DE102019128686A1

DE102019128686A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Bewegungsinformation in Bezug auf ein Objekt

Info

Publication number: DE102019128686A1
Application number: DE102019128686.7A
Authority: DE
Inventors: Dominik Kellner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2021-04-29

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Ermittlung von Bewegungsinformation in Bezug auf eine Bewegung eines Objektes beschrieben. Die Vorrichtung ist eingerichtet, auf Basis von Sensordaten eines Radarsensors zumindest einen Geschwindigkeitswert in Bezug auf eine radiale Geschwindigkeit eines Objektes für zumindest einen Messwinkel relativ zu dem Radarsensor zu ermitteln. Die Vorrichtung ist ferner eingerichtet, den Geschwindigkeitswert mit einem Geschwindigkeitsmodell für das Objekt zu vergleichen, wobei das Geschwindigkeitsmodell einen Referenz-Geschwindigkeitsverlauf umfasst, der eine radiale Referenz-Geschwindigkeit des Objektes als Funktion des Messwinkels anzeigt. Des Weiteren ist die Vorrichtung eingerichtet, die Bewegungsinformation in Bezug auf die Bewegung des Objektes auf Basis des Vergleichs zu ermitteln.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Ermittlung von Bewegungsinformation in Bezug auf die Bewegung eines Objektes, insbesondere im Umfeld eines Fahrzeugs.
Ein Fahrzeug kann ein oder mehrere Umfeldsensoren (z.B. eine Bildkamera, einen Lidarsensor, einen Radarsensor, etc.) umfassen, die eingerichtet sind, Sensordaten in Bezug auf das Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen. Auf Basis der Sensordaten können Objekte im Umfeld des Fahrzeugs erkannt und beim zumindest teilweise automatisierten Führendes Fahrzeugs berücksichtigt werden.
Ein im Umfeld des Fahrzeugs detektiertes Objekt kann ein statisches Objekt (wie z.B. ein Gebäude, eine Fahrbahnbegrenzung, etc.) oder ein sich bewegendes Objekt (wie z.B. ein anderer Verkehrsteilnehmer, etwa ein anderes Fahrzeug) sein. Ein sich bewegendes Objekt kann als ein relevantes Objekt betrachtet werden, dessen Bewegung über der Zeit nachverfolgt (d.h. „getrackt“) und bei der Fahrzeugführung berücksichtigt werden sollte.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, in effizienter und zuverlässiger Weise auf Basis der Sensordaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren zu bestimmen, ob sich ein detektiertes Objekt bewegt oder nicht. Ein Objekt, das als ein sich bewegendes Objekt, d.h. als ein relevantes Objekt, detektiert wird, kann im Rahmen einer Nachverfolgungs- bzw. Tracking-Methode berücksichtigt werden.
Die Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung zur Ermittlung von Bewegungsinformation in Bezug auf eine Bewegung eines Objektes beschrieben. Die Vorrichtung kann Teil eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, sein. Das Objekt kann ein Objekt (z.B. ein anderes Fahrzeug) im Umfeld des Fahrzeugs sein. Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, eine Fahrzeugfunktion des Fahrzeugs, insbesondere zum zumindest teilweise automatisierten Führen des Fahrzeugs, auf Basis der Bewegungsinformation in Bezug auf die Bewegung des Objektes bereitzustellen bzw. zu betreiben.
Die Bewegungsinformation kann z.B. anzeigen, ob sich das Objekt bewegt oder nicht. Dabei kann für ein sich bewegendes Objekt ein sogenannter Track ermittelt und über der Zeit aktualisiert werden, wobei der Track die Bewegung des Objektes als Funktion der Zeit beschreibt. Alternativ oder ergänzend kann die Bewegungsinformation die Güte des für ein Objekt ermittelten Tracks anzeigen. Insbesondere kann die Bewegungsinformation anzeigen, ob die für ein Objekt geschätzte Bewegung (insbesondere die Bewegungsrichtung und/oder die Bewegungsgeschwindigkeit) eine relativ hohe oder eine relativ niedrige Güte aufweist.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, die in diesem Dokument beschriebenen Schritte und/oder Maßnahmen an einer Sequenz von nachfolgenden Zeitpunkten durchzuführen und/oder zu wiederholen, um jeweils aktuelle Bewegungsinformation an den einzelnen Zeitpunkten bereitzustellen (die dann z.B. für die Fahrzeugführung verwendet werden kann).
Das Objekt kann auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren des Fahrzeugs detektiert worden sein, insbesondere auf Basis der Sensordaten einer Bildkamera des Fahrzeugs. Beispielsweise können die Bilddaten einer Bildkamera anhand von ein oder mehreren Objekterkennungs-Algorithmen analysiert werden, um ein oder mehrere Objekte im Umfeld des Fahrzeugs zu detektieren. Es kann dann mittels der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtung Bewegungsinformation in Bezug auf die Bewegung eines (ggf. auf Basis der Bilddaten einer Bildkamera) detektierten Objekts ermittelt werden.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis von Sensordaten eines Radarsensors zumindest einen Geschwindigkeitswert in Bezug auf eine radiale Geschwindigkeit des Objektes für zumindest einen Messwinkel (insbesondere für zumindest einen Azimuthwinkel) relativ zu dem Radarsensor zu ermitteln. Der Geschwindigkeitswert kann für einen Messpunkt des Radarsensors ermittelt werden. Der Messpunkt kann dabei von einer Reflektion des Sensorsignals des Radarsensors an dem Objekt herrühren. Die radiale Geschwindigkeit kann der durch den Messpunkt angezeigten Doppler Geschwindigkeit entsprechen.
Die Vorrichtung kann ferner eingerichtet sein, den gemessenen Geschwindigkeitswert mit einem Geschwindigkeitsmodell für das Objekt zu vergleichen. Dabei kann das Geschwindigkeitsmodell des Objektes beschreiben, welche radiale Geschwindigkeit sich für das Objekt im Rahmen der Radarmessung ergeben sollte. Insbesondere kann das Geschwindigkeitsmodell einen Referenz-Geschwindigkeitsverlauf umfassen, der eine radiale Referenz-Geschwindigkeit des Objektes als Funktion des Messwinkels anzeigt. Der Referenz-Geschwindigkeitsverlauf ist dabei typischerweise Cosinus-förmig. Es kann somit ein Vergleich des gemessenen Geschwindigkeitswertes mit einem (typischerweise) Cosinus-förmigen Referenz-Geschwindigkeitsverlauf erfolgen. Dabei kann insbesondere der Abstand des Geschwindigkeitswertes (an dem Messwinkel des gemessenen Geschwindigkeitswertes) von dem Referenz-Geschwindigkeitsverlauf ermittelt werden.
Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die Bewegungsinformation in Bezug auf die Bewegung des Objektes auf Basis des Vergleichs zu ermitteln. Die Bewegungsinformation kann insbesondere auf Basis des Abstands des Geschwindigkeitswertes von dem Referenz-Geschwindigkeitsverlauf ermittelt werden.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, (als Teil der Bewegungsinformation) auf Basis des Vergleichs eine Existenz-Wahrscheinlichkeit in Bezug auf die Existenz des Objektes zu ermitteln und/oder zu aktualisieren. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, (als Teil der Bewegungsinformation) auf Basis des Vergleichs eine Relevanz-Wahrscheinlichkeit in Bezug auf eine Relevanz dafür zu ermitteln und/oder zu aktualisieren, dass die Bewegung des Objekts nachverfolgt wird. Alternativ oder ergänzend kann die Vorrichtung eingerichtet sein, (als Teil der Bewegungsinformation) auf Basis des Vergleichs eine geschätzte Bewegungsrichtung und/oder eine geschätzte Bewegungsgeschwindigkeit des Objektes (die sich z.B. auf Basis des Tracks für das Objekt ergibt) zu überprüfen.
So kann in effizienter und präziser Weise Information in Bezug auf die Bewegung eines Objektes ermittelt und/oder überprüft werden.
Die Vorrichtung kann eingerichtet ist, an einem aktuellen Zeitpunkt, auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren an ein oder mehreren vorhergehenden Zeitpunkten, die Bewegungsrichtung und/oder die Bewegungsgeschwindigkeit des Objektes zu schätzen. Dies kann z.B. im Rahmen einer Nachverfolgung und/oder im Rahmen eines Trackings des Objektes erfolgen. Das Geschwindigkeitsmodell für den aktuellen Zeitpunkt, insbesondere der Referenz-Geschwindigkeitsverlauf, können dann in präziser Weise auf Basis der geschätzten Bewegungsrichtung und/oder der geschätzten Bewegungsgeschwindigkeit ermittelt werden. Das Geschwindigkeitsmodell kann dann anzeigen, wie die radiale Geschwindigkeit des Objekts für unterschiedliche Messwinkel sein sollte (unter der Annahme, dass die geschätzte Bewegungsrichtung und/oder die geschätzte Bewegungsgeschwindigkeit des Objektes korrekt sind).
Das Geschwindigkeitsmodell kann einen Korridor um den Referenz-Geschwindigkeitsverlauf umfassen. Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, zu überprüfen, ob der Geschwindigkeitswert innerhalb oder außerhalb des Korridors angeordnet ist. Die Bewegungsinformation kann dann in Abhängigkeit davon ermittelt werden, ob der Geschwindigkeitswert innerhalb oder außerhalb des Korridors angeordnet ist. Beispielsweise kann darauf geschlossen werden, dass der gemessene Geschwindigkeitswert mit dem Referenz-Geschwindigkeitsverlauf konsistent ist, wenn der Geschwindigkeitswert innerhalb des Korridors angeordnet ist. Andererseits kann ggf. darauf geschlossen werden, dass der Geschwindigkeitswert inkonsistent ist, wenn der Geschwindigkeitswert außerhalb des Korridors angeordnet ist.
Ein konsistenter Geschwindigkeitswert kann eine Bestätigung für die geschätzte Bewegungsrichtung und/oder die geschätzte Bewegungsgeschwindigkeit des Objekts darstellen und ggf. zu einer Erhöhung der Existenz- und/oder Relevanzwahrscheinlichkeiten des Objektes führen. Andererseits kann ein inkonsistenter Geschwindigkeitswert ggf. zu einer Reduzierung der Existenz- und/oder Relevanzwahrscheinlichkeiten des Objektes führen. Durch die Berücksichtigung eines Korridors kann die Bewegungsinformation in besonders effizienter und präziser Weise ermittelt werden.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, als Teil des Geschwindigkeitsmodells einen Verlauf einer maximal möglichen Mikro-Doppler Geschwindigkeit und/oder einen Verlauf einer minimal möglichen Mikro-Doppler Geschwindigkeit zu ermitteln. Dabei kann die Mikro-Doppler Geschwindigkeit bei einem Fahrzeug mit ein oder mehreren Rädern auf die Bewegung der ein oder mehreren Räder zurückzuführen sein. Mit anderen Worten, der Verlauf einer maximal möglichen Mikro-Doppler Geschwindigkeit und/oder der Verlauf einer minimal möglichen Mikro-Doppler Geschwindigkeit können von einer Drehbewegung von ein oder mehreren Rädern des Fahrzeugs abhängen. Wenn die ein oder mehreren Räder nicht durchdrehen, so weist ein Rad an der Oberseite die doppelte radiale Referenzgeschwindigkeit und an der Unterseite, die mit dem Boden verbunden ist, keine Geschwindigkeit auf. Die maximal mögliche Mikro-Doppler Geschwindigkeit kann somit z.B. zweimal die radiale Referenzgeschwindigkeit sein. Die minimal mögliche Mikro-Doppler Geschwindigkeit kann somit z.B. Null sein.
Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, den Geschwindigkeitswert mit dem Verlauf der maximal möglichen Mikro-Doppler Geschwindigkeit und/oder mit dem Verlauf der minimal möglichen Mikro-Doppler Geschwindigkeit zu vergleichen. Die Bewegungsinformation kann dann auf Basis des Vergleichs ermittelt werden. Beispielsweise kann ermittelt werden, ob sich der Geschwindigkeitswert näher an dem Verlauf der maximal möglichen Mikro-Doppler Geschwindigkeit und/oder an dem Verlauf der minimal möglichen Mikro-Doppler Geschwindigkeit befindet, als an dem Referenz-Geschwindigkeitsverlauf. Wenn dies der Fall ist, so kann dies ein Hinweis auf eine relativ schlechte Güte der geschätzten Bewegung des Objektes sein. Durch die Berücksichtigung der maximal und/oder minimal möglichen Mikro-Doppler Geschwindigkeit kann somit die Güte der ermittelten Geschwindigkeitsinformation weiter erhöht werden.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten des Radarsensors eine Mehrzahl von Geschwindigkeitswerten für eine entsprechende Mehrzahl von (unterschiedlichen) Messwinkeln zu ermitteln. Die einzelnen Geschwindigkeitswerte beziehen sich dabei auf unterschiedliche Messpunkte an dem Objekt.
Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die Mehrzahl von Geschwindigkeitswerten mit dem Geschwindigkeitsmodell, insbesondere mit dem Referenz-Geschwindigkeitsverlauf, für das Objekt zu vergleichen. Dabei kann insbesondere ermittelt werden, wie gut (zumindest im Mittel) die Geschwindigkeitswerte zu dem Geschwindigkeitsmodell passen und/oder wie nah (zumindest im Mittel) die Geschwindigkeitswerte an dem Referenz-Geschwindigkeitsverlauf liegen.
Die Bewegungsinformation in Bezug auf die Bewegung des Objektes kann dann auf Basis des Vergleichs ermittelt werden. Durch die Berücksichtigung von mehreren Geschwindigkeitswerten für unterschiedliche Messpunkte an dem Objekt (z.B. für 20 oder mehr, oder für 40 oder mehr Messpunkte) kann die Güte der ermittelten Geschwindigkeitsinformation weiter erhöht werden.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, das Geschwindigkeitsmodell für das Objekt, insbesondere den Referenz-Geschwindigkeitsverlauf, auf Basis der Mehrzahl von Geschwindigkeitswerten zu ermitteln. Dabei kann insbesondere ein Cosinus-förmiger Referenz-Geschwindigkeitsverlauf ermittelt werden, der (zumindest im Mittel) möglichst gut zu der Mehrzahl von Geschwindigkeitswerten passt. Zu diesem Zweck können die Phase und die Amplitude des Cosinus-förmigen Verlaufs ermittelt werden. Die Ermittlung des Referenz-Geschwindigkeitsverlaufs kann z.B. anhand des RANSAC Algorithmus erfolgen.
Die Ermittlung des Geschwindigkeitsmodells (ggf. allein) auf Basis der Mehrzahl von Geschwindigkeitswerten ermöglicht es, auch für ein Objekt, für das bisher kein Track angelegt wurde und/oder für das bisher keine Bewegung geschätzt wurde, in präziser Weise zu überprüfen, ob sich das Objekt bewegt oder nicht. Des Weiteren können die Existenz- und/oder Relevanz-Wahrscheinlichkeiten des Objektes ermittelt und/oder aktualisiert werden, insbesondere um zu entscheiden, ob für das Objekt ein Track angelegt wird.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, eine erste (bzw. eine konsistente) Teilmenge von Geschwindigkeitswerten aus der Mehrzahl von Geschwindigkeitswerten zu ermitteln, die mit dem Geschwindigkeitsmodell konsistent sind (z.B. weil die Geschwindigkeitswerte innerhalb des Korridors um den Referenz-Geschwindigkeitsverlauf liegen). Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, eine zweite (bzw. eine inkonsistente) Teilmenge von Geschwindigkeitswerten aus der Mehrzahl von Geschwindigkeitswerten zu ermitteln, die nicht mit dem Geschwindigkeitsmodell konsistent sind (z.B. weil die Geschwindigkeitswerte außerhalb des Korridors um den Referenz-Geschwindigkeitsverlauf liegen).
Die Bewegungsinformation in Bezug auf die Bewegung des Objektes kann dann in besonders präziser Weise auf Basis eines Vergleichs der ersten Teilmenge und der zweiten Teilmenge ermittelt werden. Beispielsweise kann die Relevanz-Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich das Objekt bewegt, erhöht werden, wenn die Anzahl von Geschwindigkeitswerten in der ersten Teilmenge größer als die Anzahl von Geschwindigkeitswerten in der zweiten Teilmenge ist. Alternativ oder ergänzend kann die Relevanz-Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich das Objekt bewegt, reduziert werden, wenn die Anzahl von Geschwindigkeitswerten in der ersten Teilmenge kleiner als die Anzahl von Geschwindigkeitswerten in der zweiten Teilmenge ist.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis der Anzahl von Geschwindigkeitswerten in der ersten Teilmenge und/oder auf Basis der Anzahl von Geschwindigkeitswerten in der zweiten Teilmenge mittels eines vordefinierten Zusammenhangs einen Wahrscheinlichkeitswert für eine Existenz- und/oder Bewegungs-Hypothese in Bezug auf das Objekt zu ermitteln. Ein beispielhafter Zusammenhang kann z.B. Wahrscheinlichkeitswerte dafür anzeigen, dass das Objekt relevant ist und/oder dass sich das Objekt bewegt. Der Zusammenhang zwischen der Anzahl von Geschwindigkeitswerten in der ersten Teilmenge und/oder der Anzahl von Geschwindigkeitswerten in der zweiten Teilmenge (einerseits) und einem Wahrscheinlichkeitswert für eine Hypothese in Bezug auf das Objekt (andererseits) kann z.B. im Vorfeld (ggf. experimentell) ermittelt worden sein. Der Zusammenhang kann z.B. von der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs, von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder von dem Bereich der Messwinkel, in dem sich das Objekt befindet, abhängen.
Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, die Existenz-Wahrscheinlichkeit dafür, dass das Objekt tatsächlich existiert, und/oder die Relevanz-Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich das Objekt bewegt, in Abhängigkeit von dem Wahrscheinlichkeitswert anzupassen. So kann in besonders präziser Weise im Laufe der Zeit überprüft werden, ob ein Objekt tatsächlich existiert und/oder ob die Bewegung eines Objektes nachverfolgt werden sollte. Insbesondere kann durch die Ermittlung von Wahrscheinlichkeitswerten die Bewegungsinformation in effizienter Weise in einen Bayes-Estimator und/oder in einen Dempster-Schafer Schätzer eingebunden werden.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis von Sensordaten eines ersten Radarsensors zumindest einen ersten Geschwindigkeitswert in Bezug auf die radiale Geschwindigkeit des Objektes für zumindest einen ersten Messwinkel relativ zu dem ersten Radarsensor zu ermitteln. Des Weiteren kann die Vorrichtung eingerichtet sein, auf Basis von Sensordaten eines zweiten Radarsensors, zumindest einen zweiten Geschwindigkeitswert in Bezug auf die radiale Geschwindigkeit des Objektes für zumindest einen zweiten Messwinkel relativ zu dem zweiten Radarsensor zu ermitteln. Insbesondere können, wie oben dargelegt, jeweils eine Mehrzahl von ersten und/oder zweiten Geschwindigkeitswerten ermittelt werden.
Die Vorrichtung kann ferner eingerichtet sein, den ersten Geschwindigkeitswert mit einem ersten Geschwindigkeitsmodell, insbesondere mit einem ersten Referenz-Geschwindigkeitsverlauf, für das Objekt und den zweiten Geschwindigkeitswert mit einem zweiten Geschwindigkeitsmodell, insbesondere mit einem zweiten Referenz-Geschwindigkeitsverlauf, für das Objekt zu vergleichen. Dabei sind das erste Geschwindigkeitsmodell und das zweite Geschwindigkeitsmodell, insbesondere der erste Referenz-Geschwindigkeitsverlauf und der zweite Referenz-Geschwindigkeitsverlauf, typischerweise derart, dass das erste Geschwindigkeitsmodell und das zweite Geschwindigkeitsmodell, insbesondere der erste Referenz-Geschwindigkeitsverlauf und der zweite Referenz-Geschwindigkeitsverlauf, abgesehen von einem Offset gleich sind. Der Offset kann dabei von dem Abstand zwischen dem ersten Radarsensor und dem zweiten Radarsensor abhängen. Dies gilt insbesondere bei einem Objekt mit einer geradlinigen Bewegung.
Alternativ oder ergänzend können das erste Geschwindigkeitsmodell und das zweite Geschwindigkeitsmodell, insbesondere der erste Referenz-Geschwindigkeitsverlauf und der zweite Referenz-Geschwindigkeitsverlauf, derart ermittelt werden, dass sich der erste Referenz-Geschwindigkeitsverlauf und der zweite Referenz-Geschwindigkeitsverlauf an einem bestimmten Soll-Messwinkelwert schneiden. Der Soll-Messwinkelwert kann dabei von der relativen Positionierung des ersten Radarsensors und des zweiten Radarsensors zueinander abhängen. Dies gilt auch für Objekte, die eine nicht-geradlinige Bewegung aufweisen.
Durch die Berücksichtigung der o.g. Bedingungen zwischen den Geschwindigkeitsmodellen unterschiedlicher Radarsensoren können die Güte der ermittelten Geschwindigkeitsmodelle und damit die Güte der ermittelten Bewegungsinformation erhöht werden.
Die Vergleiche können jeweils wie in diesem Dokument beschrieben durchgeführt werden. Die Bewegungsinformation in Bezug auf die Bewegung des Objektes kann dann in besonders präziser Weise auf Basis der Vergleiche ermittelt werden.
Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, das erste Geschwindigkeitsmodell und das zweite Geschwindigkeitsmodell gemeinsam auf Basis des ersten Geschwindigkeitswertes und des zweiten Geschwindigkeitswertes zu ermitteln. Dabei können insbesondere eine gemeinsame Amplitude aber unterschiedliche Phasen für die Cosinus-förmigen Referenz-Geschwindigkeitsverläufe ermittelt werden. So können die Geschwindigkeitsmodelle für die gemessenen Geschwindigkeitswerte der unterschiedlichen Radarsensoren in besonders präziser Weise ermittelt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-)Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Ermittlung von Bewegungsinformation in Bezug auf eine Bewegung eines Objektes beschrieben. Das Verfahren umfasst das Ermitteln, auf Basis von Sensordaten eines Radarsensors, zumindest eines Geschwindigkeitswertes in Bezug auf eine radiale Geschwindigkeit eines Objektes für zumindest einen Messwinkel relativ zu dem Radarsensor. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Vergleichen des Geschwindigkeitswertes mit einem Geschwindigkeitsmodell für das Objekt, wobei das Geschwindigkeitsmodell einen Referenz-Geschwindigkeitsverlauf umfasst, der eine radiale Referenz-Geschwindigkeit des Objektes als Funktion des Messwinkels anzeigt. Außerdem umfasst das Verfahren das Ermitteln der Bewegungsinformation in Bezug auf die Bewegung des Objektes auf Basis des Vergleichs.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

1 ein beispielhaftes Fahrzeug mit zumindest einem Radarsensor;
2 beispielhafte Messpunkte eines Radarsensors für ein Objekt;
3 ein beispielhaftes Geschwindigkeitsmodell und beispielhafte Geschwindigkeitswerte;
4a beispielhafte Geschwindigkeitswerte innerhalb und außerhalb eines zulässigen Geschwindigkeitskorridors;
4b und 4c beispielhafte Zusammenhänge zwischen der Verteilung der Geschwindigkeitswerte und der Wahrscheinlichkeit für unterschiedliche Hypothesen in Bezug auf ein Objekt;
5 beispielhafte Geschwindigkeitswerte für unterschiedliche Radarsensoren; und
6 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung von Bewegungsinformation in Bezug auf die Bewegung eines Objektes.

Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der zuverlässigen und effizienten Erkennung der Bewegung eines Objektes auf Basis der Sensordaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren, insbesondere Radarsensoren. In diesem Zusammenhang zeigt 1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs 100. Das Fahrzeug 100 umfasst ein oder mehrere Umfeldsensoren (z.B. eine Bildkamera, einen Lidarsensor, einen Radarsensor, etc.), die eingerichtet sind, Sensordaten in Bezug auf ein Umfeld des Fahrzeugs 100 zu erfassen. Eine Steuereinheit 101 des Fahrzeugs 100 kann eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten ein oder mehrere Objekte 105 im Umfeld des Fahrzeugs 100 zu detektieren. Des Weiteren kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, ein oder mehrere Aktoren 102 (insbesondere zur Längs- und/oder Querführung) des Fahrzeugs 100 in Abhängigkeit von den ein oder mehreren detektierten Objekten 105 zu betreiben.
Das Fahrzeug 100 umfasst insbesondere zumindest einen Radarsensor 110, der eingerichtet ist, innerhalb eines bestimmten Erfassungsbereichs 111 Messpunkte in Bezug auf ein oder mehrere Objekte 105 zu erfassen. Ein Messpunkt kann dabei einer Reflektion des von dem Radarsensor 110 ausgesendeten Sensorsignals an einem Objekt 105 entsprechen. Der Radarsensor 110 kann eingerichtet sein, das Sensorsignal in unterschiedliche Richtungen auszusenden, um Messpunkte für die unterschiedlichen Richtungen zu erfassen. Die unterschiedlichen Richtungen können dabei unterschiedlichen Messwinkels (insbesondere unterschiedlichen Azimuthwinkeln) 112 entsprechen. Der Radarsensor 110 kann somit eingerichtet sein, eine Vielzahl von Messpunkten für eine entsprechende Vielzahl von unterschiedlichen Messwinkeln 112 zu erfassen.
Ein Radarsensor 110 ermöglicht es, auf Basis des Doppler-Effektes Information in Bezug auf die Bewegungsgeschwindigkeit eines Objektes 105 in radialer Richtung zu dem Radarsensor 110 zu erfassen. Insbesondere kann, wie in 2 dargestellt, ein Messpunkt 201, 202, 203 die radiale Geschwindigkeit 212 des Objektes 105 anzeigen, durch den der Messpunkt 201, 202, 203 bewirkt wurde. Wie aus 2 zu entnehmen ist, verursacht ein Objekt 105 typischerweise mehrere unterschiedliche Messpunkte 201, 202, 203 innerhalb der Sensordaten eines Radarsensors 110. Dabei sind, auch bei einer einheitlichen Bewegung des Objektes 105, die radialen Geschwindigkeiten 212 für die unterschiedlichen Messpunkte 201, 202, 203 typischerweise unterschiedlich.
In dem in 2 dargestellten Beispiel weist das Objekt 105 eine Bewegung 205 quer zu dem Radarsensor 110 auf. Diese Bewegung 205 teilt sich an unterschiedlichen Messpunkten 201, 202, 203 in unterschiedlicher Weise in eine radiale Komponente 212 und in eine tangentiale Komponente 211 auf (jeweils relativ zu dem Strahl, der den jeweiligen Messpunkt 201, 202, 203 mit dem Radarsensor 110 verbindet). Für den ersten Messpunkt 201 ergibt sich eine negative radiale Geschwindigkeit 212 v^D, für den zweite Messpunkt 202 ergibt sich eine radiale Geschwindigkeit 212 v^D = 0, und für den dritten Messpunkt 203 ergibt sich eine positive radiale Geschwindigkeit 212 v^D.
Für ein Objekt 105 können somit auf Basis der Sensordaten zumindest eines Radarsensors 110 ein oder mehrere Geschwindigkeitswerte für ein oder mehrere Messwinkel 112 ermittelt werden, wobei die Geschwindigkeitswerte die radiale Geschwindigkeit 212 des Objektes 105 in der dem jeweiligen Messwinkel 112 entsprechenden Richtung anzeigen.
3 zeigt ein beispielhaftes Geschwindigkeitsmodell 300 für ein Objekt 105. Das Geschwindigkeitsmodell 300 kann auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Umfeldsensoren des Fahrzeugs 100, insbesondere auf Basis der Sensordaten von ein oder mehreren Radarsensoren 110, ermittelt werden. Das Geschwindigkeitsmodell 300 kann die erwartete radiale Geschwindigkeit 212 des Objekts 105 als Funktion des Messwinkels 112 anzeigen. Insbesondere kann das Geschwindigkeitsmodell 300 einen Referenzverlauf 302 der radialen Geschwindigkeit 212 als Funktion des Messwinkels 112 umfassen. Der Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302 weist typischerweise einen Cosinus-Verlauf auf, so dass der Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302 durch (genau) zwei Parameter, insbesondere durch die Amplitude und durch die Phase des Cosinus, beschrieben werden kann.
Es sei darauf hingewiesen, dass auch ein Objekt 105 mit einer nicht-linearen Bewegung (z.B. bei einer Kurvenfahrt und/oder bei einer Fahrt mit einer Gierrate > 0), einen Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302 ergeben, der Cosinus-förmig ist. Insbesondere kann gezeigt werden, dass die drei Bewegungsparameter (Gierrate, Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung) eines Objektes 105 auch bei einer nicht-linearen Bewegung über den Winkel einen Cosinus mit zwei Parametern (Amplitude und Offset) ergeben.
Die ein oder mehreren Geschwindigkeitswerte 311, 312, 313 für die zu dem Objekt 105 gehörenden Messpunkte 201, 202, 203 (d.h. für ein oder mehrere Messwinkel 112) können mit dem Geschwindigkeitsmodell 300, insbesondere mit dem Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302, verglichen werden. Insbesondere kann überprüft werden, ob die ein oder mehreren Geschwindigkeitswerte 311, 312, 313 konsistent mit dem Geschwindigkeitsmodell 300 sind oder nicht. Konsistenz kann z.B. vorliegen, wenn die ein oder mehreren Geschwindigkeitswerte 311, 312, 313 relativ nah bei dem Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302 (z.B. innerhalb eines Korridors um den Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302) liegen.
Wenn bestimmt wird, dass die ein oder mehreren Geschwindigkeitswerte 311, 312, 313 mit dem Geschwindigkeitsmodell 300 konsistent sind, so kann daraus geschlossen werden, dass sich das Objekt 105 bewegt (und somit für die Nachverfolgung relevant ist). Andererseits kann das Objekt 105 ggf. als nichtrelevant (für die Nachverfolgung) und/oder als statisch betrachtet werden.
Das Geschwindigkeitsmodell 300 kann einen Verlauf 301 in Bezug auf die minimale Mikro-Doppler-Geschwindigkeit und/oder einen Verlauf 303 in Bezug auf die maximale Mikro-Doppler-Geschwindigkeit aufweisen. Die minimale Mikro-Doppler-Geschwindigkeit kann bei Null liegen und/oder die maximale Mikro-Doppler-Geschwindigkeit kann bei 2x der Doppler-Geschwindigkeit v^D (aus dem Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302) liegen.
Ein Geschwindigkeitswert 313, der innerhalb des von den Verläufen 301, 303 aufgespannten Bereichs, aber relativ weit weg von dem Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302 liegt, kann zwar weiterhin als konsistent betrachtet werden, jedoch mit einer reduzierten Wahrscheinlichkeit. Ein Geschwindigkeitswert 311 der außerhalb des von den Verläufen 301, 303 aufgespannten Bereichs liegt, kann als Messrauschen betrachtet werden, durch den ggf. die Wahrscheinlichkeit für die Existenz und/oder für die Relevanz eines Objektes 105 reduziert wird.
Es können somit auf Basis des Vergleichs der ein oder mehreren Geschwindigkeitswerte 311, 312, 313 mit einem Geschwindigkeitsmodell 300 die Wahrscheinlichkeiten dafür, dass ein Objekt 105 existiert (d.h. die Existenz-Wahrscheinlichkeit) und/oder dass ein Objekt 105 relevant ist und/oder sich bewegt (d.h. die Relevanz-Wahrscheinlichkeit) aktualisiert werden.
4a zeigt ein Beispiel, bei dem für ein Objekt 105 eine Mehrzahl von Messpunkten 201, 202, 203 und eine entsprechende Mehrzahl von Geschwindigkeitswerten 411, 412 für unterschiedliche Messwinkel 112 vorliegen. Die Geschwindigkeitswerte 411, 412 beziehen sich dabei auf den Messwinkelbereich 403, der durch das Objekt 105 abgedeckt wird.
Der Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302 für das Geschwindigkeitsmodell 300 kann auf Basis der Mehrzahl von Geschwindigkeitswerten 411, 412 selbst ermittelt werden, z.B. anhand des RANSAC (random sample consensus) - Algorithmus. Insbesondere kann ein Cosinus-Verlauf ermittelt werden, der möglichst gut (z.B. im quadratischen Mittel) zu der Mehrzahl von Geschwindigkeitswerten 411, 412 passt.
Das Geschwindigkeitsmodell 300 kann weiter einen Korridor um den Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302 herum definieren, in dem die tatsächlich gemessenen Geschwindigkeitswerte 411, 412 liegen sollten. Der Korridor kann z.B. durch einen ersten Grenzverlauf 401 und durch einen zweiten Grenzverlauf 402 definiert sein, die den Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302 einschließen.
Es kann dann eine konsistente Teilgruppe von Geschwindigkeitswerten 411 ermittelt werden, die innerhalb des Korridors um den Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302 liegen, und eine inkonsistente Teilgruppe von Geschwindigkeitswerten 412 ermittelt werden, die außerhalb des Korridors um den Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302 liegen. Durch einen Vergleich der konsistenten Teilgruppe mit der inkonsistenten Teilgruppe kann dann bestimmt werden, ob das Objekt 105 relevant ist oder nicht. Insbesondere kann die Anzahl an Geschwindigkeitswerten 411 in der konsistenten Teilgruppe mit der Anzahl an Geschwindigkeitswerten 412 in der inkonsistenten Teilgruppe verglichen werden. Wenn die Anzahl an Geschwindigkeitswerten 411 in der konsistenten Teilgruppe im Vergleich zu der Anzahl an Geschwindigkeitswerten 412 in der inkonsistenten Teilgruppe relativ hoch ist, so kann darauf geschlossen werden, dass das Objekt 105 relevant ist. Andererseits, wenn die Anzahl an Geschwindigkeitswerten 411 in der konsistenten Teilgruppe im Vergleich zu der Anzahl an Geschwindigkeitswerten 412 in der inkonsistenten Teilgruppe relativ klein ist, so kann darauf geschlossen werden, dass das Objekt 105 nicht relevant ist und/oder dass es sich bei den Messwerten 201, 202, 203 um Messrauschen handelt.
4b zeigt beispielhafte Zusammenhänge 423, 424, 425 zwischen einem Wahrscheinlichkeitswert 421 für eine bestimmte Hypothese und der Anzahl 422 von gemessenen Geschwindigkeitswerten 411 innerhalb der konsistenten Teilgruppe. Beispielhafte Hypothesen sind

• es handelt sich um ein sich bewegendes (d.h. relevantes) Objekt 105 mit einer relativ schlechten Qualität der Bewegungsschätzung (Zusammenhang 423);
• es handelt sich um ein sich bewegendes (d.h. relevantes) Objekt 105 mit einer relativ guten Qualität der Bewegungsschätzung (Zusammenhang 424); und/oder
• es handelt sich nicht um ein relevantes Objekt 105 (Zusammenhang 425).

4c zeigt entsprechende Zusammenhänge 423, 424, 425 zwischen einem Wahrscheinlichkeitswert 421 für eine bestimmte Hypothese und dem Verhältnis 425 der Anzahl von gemessenen Geschwindigkeitswerten 411 innerhalb der konsistenten Teilgruppe und der Anzahl von gemessenen Geschwindigkeitswerten 412 innerhalb der inkonsistenten Teilgruppe.
Die Zusammenhänge 423, 424, 425 können im Vorfeld (z.B. experimentell) festgelegt werden. Es können dann auf Basis der ermittelten Teilgruppen Wahrscheinlichkeitswerte 421 für ein oder mehrere Hypothesen in Bezug auf das Objekt 105 ermittelt werden. Die ein oder mehreren Wahrscheinlichkeitswerte 421 können z.B. im Rahmen eines Bayes Estimators oder eine Dempster-Schafer Schätzers dazu verwendet werden, über der Zeit die Existenz- und/oder Relevanz-Wahrscheinlichkeiten des Objektes 105 zu aktualisieren.
Es können mehrere Radarsensoren 110 verwendet werden, um jeweils Messwerte 201, 202, 203 in Bezug auf ein Objekt 105 zu erfassen. 5 zeigt beispielhafte erste Geschwindigkeitswerte 411, 412 (gepunktet dargestellt), die sich für einen ersten Radarsensor 110 ergeben, und beispielhafte zweite Geschwindigkeitswerte 411, 412 (durchgezogen dargestellt), die sich für einen zweiten Radarsensor 110 ergeben. Die ersten Geschwindigkeitswerte 411, 412 können mit einem ersten Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302 und die zweiten Geschwindigkeitswerte 411, 412 mit einem zweiten Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 502 verglichen werden. Der erste (Cosinus-förmige) Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302 und der zweite (Cosinus-förmige) Geschwindigkeitsverlauf 502 unterscheiden sich dabei (bei einer geradlinigen bzw. linearen Bewegung des Objektes 105) nur um einen Phasenoffset. Die Referenz-Geschwindigkeitsverläufe 302, 502 können somit in besonders präziser Weise gemeinsam auf Basis der ersten und zweiten Geschwindigkeitswerte 411, 412 ermittelt werden.
Allgemein können sich der erste (Cosinus-förmige) Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302 und der zweite (Cosinus-förmige) Geschwindigkeitsverlauf 502 bei einer nicht-geradlinigen Bewegung des Objektes 105 in der Amplitude und in der Phase unterscheiden. Die beiden Referenz-Geschwindigkeitsverläufe 302, 502 weisen jedoch bei einem bestimmten und/oder festen Azimuthwinkel 112 einen gemeinsamen Schnittpunkt auf. Dieser Schnittpunkt-Winkel hängt dabei nur von der relativen Positionierung der beiden Radarsensoren 110 zueinander ab. Insbesondere kann der Schnittpunkt-Winkel dem Winkel entsprechen bzw. von dem Winkel abhängen, unter dem der erste Radarsensor 110 den zweiten Radarsensor 110 innerhalb des Koordinatensystems des ersten Radarsensors 110 erfasst.
Es besteht somit ein Zusammenhang zwischen dem ersten Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302 und dem zweiten Geschwindigkeitsverlauf 502, der sich aus der relativen Positionierung der beiden Radarsensoren 110 zueinander ergibt. Durch diesen Zusammenhang wird die Anzahl von Freiheitsgraden bei der Ermittlung der Referenz-Geschwindigkeitsverläufe 302, 502 (von 4 auf 3) reduziert, so dass durch ein gemeinsames Ermitteln der Referenz-Geschwindigkeitsverläufe 302, 502 auf Basis der ersten und zweiten Geschwindigkeitswerte 411, 412 die Genauigkeit der Referenz-Geschwindigkeitsverläufe 302, 502 erhöht werden kann.
Es kann dann für jeden einzelnen Radarsensor 110 überprüft werden, ob die erfassten Geschwindigkeitswerte 411, 412 mit dem jeweiligen Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302, 502 konsistent sind oder nicht. Basierend darauf kann dann bestimmt werden, ob ein Objekt 105 für die Nachverfolgung relevant ist oder nicht. Durch die Berücksichtigung der Sensordaten von mehreren Radarsensoren 110 kann die Güte der Erkennung eines sich bewegenden Objektes 105 weiter erhöht werden.
Wie eingangs dargelegt, ist ein mögliches Verfahren (insbesondere für autonomes Fahren und/oder für ein Fahrerassistenzsystem), um einen anderen Verkehrsteilnehmer 105 basierend auf Sensormessungen im Umfeld des eigenen Fahrzeugs 100 zu erfassen und zu verfolgen, das sogenannte Tracking. Eine Herausforderung ist dabei, anhand der Sensordaten zu erkennen, bei welchen Messungen bzw. Detektionen es sich um ein relevantes Objekt 105 handelt, das existiert und verfolgt werden sollte, und bei welchen Messungen bzw. Detektionen es sich nur um eine Fehlmessung handelt. Dieses Problem kann als „existence probability estimation“ bezeichnet werden und kann die Analyse dahingehend umfassen, welche ein oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs 100 ein bestimmtes Objekt 105 tatsächlich erfasst haben. Diese „existence probability“ (d.h. Existenz-Wahrscheinlichkeit) kann über der Zeit geschätzt werden (z.B. mittels eines Bayes estimator und/oder eines Dempster-Schafer Schätzers) und liefert einen Indikator dafür, wie sehr darauf vertraut werden kann, dass das bestimmte Objekt 105 wirklich existiert. Basierend auf der Existenz-Wahrscheinlichkeit kann z.B. endschieden werden, ob und ggf. wann automatisch eine Bremsung ausgelöst wird. Die Güte der ermittelten Existenz-Wahrscheinlichkeit hat somit einen Einfluss auf die Güte einer Fahrzeugfunktion (zum zumindest teilweise automatisierten Führen eines Fahrzeugs 100).
Die im Rahmen einer Radardetektion erfassten Doppler-Geschwindigkeiten (d.h. die Geschwindigkeitswerte 411, 412 in Bezug auf die radiale Geschwindigkeit 212) ermöglichen es, die Existenz-Wahrscheinlichkeit eines Objektes 105 und ggf. darüber hinaus die Relevanz-Wahrscheinlichkeit dafür, dass es sich bei dem Objekt 105 um ein sich bewegendes Objekt 105 handelt, mit erhöhter Genauigkeit zu ermitteln. Die Doppler-Geschwindigkeit 212 als Funktion des Messwinkels 112 (insbesondere des Azimuthwinkels) kann ggf. für jede Detektion einzeln ausgewertet werden, insbesondere unter Berücksichtigung von Clutterverteilungen und/oder unter Berücksichtigung des Mikro-Doppler-Effekts (insbesondere aufgrund der ein oder mehreren Räder eines Objektes 105). Insbesondere kann eine Auswertung des Verlaufs der Doppler-Geschwindigkeiten 212 über einen bestimmten Teilbereichs 403 von Messwinkeln 112 erfolgen. Dabei kann bestimmt werden, ob die erfasste Doppler-Geschwindigkeitsverteilung (in sich und/oder mit einem Geschwindigkeitsmodell 300) konsistent ist.
Basierend auf der Auswertung der Doppler-Geschwindigkeit 212 können die Existenz-Wahrscheinlichkeit und/oder die Relevanz-Wahrscheinlichkeiten eines Objektes 105 in präziser Weise ermittelt werden. Darüber hinaus kann evaluiert werden, ob eine Verteilung der gemessenen Geschwindigkeitswerte 411, 412 konsistent mit dem (geschätzten) Bewegungszustand des Objekt 105 ist. Basierend darauf kann eine direkte Aussage über die Qualität des geschätzten Bewegungszustands (d.h. über die Track Quality) getroffen werden.
Hochauflösende Radarsensoren 110 können z.B. 50 oder mehr Detektionen bzw. Messwerte 201, 202, 203 mit Dopplermessung auf einem Objekt 105 erfassen. Basierend darauf kann eine präzise Aussage in Bezug auf die Existenz des Objektes 105 getroffen werden. Wenn beispielsweise die Dopplermessung von über 10 Radardetektionen das Objekt 105 bestätigen, so kann davon ausgegangen werden, dass es relativ unwahrscheinlich ist, dass es sich bei den Messungen 201, 202, 203 um Clutter (d.h. um Messfehler) handelt, da Clutter nicht korreliert ist. Die Existenz-Wahrscheinlichkeit des Objekts 105 kann erhöht werden und ein Track für das bewegte Objekt 105 kann als relevant eingestuft werden, wenn die Dopplermessungen kein statisches Objekt 105 anzeigen. So kann die Zeitdauer reduziert werden, bis ein Track für ein detektiertes Objekt 105 aktiviert wird und/oder bis ein Modul eines Fahrzeugs 100, wie z.B. die Trajektorienplanung, auf den Track des Objektes 105 reagiert, um zum Beispiel eine Notbremsung einzuleiten.
Des Weiteren kann anhand der Anzahl der Doppler Messungen, die den geschätzten Bewegungszustand des Tracks (d.h. des sich bewegenden Objektes 105) bestätigen, bestimmt werden, ob der Track eine relativ hohe Qualität aufweist oder nicht. Wenn z.B. für ein Objekt 105 30 Detektionen 201, 202, 202 vorliegen, aber nur 5 Detektionen den aktuellen Bewegungszustand bestätigen und die anderen 25 einen abweichenden Bewegungszustand anzeigen, so kann davon ausgegangen werden, dass zwar ein Objekt 105 existiert, dass aber die Qualität der aktuellen Bewegungsschätzung relativ schlecht ist. Diese Information kann von einem nachfolgenden Modul eines Fahrzeugs 100, z.B. zur Trajektorienplanung, verwendet werden, um ein Ausmaß festzulegen, mit dem das Objekt 105 berücksichtigt wird. Die Reaktion des Fahrzeugs 100 auf das Objekt 105 kann von der Qualität der Bewegungsschätzung abhängen. Beispielsweise kann eine Trajektorie für das Fahrzeug 100 verwendet werden, um das Fahrzeug 100 möglichst weiträumig an dem Objekt 105 vorbeizufahren, wenn die Qualität der Bewegungsschätzung relativ gering ist. Bei relativ hoher Qualität der Bewegungsschätzung kann ggf. eine Trajektorie mit einem reduzierten Abstand zu dem Objekt 105 ermittelt werden.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften (Computer-implementierten) Verfahrens 600 zur Ermittlung von Bewegungsinformation in Bezug auf eine Bewegung eines Objektes 105. Als Bewegungsinformation kann z.B. eine Relevanz-Wahrscheinlichkeit dafür ermittelt werden, dass sich das Objekt 105 bewegt (und daher mittels einer Tracking-Methode nachverfolgt werden sollte). Alternativ oder ergänzend kann als Bewegungsinformation z.B. die Güte der im Rahmen der Tracking-Methode geschätzten Bewegung des Objektes 105 ermittelt werden.
Das Verfahren 600 umfasst das Ermitteln 601, auf Basis von Sensordaten eines Radarsensors 110, zumindest eines Geschwindigkeitswertes 411, 412 in Bezug auf die radiale Geschwindigkeit 212 des Objektes 105 für zumindest einen Messwinkel 112 (insbesondere für zumindest einen Azimuthwinkel) relativ zu dem Radarsensor 110. Der Geschwindigkeitswert 411, 412 kann die Dopplergeschwindigkeit an einem Messpunkt 201, 202, 203 des Objektes 105 anzeigen.
Das Verfahren 600 umfasst ferner das Vergleichen 602 des Geschwindigkeitswertes 411, 412 mit einem Geschwindigkeitsmodell 300 für das Objekt 105. Dabei kann das Geschwindigkeitsmodell 300 einen Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302 umfassen, der die radiale Referenz-Geschwindigkeit des Objektes 105 als Funktion des Messwinkels 112 anzeigt. Im Rahmen der Tracking-Methode kann für das Objekt 105 z.B. eine Bewegungsrichtung und/oder eine Bewegungsgeschwindigkeit geschätzt worden sein (z.B. an einem vorhergehenden Zeitpunkt). Das Geschwindigkeitsmodell 300, insbesondere der Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302, kann dann auf Basis der geschätzten Bewegungsrichtung und/oder der geschätzten Bewegungsgeschwindigkeit des Objektes 105 ermittelt werden. Alternativ oder ergänzend kann das Geschwindigkeitsmodell 300, insbesondere der Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302, auf Basis des zumindest einen Geschwindigkeitswertes 411, 412 selbst ermittelt werden.
Im Rahmen des Vergleichs kann überprüft werden, ob der gemessene Geschwindigkeitswert 411, 412 mit dem Geschwindigkeitsmodell 300 konsistent ist. Insbesondere kann überprüft werden, ob der Geschwindigkeitswert 411, 412 relativ nah zu bzw. relativ weit von dem Referenz-Geschwindigkeitsverlauf 302 angeordnet ist.
Das Verfahren 600 kann ferner das Ermitteln 603 der Bewegungsinformation in Bezug auf die Bewegung des Objektes 105 auf Basis des Vergleichs umfassen. Insbesondere kann z.B. ermittelt werden, dass die im Rahmen der Tracking-Methode geschätzte Bewegung des Objektes 105 eine relativ hohe Güte aufweist, wenn der Vergleich ergeben hat, dass der gemessene Geschwindigkeitswert 411, 412 mit dem Geschwindigkeitsmodell 300 konsistent ist. Andererseits kann ggf. auf eine relativ niedrige Güte der geschätzten Bewegung des Objektes 105 geschlossen werden. Alternativ oder ergänzend kann als Bewegungsinformation ermittelt werden, ob sich das Objekt 105 bewegt (wenn z.B. detektiert wird, dass der gemessene Geschwindigkeitswert 411, 412 mit dem Geschwindigkeitsmodell 300 konsistent ist, und ungleich Null ist) oder nicht.
Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen können in effizienter und zuverlässiger Weise die Existenz-Wahrscheinlichkeit und/oder die Relevanz-Wahrscheinlichkeit für ein Objekt 105 im Umfeld eines Fahrzeugs 100 ermittelt werden. Des Weiteren kann in präziser Weise die Qualität der Bewegungsschätzung für ein Objekt 105 überprüft werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.

Claims

Vorrichtung (101) zur Ermittlung von Bewegungsinformation in Bezug auf eine Bewegung eines Objektes (105); wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - auf Basis von Sensordaten eines Radarsensors (110) zumindest einen Geschwindigkeitswert (411, 412) in Bezug auf eine radiale Geschwindigkeit (212) eines Objektes (105) für zumindest einen Messwinkel (112) relativ zu dem Radarsensor (110) zu ermitteln; - den Geschwindigkeitswert (411, 412) mit einem Geschwindigkeitsmodell (300) für das Objekt (105) zu vergleichen; wobei das Geschwindigkeitsmodell (300) einen Referenz-Geschwindigkeitsverlauf (302) umfasst, der eine radiale Referenz-Geschwindigkeit des Objektes (105) als Funktion des Messwinkels (112) anzeigt; und - die Bewegungsinformation in Bezug auf die Bewegung des Objektes (105) auf Basis des Vergleichs zu ermitteln.
Vorrichtung (101) gemäß Anspruch 1, wobei der Referenz-Geschwindigkeitsverlauf (302) insbesondere Cosinus-förmig ist.
Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche; wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - einen Abstand des Geschwindigkeitswertes (411, 412) von dem Referenz-Geschwindigkeitsverlauf (302) zu ermitteln; und - die Bewegungsinformation auf Basis des Abstands zu ermitteln.
Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, an einem aktuellen Zeitpunkt, - auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren Umfeldsensoren an ein oder mehreren vorhergehenden Zeitpunkten, eine Bewegungsrichtung und/oder eine Bewegungsgeschwindigkeit des Objektes (105) zu schätzen; und - das Geschwindigkeitsmodell (300) für den aktuellen Zeitpunkt, insbesondere den Referenz-Geschwindigkeitsverlauf (302), auf Basis der geschätzten Bewegungsrichtung und/oder der geschätzten Bewegungsgeschwindigkeit zu ermitteln.
Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - auf Basis des Vergleichs eine Existenz-Wahrscheinlichkeit in Bezug auf eine Existenz des Objektes (105) zu ermitteln und/oder zu aktualisieren; und/oder - auf Basis des Vergleichs eine Relevanz-Wahrscheinlichkeit in Bezug auf eine Relevanz dafür zu ermitteln und/oder zu aktualisieren, dass die Bewegung des Objekts (105) nachverfolgt wird; und/oder - auf Basis des Vergleichs eine geschätzte Bewegungsrichtung und/oder eine geschätzte Bewegungsgeschwindigkeit des Objektes (105) zu überprüfen.
Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Geschwindigkeitsmodell (300) einen Korridor um den Referenz-Geschwindigkeitsverlauf (302) umfasst; und - die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - zu überprüfen, ob der Geschwindigkeitswert (411, 412) innerhalb oder außerhalb des Korridors angeordnet ist; und - die Bewegungsinformation in Abhängigkeit davon zu ermitteln, ob der Geschwindigkeitswert (411, 412) innerhalb oder außerhalb des Korridors angeordnet ist.
Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - als Teil des Geschwindigkeitsmodells (300) einen Verlauf (303) einer maximal möglichen Mikro-Doppler Geschwindigkeit und/oder einen Verlauf (301) einer minimal möglichen Mikro-Doppler Geschwindigkeit zu ermitteln; - den Geschwindigkeitswert (411, 412) mit dem Verlauf (303) der maximal möglichen Mikro-Doppler Geschwindigkeit und/oder mit dem Verlauf (301) der minimal möglichen Mikro-Doppler Geschwindigkeit zu vergleichen; und - die Bewegungsinformation auf Basis des Vergleichs zu ermitteln.
Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - auf Basis der Sensordaten des Radarsensors (110) eine Mehrzahl von Geschwindigkeitswerten (411, 412) für eine entsprechende Mehrzahl von Messwinkeln (112) zu ermitteln; - die Mehrzahl von Geschwindigkeitswerten (411, 412) mit dem Geschwindigkeitsmodell (300), insbesondere mit dem Referenz-Geschwindigkeitsverlauf (302), für das Objekt (105) zu vergleichen; und - die Bewegungsinformation in Bezug auf die Bewegung des Objektes (105) auf Basis des Vergleichs zu ermitteln.
Vorrichtung (101) gemäß Anspruch 8, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, das Geschwindigkeitsmodell (300) für das Objekt (105), insbesondere den Referenz-Geschwindigkeitsverlauf (302), auf Basis der Mehrzahl von Geschwindigkeitswerten (411, 412) zu ermitteln.
Vorrichtung (101) gemäß einem der Ansprüche 8 bis 9, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - eine erste Teilmenge von Geschwindigkeitswerten (411) aus der Mehrzahl von Geschwindigkeitswerten (411, 412) zu ermitteln, die mit dem Geschwindigkeitsmodell (300) konsistent sind; - eine zweite Teilmenge von Geschwindigkeitswerten (412) aus der Mehrzahl von Geschwindigkeitswerten (411, 412) zu ermitteln, die nicht mit dem Geschwindigkeitsmodell (300) konsistent sind; und - die Bewegungsinformation in Bezug auf die Bewegung des Objektes (105) auf Basis eines Vergleichs der ersten Teilmenge und der zweiten Teilmenge zu ermitteln.
Vorrichtung (101) gemäß Anspruch 10, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - eine Relevanz-Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich das Objekt (105) bewegt, zu erhöhen, wenn eine Anzahl von Geschwindigkeitswerten (411) in der ersten Teilmenge größer als eine Anzahl von Geschwindigkeitswerten (412) in der zweiten Teilmenge ist; und/oder - eine Relevanz-Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich das Objekt (105) bewegt, zu reduzieren, wenn eine Anzahl von Geschwindigkeitswerten (411) in der ersten Teilmenge kleiner als eine Anzahl von Geschwindigkeitswerten (412) in der zweiten Teilmenge ist.
Vorrichtung (101) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 11, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - auf Basis einer Anzahl von Geschwindigkeitswerten (411) in der ersten Teilmenge und/oder auf Basis einer Anzahl von Geschwindigkeitswerten (412) in der zweiten Teilmenge mittels eines vordefinierten Zusammenhangs (423, 424, 425) einen Wahrscheinlichkeitswert (421) für eine Existenz- und/oder Bewegungs-Hypothese in Bezug auf das Objekt (105) zu ermitteln; und - eine Existenz-Wahrscheinlichkeit dafür, dass das Objekt (105) tatsächlich existiert, und/oder eine Relevanz-Wahrscheinlichkeit dafür, dass sich das Objekt (105) bewegt, in Abhängigkeit von dem Wahrscheinlichkeitswert (421) anzupassen.
Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - auf Basis von Sensordaten eines ersten Radarsensors (110) zumindest einen ersten Geschwindigkeitswert (411, 412) in Bezug auf die radiale Geschwindigkeit (212) des Objektes (105) für zumindest einen ersten Messwinkel (112) relativ zu dem ersten Radarsensor (110) zu ermitteln; - auf Basis von Sensordaten eines zweiten Radarsensors (110), zumindest einen zweiten Geschwindigkeitswert (411, 412) in Bezug auf die radiale Geschwindigkeit (212) des Objektes (105) für zumindest einen zweiten Messwinkel (112) relativ zu dem zweiten Radarsensor (110) zu ermitteln; - den ersten Geschwindigkeitswert (411, 412) mit einem ersten Geschwindigkeitsmodell (300), insbesondere mit einem ersten Referenz-Geschwindigkeitsverlauf (302), für das Objekt (105) und den zweiten Geschwindigkeitswert (411, 412) mit einem zweiten Geschwindigkeitsmodell (300), insbesondere mit einem zweiten Referenz-Geschwindigkeitsverlauf (502), für das Objekt (105) zu vergleichen; und - die Bewegungsinformation in Bezug auf die Bewegung des Objektes (105) auf Basis des Vergleichs zu ermitteln.
Vorrichtung (101) gemäß Anspruch 13, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, - das erste Geschwindigkeitsmodell (300) und das zweite Geschwindigkeitsmodell (300), insbesondere den ersten Referenz-Geschwindigkeitsverlauf (302) und den zweiten Referenz-Geschwindigkeitsverlauf (502), derart zu ermitteln, dass sich der erste Referenz-Geschwindigkeitsverlauf (302) und der zweite Referenz-Geschwindigkeitsverlauf (502) an einem vorbestimmten Soll-Messwinkelwert schneiden; und/oder - das erste Geschwindigkeitsmodell (300) und das zweite Geschwindigkeitsmodell (300) gemeinsam auf Basis des ersten Geschwindigkeitswertes (411, 412) und des zweiten Geschwindigkeitswertes (411, 412) zu ermitteln.
Vorrichtung (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (101) eingerichtet ist, eine Fahrzeugfunktion für ein Fahrzeug (100), insbesondere zum zumindest teilweise automatisierten Führen des Fahrzeugs (100), auf Basis der Bewegungsinformation in Bezug auf die Bewegung des Objektes (105) in einem Umfeld des Fahrzeugs (100) bereitzustellen.
Verfahren (600) zur Ermittlung von Bewegungsinformation in Bezug auf eine Bewegung eines Objektes (105); wobei das Verfahren (600) umfasst, - Ermitteln (601), auf Basis von Sensordaten eines Radarsensors (110), zumindest eines Geschwindigkeitswertes (411, 412) in Bezug auf eine radiale Geschwindigkeit (212) eines Objektes (105) für zumindest einen Messwinkel (112) relativ zu dem Radarsensor (110); - Vergleichen (602) des Geschwindigkeitswertes (411, 412) mit einem Geschwindigkeitsmodell (300) für das Objekt (105); wobei das Geschwindigkeitsmodell (300) einen Referenz-Geschwindigkeitsverlauf (302) umfasst, der eine radiale Referenz-Geschwindigkeit des Objektes (105) als Funktion des Messwinkels (112) anzeigt; und - Ermitteln (603) der Bewegungsinformation in Bezug auf die Bewegung des Objektes (105) auf Basis des Vergleichs.