DE102019127140A1 - Determination of a pitch angle of an environmental sensor of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Nickwinkels (α) eines Umgebungssensors (16) in einem montierten Zustand, insbesondere in einem an einem Fahrzeug (10) montierten Zustand, umfassend die Schritte Bereitstellen eines zweidimensionalen Informationsfeldes (28) mit Sensorinformationen, und Bestimmens des Nickwinkels (α) basierend auf einer vertikalen Winkelposition eines erfassten Fahrzeugs (22) in den Sensorinformationen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrassistenzsystem (12) für ein Fahrzeug (10) mit einer Steuerungseinheit (14) und einem Umgebungssensor (16), der ausgeführt ist, ein zweidimensionales Informationsfeld (28) mit Sensorinformationen bereitzustellen, wobei die Steuerungseinheit (14) ausgeführt ist, das obige Verfahren zur Bestimmung eines Nickwinkels (α) eines Umgebungssensors (16) durchzuführen. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrzeug (10) mit einem obigen Fahrassistenzsystem (12). The invention relates to a method for determining a pitch angle (α) of an environmental sensor (16) in a mounted state, in particular in a state mounted on a vehicle (10), comprising the steps of providing a two-dimensional information field (28) with sensor information and determining the Pitch angle (α) based on a vertical angular position of a detected vehicle (22) in the sensor information. The invention also relates to a driver assistance system (12) for a vehicle (10) with a control unit (14) and an environment sensor (16) which is designed to provide a two-dimensional information field (28) with sensor information, the control unit (14) being designed to carry out the above method for determining a pitch angle (α) of an environmental sensor (16). The invention also relates to a vehicle (10) with the above driver assistance system (12).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines Nickwinkels eines Umgebungssensors an einem Fahrzeug. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrunterstützungssystem, das dazu ausgebildet ist, ein derartiges Verfahren auszuführen. Weiter umfasst die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm zum Ausführen eines derartigen Verfahrens.The present invention relates to a method for determining a pitch angle of an environmental sensor on a vehicle. The present invention also relates to a driving assistance system which is designed to carry out such a method. The present invention further comprises a computer program for carrying out such a method.
In Fahrunterstützungssystemen werden Umgebungssensoren verwendet, um eine Umgebung eines Fahrzeugs zu erfassen. Dies ist beispielsweise Voraussetzung, um Fahrtwege zu identifizieren sowie um Hindernisse im Bereich der Fahrtwege zu erkennen. Zumindest bei einigen dieser Fahrunterstützungssysteme ist es dabei wichtig, dass die Umgebungssensoren gerade oder in bekannter Weise ausgerichtet sind, um Sensorinformationen dieser Umgebungssensoren zuverlässig auswerten zu können.In driving assistance systems, environmental sensors are used to detect the surroundings of a vehicle. This is a prerequisite, for example, in order to identify routes and to recognize obstacles in the area of the routes. At least in some of these driving support systems, it is important that the environmental sensors are aligned straight or in a known manner in order to be able to reliably evaluate sensor information from these environmental sensors.
Entsprechend ist es erforderlich, dass die Umgebungssensoren bei ihrer Montage an dem Fahrzeug exakt ausgerichtet werden. Bei der Montage auftretende fehlerhafte Nickwinkel, beispielsweise durch eine fehlerhafte Montage der Umgebungssensoren am Fahrzeug, führen im Betrieb dauerhaft zu Einschränkungen bei der Erfassung der Umgebung. Zusätzlich können aufgrund von Bauteilstreuungen und/oder von Spielen bei der Montage fehlerhafte Ausrichtungen der Umgebungssensoren auftreten, die ebenfalls problematisch sein können. Um diese Einschränkungen zu beseitigen kann es daher erforderlich sein, einen vorhandenen oder fehlerhaften Nickwinkel zu kompensieren. Als Nickwinkel wird üblicherweise ein Winkel in Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezogen auf eine ebene Bodenfläche, beispielsweise als Horizont, verstanden. Der Nickwinkel kann positive oder negative Werte annehmen abhängig von einer Ausrichtung des Umgebungssensors am Fahrzeug, d.h. der Umgebungssensor kann entweder zu hoch oder zu tief sehen.Accordingly, it is necessary that the environmental sensors are precisely aligned when they are installed on the vehicle. Incorrect pitch angles occurring during assembly, for example due to incorrect assembly of the environmental sensors on the vehicle, lead to permanent restrictions in the detection of the surroundings during operation. In addition, due to component scatter and / or play during assembly, incorrect alignments of the environmental sensors can occur, which can also be problematic. In order to remove these restrictions, it may therefore be necessary to compensate for an existing or incorrect pitch angle. The pitch angle is usually understood to be an angle in the direction of travel of the vehicle in relation to a flat floor surface, for example the horizon. The pitch angle can assume positive or negative values depending on the orientation of the environment sensor on the vehicle, i.e. the environment sensor can see either too high or too deep.
Auch kann das Fahrzeug bei korrekter Montage der Umgebungssensoren abhängig von einer aktuellen Fahrsituation einen Nickwinkel aufweisen. Dies kann im Betrieb zu temporären Einschränkungen bei der Erfassung der Umgebung führen. Auch um diese Einschränkungen zu beseitigen kann es erforderlich sein, einen vorhandenen Nickwinkel zu kompensieren.If the environmental sensors are correctly installed, the vehicle can also have a pitch angle as a function of a current driving situation. This can lead to temporary restrictions in the recording of the environment during operation. To remove these restrictions, it may be necessary to compensate for an existing pitch angle.
Um Nickwinkel zu kompensieren gibt es prinzipiell verschiedene Möglichkeiten. Beispielsweise können die Umgebungssensoren ausgerichtet werden, um Neigungswinkel zu kompensieren. Nach der Montage des Umgebungssensors kann dies nur mit einem großen Aufwand erfolgen. Prinzipiell ist eine Kompensation auf durch eine aktive, mechanische Kompensation möglich, was jedoch einen großen konstruktiven Aufwand erfordert. Alternativ können Nickwinkel bei einer Verarbeitung der Sensorinformationen rechnerisch kompensiert werden. In allen Fällen ist es für die Kompensation erforderlich, den aktuellen Nickwinkel möglichst genau bestimmen zu können.In principle, there are various ways of compensating for the pitch angle. For example, the environmental sensors can be aligned to compensate for angles of inclination. After installing the environmental sensor, this can only be done with great effort. In principle, compensation is possible by means of an active, mechanical compensation, which, however, requires a great deal of constructive effort. Alternatively, pitch angles can be computationally compensated when processing the sensor information. In all cases it is necessary for the compensation to be able to determine the current pitch angle as precisely as possible.
In diesem Zusammenhang sind beispielsweise aus der
Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, eine Lösung bereitzustellen, die eine einfache und verlässliche Bestimmung von Nickwinkeln ermöglichen kann.On the basis of the above-mentioned prior art, the invention is therefore based on the object of providing a solution which can enable a simple and reliable determination of pitch angles.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved according to the invention by the features of the independent claims. Advantageous refinements of the invention are given in the subclaims.
Erfindungsgemäß ist somit ein Verfahren angegeben zur Bestimmung eines Nickwinkels eines Umgebungssensors in einem montierten Zustand, insbesondere in einem an einem Fahrzeug montierten Zustand, mit dem Schritt Bereitstellen eines zweidimensionalen Informationsfeldes mit Sensorinformationen, wobei das Verfahren einen Schritt des Bestimmens des Nickwinkels basierend auf einer vertikalen Winkelposition eines erfassten und hinsichtlich einer Fahrzeugklasse klassifizierten Fahrzeugs in den Sensorinformationen umfasst, und wobei das Verfahren vor dem Schritt des Bestimmens des Nickwinkels eine Untersuchung des erfassten Fahrzeugs hinsichtlich einer Fehlklassifikation umfasst, wobei zum Bestimmen des Nickwinkels das erfasste Fahrzeug nur dann verwendet wird, wenn keine Fehlklassifikation vorliegt.According to the invention, a method is thus specified for determining a pitch angle of an environmental sensor in a mounted state, in particular in a state mounted on a vehicle, with the step of providing a two-dimensional information field with sensor information, the method having a step of determining the pitch angle based on a comprises vertical angular position of a detected vehicle classified with respect to a vehicle class in the sensor information, and wherein the method comprises an examination of the detected vehicle with regard to a misclassification before the step of determining the pitch angle, the detected vehicle being used to determine the pitch angle only if there is no misclassification.
Ein derartiges Verfahren ermöglicht es auf besonders sichere und verlässliche Weise, einen Nickwinkels eines Umgebungssensors zu erfassen. Das Erfassen eines Nickwinkels soll im Sinne der vorliegenden Erfindung gleichermaßen umfassen, dass eine Abweichung des Nickwinkels von einer Grundposition beziehungsweise einer gewollten Position ermittelt wird.Such a method makes it possible in a particularly safe and reliable manner to detect a pitch angle of an environmental sensor. In the context of the present invention, the detection of a pitch angle should equally include that a deviation of the pitch angle from a basic position or a desired position is determined.
Das hier beschriebene Verfahren dient somit dazu, einen Nickwinkel eines Umgebungssensors zu erfassen oder in anderen Worten zu ermitteln, ob der Umgebungssensor in vertikaler Richtung in gewünschter Weise, insbesondere exakt horizontal, ausgerichtet ist, oder ob eine Fehlausrichtung des Nickwinkels vorliegt. Dabei kann das Verfahren bevorzugt dann ausgeführt werden, wenn der Umgebungssensor bereits an einem Fahrzeug angeordnet beziehungsweise montiert ist.The method described here thus serves to detect a pitch angle of an environmental sensor or, in other words, to determine whether the environmental sensor is aligned in the vertical direction in the desired manner, in particular exactly horizontally, or whether the pitch angle is misaligned. In this case, the method can preferably be carried out when the environment sensor is already arranged or mounted on a vehicle.
Das Verfahren umfasst den Schritt Bereitstellen eines zweidimensionalen Informationsfeldes mit Sensorinformationen. Das zweidimensionale Informationsfeld ist ein Feld mit Sensorinformationen, welches nach der Art eines Bildes die Sensorinformationen beispielsweise in Zeilen und Spalten bereitstellt. Hierbei kann es sich beispielsweise um zweidimensionale Bildinformationen handeln. Alternativ können auch dreidimensionale Bildinformationen, die zusätzlich eine Tiefeninformation von Bildpunkten enthalten, auf diese Weise bereitgestellt werden, so dass unter einem zweidimensionalen Informationsfeld ein wenigstens zweidimensionales Informationsfeld zu verstehen ist. Solche Informationen können beispielsweise mit einer Stereokamera erzeugt werden. Ähnlich können beispielsweise mit einem Laserscanner Tiefeninformationen bereitgestellt werden.The method comprises the step of providing a two-dimensional information field with sensor information. The two-dimensional information field is a field with sensor information which, like an image, provides the sensor information, for example in rows and columns. This can be, for example, two-dimensional image information. Alternatively, three-dimensional image information that additionally contains depth information of image points can also be provided in this way, so that a two-dimensional information field is to be understood as an at least two-dimensional information field. Such information can be generated with a stereo camera, for example. Similarly, depth information can be provided with a laser scanner, for example.
Es ist ferner vorgesehen, dass das Verfahren einen Schritt des Bestimmens des Nickwinkels basierend auf einer insbesondere abstandsabhängigen vertikalen Winkelposition eines erfassten und hinsichtlich einer Fahrzeugklasse klassifizierten Fahrzeugs in den Sensorinformationen umfasst.It is further provided that the method includes a step of determining the pitch angle based on an in particular distance-dependent vertical angular position of a detected vehicle classified with regard to a vehicle class in the sensor information.
Das vorliegende Verfahren beruht somit auf der Grundidee, den Nickwinkel dadurch zu bestimmen, dass eine Position des erfassten Fahrzeugs in dem Informationsfeld des Umgebungssensors bestimmt wird. Erfasste Fahrzeuge in der Umgebung sind hierfür gut geeignet, da die erfassten Fahrzeuge meist auf ebenen Straßen fahren. Entsprechend wird als Arbeitsannahme vorausgesetzt, dass sich beide Fahrzeuge, d.h. das eigene Fahrzeug, an dem der Umgebungssensor angebracht ist, und das erfasste Fahrzeug, in derselben horizontalen Ebene befinden. Daraus ergibt sich, dass der Nickwinkel aus der vertikalen Winkelposition des erfassten Fahrzeugs, wie sie mit dem Umgebungssensor bestimmt wird, einfach bestimmt werden kann, da die vertikale Winkelausrichtung des erfassten Fahrzeugs bekannt ist. Diese vertikale Winkelausrichtung entspricht einem Referenzwinkel und kann beispielsweise als Null definiert werden.The present method is thus based on the basic idea of determining the pitch angle by determining a position of the detected vehicle in the information field of the environmental sensor. Detected vehicles in the area are well suited for this, since the detected vehicles mostly drive on flat roads. Accordingly, it is assumed as a working assumption that both vehicles, i.e. the own vehicle on which the environmental sensor is attached, and the detected vehicle, are in the same horizontal plane. As a result, the pitch angle can be easily determined from the vertical angular position of the detected vehicle, as it is determined with the environment sensor, since the vertical angular orientation of the detected vehicle is known. This vertical angular alignment corresponds to a reference angle and can be defined as zero, for example.
Erfasste Fahrzeuge sind darüber hinaus oft einfach in den Sensorinformationen zu identifizieren, da der Untergrund wie schon ausgeführt zumindest näherungsweise einer horizontalen Ebene entspricht. Außerdem wird davon ausgegangen, dass sich erfasste Fahrzeuge typischerweise auf einer Fahrbahn einer Straße oder ähnlichem befinden, so dass mit dem Vorkommen von wenigen Erhebungen auf dem Untergrund zu rechnen ist, und dass größere Erhebungen andere Fahrzeuge sein können. Dies erleichtert die Verarbeitung der Sensorinformationen, um den Nickwinkel zu bestimmen. Für das Verfahren ist es nicht erforderlich, die vertikale Winkelausrichtung des erfassten Fahrzeugs im Detail zu bestimmen. Es ist lediglich erforderlich, ein Maß zu bestimmen, dass sich aus der vertikalen Winkelausrichtung des erfassten Fahrzeugs ergibt. Bei zusätzlicher Kenntnis der Entfernung zu dem erfassten Fahrzeug kann der Nickwinkel beispielsweise besonders einfach bestimmt werden. Der Nickwinkel wird vorzugsweise bezogen auf eine gewünschte Ausrichtung des Umgebungssensors bestimmt.In addition, detected vehicles are often easy to identify in the sensor information, since, as already stated, the subsurface corresponds at least approximately to a horizontal plane. It is also assumed that detected vehicles are typically located on a lane of a street or the like, so that the occurrence of a few bumps on the ground can be expected, and that larger bumps can be other vehicles. This makes it easier to process the sensor information in order to determine the pitch angle. It is not necessary for the method to determine the vertical angular alignment of the detected vehicle in detail. It is only necessary to determine a measure that results from the vertical angular alignment of the detected vehicle. With additional knowledge of the distance to the detected vehicle, the pitch angle can be determined particularly easily, for example. The pitch angle is preferably determined in relation to a desired orientation of the environmental sensor.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Bestimmens des Nickwinkels basierend auf einer vertikalen Winkelposition eines erfassten Fahrzeugs in den Sensorinformationen ein Bestimmen einer letzten Zeile in den Sensorinformationen, in der das erfasste Fahrzeug noch enthalten ist, für eine gegebene Entfernung. In anderen Worten erfolgt die Bestimmung einer sogenannten last-hit distance. Die Betrachtung kann dabei in einer zeilenweisen Betrachtung von oben nach unten oder von unten nach oben erfolgen. Ausgehend von einer angenommenen gleichartigen Verteilung unterschiedlicher Fahrzeugabmessungen kann somit ein Maß für die vertikale Winkelausrichtung des Fahrzeugs bestimmt werden, ohne eine Messung vornehmen zu müssen.In an advantageous embodiment of the invention, the step of determining the pitch angle based on a vertical angular position of a detected vehicle in the sensor information comprises determining a last line in the sensor information, in which the detected vehicle is still contained, for a given distance. In other words, what is known as a last-hit distance is determined. The observation can take place in a line-by-line view from top to bottom or from bottom to top. On the basis of an assumed similar distribution of different vehicle dimensions, a measure for the vertical angular alignment of the vehicle can thus be determined without having to carry out a measurement.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Bestimmens einer letzten Zeile in den Sensorinformationen, in der das erfasste Fahrzeug noch enthalten ist, ein Bestimmen eines Verhältnisses von Punkten jeder Zeile, die zu dem erfassten Fahrzeug gehören, zu der maximalen Anzahl von Punkten einer Zeile, die zu dem erfassten Fahrzeug gehören, wobei ein Grenzwert des Verhältnisses der Anzahl Punkte einer Zeile bezogen auf eine maximale Anzahl der Punkte einer Zeile anzeigt, dass das erfasste Fahrzeug in einer Zeile noch enthalten bzw. nicht mehr enthalten ist. Das Punkteverhältnis wird also für alle Zeilen in der vertikalen Richtung bestimmt. Dadurch kann die Bestimmung der letzten Zeile, in welcher das erfasste Fahrzeug noch enthalten ist, einfach und unabhängig von einer konkreten Messung des Fahrzeugs durchgeführt werden. Sobald das Verhältnis den Grenzwert unterschreitet, ist das erfasste Fahrzeug „verloren“, d.h. die Zeile, in der das Fahrzeug nicht mehr enthalten ist, ist gefunden. Entsprechendes gilt für die letzte Zeile, in der das Fahrzeug noch enthalten ist. Das Verhältnis der maximalen Punkte pro Zeile, die das Fahrzeug erfassen, verglichen mit der maximalen Anzahl der Punkte einer Zeile, jeweils bezogen auf das erfasste Fahrzeug, wird auch als „measured points“ bezeichnet. Beispielsweise können ausgehend von einer maximalen Anzahl von Punkten einer Zeile, die das Heck eines erfassten Fahrzeugs erfassen, beim Erreichen einer vertikalen Winkelposition so wenig Punkte auf dem Heck des erfassten Fahrzeugs liegen, dass das erfasste Fahrzeug verloren ist. Die maximale Anzahl der Punkte einer Zeile, die beispielsweise das Heck eines erfassten Fahrzeugs erfassen, kann beispielsweise basierend auf einer Breite der bounding box einfach bestimmt werden. Die maximale Anzahl der Punkte einer Zeile, wie auch die jeweilige Anzahl der Punkte einer Zeile, die das Fahrzeug erfassen, hängt von einer Entfernung zu dem erfassten Fahrzeug ab. Durch die Bestimmung des Verhältnisses kann unabhängig von der Entfernung einfach bestimmt werden, wann ein erfasstes Fahrzeug verloren ist.In an advantageous embodiment of the invention, the step of determining a last line in the sensor information, in which the detected vehicle is still included, comprises determining a ratio of points in each line that are related to the detected vehicle belong to the maximum number of points in a line that belong to the detected vehicle, wherein a limit value of the ratio of the number of points in a line to a maximum number of points in a line indicates that the detected vehicle is still contained in a line or is no longer included. The point ratio is thus determined for all lines in the vertical direction. As a result, the last line, in which the detected vehicle is still contained, can be determined simply and independently of a specific measurement of the vehicle. As soon as the ratio falls below the limit value, the recorded vehicle is "lost", ie the line in which the vehicle is no longer contained has been found. The same applies to the last line in which the vehicle is still included. The ratio of the maximum points per line recorded by the vehicle compared to the maximum number of points in a line, in each case related to the recorded vehicle, is also referred to as "measured points". For example, based on a maximum number of points in a line that capture the rear of a captured vehicle, when a vertical angular position is reached, so few points can lie on the rear of the captured vehicle that the captured vehicle is lost. The maximum number of points in a line which, for example, cover the rear of a detected vehicle, can be easily determined, for example, based on a width of the bounding box. The maximum number of points in a line, as well as the respective number of points in a line which cover the vehicle, depends on a distance from the detected vehicle. By determining the ratio, it is easy to determine when a detected vehicle is lost, regardless of the distance.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren einen Schritt des Erstellens eines Histogramms, wobei in dem Histogramm für jede Zeile das Verhältnis von Punkten der Zeile, die zu dem erfassten Fahrzeug gehören, zu der maximalen Anzahl von Punkten einer Zeile, die zu dem erfassten Fahrzeug gehören, abhängig von der Entfernung eingetragen wird. Durch die konkrete Punkteverteilung der zu dem Fahrzeug gehörenden Zeilen können das Heck bzw. die Front des erfassten Fahrzeugs im Detail in den Sensorinformationen bestimmt werden, woraus sich die Bestimmung der vertikalen Winkelausrichtung mit einer hohen Genauigkeit durchführen lässt. Das Verhältnis wird für verschiedene Entfernungen in das Histogramm eingegeben, beispielsweise in einem Bereich von 10m bis 100m.In an advantageous embodiment of the invention, the method comprises a step of creating a histogram, the ratio of points in the line belonging to the detected vehicle to the maximum number of points in a line belonging to the detected vehicle in the histogram for each line belong, depending on the distance is entered. Due to the specific point distribution of the rows belonging to the vehicle, the rear or the front of the detected vehicle can be determined in detail in the sensor information, from which the determination of the vertical angular alignment can be carried out with a high degree of accuracy. The ratio is entered into the histogram for different distances, for example in a range from 10m to 100m.
Alternativ kann in dem Histogramm in einer einfacheren Bestimmung des Nickwinkels jeweils nur die erste Zeile in den Sensorinformationen, in der das erfasste Fahrzeug nicht mehr enthalten ist, für eine gegebene Entfernung eingetragen werden. Das Verfahren muss dann jeweils die erste Zeile bestimmen, in welcher das erfasste Fahrzeug nicht mehr enthalten ist.Alternatively, in a simpler determination of the pitch angle, only the first line in the sensor information, in which the detected vehicle is no longer contained, can be entered for a given distance in the histogram. The method must then determine the first line in which the detected vehicle is no longer included.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens einer Look-Up Tabelle, in der für verschiedene Nickwinkel die größte Entfernung eingetragen ist, in welcher eine horizontale Zeile ein erfasstes Fahrzeug noch erfasst, also die „last hit distance“. Die Verwendung einer Look-Up Tabelle ermöglicht eine einfache und schnelle Bestimmung des Nickwinkels. Das Bestimmen eines Wertes in der Look-Up Tabelle erfordert nur einen geringen Rechenaufwand.In an advantageous embodiment of the invention, the method includes a step of providing a look-up table in which the greatest distance is entered for different pitch angles, in which a horizontal line still records a detected vehicle, ie the “last hit distance”. The use of a look-up table enables the pitch angle to be determined quickly and easily. The determination of a value in the look-up table requires only a small amount of computation.
Bei einem derartigen Verfahren kann es von Wichtigkeit sein, dass die erfassten Fahrzeuge gemäß einer Annahme eine vergleichbare Höhe aufweisen, um so auch bei einer Vielzahl der erfassten Fahrzeuge eine einheitliche Information aus der vertikalen Winkelposition entnehmen zu können. Entsprechend liegt dem Verfahren insbesondere die Annahme zugrunde, dass sämtliche erfassten Fahrzeuge in eine gemeinsame Fahrzeugklasse subsumierbar sind und damit eine vergleichbare Höhe aufweisen.In such a method, it can be important that the detected vehicles have a comparable height according to an assumption in order to be able to obtain uniform information from the vertical angular position even with a large number of the detected vehicles. Accordingly, the method is based, in particular, on the assumption that all the vehicles recorded can be subsumed into a common vehicle class and thus have a comparable amount.
Diesbezüglich umfasst das beschriebene Verfahren vor dem Schritt des Bestimmens des Nickwinkels eine Untersuchung des erfassten Fahrzeugs hinsichtlich einer Fehlklassifikation, wobei zum Bestimmen des Nickwinkels das erfasste Fahrzeug nur dann verwendet wird, wenn keine Fehlklassifikation vorliegt.In this regard, the described method includes, before the step of determining the pitch angle, an examination of the detected vehicle with regard to a misclassification, wherein the detected vehicle is only used to determine the pitch angle if there is no incorrect classification.
In anderen Worten wird bei dem hier beschriebenen Verfahren untersucht, ob das erfasste Fahrzeug beziehungsweise ob die erfassten Fahrzeuge in die Fahrzeugklasse subsumierbar sind, welche dem Verfahren als Annahme zugrunde liegt. Beispielsweise kann das Verfahren die Annahme umfassen, dass die erfassten Fahrzeuge sämtlichst PKWs sind. Denn es kann die Annahme getroffen werden, dass die größte Anzahl an im Verkehr befindlichen Fahrzeugen PKWs sind, so dass das Verfahren besonders verlässlich gestaltet werden kann, wenn angenommen wird, dass die Fahrzeuge PKWs sind. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass eine derartige grundsätzliche Annahme nachteilig sein kann derart, dass die erfassten Fahrzeuge nicht allesamt die gleiche Höhe aufweisen und daher eine vertikale Winkelabschätzung gegebenenfalls eine begrenzte Robustheit bereitstellen kann.In other words, the method described here examines whether the detected vehicle or whether the detected vehicles can be subsumed into the vehicle class on which the method is based as the assumption. For example, the method can include the assumption that the detected vehicles are all cars. This is because the assumption can be made that the largest number of vehicles in traffic are cars, so that the method can be designed to be particularly reliable if it is assumed that the vehicles are cars. It has been found, however, that such a basic assumption can be disadvantageous such that the detected vehicles do not all have the same height and therefore a vertical angle estimate can possibly provide a limited robustness.
Denn durch die Verwendung eines vertikalen Winkels bei dem hier beschriebenen Verfahren ist das Ergebnis des Verfahrens abhängig von der Höhe der Fahrzeuge. Haben sämtliche Fahrzeuge eine gleiche oder vergleichbare Höhe, sind gute Ergebnisse zu erwarten. Weichen die Höhen der Fahrzeuge jedoch stark von einander ab, kann das Ergebnis eingeschränkt sein. Da es heutzutage jedoch keine klare Abgrenzung hinsichtlich der Höhe der Fahrzeuge gibt und etwa Sportwagen eine andere Höhe aufweisen, als beispielsweise SUVs, Geländewagen, Vans oder Transporter, kann ein Algorithmus zur Bestimmung des Nickwinkels gegebenenfalls bei dem Erfassen verschiedener Fahrzeuge Ergebnisse mit begrenzter Sicherheit liefern, wenn sämtliche Fahrzeuge einheitlich klassifiziert werden. Eine einheitliche Klassifizierung soll dabei die Zuordnung der Fahrzeuge in eine Fahrzeugklasse umfassen, wobei die Fahrzeugklasse grundsätzlich wählbar ist und insbesondere Fahrzeuge mit einer vergleichbaren Höhe aufweisen kann.Because by using a vertical angle in the method described here, the result of the method is dependent on the height of the vehicles. If all vehicles have the same or comparable height, good results can be expected. However, if the heights of the vehicles differ greatly, the result can be to be disabled. Nowadays, however, there is no clear delimitation with regard to the height of the vehicles and, for example, sports cars have a different height than, for example, SUVs, off-road vehicles, vans or transporters, an algorithm for determining the pitch angle may provide results with limited reliability when recording different vehicles, if all vehicles are classified uniformly. A uniform classification should include the assignment of the vehicles to a vehicle class, the vehicle class being fundamentally selectable and, in particular, being able to have vehicles with a comparable height.
Durch das beschriebene Verfahren werden derartige Nachteile hinsichtlich unterschiedlicher Höhend er Fahrzeuge jedoch sicher überwunden. So wird eine Vor-Prozessierung ermöglicht, welche die erfassten Fahrzeuge hinsichtlich einer korrekten Klassifizierung untersucht und bei dem Ergebnis, dass ein Fahrzeug nicht der gewünschten Klassifikation entspricht, für das weitere Verfahren nicht in Betracht zieht. Beispielsweise kann eine Vor-Prozessierung dahingehend ermöglicht werden, dass erfasst wird, ob es sich bei einem Fahrzeug in wahrscheinlicher Weise oder in nicht wahrscheinlicher Weise um einen PKW handelt. Entsprechend können nur die Fahrzeuge für das weitere Verfahren verwendet werden, die in wahrscheinlicher Weise ein PKW sind.However, the described method safely overcomes such disadvantages with regard to different heights of vehicles. Pre-processing is thus made possible, which examines the detected vehicles with regard to a correct classification and, if the result is that a vehicle does not correspond to the desired classification, does not take it into account for the further method. For example, preprocessing can be made possible to the effect that it is detected whether a vehicle is likely or unlikely to be a car. Accordingly, only those vehicles can be used for the further process that are likely to be a car.
Dem Vorstehenden folgend kann somit ein Nickwinkel beziehungsweise die Abweichung eines Nickwinkels durch das hier beschriebene Verfahren besonders sicher erfasst und etwa für weitere Verfahrensschritte eines Fahrunterstützungssystems verwendet werden. Insbesondere kann eine Rekalibrierung des Umgebungssensors basierend auf dem erfassten Nickwinkel, wie etwa der Nickwinkelabweichung, durchgeführt werden, um eine hohe Qualität von Fahrunterstützung zu gewährleisten.Following the above, a pitch angle or the deviation of a pitch angle can thus be detected particularly reliably by the method described here and used, for example, for further method steps of a driving assistance system. In particular, the environment sensor can be recalibrated based on the detected pitch angle, such as the pitch angle deviation, in order to ensure a high quality of driving assistance.
Bevorzugt kann es vorgesehen sei, dass eine Untersuchung des erfassten Fahrzeugs hinsichtlich einer Fehlklassifikation derart erfolgt, dass das erfasste Fahrzeug als klassifiziertes Fahrzeug oder nicht klassifiziertes Fahrzeug eingeordnet wird. In dieser Ausgestaltung kann eine besonders einfache Untersuchung hinsichtlich einer Fehlklassifikation erfolgen, da das Ergebnis dieser Untersuchung auf zwei Parameter beschränkt ist. Es kann somit ermittelt werden, ob das Fahrzeug mit einer überwiegenden Wahrscheinlichkeit der gewählten Klassifizierung angehört, oder ob das Fahrzeug mit einer überwiegenden Wahrscheinlichkeit der Klassifizierung nicht angehört. So kann beispielsweise ermittelt werden, ob ein erfasstes Fahrzeug mit einer überwiegenden Wahrscheinlichkeit ein PKW ist, oder ob das Fahrzeug mit einer überwiegenden Wahrscheinlichkeit kein PKW ist.Provision can preferably be made for the detected vehicle to be examined with regard to a misclassification in such a way that the detected vehicle is classified as a classified vehicle or a non-classified vehicle. In this embodiment, a particularly simple examination with regard to a misclassification can take place, since the result of this examination is limited to two parameters. It can thus be determined whether the vehicle belongs to the selected classification with a predominant probability, or whether the vehicle does not belong to the classification with a predominant probability. For example, it can be determined whether a detected vehicle is a passenger car with a predominant probability, or whether the vehicle is not a passenger car with a predominant probability.
Durch die Einfachheit dieser Bewertung wird es möglich, für diesen Vorgang einfache Algorithmen zu verwenden, die wenig fehleranfällig sind und ferner nur eine begrenzte Rechenleistung erfordern.The simplicity of this evaluation makes it possible to use simple algorithms for this process that are not very error-prone and furthermore only require limited computing power.
Es kann ferner bevorzugt sein, dass bei einer Untersuchung des erfassten Fahrzeugs hinsichtlich einer Fehlklassifikation zwei Gruppen gebildet werden, welche durch den Abstand der Fahrzeuge zu dem Umgebungssensor definiert sind, insbesondere wobei die Fehklassifikation in Abhängigkeit der Gruppe bejaht oder verneint wird zu der das Fahrzeug zugehörig ist. In dieser Ausgestaltung kann die Untersuchung hinsichtlich einer Fehlklassifizierung weiter vereinfacht werden. Beispielsweise aber nicht beschränkt hierauf, wenn die Fahrzeuge etwa als PKW klassifiziert werden, kann angenommen werden, dass, wenn ein Fahrzeug in einer großen Entfernung erfasst wird wohingegen die Mehrzahl an Fahrzeugen im Nahbereich erfasst werden, das im Fernbereich vorhandene Fahrzeug mit einer überwiegenden Wahrscheinlichkeit kein PKW ist, also fehlklassifiziert ist und nicht verwendet werden braucht. Auf der anderen Seite, wenn die meisten Fahrzeuge in einem Fernbereich ermittelt werden, dann sollten alle Fahrzeuge als PKW klassifiziert werden und eine Fehlklassifizierung einzelner Fahrzeuge kann ausgeschlossen werden. In diesem Fall kann bereits die vermutet werden, dass keine fehlerhafte Ausrichtung des Umgebungssensors vorliegt.It can furthermore be preferred that, during an examination of the detected vehicle with regard to a misclassification, two groups are formed which are defined by the distance between the vehicles and the environmental sensor, in particular with the misclassification being affirmed or denied depending on the group to which the vehicle belongs is. In this refinement, the examination with regard to a misclassification can be further simplified. For example, but not limited to this, if the vehicles are classified as passenger cars, for example, it can be assumed that if a vehicle is detected at a great distance whereas the majority of vehicles are detected in the close range, the vehicle present in the long range is most likely not Is a car, so it is misclassified and does not need to be used. On the other hand, if most of the vehicles are detected in a long range, then all vehicles should be classified as passenger cars and misclassification of individual vehicles can be excluded. In this case, it can already be assumed that there is no incorrect alignment of the environmental sensor.
Bevorzugt kann die Untersuchung des erfassten Fahrzeugs hinsichtlich einer Fehlklassifikation die Anwendung eines k-means-Algorithmus umfassen. Unter einem k-means-Algorithmus ist ein Verfahren zur Vektorquantisierung zu verstehen, das auch zur Clusteranalyse verwendet wird. Dabei wird aus einer Menge von ähnlichen Objekten eine vorher bekannte Anzahl von k Gruppen gebildet. Ein derartiger Algorithmus ist dem Fachmann wohlbekannt und kann problemlos entsprechend erstellt werden.The examination of the detected vehicle with regard to a misclassification can preferably include the application of a k-means algorithm. A k-means algorithm is to be understood as a method for vector quantization that is also used for cluster analysis. A previously known number of k groups is formed from a set of similar objects. Such an algorithm is well known to the person skilled in the art and can be created accordingly without any problems.
Insbesondere bei einer Ausgestaltung, bei der bei einer Untersuchung des erfassten Fahrzeugs hinsichtlich einer Fehlklassifikation zwei Gruppen gebildet werden, welche durch den Abstand der Fahrzeuge zu dem Umgebungssensor definiert sind, werden somit zwei Gruppen gebildet, nämlich ein Nahbereichs-Cluster und ein Fernbereichs-Cluster. Dadurch kann der Algorithmus sehr einfach gehalten werden. Beispielsweise kann hinsichtlich der Entfernung ein Entfernungsbereich abgebildet werden, der von einer Entfernung 0, also unmittelbar and dem Umgebungssensor, bis hin zu der maximalen Detektionsdistanz des Umgebungssensors reichen kann. Für einen LIDAR, beispielsweise, kann diese Reichweite beispielsweise aber in keiner Weise beschränkend 150 m betragen. Die Grenze zwischen Nahbereich und Fernbereich ist grundsätzlich wählbar und kann durch den Fachmann bestimmt werden. Beispielsweise kann die Grenze zwischen Nahbereich und Fernbereich die Hälfte der maximalen Reichweite betragen.In particular in an embodiment in which two groups are formed during an examination of the detected vehicle with regard to a misclassification, which are defined by the distance between the vehicles and the environment sensor, two groups are thus formed, namely a short-range cluster and a long-range cluster. This allows the algorithm to be kept very simple. For example, with regard to the distance, a distance range can be mapped which can range from a
Diese Ausgestaltung erlaubt auf einfache Weise und mit geringer Rechenleistung eine verlässliche Einschätzung einer Fehlklassifikation.This refinement allows a reliable assessment of a misclassification in a simple manner and with little computing power.
Nach Anwendung des k-means-Algorithmus kann anhand der korrekt klassifizierten Fahrzeuge die Bestimmung des Nickwinkels beziehungsweise die Bestimmung der Abweichung des Nickwinkels durchgeführt werden.After applying the k-means algorithm, the correctly classified vehicles can be used to determine the pitch angle or the deviation in the pitch angle.
Hinsichtlich des k-means-Algorithmus kann es vorgesehen sein, dass dieser auf einer entfernungsbasierten und hinsichtlich eines vertikalen Winkels winkelabhängigen Detektierbarkeit des Fahrzeugs basiert. In dieser Ausgestaltung kann somit hinsichtlich der Detektierbarkeit eines Fahrzeugs die sogenannte „last hit distance“ von Fahrzeugen erfasst und verwendet werden. Diese „last hit distance“ beschreibt, bis zu welcher Entfernung des ermittelten Fahrzeugs zu dem Umgebungssensor das ermittelte Fahrzeug von dem Umgebungssensor noch detektierbar ist.With regard to the k-means algorithm, it can be provided that it is based on a distance-based and, with regard to a vertical angle, angle-dependent detectability of the vehicle. In this embodiment, the so-called “last hit distance” of vehicles can thus be recorded and used with regard to the detectability of a vehicle. This “last hit distance” describes the distance up to which the determined vehicle can still be detected by the environmental sensor from the environment sensor.
Weiter vorteilhaft umfasst der Schritt des Identifizierens des erfassten Fahrzeugs in der Umgebungskarte das Erkennen eines Hecks bzw. einer Front des erfassten Fahrzeugs. Das Heck bzw. die Front des erfassten Fahrzeugs kann beispielsweise in der Umgebungskarte einfach als vordere bzw. hintere Begrenzung des vorausfahrenden bzw. nachfolgenden Fahrzeugs bestimmt werden. Das Erkennen eines Hecks bzw. einer Front des erfassten Fahrzeugs kann beispielsweise durch das Verwenden einer bounding box durchgeführt werden, wodurch das Heck bzw. die Front in Planarkoordinaten (x, y) identifiziert werden kann. Dadurch können einzelne Punkte in den Sensorinformationen, die beispielsweise seitlich an dem erfassten Fahrzeug liegen, erkannt werden, um nur Punkte am Heck bzw. der Front des erfassten Fahrzeugs zu berücksichtigen.The step of identifying the detected vehicle in the map of the surroundings further advantageously comprises the detection of a rear or a front of the detected vehicle. The rear or the front of the detected vehicle can, for example, simply be determined in the map of the surroundings as the front or rear delimitation of the vehicle driving ahead or following. The detection of a rear or a front of the detected vehicle can be carried out, for example, by using a bounding box, whereby the rear or the front can be identified in planar coordinates (x, y). As a result, individual points in the sensor information, which are located on the side of the detected vehicle, for example, can be recognized in order to only consider points at the rear or the front of the detected vehicle.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Bestimmens des Nickwinkels basierend auf einer vertikalen Winkelposition eines erfassten Fahrzeugs in den Sensorinformationen ein Bestimmen eines horizontalen Winkels des erfassten Fahrzeugs bezogen auf eine Sensorrichtung und das Verwerfen der Sensorinformation bei einem horizontalen Winkel größer eines Grenzwinkels. Die Sensorrichtung betrifft eine Richtung, in welcher der Sensor die Sensorinformationen liefert, beispielsweise als mittlere Richtung. Beispielsweise entspricht bei einem an dem Fahrzeug angebrachten und in Fahrtrichtung ausgerichteten Umgebungssensor die Sensorrichtung der Fahrrichtung. Das erfasste Fahrzeug befindet sich also mit einer geringen horizontalen Winkelabweichung vor oder hinter dem eigenen Fahrzeug. Dadurch können beispielsweise Fahrzeuge auf einer parallelen Spur durchaus berücksichtigt werden, während kreuzende Fahrzeuge ausgeschlossen werden, auch wenn diese mit einem anderen Winkel als 90° kreuzen. Durch diese Betrachtung wird sichergestellt, dass das Heck bzw. die Front des erfassten Fahrzeugs ausreichend Punkte in den Sensorinformationen vorhanden sind, um die vertikale Winkelposition des erfassten Fahrzeugs zuverlässig erkennen zu können.In an advantageous embodiment of the invention, the step of determining the pitch angle based on a vertical angular position of a detected vehicle in the sensor information includes determining a horizontal angle of the detected vehicle in relation to a sensor direction and discarding the sensor information at a horizontal angle greater than a critical angle. The sensor direction relates to a direction in which the sensor delivers the sensor information, for example as the middle direction. For example, in the case of an environmental sensor attached to the vehicle and oriented in the direction of travel, the sensor direction corresponds to the direction of travel. The detected vehicle is therefore with a small horizontal angular deviation in front of or behind the own vehicle. In this way, for example, vehicles on a parallel lane can certainly be taken into account, while crossing vehicles are excluded, even if they cross at an angle other than 90 °. This observation ensures that the rear or the front of the detected vehicle have sufficient points in the sensor information to be able to reliably detect the vertical angular position of the detected vehicle.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Bestimmens des Nickwinkels basierend auf einer vertikalen Winkelposition eines erfassten Fahrzeugs ein Bestimmen einer Mehrzahl vertikaler Winkelposition eines erfassten Fahrzeugs, wobei der Nickwinkel als Mittelwert der Mehrzahl vertikaler Winkelpositionen bestimmt wird. Durch die Mittelwertbildung kann der Nickwinkel mit einer verbesserten Genauigkeit bestimmt werden. Damit können insbesondere Nickwinkel bestimmt werden, die sich durch die Montage an dem Fahrzeug oder länger andauernde Eigenschaften des Fahrzeugs ergeben. Dies betrifft beispielsweise den Fall, dass ein Fahrzeug aufgrund eines teilweise falschen Reifenluftdrucks einen Nickwinkel aufweist, oder durch eine bauliche Veränderung. Bei einer ausreichend schnellen Abfolge bei der Bestimmung der vertikalen Winkelausrichtung kann aber auch ein im Wesentlichen dynamischer Nickwinkel als Mittelwert erfasst werden.In an advantageous embodiment of the invention, the step of determining the pitch angle based on a vertical angular position of a detected vehicle comprises determining a plurality of vertical angular positions of a detected vehicle, the pitch angle being determined as the mean value of the plurality of vertical angular positions. By averaging, the pitch angle can be determined with improved accuracy. In this way, in particular, pitch angles can be determined that result from the installation on the vehicle or from longer-lasting properties of the vehicle. This applies, for example, to the case that a vehicle has a pitch angle due to a partially incorrect tire air pressure, or due to a structural change. With a sufficiently fast sequence in determining the vertical angular alignment, however, an essentially dynamic pitch angle can also be recorded as the mean value.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst der Schritt des Bestimmens des Nickwinkels basierend auf einer vertikalen Winkelposition eines erfassten Fahrzeugs ein Bestimmen einer Mehrzahl vertikaler Winkelposition eines vorausfahrenden bzw. nachfolgenden Fahrzeugs in verschiedenen Entfernungen zu dem Umgebungssensor. Bei unterschiedlichen Entfernungen zu dem erfassten Fahrzeug ergeben sich bei gleichem Nickwinkel unterschiedliche vertikale Winkelpositionen. Der Nickwinkel kann dann basierend auf den unterschiedlichen vertikalen Winkelpositionen bestimmt werden. In an advantageous embodiment of the invention, the step of determining the pitch angle based on a vertical angular position of a detected vehicle comprises determining a plurality of vertical angular positions of a vehicle traveling ahead or following at different distances from the environment sensor. At different distances from the detected vehicle, different vertical angular positions result with the same pitch angle. The pitch angle can then be determined based on the different vertical angular positions.
Dadurch können Messfehler reduziert werden, die sich beispielsweise nur bei bestimmten Entfernungen ergeben.As a result, measurement errors can be reduced which, for example, only arise at certain distances.
Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des Verfahrens wird auf die Beschreibung des Fahrunterstützungssystems, auf das Computerprogrammprodukt, die Figuren und die Beschreibung der Figuren verwiesen, und umgekehrt.With regard to further technical features and advantages of the method, reference is made to the description of the driving assistance system, the computer program product, the figures and the description of the figures, and vice versa.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein hier beschriebenes Verfahren auszuführen.The present invention also relates to a computer program, comprising commands that are used when the computer program is executed cause a computer to carry out a method described here.
Das hier beschriebene Computerprogramm beziehungsweise Computerprogrammprodukt dient somit zum Ausgeben von Steuerbefehlen für ein Fahrunterstützungssystem des Fahrzeugs, das dazu eingerichtet ist, ein vorstehend beschriebenes Verfahren zumindest teilweise, beispielsweise auch vollständig, auszuführen. Dabei kann das Computerprogrammprodukt Programme oder Programmteile aufweisen, die in den Prozessor z.B. des Fahrunterstützungssystems geladen werden und dazu eingerichtet sind, das oben erwähnte Verfahren auszuführen. Auf der Grundlage dieser Programme oder Programmteile kann es ermöglicht werden, dass das oben beschriebene Verfahren ausgeführt werden kann zum Ausgeben von Steuerbefehlen für ein Fahrzeug.The computer program or computer program product described here is therefore used to output control commands for a driving support system of the vehicle which is set up to at least partially, for example completely, execute a method described above. The computer program product can have programs or program parts that are loaded into the processor, e.g. of the driving assistance system, and are set up to carry out the above-mentioned method. On the basis of these programs or program parts, it can be made possible that the method described above can be carried out in order to output control commands for a vehicle.
Durch das hier beschriebene Computerprogramm kann somit auf effektive und verlässliche und damit besonders sichere Weise es ermöglicht werden, dass ein Nickwinkel des Umgebungssensors bestimmt wird.By means of the computer program described here, it can thus be made possible in an effective and reliable and therefore particularly safe manner that a pitch angle of the environmental sensor is determined.
Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des Computerprogramms wird auf die Beschreibung des Verfahrens, des Fahrunterstützungssystems die Figuren und die Beschreibung der Figuren verwiesen, und umgekehrt.With regard to further technical features and advantages of the computer program, reference is made to the description of the method, the driving support system, the figures and the description of the figures, and vice versa.
Beschrieben wird ferner ein Fahrunterstützungssystem für ein Fahrzeug zum Unterstützen eines Fahrers des Fahrzeugs, wobei das Fahrunterstützungssystem wenigstens einen Umgebungssensor und ferner eine Steuereinheit aufweist, die mit Daten des wenigstens eines Umgebungssensors speisbar ist, wobei die Steuereinheit dazu ausgestaltet ist, ein Verfahren zumindest zum Teil auszuführen, wie dies vorstehend im Detail beschrieben ist.A driving support system for a vehicle for supporting a driver of the vehicle is also described, the driving support system having at least one environment sensor and also a control unit which can be fed with data from the at least one environment sensor, the control unit being configured to at least partially execute a method as described in detail above.
Das Fahrunterstützungssystem kann Teil eines Fahrzeugs sein, wie beispielsweise eines PKWs oder LKWs. Für eine Umfeldbeobachtung beziehungsweise Umfelderfassung weist das Fahrunterstützungssystem mindestens wenigstens einen auch als Umfelderfassungssensor bezeichneten Umgebungssensor auf. Der Umgebungssensor kann vorzugsweise Teil des Fahrunterstützungssystem sein, das auch das Verfahren ausführt und kann gegebenenfalls zusammen mit weiteren Umgebungssensoren, vorgesehen sein.The driving assistance system can be part of a vehicle, such as a car or a truck. For an environment monitoring or environment detection, the driving support system has at least at least one environment sensor, also referred to as an environment detection sensor. The environment sensor can preferably be part of the driving support system that also executes the method and can optionally be provided together with further environment sensors.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Umgebungssensor als Lidar, insbesondere als Laserscanner, als Radar oder als Kamera ausgeführt. Die Kamera kann beispielsweise als Stereokamera ausgeführt sein.In an advantageous embodiment of the invention, the environment sensor is designed as a lidar, in particular as a laser scanner, as a radar or as a camera. The camera can be designed as a stereo camera, for example.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Umgebungssensor in Fahrtrichtung oder entgegen der Fahrtrichtung an dem Fahrzeug angebracht. Entsprechend können mit dem Umgebungssensor vorausfahrende oder nachfolgende Fahrzeuge erfasst werden, um den Nickwinkel zu bestimmen. Die Prinzipien der Durchführung des Verfahrens lassen sich ohne weiteres auf vorausfahrende wie auch auf nachfolgende Fahrzeuge anwenden. Dabei wird dann vorzugsweise mit einem in Fahrtrichtung montierten Umgebungssensor das Verfahren basierend auf dem Heck vorausfahrender Fahrzeuge durchgeführt. Bei einem entgegen der Fahrtrichtung montierten Umgebungssensor wird das Verfahren basierend auf der Front nachfolgender Fahrzeuge durchgeführt. Prinzipiell können aber auch Fahrzeuge, die beispielsweise am Straßenrand geparkt sind, oder sich auf einer Gegenfahrbahn befinden, bei der Bestimmung des Nickwinkels berücksichtigt werden.In an advantageous embodiment of the invention, the environment sensor is attached to the vehicle in the direction of travel or against the direction of travel. Accordingly, vehicles driving ahead or behind can be detected with the environment sensor in order to determine the pitch angle. The principles of the implementation of the method can easily be applied to vehicles traveling in front as well as to vehicles behind. In this case, the method is then preferably carried out based on the rear of vehicles traveling ahead using an environment sensor mounted in the direction of travel. In the case of an environment sensor mounted against the direction of travel, the method is carried out based on the front of the following vehicles. In principle, however, vehicles that are parked on the edge of the road, for example, or are on an opposing lane, can also be taken into account when determining the pitch angle.
Ferner wird eine Steuereinheit, wie beispielsweise ein Prozessor, bereitgestellt. Die Steuereinheit ist zum Auswerten der von dem oder den Sensoren gelieferten Sensordaten und zum Erfassen, Speichern und Bearbeiten der Sensordaten geeignet. Insbesondere ist die Steuereinheit dazu ausgebildet, basierend auf von dem Umgebungssensor erfassten Sensordaten das Verfahren auszuführen, wie es an anderer Stelle im Detail beschrieben istA control unit such as a processor is also provided. The control unit is suitable for evaluating the sensor data supplied by the sensor or sensors and for acquiring, storing and processing the sensor data. In particular, the control unit is designed to carry out the method based on sensor data acquired by the environment sensor, as is described in detail elsewhere
Dies kann beispielsweisemöglich sein, indem ein Computerprogrammprodukt zum Ausgeben von Steuerbefehlen für das Fahrunterstützungssystem des Fahrzeugs dazu eingerichtet ist, ein vorstehend beschriebenes Verfahren zumindest teilweise, beispielsweise auch vollständig, auszuführen. Dabei kann das Computerprogrammprodukt Programme oder Programmteile aufweisen, die in den Prozessor z.B. des Fahrunterstützungssystems geladen werden und dazu eingerichtet sind, das oben erwähnte Verfahren auszuführen. Auf der Grundlage dieser Programme oder Programmteile kann es ermöglicht werden, dass das oben beschriebene Verfahren ausgeführt werden kann zum Ausgeben von Steuerbefehlen für ein Fahrzeug.This can be possible, for example, in that a computer program product for outputting control commands for the driving support system of the vehicle is set up to at least partially, for example completely, execute a method described above. The computer program product can have programs or program parts that are loaded into the processor, e.g. of the driving assistance system, and are set up to carry out the above-mentioned method. On the basis of these programs or program parts, it can be made possible that the method described above can be carried out in order to output control commands for a vehicle.
Durch das hier beschriebene Fahrunterstützungssystem kann somit auf effektive und verlässliche und damit besonders sichere Weise es ermöglicht werden, dass ein Nickwinkel des Umgebungssensors bestimmt wird.The driving support system described here can thus enable a pitch angle of the environmental sensor to be determined in an effective and reliable and therefore particularly safe manner.
Hinsichtlich weiterer technischer Merkmale und Vorteile des Fahrunterstützungssystems wird auf die Beschreibung des Verfahrens, auf das Computerprogrammprodukt, die Figuren und die Beschreibung der Figuren verwiesen, und umgekehrt.With regard to further technical features and advantages of the driving assistance system, reference is made to the description of the method, the computer program product, the figures and the description of the figures, and vice versa.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert. Die dargestellten Merkmale können sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen. Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele sind übertragebar von einem Ausführungsbeispiel auf ein anderes.
Es zeigt
-
1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Fahrunterstützungssystem gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform in Seitenansicht, -
2 eine schematische Darstellung des Fahrzeugs aus1 zusammen mit einem vorausfahrenden Fahrzeug, wobei das Fahrzeug einen Laserscanner aufweist, der mit einem ersten Nickwinkel ausgerichtet ist, in Seitenansicht, zusammen mit einer Rückansicht des vorausfahrenden Fahrzeugs, -
3 eine schematische Darstellung des Fahrzeugs aus2 mit dem Laserscanner, der mit einem zweiten Nickwinkel ausgerichtet ist, in Seitenansicht, zusammen mit einer Rückansicht des vorausfahrenden Fahrzeugs, -
4 ein schematisches Diagramm zeigend die Erfassung eines Objekts mit verschiedenen Detektionsebenen eines Laserscanners; -
5 ein schematisches Diagramm zeigend eine Verteilung von als last hit distance bezeichneten Distanzen bei einem fehlerhaften Nickwinkel; und -
6 ein schematisches Diagramm zeigend eine Verteilung von als last hit distance bezeichneten Distanzen bei einem korrekten Nickwinkel.
It shows
-
1 a schematic representation of a vehicle with a driving support system according to a first, preferred embodiment in side view, -
2 a schematic representation of thevehicle 1 together with a vehicle traveling ahead, the vehicle having a laser scanner which is aligned with a first pitch angle, in side view, together with a rear view of the vehicle traveling ahead, -
3 a schematic representation of thevehicle 2 with the laser scanner, which is aligned with a second pitch angle, in side view, together with a rear view of the vehicle in front, -
4th a schematic diagram showing the detection of an object with different detection levels of a laser scanner; -
5 a schematic diagram showing a distribution of distances referred to as last hit distance at an incorrect pitch angle; and -
6th a schematic diagram showing a distribution of distances referred to as last hit distance at a correct pitch angle.
Die
Das Fahrunterstützungssystem
Der Umgebungssensor
Die Steuerungseinheit
Das Verfahren zur Bestimmung des Nickwinkels
Dies ist in der
Diese wird bevorzugt für eine Vielzahl an Fahrzeugen
So wird ein zweidimensionales Informationsfeld
Es wird ein vorausfahrendes Fahrzeug
Nun wird der Nickwinkel
Dazu wird zunächst ein horizontaler Winkel des vorausfahrenden Fahrzeugs
Wie in den
Für den Referenzwinkel, d.h. den „korrekten“ Nickwinkel
Demgegenüber treffen bei einem zweiten Nickwinkel, der in
Es wird ferner in einem Histogramm für jede Zeile
Anschließend kann ausgehend von dem Histogramm in der Look-Up Tabelle der Nickwinkel
Um das Ergebnis des Verfahrens zu verbessern ist es bei dem hier beschriebenen Verfahren jedoch vorgesehen, dass das Verfahren vor dem Schritt des Bestimmens des Nickwinkels
Es werden die folgenden Approximationen beziehungsweise Annahmen getroffen, da in der Realität eine Mehrzahl an gemessenen Fahrzeugen
Basierend auf diesen Approximationen kann das Verfahren unter Verwendung der Verteilung von den vorstehend beschriebenen als last hit distance beschriebenen Distanzen von ermittelten Fahrzeugen
Diese Vorprozessierung der ermittelten Fahrzeuge
In den
Gemäß
Die
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- Fahrzeugvehicle
- 1212th
- FahrunterstützungssystemDriving assistance system
- 1414th
- SteuereinheitControl unit
- 1616
- UmgebungssensorEnvironmental sensor
- 1818th
- DatenbusData bus
- 2020th
- UntergrundUnderground
- 2222nd
- erfasstes Fahrzeug, vorausfahrendes Fahrzeugdetected vehicle, vehicle in front
- 2424
- HeckRear
- 2525th
- Entfernungdistance
- 2626th
- Fahrtrichtung, SensorrichtungDirection of travel, sensor direction
- 2828
- InformationsfeldInformation field
- 3030th
- PunktPoint
- 3232
- Zeilerow
- 3434
- Spaltecolumn
- 3636
- Laserstrahllaser beam
- αα
- NickwinkelPitch angle
- aa
- ErfassungsebeneAcquisition level
- bb
- ErfassungsebeneAcquisition level
- cc
- ErfassungsebeneAcquisition level
- dd
- ErfassungsebeneAcquisition level
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102017106484 A1 [0006]DE 102017106484 A1 [0006]
- US 9052721 B1 [0007]US 9052721 B1 [0007]
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DE102019127140.1A DE102019127140A1 (en) | 2019-10-09 | 2019-10-09 | Determination of a pitch angle of an environmental sensor of a vehicle |
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DE102019127140A1 true DE102019127140A1 (en) | 2021-04-15 |
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DE (1) | DE102019127140A1 (en) |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified |