DE102019008427A1 - Method for coordinating at least one LIDAR device with at least one NIR sensor device and environment detection device for a vehicle - Google Patents

Method for coordinating at least one LIDAR device with at least one NIR sensor device and environment detection device for a vehicle Download PDF

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    • G01S17/86—Combinations of lidar systems with systems other than lidar, radar or sonar, e.g. with direction finders

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Koordination von mindestens einer LIDAR-Vorrichtung (1) mit mindestens einer NIR-Sensorvorrichtung (3), um eine Störung von der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung (1) mit der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung (3) gegenseitig zu vermeiden, wobei folgende Schritte ausgeführt werden:
c) Koordinieren der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung (1) auf die mindestens eine NIR-Sensorvorrichtung (3), wenn ein vorgebbares Frustum (9) der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung (1) mit einem Frustum (11) der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung (3) räumlich überlappt, in der Art, dass die NIR-Sensorvorrichtung (3) deaktiviert wird, in dem Moment, wenn die mindestens eine LIDAR-Vorrichtung (1) im Frustum (11) der NIR-Sensorvorrichtung (3) aktiv ist, und erneutes Aktivieren der NIR-Sensorvorrichtung (3), wenn die LIDAR-Vorrichtung (1) nicht mehr im Frustum (11) der NIR-Sensorvorrichtung (3) aktiv ist,
d) Wiederholen des Verfahrensschrittes a), bis eine Störung, insbesondere Übersprechen, nicht mehr zu erwarten ist und/oder eine der zwei mindestens eine Vorrichtungen (1,3) deaktiviert wird.

Figure DE102019008427A1_0000
The invention relates to a method for coordinating at least one LIDAR device (1) with at least one NIR sensor device (3) in order to mutually avoid interference from the at least one LIDAR device (1) with the at least one NIR sensor device (3) avoid doing the following:
c) coordinating the at least one LIDAR device (1) to the at least one NIR sensor device (3) when a predeterminable frustum (9) of the at least one LIDAR device (1) with a frustum (11) of the at least one NIR Sensor device (3) spatially overlaps, in such a way that the NIR sensor device (3) is deactivated at the moment when the at least one LIDAR device (1) in the frustum (11) of the NIR sensor device (3) is active and reactivating the NIR sensor device (3) when the LIDAR device (1) is no longer active in the frustum (11) of the NIR sensor device (3),
d) repeating method step a) until interference, in particular crosstalk, is no longer to be expected and / or one of the two at least one devices (1,3) is deactivated.
Figure DE102019008427A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Koordination von mindestens einer LIDAR-Vorrichtung mit mindestens einer NIR-Sensorvorrichtung sowie eine Umgebungserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug.The invention relates to a method for coordinating at least one LIDAR device with at least one NIR sensor device as well as an environment detection device for a vehicle.

Aufgrund des gesteigerten Komforts in Fahrzeugen sowie den gesteigerten Fähigkeiten von Fahrzeugen in Bezug auf autonomes Fahren nimmt die Anzahl an komplexen Fahrerassistenzsystemen in Fahrzeugen in den letzten Jahren stetig zu. Insofern sind immer mehr Fahrzeuge auf der Straße vorzufinden, welche mehrere komplexe Fahrerassistenzsysteme aufweisen.Due to the increased comfort in vehicles and the increased capabilities of vehicles in relation to autonomous driving, the number of complex driver assistance systems in vehicles has been increasing steadily in recent years. In this respect, more and more vehicles can be found on the road that have several complex driver assistance systems.

Fahrzeuge mit komplexen Fahrerassistenzsystemen oder zumindest teilweise autonom fahrende Fahrzeuge lokalisieren ihre eigene Position anhand von Sensoren, wie beispielsweise LIDAR, Kamerasysteme oder Radar, sowie anhand von Kartendaten der vorhandenen Infrastruktur und können damit das eigene Fahrverhalten bestimmen oder entsprechende Fahranweisungen einem Fahrer des Fahrzeugs anzeigen, wenn zudem noch die in der Umgebung des Fahrzeugs befindlichen Verkehrsteilnehmer bestimmbar sind.Vehicles with complex driver assistance systems or at least partially autonomous vehicles localize their own position using sensors such as LIDAR, camera systems or radar, as well as using map data from the existing infrastructure and can thus determine their own driving behavior or display corresponding driving instructions to a driver of the vehicle, if in addition, the road users in the vicinity of the vehicle can be determined.

Die für die komplexen Fahrerassistenzsysteme oder die zumindest teilweise autonom fahrenden Fahrzeuge benötigte Sensorik ist dabei regelmäßig im elektromagnetischen Spektrum, insbesondere Strahlungsspektrum, abgesehen von Ultraschall, aktiv. Dabei ist es mithin nicht vollständig vermeidbar, dass sich zwischen den einzelnen Sensoren Bandbreiten-Überschneidungen ergeben, wodurch sich entsprechende gegenseitige Störungen ergeben. Solche Störungen sind insbesondere in zwei Kategorien zu unterschieden. Erste Kategorie, wenn sich die Sensoren von zwei verschiedenen Fahrzeugen gegenseitig stören und zweite Kategorie, wenn in einem Fahrzeug verschiedene Sensoren verbaut sind, welche sich gegenseitig stören.The sensors required for the complex driver assistance systems or the at least partially autonomous vehicles are regularly active in the electromagnetic spectrum, in particular the radiation spectrum, apart from ultrasound. It is therefore not completely avoidable that bandwidth overlaps arise between the individual sensors, which results in corresponding mutual interference. Such disorders can be divided into two categories in particular. First category if the sensors of two different vehicles interfere with each other and the second category if different sensors are installed in a vehicle that interfere with each other.

Insbesondere in Bezug auf die Radartechnologie ist es jetzt bereits möglich, mittels einer entsprechenden Kodierung, dass sich mehrere Radarsensoren im selben Fahrzeug nicht gegenseitig stören.In particular with regard to radar technology, it is now already possible, by means of a corresponding coding, that several radar sensors in the same vehicle do not interfere with one another.

Jedoch gibt es auch Sensoren, welche außerhalb des Radarbereichs Strahlung emittieren, welche für komplexe Fahrerassistenzsysteme und insbesondere zumindest teilweise autonom fahrende Fahrzeuge von erheblicher Bedeutung sind. Insbesondere NIR-Sensorvorrichtungen - entweder Mono oder Stereo mit insbesondere einer entsprechenden Beleuchtung (Eigen-Illumination) des Messraums - und LIDAR-Vorrichtungen sind beide im gleichen Frequenzspektrum aktiv.However, there are also sensors which emit radiation outside the radar range, which are of considerable importance for complex driver assistance systems and in particular at least partially autonomous vehicles. In particular, NIR sensor devices - either mono or stereo with, in particular, corresponding lighting (self-illumination) of the measuring room - and LIDAR devices are both active in the same frequency spectrum.

Falls nun an einem Fahrzeug zwei solche Sensoren aktiv sind, welche im gleichen Frequenzspektrum emittieren und Signale empfangen, besteht das Problem, dass sich diese Sensoren gegenseitig stören und die entsprechenden Messdaten zumindest ungenauer oder sogar unbrauchbar werden.If two such sensors are now active on a vehicle, which emit and receive signals in the same frequency spectrum, the problem arises that these sensors interfere with one another and the corresponding measurement data are at least less precise or even unusable.

Insbesondere die folgenden Problemstellungen können sich ergeben, wenn eine NIR-Sensorvorrichtungen und eine LIDAR-Vorrichtung sich gegenseitig stören:

  • - Der NIR-Sensor erhöht für die LIDAR-Vorrichtung die Umgebungshelligkeit, weswegen
    • - Messpunkte schlechter sichtbar werden,
    • - das Rauschen steigt,
    • - die Messungenauigkeit steigt bis hin zum Messwertverlust,
    • - die Messwert-Maximalentfernung wird deutlich reduziert.
  • - Die Sensorpunktbeleuchtung der LIDAR- Vorrichtung erzeugt im NIR-Sensorbild eine belichtungsseitige Abhängigkeit, weswegen folgende Probleme auftreten:
    • - Streifenmuster, welche zu Messwerteinbußen bei nachgeschalteten Verarbeitungseinheiten führen können, und/oder
    • - über mehrere Bilder können zeitlich gesehen wandernde Interferenzen (Aliasing) auftreten, wobei dies mit einem optischen Fluss von „querenden Objekte“ vergleichbar ist.
    • - Wird der NIR-Sensor zudem mit einem Rolling-Shutter betrieben, kann dies zu weiteren Überlagerungen führen.
The following problems in particular can arise when an NIR sensor device and a LIDAR device interfere with one another:
  • - The NIR sensor increases the ambient brightness for the LIDAR device, which is why
    • - measuring points become less visible,
    • - the noise increases,
    • - the measurement inaccuracy increases up to the loss of measured values,
    • - the maximum measured value distance is significantly reduced.
  • - The sensor point illumination of the LIDAR device creates a dependency on the exposure side in the NIR sensor image, which is why the following problems occur:
    • - Stripe patterns, which can lead to measured value losses in downstream processing units, and / or
    • - Interferences (aliasing) that move over time can occur over several images, whereby this is comparable to an optical flow of “crossing objects”.
    • - If the NIR sensor is also operated with a rolling shutter, this can lead to further overlapping.

Insofern ist es im Stand der Technik problematisch, dass für eine Kombination von Sensoren, welche im gleichen Frequenzspektrum aktiv sind, keine steuerungstechnisch zufriedenstellende Lösungen bereitstehen.In this respect, it is problematic in the prior art that no satisfactory control technology solutions are available for a combination of sensors which are active in the same frequency spectrum.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Koordination von mindestens einer LIDAR-Vorrichtung mit mindestens einer NIR-Sensorvorrichtung sowie eine Umgebungserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug zu schaffen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten.The invention is therefore based on the object of creating a method for coordinating at least one LIDAR device with at least one NIR sensor device as well as an environment detection device for a vehicle, the disadvantages mentioned not occurring.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten bevorzugten Ausführungsform.The object is achieved in that the present technical teaching is provided, in particular the teaching of the independent claims and the preferred embodiment disclosed in the dependent claims and the description.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zur Koordination, manchmal auch als Abstimmung oder insbesondere Synchronisation bezeichnet, von mindestens einer LIDAR-Vorrichtung mit mindestens einer NIR-Sensorvorrichtung für insbesondere eine Umgebungserfassung, für vorzugsweise eines Fahrzeugs, geschaffen wird, um eine Störung, insbesondere Übersprechen, von der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung mit der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung gegenseitig, insbesondere untereinander, zu vermeiden, wobei folgende Schritte ausgeführt werden:

  1. a) Koordinieren, insbesondere Abstimmen, der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung auf die mindestens eine NIR-Sensorvorrichtung, wenn ein vorgebbares Frustum, insbesondere Sicht-Frustum, der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung mit einem Frustum, insbesondere Sicht-Frustum, der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung räumlich überlappt und damit insbesondere eine Störung der beiden Vorrichtungen untereinander zu erwarten ist, in der Art, dass die NIR-Sensorvorrichtung, vorzugsweise einer NIR-Beleuchtung der NIR-Sensorvorrichtung, deaktiviert wird, in dem Moment, wenn die mindestens eine LIDAR-Vorrichtung im Frustum der NIR-Sensorvorrichtung aktiv ist, und erneutes Aktivieren der NIR-Sensorvorrichtung, vorzugsweise der NIR-Beleuchtung der NIR-Sensorvorrichtung, wenn die LIDAR-Vorrichtung nicht mehr im Frustum der NIR-Sensorvorrichtung aktiv ist,
  2. b) Wiederholen des Verfahrensschrittes a) bis eine Störung, insbesondere Übersprechen, nicht mehr zu erwarten ist und/oder eine der zwei mindestens einen Vorrichtungen deaktiviert wird.
The object is achieved in particular by using a method for coordination, sometimes also as coordination or, in particular, synchronization denotes, is created by at least one LIDAR device with at least one NIR sensor device for in particular an environment detection, for preferably a vehicle, in order to mutually avoid interference, in particular crosstalk, from the at least one LIDAR device with the at least one NIR sensor device, especially with each other, taking the following steps:
  1. a) Coordinating, in particular tuning, the at least one LIDAR device to the at least one NIR sensor device when a predeterminable frustum, in particular visual frustum, of the at least one LIDAR device with a frustum, in particular visual frustum, of at least one NIR -Sensor device spatially overlaps and thus in particular a disturbance between the two devices is to be expected, in such a way that the NIR sensor device, preferably NIR illumination of the NIR sensor device, is deactivated at the moment when the at least one LIDAR Device in the frustum of the NIR sensor device is active, and reactivation of the NIR sensor device, preferably the NIR illumination of the NIR sensor device, when the LIDAR device is no longer active in the frustum of the NIR sensor device,
  2. b) repeating method step a) until interference, in particular crosstalk, is no longer to be expected and / or one of the two at least one devices is deactivated.

Dies hat insbesondere den Vorteil, dass für beide Vorrichtungen separat gesehen die bestmögliche Messsituation, das heißt insbesondere eine Messsituation ohne störende Emissionen, bereitgestellt werden kann, sodass die Vorrichtungen entsprechend jeweils präzise Messwerte erstellen und hierdurch eine entsprechend fundierte Ausgangslage für komplexe Fahrerassistenzsysteme oder zumindest teilweise autonom fahrende Fahrzeuge bereitgestellt werden kann.This has the particular advantage that, viewed separately, the best possible measurement situation, i.e. in particular a measurement situation without disruptive emissions, can be provided for both devices, so that the devices generate correspondingly precise measured values and thereby a correspondingly well-founded starting position for complex driver assistance systems or at least partially autonomously moving vehicles can be provided.

In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird durchweg - wie weiter oben zu sehen - von mindestens einer LIDAR-Vorrichtung und von mindestens einer NIR-Sensorvorrichtung gesprochen, wobei falls mehr als eine LIDAR-Vorrichtung und/oder mehr als eine NIR-Sensorvorrichtung zu koordinieren sind, die entsprechenden Vorrichtungen immer jeweils paarweise aufeinander abgestimmt werden müssen.In connection with the present invention - as can be seen above - at least one LIDAR device and at least one NIR sensor device are spoken of, with more than one LIDAR device and / or more than one NIR sensor device to be coordinated , the corresponding devices must always be matched to one another in pairs.

In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung soll unter dem Begriff „NIR-Sensorvorrichtung“ eine Vorrichtung verstanden werden, welche eine NIR-empfindliche Kamera und/oder Sensorchip sowie vorzugsweise eine NIR-Beleuchtung aufweist.In connection with the present invention, the term “NIR sensor device” should be understood to mean a device which has an NIR-sensitive camera and / or sensor chip and preferably NIR illumination.

Um festzustellen, ob das vorgebbare Frustum der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung mit der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung räumlich überlappt, ist insbesondere eine Überwachung der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung und der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung vorgesehen. Ferner ist hierbei bevorzugt vorgesehen, dass ein Bestimmen durchgeführt wird, zu welchem Zeitpunkt zeitlich eine Direktüberlappung, insbesondere wenn die LIDAR-Vorrichtung horizontale oder vertikale Scans und keine Flash-Scans ausführt, vorliegt.In order to determine whether the predeterminable frustum of the at least one LIDAR device spatially overlaps with the at least one NIR sensor device, monitoring of the at least one LIDAR device and the at least one NIR sensor device is provided in particular. Furthermore, it is preferably provided here that a determination is carried out at what point in time there is a direct overlap, in particular when the LIDAR device is performing horizontal or vertical scans and not flash scans.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenn eine direkte räumliche Frustum-Überlappung vorliegt, wobei die Frustum-Überlappung nicht vollständig ist, sowie die LIDAR-Vorrichtung sich zeitlich wiederholende Flash-Ausleuchtungen ausführt, die mindestens eine LIDAR-Vorrichtung und die mindestens eine NIR-Sensorvorrichtung in der Art zeitlich miteinander koordiniert werden, dass die mindestens eine LIDAR-Vorrichtung und die mindestens eine NIR-Sensorvorrichtung sich nicht gegenseitig stören, insbesondere beeinflussen. Hierdurch ist es insbesondere möglich, dass auf einfache Art und Weise eine Vermeidung einer Störung erzielt werden kann.According to a development of the invention, it is provided that if there is a direct spatial frustum overlap, the frustum overlap not being complete, and the LIDAR device performing flash illuminations that are repeated over time, the at least one LIDAR device and the at least one NIR sensor device are time-coordinated with one another in such a way that the at least one LIDAR device and the at least one NIR sensor device do not interfere with one another, in particular influence one another. This makes it possible, in particular, to avoid a disruption in a simple manner.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass wenn eine direkte räumliche Frustum-Überlappung der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung und der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung vorliegt und zudem keine zeitliche und/oder räumliche Ausweichmöglichkeit besteht, wird durch Koordinierung die Störung zumindest in der Art minimiert, dass die NIR-Sensorvorrichtung nur dann aktiviert wird, wenn die LIDAR-Vorrichtung einen Randbereich und/oder unkritischen Bereich des Frustums der NIR-Sensorvorrichtung, wie beispielsweise direkt vor dem Fahrzeug, vermisst, insbesondere ausleuchtet. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass zumindest soweit wie möglich eine Vermeidung von einer Störung bewirkt wird.According to a development of the invention, it is provided that if there is a direct spatial frustum overlap of the at least one LIDAR device and the at least one NIR sensor device and there is also no temporal and / or spatial alternative, the disturbance is at least in the manner of minimizes the fact that the NIR sensor device is only activated when the LIDAR device measures, in particular illuminates, an edge area and / or uncritical area of the frustum of the NIR sensor device, such as directly in front of the vehicle. This has the particular advantage that a disturbance is avoided at least as far as possible.

Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem eine Umgebungserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug geschaffen wird, aufweisend mindestens eine LIDAR-Vorrichtung und mindestens eine NIR-Sensorvorrichtung sowie ein Steuergerät, wobei das Steuergerät jeweils mit der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung und jeweils mit der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung wirkverbunden ist, und wobei die Steuereinrichtung zur Durchführung eines Verfahrens gemäß der Erfindung eingerichtet ist oder zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der zuvor genannten Ausführungsformen eingerichtet ist. In Zusammenhang mit der Umgebungserfassungsvorrichtung ergeben sich insbesondere die Vorteile, welche schon in Zusammenhang mit dem Verfahren zur Koordination von mindestens einer LIDAR-Vorrichtung mit mindestens einer NIR-Sensorvorrichtung erläutert wurden.The object is also achieved in particular by creating an environment detection device for a vehicle, having at least one LIDAR device and at least one NIR sensor device as well as a control device, the control device each with the at least one LIDAR device and each with the at least one NIR -Sensor device is operatively connected, and wherein the control device is set up to carry out a method according to the invention or is set up to carry out a method according to one of the aforementioned embodiments. In connection with the environment detection device there are in particular the advantages which have already been explained in connection with the method for coordinating at least one LIDAR device with at least one NIR sensor device.

Die Aufgabe wird insbesondere auch gelöst, indem ein Fahrzeug geschaffen wird, aufweisend mindestens eine Umgebungserfassungsvorrichtung gemäß der Erfindung oder einer Umgebungserfassungsvorrichtung gemäß dem zuvor genannten Ausführungsbeispiel. In Zusammenhang mit dem Fahrzeug ergeben sich insbesondere die Vorteile, welche schon in Zusammenhang mit dem Verfahren zur Koordination von mindestens einer LIDAR-Vorrichtung mit mindestens einer NIR-Sensorvorrichtung oder der Umgebungserfassungsvorrichtung erläutert wurden.The object is also achieved in particular by creating a vehicle having at least one environment detection device according to the invention or an environment detection device according to the aforementioned exemplary embodiment. In connection with the vehicle, there are in particular the advantages which have already been explained in connection with the method for coordinating at least one LIDAR device with at least one NIR sensor device or the environment detection device.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawing.

Dabei zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines Ablaufplans des Verfahrens zur Koordination von mindestens einer LIDAR-Vorrichtung mit mindestens einer NIR-Sensorvorrichtung,
  • 2 eine schematische Darstellung, aus welcher die Überlappung des Frequenzspektrums von LIDAR-Vorrichtungen und NIR-Sensorvorrichtungen ersichtlich ist,
  • 3 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Umgebungserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug,
  • 4 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Umgebungserfassungsvorrichtung, insbesondere des Steuergeräts der Umgebungserfassungsvorrichtung,
  • 5 eine schematische Darstellung eines ersten Beispiels, wie ein Frustum der LIDAR-Vorrichtung mit dem Frustum einer NIR-Sensorvorrichtung räumlich überlappt,
  • 6 die schematische Darstellung aus 5, wobei das Frustum der NIR-Sensorvorrichtung nach rechts (bezüglich der Figur) verschoben ist,
  • 7 eine schematische Darstellung eines zweiten Beispiels, aus welchem eine räumliche Überlappung mit einem senkrechten Scan-Verlauf - statt einem horizontalen Scan-Verlauf wie in den 5 und 6 - der LIDAR-Vorrichtung hervorgeht,
  • 8 eine schematische Darstellung eines dritten Beispiels, bei welchem eine räumliche Überlappung des Frustums der LIDAR-Vorrichtung mit dem Frustum der NIR-Sensorvorrichtung gezeigt ist, wobei die LIDAR-Vorrichtung eine Flash-Ausleuchtung ausführt,
  • 9 eine weitere schematische Darstellung, wobei die räumliche Überlappung des Frustums der LIDAR-Vorrichtung und des Frustums der NIR-Sensorvorrichtung so umfangreich ist, dass kein räumliches Ausweichen möglich ist.
Show:
  • 1 a schematic representation of a flow chart of the method for coordinating at least one LIDAR device with at least one NIR sensor device,
  • 2 a schematic representation from which the overlap of the frequency spectrum of LIDAR devices and NIR sensor devices can be seen,
  • 3 a schematic representation of an embodiment of the environment detection device for a vehicle,
  • 4th a schematic representation of a further embodiment of the environment detection device, in particular the control device of the environment detection device,
  • 5 a schematic representation of a first example of how a frustum of the LIDAR device spatially overlaps the frustum of a NIR sensor device,
  • 6th the schematic representation 5 , with the frustum of the NIR sensor device shifted to the right (with respect to the figure),
  • 7th a schematic representation of a second example, from which a spatial overlap with a vertical scan course - instead of a horizontal scan course as in FIG 5 and 6th - emerges from the LIDAR device,
  • 8th a schematic representation of a third example, in which a spatial overlap of the frustum of the LIDAR device with the frustum of the NIR sensor device is shown, wherein the LIDAR device carries out a flash illumination,
  • 9 a further schematic representation, the spatial overlap of the frustum of the LIDAR device and the frustum of the NIR sensor device being so extensive that no spatial evasion is possible.

Gleiche oder funktionsgleiche Teile werden in allen Figuren mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet.Identical or functionally identical parts are denoted by the same reference symbols in all figures.

Der 1 ist eine schematische Darstellung eines Ablaufplans des Verfahrens zur Koordination von mindestens einer LIDAR-Vorrichtung 1 mit mindestens einer NIR-Sensorvorrichtung 3, insbesondere für eine Umgebungserfassung, bevorzugt Umgebungserfassungsvorrichtung 5, vorzugsweise eines Fahrzeugs 7, zu entnehmen, um eine Störung, insbesondere Übersprechen, von der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung 1 mit der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung 3 gegenseitig zu vermeiden, wobei folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden:

  1. a) Koordinieren der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung 1 auf die mindestens eine NIR-Sensorvorrichtung 3, wenn ein vorgebbares Frustum 9 der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung 1 mit einem Frustum 11 der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung 3 räumlich überlappt und damit insbesondere eine Störung der beiden Vorrichtungen 1, 3 untereinander zu erwarten ist, in der Art, dass die NIR-Sensorvorrichtung 3 deaktiviert wird, in dem Moment, wenn die mindestens eine LIDAR-Vorrichtung 1 im Frustum 11 der NIR-Sensorvorrichtung 3 aktiv ist, und erneutes Aktivieren der NIR-Sensorvorrichtung 3, wenn die LIDAR-Vorrichtung 1 nicht mehr im Frustum 11 der NIR-Sensorvorrichtung 3 aktiv ist,
  2. b) Wiederholen des Verfahrensschrittes a), bis eine Störung, insbesondere Übersprechen, nicht mehr zu erwarten ist und/oder eine der zwei mindestens eine Vorrichtungen 1, 3 deaktiviert wird.
Of the 1 FIG. 13 is a schematic representation of a flow chart of the method for coordinating at least one LIDAR device 1 with at least one NIR sensor device 3 , in particular for an environment detection, preferably environment detection device 5 , preferably a vehicle 7th to refer to interference, in particular crosstalk, from the at least one LIDAR device 1 with the at least one NIR sensor device 3 to avoid each other, whereby the following procedural steps are carried out:
  1. a) coordinating the at least one LIDAR device 1 on the at least one NIR sensor device 3 when a prescribable frustration 9 the at least one lidar device 1 with a frustum 11 the at least one NIR sensor device 3 spatially overlaps and thus in particular a disruption of the two devices 1 , 3 among each other is to be expected in the manner that the NIR sensor device 3 is deactivated at the moment when the at least one lidar device 1 in frustration 11 the NIR sensor device 3 is active, and reactivating the NIR sensor device 3 when the LIDAR device 1 no longer in frustration 11 the NIR sensor device 3 is active
  2. b) repeating method step a) until interference, in particular crosstalk, is no longer to be expected and / or one of the two at least one devices 1 , 3 is deactivated.

Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass wenn eine direkte räumliche Frustum-Überlappung vorliegt, wobei die Frustum-Überlappung nicht vollständig ist sowie die LIDAR-Vorrichtung 1 sich zeitlich wiederholende Flash-Ausleuchtung ausführt, die mindestens eine LIDAR-Vorrichtung 1 und die mindestens eine NIR-Sensorvorrichtung 3 in der Art zeitlich miteinander koordiniert werden, dass die mindestens eine LIDAR-Vorrichtung 1 und die mindestens eine NIR-Sensorvorrichtung 3 sich nicht gegenseitig stören, insbesondere beeinflussen.Furthermore, it is preferably provided that if there is a direct spatial frustum overlap, the frustum overlap not being complete, as is the LIDAR device 1 repetitive flash illumination performs at least one lidar device 1 and the at least one NIR sensor device 3 are time-coordinated with one another in such a way that the at least one LIDAR device 1 and the at least one NIR sensor device 3 do not interfere with one another, in particular influence one another.

Ein Beispiel hierfür ist insbesondere den 5 bis 7 zu entnehmen.An example of this is in particular the 5 to 7th refer to.

Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass wenn eine direkte räumliche Frustum-Überlapppung der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung 1 und der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung 3 vorliegt und zudem keine zeitliche und/oder räumliche Ausweichmöglichkeit besteht, wird durch Koordinierung die Störung zumindest in der Art minimiert, dass die NIR-Sensorvorrichtung 3 nur dann aktiviert wird, wenn die LIDAR-Vorrichtung 1 einen Randbereich und/oder unkritischen Bereich des Frustums 11 der NIR-Sensorvorrichtung 3, wie beispielsweise direkt vor dem Fahrzeug, vermisst.Furthermore, it is preferably provided that if a direct spatial frustum overlap the at least one lidar device 1 and the at least one NIR sensor device 3 is present and there is also no temporal and / or spatial alternative, the interference is minimized by coordination at least in the way that the NIR sensor device 3 is activated only when the lidar device 1 an edge area and / or non-critical area of the frustum 11 the NIR sensor device 3 such as directly in front of the vehicle.

Ein schematisches Beispiel ist hierfür insbesondere 9 zu entnehmen.A schematic example of this is in particular 9 refer to.

Der 2 ist eine schematische Darstellung eines Frequenzspektrums zu entnehmen, wobei mit dem Bezugszeichen 15 ein Frequenzspektrum gezeigt wird, welches einer NIR-empfindlichen Kamera der NIR-Sensorvorrichtung 3 zugeordnet ist und mit Bezugszeichen 17 ist ein Illuminationsfrequenzspektrum einer NIR-Beleuchtung der NIR-Sensorvorrichtung 3 und mit Bezugszeichen 19 ist der Emissions- und Empfangsbereich der LIDAR-Vorrichtung 1 gezeigt. Hieraus wird insbesondere ersichtlich, dass die NIR-Beleuchtung die LIDAR-Vorrichtung 1 stört und zudem Strahlungsemissionen der LIDAR-Vorrichtung die NIR-Sensorvorrichtung 3 stört.Of the 2 a schematic representation of a frequency spectrum can be seen, with the reference numeral 15th a frequency spectrum is shown, which an NIR-sensitive camera of the NIR sensor device 3 is assigned and with reference numerals 17th is an illumination frequency spectrum of NIR illumination of the NIR sensor device 3 and with reference numerals 19th is the emission and reception area of the LIDAR device 1 shown. From this it can be seen in particular that the NIR illumination is the LIDAR device 1 disturbs and also radiation emissions of the LIDAR device the NIR sensor device 3 disturbs.

Der 3 ist insbesondere eine Umgebungserfassungsvorrichtung 5 für ein Fahrzeug 7 zu entnehmen, aufweisend mindestens eine LIDAR-Vorrichtung 1 und mindestens eine NIR-Sensorvorrichtung 3 - wobei die NIR-Sensorvorrichtung 3 eine NIR-empfindlichen Sensor sowie eine NIR-Beleuchtung aufweist, sowie ein Steuergerät 13, wobei das Steuergerät 13 jeweils mit der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung 1 und mit jeweils der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung 3 wirkverbunden ist (vergleiche gepunktete Linien) und wobei die Steuervorrichtung 13 zur Durchführung des Verfahrens zur Koordination von mindestens einer LIDAR-Vorrichtung 1 mit der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung 3 eingerichtet ist.Of the 3 is in particular an environment detection device 5 for a vehicle 7th to be taken, having at least one LIDAR device 1 and at least one NIR sensor device 3 - The NIR sensor device 3 has an NIR-sensitive sensor and NIR lighting, as well as a control unit 13 , the control unit 13 each with the at least one LIDAR device 1 and each with the at least one NIR sensor device 3 is operatively connected (compare dotted lines) and wherein the control device 13 for performing the method for coordinating at least one LIDAR device 1 with the at least one NIR sensor device 3 is set up.

Ferner ist der 3 eine NIR-Beleuchtung 21 wie auch ein NIR-empfindlicher Sensor 23, insbesondere Kamera, zu entnehmen. Darüber hinaus ist in der 3 noch das gemeinsame Frustum 11 der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung 3 sowie auch das Frustum 9 der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung 1 gezeigt. Hierbei ist insbesondere zu beachten, dass das Frustum 11 der NIR-Sensorvorrichtung 3 prinzipiell aus zwei verschiedenen Frustums besteht, jedoch bei einer Anordnung der NIR-Beleuchtung 21 und des NIR-empfindlichen Sensors 23 mit einem geringem Abstand zueinander nur ein Frustum im Ergebnis resultiert und entsprechend die weiteren Ausführungen und Erklärungen einfacher ausgeführt werden können.Furthermore, the 3 NIR illumination 21st as well as a NIR-sensitive sensor 23 , especially the camera. In addition, the 3 nor the common frustration 11 the at least one NIR sensor device 3 as well as the frustum 9 the at least one lidar device 1 shown. It should be noted in particular that the frustum 11 the NIR sensor device 3 basically consists of two different frustums, but with an arrangement of the NIR illumination 21st and the NIR-sensitive sensor 23 with a small distance to each other, only a frustum results in the result and accordingly the further explanations and explanations can be carried out more easily.

Der 4 ist eine mögliche technische Umsetzung des Steuergeräts 13 gemäß 3 zu entnehmen, wobei jeweils ausgehend von einem Sync-Modul 25 ein entsprechendes Ansteuerungs-Modul 27 der NIR-Beleuchtung 21, ein entsprechendes Ansteuerungs-Modul 29 des NIR-empfindlichen Sensors 23, ein entsprechendes Ansteuerungs-Modul 31 einer Steuerplattform 31 (zur Veränderung einer Orientierung/Blickrichtung der NIR-Sensorvorrichtung 3) sowie ein entsprechendes Ansteuerungs-Modul 33 der LIDAR-Vorrichtung 1 angesteuert wird.Of the 4th is a possible technical implementation of the control unit 13 according to 3 to be taken, each based on a sync module 25th a corresponding control module 27 the NIR illumination 21st , a corresponding control module 29 of the NIR-sensitive sensor 23 , a corresponding control module 31 a control platform 31 (to change an orientation / line of sight of the NIR sensor device 3 ) as well as a corresponding control module 33 the LIDAR device 1 is controlled.

Informationen aus der NIR-Sensorvorrichtung 3 (beziehungsweise dem NIR-empfindlichen Sensors 23) wie auch der LIDAR-Vorrichtung 1 werden in einem Sensoroutput-Modul 35 verarbeitet und nach verschiedenen Berechnungszwischenschritten einem Planungsmodul 37 zur Verfügung gestellt.Information from the NIR sensor device 3 (or the NIR-sensitive sensor 23 ) as well as the LIDAR device 1 are in a sensor output module 35 processed and after various intermediate calculation steps a planning module 37 made available.

Das Planungsmodul 37 steuert entsprechend das Ansteuerungs-Modul 31 einerseits und übermittelt andererseits die benötigte Belichtungszeit an das Sync-Modul 25. Ferner ist der 4 zu entnehmen, dass das Ansteuerungs-Modul 31 eine entsprechende Geometrie der NIR-Sensorvorrichtung 3 an das Sync-Modul 25 weiterleitet.The planning module 37 controls the control module accordingly 31 on the one hand and on the other hand it transmits the required exposure time to the sync module 25th . Furthermore, the 4th it can be seen that the control module 31 a corresponding geometry of the NIR sensor device 3 to the sync module 25th forwards.

Den 5 bis 9 sind verschiedene Fallbeispiele in Bezug auf überlappende Frustums 9, 11 der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung 1 und der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung 13 zu entnehmen. Hierbei ist insbesondere bei den 5 bis 7 zu erkennen, dass hierbei mittels einer zeitlichen Koordination eine Störung vermieden werden kann.The 5 to 9 are different case studies related to overlapping frustums 9 , 11 the at least one lidar device 1 and the at least one NIR sensor device 13 refer to. This is particularly important for the 5 to 7th to recognize that a disruption can be avoided by means of time coordination.

Beispielsweise ist in 5 die NIR-Sensorvorrichtung 3 zu den Zeitpunkten t2 und t3 deaktiviert. Dies gilt entsprechend auch zu den Zeitpunkten t3 und t4 in 6 und zu den Zeitpunkten t1 und t2 in 7, wobei die LIDAR-Vorrichtung 1 zu den genannten Zeitpunkten entsprechend störungsfrei messen kann.For example, in 5 the NIR sensor device 3 deactivated at times t 2 and t 3 . This also applies accordingly at times t 3 and t 4 in 6th and at times t 1 and t 2 in 7th , the LIDAR device 1 can measure without interference at the specified times.

Auch der 8 ist zu entnehmen, dass trotz einer Flash-Ausleuchtung der LIDAR-Vorrichtung 1 zumindest eine zeitliche Koordinierung möglich ist, sodass keine Störung im Ergebnis vorliegt. Mit anderen Worten ist die NIR-Sensorvorrichtung 3 zu dem Zeitpunkt aktiv, in welcher die LIDAR-Vorrichtung 1 nach einer Flash-Ausleuchtung inaktiv ist.Also the 8th it can be seen that despite a flash illumination of the LIDAR device 1 at least a time coordination is possible so that there is no disruption in the result. In other words, it is the NIR sensor device 3 active at the time the lidar device 1 is inactive after a flash illumination.

Lediglich der 9 ist ein schematisches Beispiel zu entnehmen, wobei keine räumliche und auch keine zeitliche Ausweichmöglichkeit gegeben ist, sodass durch eine Koordinierung zumindest eine Minimierung der Störung erzielt werden kann. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die NIR-Sensorvorrichtung 3 zu dem Zeitpunkt aktiviert wird, beispielsweise t4, in welchem die LIDAR-Vorrichtung 1 einen unkritischen Bereich (direkt vor dem Fahrzeug) ausleuchtet beziehungsweise vermisst.Only the 9 a schematic example can be seen in which there is no spatial or temporal alternative, so that at least a minimization of the disturbance can be achieved through coordination. It is provided in particular that the NIR sensor device 3 is activated at the time, for example t 4 , in which the LIDAR device 1 illuminates or measures an uncritical area (directly in front of the vehicle).

Claims (4)

Verfahren zur Koordination von mindestens einer LIDAR-Vorrichtung (1) mit mindestens einer NIR-Sensorvorrichtung (3) um eine Störung von der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung (1) mit der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung (3) gegenseitig zu vermeiden, wobei folgende Schritte ausgeführt werden: a) Koordinieren der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung (1) auf die mindestens eine NIR-Sensorvorrichtung (3), wenn ein vorgebbares Frustum (9) der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung (1) mit einem Frustum (11) der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung (3) räumlich überlappt, in der Art, dass die NIR-Sensorvorrichtung (3) deaktiviert wird, in dem Moment, wenn die mindestens eine LIDAR-Vorrichtung (1) im Frustum (11) der NIR-Sensorvorrichtung (3) aktiv ist, und erneutes Aktivieren der NIR-Sensorvorrichtung (3), wenn die LIDAR-Vorrichtung (1) nicht mehr im Frustum (11) der NIR-Sensorvorrichtung (3) aktiv ist, b) Wiederholen des Verfahrensschrittes a), bis eine Störung, insbesondere Übersprechen, nicht mehr zu erwarten ist und/oder eine der zwei mindestens eine Vorrichtungen (1,3) deaktiviert wird.Method for coordinating at least one LIDAR device (1) with at least one NIR sensor device (3) in order to mutually avoid interference between the at least one LIDAR device (1) and the at least one NIR sensor device (3), the following Steps to be performed: a) Coordinating the at least one LIDAR device (1) to the at least one NIR sensor device (3) when a predeterminable frustum (9) of the at least one LIDAR device (1) with a frustum (11) of at least one NIR Sensor device (3) spatially overlaps in such a way that the NIR sensor device (3) is deactivated at the moment when the at least one LIDAR device (1) in the frustum (11) of the NIR sensor device (3) is active and reactivating the NIR sensor device (3) when the LIDAR device (1) is no longer active in the frustum (11) of the NIR sensor device (3), b) repeating method step a) until interference, in particular crosstalk, is no longer to be expected and / or one of the two at least one devices (1,3) is deactivated. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenn eine direkte räumliche Frustum-Überlappung vorliegt, wobei die Frustum-Überlappung nicht vollständig ist, sowie die LIDAR-Vorrichtung (1) sich zeitlich wiederholende Flash-Ausleuchtungen ausführt, die mindestens eine LIDAR-Vorrichtung (1) und die mindestens eine NIR-Sensorvorrichtung (3) in der Art zeitlich miteinander koordiniert werden, dass die mindestens eine LIDAR-Vorrichtung (1) und die mindestens eine NIR-Sensorvorrichtung (3) sich nicht gegenseitig stören, insbesondere beeinflussen.Procedure according to Claim 1 , characterized in that if there is a direct spatial frustum overlap, the frustum overlap not being complete, and the LIDAR device (1) carries out flash illuminations that repeat over time, the at least one LIDAR device (1) and the at least one NIR sensor device (3) are time-coordinated with one another in such a way that the at least one LIDAR device (1) and the at least one NIR sensor device (3) do not interfere with one another, in particular influence one another. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenn eine direkte räumliche Frustum-Überlappung der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung (1) und der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung (3)vorliegt und zudem keine zeitliche und/oder räumliche Ausweichmöglichkeit besteht, wird durch Koordinierung die Störung zumindest in der Art minimiert, dass die NIR-Sensorvorrichtung (3) nur dann aktiviert wird, wenn die LIDAR-Vorrichtung (1) einen Randbereich und/oder unkritischen Bereich des Frustums (11) der NIR-Sensorvorrichtung (3), wie beispielsweise direkt vor dem Fahrzeug, vermisst.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that if there is a direct spatial frustum overlap of the at least one LIDAR device (1) and the at least one NIR sensor device (3) and there is also no temporal and / or spatial alternative, the interference is at least in minimizes the type that the NIR sensor device (3) is only activated when the LIDAR device (1) an edge area and / or non-critical area of the frustum (11) of the NIR sensor device (3), such as directly in front of the Vehicle, missing. Umgebungserfassungsvorrichtung (5) für ein Fahrzeug (7), aufweisend mindestens eine LIDAR-Vorrichtung (1) und mindestens eine NIR-Sensorvorrichtung (3) sowie eine Steuervorrichtung (13), wobei die Steuervorrichtung (13) jeweils mit der mindestens einen LIDAR-Vorrichtung (1) und mit jeweils der mindestens einen NIR-Sensorvorrichtung (3) wirkverbunden ist, und wobei die Steuervorrichtung (13) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.Environment detection device (5) for a vehicle (7), comprising at least one LIDAR device (1) and at least one NIR sensor device (3) as well as a control device (13), the control device (13) each having the at least one LIDAR device (1) and is operatively connected to each of the at least one NIR sensor device (3), and wherein the control device (13) is set up to carry out a method according to one of the preceding claims.
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