.The Time Correlated Single Photon Counting method, TCSPC, is preferably used. Here individual incoming photons are detected, in particular by SPAD, and the time at which the sensor element is triggered 211 , also the time of detection, are stored in a storage element. The time of detection is related to a reference time at which the laser light is emitted. The transit time of the laser light can be determined from the difference, from which the distance of the object can be determined.

Ein Sensorelement 211 kann einerseits von dem Laserlicht und andererseits von der Umgebungsstrahlung ausgelöst werden. Ein Laserlicht trifft bei einem bestimmten Abstand des Objekts immer zur gleichen Zeit ein, wohingegen die Umgebungsstrahlung jederzeit dieselbe Wahrscheinlichkeit bereitstellt ein Sensorelement 211 auszulösen. Bei der mehrfachen Durchführung einer Messung, insbesondere mehrerer Messzyklen, summieren sich die Auslösungen des Sensorelements bei dem Detektionszeitpunkt, der der der Laufzeit des Laserlichts bezüglich der Entfernung des Objekts entspricht, wohingegen sich die Auslösungen durch die Umgebungsstrahlung gleichmäßig über die Messdauer eines Messzyklus verteilen. Eine Messung entspricht dem Aussenden und anschließendem Detektieren des Laserlichts. Die in dem Speicherelement abgelegten Daten der einzelnen Messzyklen eines Messvorgangs ermöglichen eine Auswertung der mehrfach ermittelten Detektionszeitpunkte, um auf den Abstand des Objekts zu schließen.A sensor element 211 can be triggered on the one hand by the laser light and on the other hand by the ambient radiation. A laser light always arrives at a certain distance from the object at the same time, whereas the ambient radiation provides the same probability at all times by a sensor element 211 trigger. If a measurement is carried out several times, in particular several measurement cycles, the triggering of the sensor element at the time of detection that corresponds to the transit time of the laser light with respect to the distance of the object, whereas the triggering by the ambient radiation is distributed evenly over the measuring duration of a measuring cycle. A measurement corresponds to the emission and subsequent detection of the laser light. The data of the individual measurement cycles of a measurement process stored in the memory element enable the multiple times of detection to be evaluated in order to infer the distance of the object.

Ein Sensorelement 211 ist günstigerweise mit einem Time to Digital Converter, TDC, verbunden, der den Zeitpunkt des Auslösens der Sensoreinheit in dem Speicherelement ablegt. Ein solches Speicherelement kann beispielsweise als Kurzzeitspeicher oder als Langzeitspeicher ausgebildet sein. Der TDC füllt für einen Messvorgang ein Speicherelement mit den Zeitpunkten, zu denen die Sensorelemente ein eintreffendes Photon detektierten. Dies lässt sich grafisch durch ein Histogramm, welches auf den Daten des Speicherelements basiert. Bei einem Histogramm ist die Dauer eines Messzyklus in kurze Zeitabschnitte unterteilt, sogenannte Bins. Wird ein Sensorelement ausgelöst, so erhöht der TDC den Wert eines Bin um eins. Es wird der Bin aufgefüllt, welcher der Laufzeit des Laserpulses entspricht, also die Differenz zwischen Detektionszeitpunkt und Referenzzeitpunkt.A sensor element 211 is conveniently connected to a Time to Digital Converter, TDC, which stores the point in time at which the sensor unit is triggered in the memory element. Such a memory element can be designed, for example, as a short-term memory or as a long-term memory. For a measuring process, the TDC fills a storage element with the times at which the sensor elements detected an incoming photon. This can be graphically represented by a histogram, which is based on the data of the storage element. In the case of a histogram, the duration of a measurement cycle is divided into short periods of time, so-called bins. If a sensor element is triggered, the TDC increases the value of a bin by one. The bin that corresponds to the transit time of the laser pulse is filled up, i.e. the Difference between detection time and reference time.

Einige beispielhafte Ausrichtungen der Umfeldsensoren 110 und 120 relativ zueinander sind nachfolgend unter Bezugnahme auf die 4 bis 6 näher beschrieben. Bei den Beispielen der 4 bis 6 ist das Umfelderkennungssystem 100 jeweils in einem Fahrzeug verbaut und vermisst die Umgebung des Fahrzeugs. Zur besseren Verständlichkeit sind die von den Umfeldsensoren 110 und 120 jeweils bereitgestellten Informationen über den von ihnen abgedeckten Raumbereich als graphische Aufnahmen in den 4 bis 6 dargestellt. Dabei ist zu beachten, dass diese Darstellung rein aus pädagogischen Gründen gewählt ist und die Informationen wie oben beschrieben Informationen eines anderen Typs sind. Insbesondere ermittelt ein LIDAR-Messsystem einzelne Reflektionen, die auch als Detektionen bezeichnet werden. Jede Detektion kann Informationen wie Abstand, Elevationswinkel, Azimuthwinkel, Geschwindigkeit, Intensität und / oder weitere Größen umfassen.Some exemplary orientations of the environment sensors 110 and 120 relative to each other are below with reference to the 4th to 6 described in more detail. In the examples of 4th to 6 is the environment detection system 100 each installed in a vehicle and measures the surroundings of the vehicle. For better understanding, those from the environment sensors 110 and 120 each provided information about the area covered by them as graphic recordings in the 4th to 6 shown. It should be noted that this representation is chosen purely for educational reasons and the information as described above is of a different type. In particular, a LIDAR measuring system determines individual reflections, which are also referred to as detections. Each detection can include information such as distance, elevation angle, azimuth angle, speed, intensity and / or other variables.

Zunächst zeigt 4 eine Situation in der Umfeldsensoren 110 und 120 gemäß einer Sollausrichtung relativ zueinander ausgerichtet sind. Das Bild 410 zeigt den vom ersten Umfeldsensor 110 tatsächlich abgedeckten ersten Raumbereich und das Bild 420 zeigt den vom zweiten Umfeldsensor 120 tatsächlich abgedeckten zweiten Raumbereich. Da die Umfeldsensoren 110 und 120 gemäß einer Sollausrichtung relativ zueinander ausgerichtet sind, überlappen sich das erste Bild 410 und das zweite Bild 420 gemäß Spezifikation und können fehlerfrei zu einem Gesamtbild 430 zusammengefügt werden. In Bild 440 ist als Referenz noch eine Darstellung der von den LIDAR-Messsystem 100 abgetasteten Umgebung des Fahrzeugs gezeigt.First shows 4th a situation in the environment sensors 110 and 120 are aligned relative to each other according to a target orientation. The picture 410 shows that from the first environment sensor 110 actually covered first room area and the picture 420 shows that from the second environment sensor 120 actually covered second room area. Because the environment sensors 110 and 120 are aligned relative to each other in accordance with a target orientation, the first image overlap 410 and the second picture 420 according to specification and can be made into an overall picture without errors 430 be put together. In picture 440 is a representation of the LIDAR measuring system for reference 100 shown scanned environment of the vehicle.

5 zeigt im Weiteren eine Situation in der der zweite Umfeldsensor 120 um die z-Achse verdreht ist. Bei der in 5 dargestellten Situation blickt der zweite Umfeldsensor 120 zu weit nach links. Das Bild 510 zeigt den vom ersten Umfeldsensor 110 tatsächlich abgedeckten ersten Raumbereich und das Bild 520 zeigt den vom zweiten Umfeldsensor 120 tatsächlich abgedeckten zweiten Raumbereich. Da der zweite Umfeldsensor 120 zu weit nach links blickt, können das erste Bild 510 und das zweite Bild 520 nicht mehr fehlerfrei zusammengefügt werden, wie dies in dem Gesamtbild 530 angedeutet ist. 5 further shows a situation in which the second environment sensor 120 is twisted about the z axis. At the in 5 situation shown looks the second environment sensor 120 too far to the left. The picture 510 shows that from the first environment sensor 110 actually covered first room area and the picture 520 shows that from the second environment sensor 120 actually covered second room area. Because the second environment sensor 120 Looking too far to the left can take the first picture 510 and the second picture 520 can no longer be assembled correctly, as is the case in the overall picture 530 is indicated.

6 zeigt noch eine Situation in der der zweite Umfeldsensor 120 verkippt ist. Das Bild 510 zeigt den vom ersten Umfeldsensor 110 tatsächlich abgedeckten ersten Raumbereich und das Bild 620 zeigt den vom zweiten Umfeldsensor 120 tatsächlich abgedeckten zweiten Raumbereich. Da der zweite Umfeldsensor 120 relativ zu dem ersten Umfeldsensor 110 verkippt ist, können das erste Bild 610 und das zweite Bild 620 nicht mehr fehlerfrei zusammengefügt werden, wie dies in dem Gesamtbild 630 angedeutet ist. 6 shows another situation in which the second environment sensor 120 is tilted. The picture 510 shows that from the first environment sensor 110 actually covered first room area and the picture 620 shows that from the second environment sensor 120 actually covered second room area. Because the second environment sensor 120 relative to the first environment sensor 110 the first picture can be tilted 610 and the second picture 620 can no longer be assembled correctly, as is the case in the overall picture 630 is indicated.

Die Verdrehung bzw. Verkippung des zweiten Umfeldsensors 120 relativ zu dem ersten Umfeldsensor 110 kann durch das Auswertelement 130 erkannt und optional weiteren Systemen mitgeteilt und/oder korrigiert werden.The twisting or tilting of the second environment sensor 120 relative to the first environment sensor 110 can by the evaluation element 130 recognized and optionally communicated to other systems and / or corrected.

7 zeigt noch ein Fahrzeug 700, das ein Umfelderkennungssystem 710 gemäß der vorliegenden Erfindung zur Erfassung seiner Umgebung nutzt. Ferner umfasst das Fahrzeug ein Steuerelement 720, das eingerichtet ist, bei Empfang des Fehlersignals von dem Umfelderkennungssystem 710 einen Betriebsmodus des Fahrzeugs 700 von einem ersten Betriebsmodus in einen zweiten Betriebsmodus zu ändern. 7 shows another vehicle 700 which is an environment detection system 710 according to the present invention for detecting its surroundings. The vehicle further comprises a control element 720 , which is set up, upon receipt of the error signal from the environment detection system 710 an operating mode of the vehicle 700 to change from a first operating mode to a second operating mode.

Wie bereits oben beschrieben, kann das Fahrzeug 700 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 700 automatisiert fahren. Bei Ausgabe des Fehlersystems durch das Umfelderkennungssystem 710 kann den Daten des Umfelderkennungssystems 710 nicht mehr vertraut werden. Entsprechend stehen weniger Daten über die Umgebung des Fahrzeugs 700 für die automatisierte Fahrt zur Verfügung. Um weiterhin eine sichere automatisierte Fahrt zu ermöglichen, kann daher beispielsweise eine Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs 700 in dem zweiten Betriebsmodus im Vergleich zu dem ersten Betriebsmodus reduziert sein. As already described above, the vehicle can 700 drive automatically in the first operating mode and the second operating mode, for example, and at least in the first operating mode based on information about the surroundings of the vehicle acquired by the environment detection system 700 automated driving. When the error system is output by the environment detection system 710 can the data of the environment detection system 710 no longer be trusted. Accordingly, there is less data about the surroundings of the vehicle 700 available for automated driving. In order to continue to enable a safe automated journey, for example, a maximum speed of the vehicle can 700 be reduced in the second operating mode compared to the first operating mode.

Alternativ kann das Fahrzeug 700 in dem ersten Betriebsmodus automatisiert fahren und im zweiten Modus z.B. die Steuerung an einen menschlichen Fahrer zurückgeben.Alternatively, the vehicle 700 Drive automatically in the first operating mode and, for example, return control to a human driver in the second mode.

Das Fahrzeug 700 kann somit auf Beeinträchtigungen des Umfelderkennungssystems 710 reagieren und seinen Betrieb an die Ist-Situation des Umfelderkennungssystems 710 anpassen.The vehicle 700 can therefore be based on impairments of the environment detection system 710 respond and its operation to the current situation of the environment detection system 710 to adjust.

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

  • DE 102013211648 A1 [0004]DE 102013211648 A1 [0004]
  • WO 2017/081294 A1 [0032]WO 2017/081294 A1 [0032]

Claims (10)

Umfelderkennungssystem (100), umfassend: einen ersten Umfeldsensor (110), der eingerichtet ist, erste Informationen (111) über einen ersten Raumbereich basierend auf empfangenen Reflexionen (142) eines von dem ersten Umfeldsensor (110) ausgesendeten Signals (112) bereitzustellen; einen zweiten Umfeldsensor (120), der eingerichtet ist, zweite Informationen über einen zweiten Raumbereich basierend auf empfangenen Reflexionen (143) eines von dem zweiten Umfeldsensor (120) ausgesendeten Signals (122) bereitzustellen, wobei der erste und der zweite Raumbereich sich bei einer Sollausrichtung des ersten Umfeldsensors (110) relativ zu dem zweiten Umfeldsensor (120) teilweise überlappen, gekennzeichnet durch ein Auswerteelement (130), das eingerichtet ist: basierend auf den ersten Informationen (111) und den zweiten Informationen (112) zu bestimmen, ob der erste Raumbereich und der zweite Raumbereich sich überlappen; und ein Fehlersignal (131) auszugeben, falls bestimmt wird, dass der erste Raumbereich und der zweite Raumbereich nicht überlappen.An environment detection system (100) comprising: a first environment sensor (110), which is configured to provide first information (111) about a first spatial area based on received reflections (142) of a signal (112) emitted by the first environment sensor (110); a second environment sensor (120), which is set up to provide second information about a second spatial area based on received reflections (143) of a signal (122) emitted by the second environmental sensor (120), the first and the second spatial area being aligned as desired of the first environment sensor (110) partially overlap relative to the second environment sensor (120), characterized by an evaluation element (130) which is set up to determine whether the first is based on the first information (111) and the second information (112) Room area and the second room area overlap; and output an error signal (131) if it is determined that the first space area and the second space area do not overlap. Umfelderkennungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, falls bestimmt wird, dass der erste Raumbereich und der zweite Raumbereich überlappen, das Auswerteelement (130) ferner eingerichtet ist, ein Ausrichtung des ersten Umfeldsensors (110) relativ zu dem zweiten Umfeldsensor (120) basierend auf den ersten Informationen (111) und den zweiten Informationen (112) zu bestimmen.Environment detection system according to Claim 1 , characterized in that, if it is determined that the first room area and the second room area overlap, the evaluation element (130) is further configured to align the first environment sensor (110) relative to the second environment sensor (120) based on the first information (111) and the second information (112). Umfelderkennungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerteelement (130) ferner eingerichtet ist, die Ausrichtung des ersten Umfeldsensors (110) relativ zu dem zweiten Umfeldsensor (120) mit der Sollausrichtung zu vergleichen.Environment detection system according to Claim 2 , characterized in that the evaluation element (130) is further configured to compare the orientation of the first environment sensor (110) relative to the second environment sensor (120) with the target orientation. Umfelderkennungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerteelement (130) ferner eingerichtet ist, das Fehlersignal (131) auszugeben, falls bestimmt wird, dass die Ausrichtung des ersten Umfeldsensors (110) relativ zu dem zweiten Umfeldsensor (120) nicht gemäß einem vorgegebenem Kriterium der Sollausrichtung entspricht.Environment detection system according to Claim 3 , characterized in that the evaluation element (130) is further set up to output the error signal (131) if it is determined that the orientation of the first environment sensor (110) relative to the second environment sensor (120) does not correspond to the target orientation according to a predetermined criterion . Umfelderkennungssystem nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerteelement (130) ferner eingerichtet ist, ein Stellelement für den ersten Umfeldsensor (110) und/oder den zweiten Umfeldsensor (120) anzusteuern, eine Ausrichtung des ersten Umfeldsensors (110) und/oder des zweiten Umfeldsensors (120) gemäß einer ermittelten Abweichung der Ausrichtung des ersten Umfeldsensors (110) relativ zu dem zweiten Umfeldsensor (120) von der Sollausrichtung zu ändern.Environment detection system according to Claim 3 or Claim 4 , characterized in that the evaluation element (130) is also set up to control an actuating element for the first environment sensor (110) and / or the second environment sensor (120), an alignment of the first environment sensor (110) and / or the second environment sensor (120 ) according to a determined deviation of the orientation of the first environment sensor (110) relative to the second environment sensor (120) from the target orientation. Umfelderkennungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerteelement (130) ferner eingerichtet ist, die ersten Informationen (111) und die zweiten Informationen (121) unter Berücksichtigung einer ermittelten Abweichung der Ausrichtung des ersten Umfeldsensors (110) relativ zu dem zweiten Umfeldsensor (120) von der Sollausrichtung zu kombinieren, falls bestimmt wird, dass eine Ausrichtung des ersten Umfeldsensors (110) relativ zu dem zweiten Umfeldsensor (120) gemäß einem vorgegebenem Kriterium der Sollausrichtung entspricht.Environment detection system according to one of the Claims 3 to 5 , characterized in that the evaluation element (130) is further configured to take the first information (111) and the second information (121) into account, taking into account a determined deviation of the orientation of the first environment sensor (110) relative to the second environment sensor (120) Combine target orientation if it is determined that an orientation of the first environment sensor (110) relative to the second environment sensor (120) corresponds to the target orientation according to a predetermined criterion. Umfelderkennungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch zumindest einen Neigungssensor, der eingerichtet ist, eine Neigung des ersten Umfeldsensors (110) und/oder des zweiten Umfeldsensors (120) relativ zu einer Referenzrichtung zu bestimmen, wobei das Auswerteelement ferner eingerichtet ist, die ersten Informationen (111) und die zweiten Informationen (121) unter Berücksichtigung der von dem Neigungssensor bestimmten Neigung des ersten Umfeldsensors (110) und/oder des zweiten Umfeldsensors (120) relativ zu der Referenzrichtung auszuwerten.Environment detection system according to one of the Claims 1 to 6 , characterized by at least one inclination sensor which is set up to determine an inclination of the first environment sensor (110) and / or the second environment sensor (120) relative to a reference direction, the evaluation element also being set up the first information (111) and the second information (121) taking into account the inclination of the first environment sensor (110) and / or the second environment sensor (120) determined by the inclination sensor relative to the reference direction. Fahrzeug (700), gekennzeichnet durch: zumindest ein Umfelderkennungssystem (710) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, um eine Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen; und ein Steuerelement (720), das eingerichtet ist, bei Empfang des Fehlersignals einen Betriebsmodus des Fahrzeugs (700) von einem ersten Betriebsmodus in einen zweiten Betriebsmodus zu ändern.Vehicle (700), characterized by : at least one environment detection system (710) according to one of the Claims 1 to 7 to detect an environment of the vehicle; and a control element (720) which is configured to change an operating mode of the vehicle (700) from a first operating mode to a second operating mode when the error signal is received. Fahrzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (700) in dem ersten Betriebsmodus und dem zweiten Betriebsmodus automatisiert fährt, wobei eine Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs (700) in dem zweiten Betriebsmodus reduziert ist im Vergleich zu dem ersten Betriebsmodus.Vehicle after Claim 8 , characterized in that the vehicle (700) drives automatically in the first operating mode and the second operating mode, a maximum speed of the vehicle (700) being reduced in the second operating mode compared to the first operating mode. Verfahren für ein Umfelderkennungssystem (100) mit einem ersten Umfeldsensor (110) und einem zweiten Umfeldsensor (120), umfassend: Bereitstellen von ersten Informationen (111) über einen ersten Raumbereich mittels des ersten Umfeldsensors (110) basierend auf empfangenen Reflexionen (142) eines von dem ersten Umfeldsensor (110) ausgesendeten Signals (112); und Bereitstellen von zweiten Informationen (121) über einen zweiten Raumbereich mittels des zweiten Umfeldsensors (120) basierend auf empfangenen Reflexionen (143) eines von dem zweiten Umfeldsensor (120) ausgesendeten Signals (122), wobei der erste und der zweite Raumbereich sich bei einer Sollausrichtung des ersten Umfeldsensors (120) relativ zu dem zweiten Umfeldsensor (120) teilweise überlappen, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner Folgendes umfasst: Bestimmen, ob der erste Raumbereich und der zweite Raumbereich überlappen, basierend auf den ersten Informationen und den zweiten Informationen; und Ausgeben eines Fehlersignals (131), falls bestimmt wird, dass der erste Raumbereich und der zweite Raumbereich nicht überlappen.Method for an environment detection system (100) with a first environment sensor (110) and a second environment sensor (120), comprising: providing first information (111) about a first spatial area by means of the first environment sensor (110) based on received reflections (142) of a signal (112) emitted by the first environment sensor (110); and providing second information (121) about a second spatial area by means of the second environment sensor (120) based on received reflections (143) of a signal (122) emitted by the second environment sensor (120), wherein the first and the second spatial area partially overlap when the first environmental sensor (120) is oriented relative to the second environmental sensor (120), characterized in that the method further comprises: determining whether the first spatial area and the second spatial area overlap, based on the first information and the second information; and outputting an error signal (131) if it is determined that the first space area and the second space area do not overlap.
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