DE102019216373A1

DE102019216373A1 - Verfahren zur Erfassung eines Zielobjekts

Info

Publication number: DE102019216373A1
Application number: DE102019216373.4A
Authority: DE
Inventors: Andreas Eisenbarth
Original assignee: Conti Temic Microelectronic GmbH
Current assignee: Continental Autonomous Mobility Germany GmbH
Priority date: 2019-10-24
Filing date: 2019-10-24
Publication date: 2021-04-29
Also published as: WO2021078335A1

Abstract

Verfahren zur Erfassung eines Zielobjekts, bei dem ein Radarsensor (2) Radarsignale in aufeinanderfolgenden Messzyklen ausgesendet, die vom Zielobjekt reflektiert und vom Radarsensor (2) als Radarziele (5) erfasst werden, anhand der Radarziele (5) eine Bewegungsinformation des Zielobjektes ermittelt wird, und ein zweites Objekt anhand von Radarzielen (9) erfasst wird, wobei von dem zweiten Objekt eine Bewegungsinformation ermittelt wird, die Bewegungsinformation des zweiten Objekts mit der Bewegungsinformation des Zielobjektes verglichen wird und der Vergleich der Bewegungsinformationen herangezogen wird, um das zweite Objekt als Spiegelobjekt (8) des Zielobjekts zu erkennen, wobei die Radarziele (9) dem Zielobjekt zugeordnet werden, wenn das zweite Objekt als Spiegelobjekt (8) erkannt worden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, insbesondere computerimplementiertes Verfahren, zur Erfassung eines Zielobjekts mittels eines Radarsensors, einen derartigen Radarsensor, ein Assistenzsystem bzw. Fahrerassistenzsystem, bei dem eine Zielobjekterfassung insbesondere anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt, ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens sowie ein transportables computerlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens gespeichert ist.
Technologischer Hintergrund
Moderne Fortbewegungsmittel wie Kraftfahrzeuge oder Motorräder werden zunehmend mit Fahrerassistenzsystemen ausgerüstet, welche mit Hilfe von geeigneter Sensorik bzw. Sensorsystemen die Umgebung erfassen, Verkehrssituationen erkennen und den Fahrer unterstützen können, z. B. durch einen Brems- und/oder Lenkeingriff oder durch die Ausgabe einer optischen, haptischen oder akustischen Warnung. Als Sensorsysteme zur Umgebungserfassung werden regelmäßig Radarsensoren, Lidarsensoren, Kamerasensoren, Ultraschallsensoren oder dergleichen eingesetzt. Aus den durch die Sensoren ermittelten Sensordaten können anschließend Rückschlüsse auf die Umgebung gezogen werden. Die Umgebungserfassung mittels Radarsensoren basiert z. B. auf der Aussendung von gebündelten elektromagnetischen Wellen und deren Reflexion an Objekten, z. B. andere Verkehrsteilnehmer, Hindernisse auf der Fahrbahn oder die Randbebauung der Fahrbahn. Die einzelnen einem Objekt zugehörigen Reflexionen bzw. Detektionen werden als sogenannte Radarziele vom Radarsensor erfasst und z. B. durch einen geeigneten Algorithmus dem entsprechenden Objekt zugeordnet. Die detektierten Radarsignale enthalten allerdings oftmals Spiegelungen, die durch die Reflexion an Oberflächen entstehen, wie z. B. durch die Reflexion an Leitplanken oder der Straßenrandbebauung. Dies führt in der Regel zu zusätzlichen Messungen, welche keinem realen Objekten zuzuordnen sind und entsprechend markiert werden müssen, sogenannte Spiegeldetektion, Spiegelobjekte oder Ghosttargets. Derartige Detektionen sind gerade in Hinblick auf die Umfelderkennung und Objektklassifikation unerwünscht, um z. B. Notbremsungen des eigenen Fahrzeugs, die durch Spiegelungen ausgelöst werden, zu vermeiden. Daher besteht ein besonderes Interesse an der Detektion und Zuordnung derartiger Spiegelobjekte, um die Objektverfolgung zu verbessern und die Objektgenauigkeit und -verfügbarkeit zu erhöhen, um z. B. auch „Trackabrisse“ bei der Objektverfolgung zu vermeiden.
Druckschriftlicher Stand der Technik
Aus der DE 10 2012 108 023 A1 ist ein Verfahren zur radarbasierten Erkennung einer Stra-ßenrandbebauung bekannt, bei dem ein erstes Zielobjekt, z. B. ein vorausfahrendes Fahrzeug, und ein zweites Zielobjekt, d. h. ein Spiegelobjekt des ersten Zielobjekts, erfasst wird. Dabei wird das erste Zielobjekt dem zweiten Zielobjekt zugeordnet, wenn die Longitudinalentfernungen und die Longitudinalgeschwindigkeiten des ersten und des zweiten Zielobjekts im Wesentlichen übereinstimmen und der ermittelte Radarquerschnitt des zweiten Zielobjekts geringer ist als der ermittelte Radarquerschnitt des ersten Zielobjekts. Ferner erfolgt das Erkennen der Straßenrandbebauung anhand der Zuordnung der Zielobjekte, da angenommen wird, dass es sich um eine Straßenrandbebauung handeln muss, wenn das Zweite Zielobjekt ein Spiegelobjekt des ersten Zielobjektes ist, weil sich die Radarsignale dann an einer solchen Straßenrandbebauung spiegeln müssen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Erkennung eines Zielobjektes sowie entsprechende Vorrichtungen zur Verfahrensausführung zur Verfügung zu stellen, bei dem die Nachteile aus dem Stand der Technik überwunden sind und die Zielobjekterfassung in einfacher und kostengünstiger Weise verbessert wird.
Lösung der Aufgabe
Die vorstehende Aufgabe wird durch die gesamte Lehre des Anspruchs 1 sowie der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Erfassung eines Zielobjekts sendet ein Radarsensor zunächst Radarsignale in aufeinanderfolgenden Messzyklen aus, die von dem Zielobjekt reflektiert werden, sodass der Radarsensor diese wieder als Radarziele erfassen kann. Anhand der Radarziele wird dann eine Bewegungsinformation des Zielobjektes ermittelt. Ferner wird ein zweites Objekt anhand von Radarzielen erfasst, wobei von dem zweiten Objekt eine Bewegungsinformation ermittelt wird, die mit der Bewegungsinformation des Zielobjektes verglichen wird. Dieser Vergleich der Bewegungsinformationen wird anschließend herangezogen, um das zweite Objekt als Spiegelobjekt des Zielobjekts zu erkennen bzw. zu klassifizieren oder nicht. Die Radarziele des zweiten Objekts können dann dem Zielobjekt zugeordnet werden, wenn das zweite Objekt als Spiegelobjekt des Zielobjektes erkannt worden ist. Daraus resultiert der Vorteil, dass das getrackte Objekt interner Genauigkeit nicht durch Spiegelungen lateral beeinflusst und somit besser nutzbar für automatisiertes Fahren ist. Die getrackten Objekte haben dadurch eine höhere Verfügbarkeit, da auch die jeweils dazugehörigen Spiegeldetektionen alleine genutzt werden können, um das Objekt bei ausreichender Qualität verfügbar zu halten. Ferner kommt es zu einer Verringerung der Anzahl an nicht real getrackten Objekten (Spiegelobjekten), da diese Detektionen mit den realen Objekten verarbeitet werden, woraus eine Verringerung der Rechenzeit resultiert, da weniger Objekte pro Rechenzyklus zu prozessieren sind. Die beiden ersten gutes in essentiell für automatisiertes fahren, nämlich hoher Verfügbarkeit bei gleichzeitiger hoher Genauigkeit der getrackten Objekte. Ferner lässt sich die Erfindung in einfacher Weise auf alle radarbasierten Fahrerassistenzsysteme bzw. Radarsensoren übertragen, insbesondere auch auf nach hinten oder zur Seite gerichtete Radarsensoren.
Zweckmäßigerweise kann als Bewegungsinformation des jeweiligen Objekts die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung und/oder ein Radarquerschnitt und/oder der Abstand zum Radarsensor vorgesehen sein.
Vorzugsweise wird anhand der Radarziele ein Suchfenster für folgende Messzyklen für das Zielobjekt festgelegt. Dadurch kann das Zielobjekt in einfacher Weise verfolgt bzw, getrackt werden. Zudem kann dadurch der Fokus der Detektion auf den zu erwartenden Zielbereich bzw. das Suchfenster gerichtet werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird das Suchfenster für Radarziele des Zielobjekts, insbesondere lateral, erweitert, wenn das zweite Objekt als Spiegelobjekt des ersten Objekts erkannt wurde.
Ferner können dem Zielobjekt Radarziele zugeordnet werden, welche im erweiterten Suchfenster erfasst wurden. Die laterale Position der im erweiterten Suchfenster befindlichen Radarziele bleibt jedoch unberücksichtigt. Dadurch wird das Zielobjekt auch nicht lateral verschoben.
Zweckmäßigerweise kann die Erweiterung des Suchfensters rückgängig gemacht werden, wenn in einer festlegbaren Anzahl von Messzyklen dem Zielobjekt keine zusätzlichen Radarziele des erweiterten Suchfensters zugeordnet werden können und die Erweiterung des Suchfensters auf eine festlegbare Anzahl von Messzyklen beschränkt wird.
Vorzugsweise bleibt bei der Zuordnung der Radarziele des Spiegelziels zum Zielobjekt die laterale Position der Radarziele bzw. des Spiegelziels unberücksichtigt, sodass die ermittelte laterale Position des Zielobjekts nicht beeinflusst wird.
Ferner kann eine Straßenrandschätzung vorgesehen sein, wobei der geschätzte Straßenrand herangezogen wird, um zu erkennen, ob es sich bei dem zweiten Objekt um ein Spiegelobjekt des Zielobjekts handelt oder nicht. Beispielsweise indem das zweite Objekt als Spiegelobjekt klassifiziert wird, wenn es sich nicht innerhalb des geschätzten Straßenrandes befindet, d. h. sich auf oder innerhalb der realen Fahrbahn befindet. In praktischer Weise kann die Straßenrandschätzung anhand der Sensordaten und mittels einer zentralen Steuerung erfolgen.
Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, mit denen die Bewegungsinformation des Objekts, die Klassifikation des Objekts und/oder die Klassifikation der Verkehrssituation weitergeleitet werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren ferner folgende Schritte: Erkennen einer Detektion außerhalb der eigenen Spur (Schritt I), Suchen nach Objekten innerhalb der eigenen Spur (Schritt II), Markieren der Spiegeldetektion (Schritt III), Aktualisieren der Detektionsliste (Schritt IV), Datenassoziation (Schritt V), Datenupdate (Schritt VI), Objektqualitätsmaßbestimmung (Schritt VII) sowie Aktualisieren der Objektliste (Schritt VIII).
Ferner umfasst die vorliegende Erfindung ein Fahrerassistenzsystem für ein Egofahrzeug, bei dem eine Erfassung eines Zielobjekts erfolgt, welche insbesondere anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt wird. Das Fahrerassistenzsystem weist hierzu eine Steuereinheit (z. B. ECU - Electronic Control Unit, ADCU - Assisted and Automated Driving Control Unit oder ein anderer aus dem Stand der Technik bekannter Computer, Mikrocontroller, Prozessor oder dergleichen) zum Steuern des Fahrerassistenzsystems bzw. die jeweiligen Assistenzfunktionen sowie einen Radarsensor zur Objekt- und Umfelderkennung auf. Der Radarsensor sendet dabei Radarsignale in aufeinanderfolgenden Messzyklen aus, die von dem Zielobjekt reflektiert und vom Radarsensor wieder als Radarziele erfasst werden. Anhand der Radarziele kann dann eine Bewegungsinformation des Zielobjekts ermittelt werden (wie z. B. die Geschwindigkeit des Zielobjektes, der Abstand vom Zielobjekt zum Egofahrzeug bzw. zum Radarsensor und/oder die Beschleunigung des Zielobjektes. Ferner wird unter Berücksichtigung der Bewegungsinformation bzw. Bewegungsinformationen ein Suchfenster für die Radarziele des Objektes folgender Messzyklen festgelegt. Wird nun zweites Objekt anhand von weiteren Radarzielen durch den Radarsensor erfasst, wird auch von dem zweiten Objekt eine Bewegungsinformation ermittelt, wobei die Steuereinheit die Bewegungsinformation des zweiten Objekts mit der Bewegungsinformation des Zielobjektes vergleicht. Durch diesen Vergleich der Bewegungsinformationen kann dann entschieden werden, ob es sich bei dem zweiten Objekt um ein Spiegelobjekt des Zielobjekts handelt bzw. ob dieses als solches erkannt wird oder nicht. Sofern das zweite Objekt dann als Spiegelobjekt erkannt worden ist, werden die Radarziele des zweiten Objekts dem Zielobjekt zugeordnet, um die Objektverfügbarkeit und Objektqualität des Zielobjektes zu verbessern.
Darüber hinaus wird ein Radarsensor zur Objekt- und Umfelderkennung beansprucht, der ein Zielobjekt erfasst, indem der Radarsensor Radarsignale in aufeinanderfolgenden Messzyklen aussendet, die von dem Zielobjekt reflektiert und vom Radarsensor wieder als Radarziele empfangen bzw. erfasst werden, wobei die Erfassung des Zielobjektes anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Radarsensor, um einen Sensor, welcher Objekte anhand von ausgesendeten elektromagnetischen Wellen detektiert, die an den Objekten reflektiert und wieder empfangen werden. Die elektromagnetischen Wellen können dabei unterschiedliche Wellen- und Frequenzbereiche aufweisen. Beispielsweise können die elektromagnetischen Wellen in einem Wellenlängenbereich von 1 mm bis 10 km bzw. Frequenzbereich von 300 GHz bis 30 kHz, vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich von 1 cm bis 1000 m bzw. Frequenzbereich von 30 GHz bis 300 kHz, vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich von 10 cm bis 100 m bzw. Frequenzbereich von 3 GHz bis 3 MHz, besonders vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich von 1 m bis 10 m bzw. Frequenzbereich von 300 MHz bis 30 MHz liegen. Ferner können die elektromagnetischen Wellen auch in einem Wellenlängenbereich von 10 nm bis 3 mm bzw. Frequenzbereich von 30 PHz bis 0,1 THz, vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 1 mm bzw. Frequenzbereich von 789 THz bis 300 GHz, vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich von 780 nm bis 1 mm bzw. Frequenzbereich von 385 THz bis 300 GHz, besonders vorzugsweise in einem Wellenlängenbereich von 780 nm bis 3 µm bzw. Frequenzbereich von 385 THz bis 100 THz liegen.
Ferner umfasst die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Computerprogramm in einem Computer oder einem sonstigen aus dem Stand der Technik bekannten programmierbaren Rechner ausgeführt wird. Demzufolge kann das Verfahren auch als rein computerimplementiertes Verfahren ausgestaltet sein, wobei der Begriff „computerimplementiertes Verfahren“ im Sinne der Erfindung eine Ablaufplanung bzw. Vorgehensweise beschreibt, welche anhand eines Rechners verwirklicht bzw. durchgeführt wird. Der Rechner, wie z. B. ein Computer, ein Computernetzwerk oder eine andere aus dem Stand der Technik bekannte programmierbare Vorrichtung (z. B. eine einen Prozessor, Mikrocontroller oder dergleichen umfassenden Rechnervorrichtung), kann dabei mittels programmierbarer Rechenvorschriften Daten verarbeiten. In Bezug auf das Verfahren können dabei wesentliche Eigenschaften z. B. durch ein neues Programm, neue Programme, einen Algorithmus oder dergleichen bewirkt werden.
Zudem umfasst die vorliegende Erfindung ein computerlesbares Speichermedium, das Anweisungen umfasst, welche den Computer, auf dem sie ausgeführt werden, veranlassen, ein Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.
Ausdrücklich umfasst sind von der Erfindung auch nicht explizit genannte Merkmalskombinationen der Merkmale bzw. Ansprüche, sogenannte Unterkombinationen.
Figurenliste
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zweckmäßigen Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

1 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Verkehrsszenarios, bei dem ein Egofahrzeug ein vorausfahrendes Fahrzeug sowie die Fahrzeugumgebung des Egofahrzeuges mittels Radarsensor erfasst;
2 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Radargrids des Verkehrsszenarios aus 1;
3 eine vereinfachte schematische Darstellung eines weiteren Verkehrsszenarios, bei dem ein Egofahrzeug ein vorausfahrendes Fahrzeug sowie die Fahrzeugumgebung des Egofahrzeuges mittels Radarsensor erfasst;
4 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Radargrids des Verkehrsszenarios aus 3;
5 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Radargrids des Verkehrsszenarios, bei dem ein real getracktes Objekt anhand einer herkömmlichen Methode aus dem Stand der Technik erfasst wird;
6 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs der Klassifikation von Spiegelobjekten;
7 eine vereinfachte schematische Darstellung eines Radargrids des Verkehrsszenarios aus 3, bei dem das real getrackte Objekt anhand des erfindungsgemäßen Verfahrens erfasst wird, sowie
8 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs der Datenzuordnung.

Bezugsziffer 1 in dem Verkehrsszenario gemäß 1 beschreibt ein Egofahrzeug, welches einen Sensor zur Objekt- und Umgebungserfassung aufweist. Als Sensor im Egofahrzeug 1 ist ein Radarsensor 2, insbesondere ein Fernbereichsradarsensor, vorgesehen, welcher einen nach vorne gerichteten Detektionsbereich 3 aufweist und im Frontbereich des Egofahrzeuges 1 angeordnet ist (z. B. hinter dem Radom im Bereich des vorderen Stoßfängers). Ferner befindet sich vor dem Egofahrzeug 1 ein weiteres dem Egofahrzeug 1 vorausfahrendes Fahrzeug 4, welches vom Fahrerassistenzsystem im Zuge der Objektverfolgung (Objekttracking) mittels des Radarsensors 2 erfasst wird. Bei dem vorausfahrenden Fahrzeug 4 handelt es sich somit um ein vom Radarsensor 2 zu erfassendes Zielobjekt. Die erfassten Radarsignale bzw. Detektionen können dann in eine Objektliste abgespeichert werden. Ferner können die Detektionen in einem sogenannten Radargrid dargestellt werden, gemäß 2. Anhand der Sensordaten des Radarsensors 2 kann dann das vorausfahrende Fahrzeug 4 erfasst und verfolgt (getrackt) werden, indem den reflektierten Detektionen bzw. Radarzielen 5 des Fahrzeuges 4 ein Objekt 4a zugeordnet wird. Dabei kann der Abstand zum Fahrzeug 4 und zudem eine Bewegungsinformation, z. B. die Geschwindigkeit oder die Beschleunigung, des Fahrzeuges 4 ermittelt werden. Durch die Radarziele 5 und die dazugehörigen Bewegungsinformationen kann das Egofahrzeug 1 die folgende Bewegung bzw. die Trajektorie des Fahrzeuges 4 prädizieren und den Suchbereich nach zum Fahrzeug 4 dazugehörigen erwarteten Detektionen bzw. das Suchfenster 6 entsprechend an das in 2 dargestellte prädizierte Objekt bzw. Fahrzeug 4 ausrichten bzw. anpassen. Ferner kann das Fahrzeug 4 durch den Klassifikator klassifiziert werden (z. B. als PKW, LKW, im Falle eines Unfalls als Unfallfahrzeug und dergleichen). Die Klassifikation kann zudem mit in die Bewegungsprädiktion mit einbezogen werden. Somit kann die Verkehrssituation bestimmt werden, sodass auf Veränderungen bzw. Gefahren rechtzeitig mit Brems- und/oder Lenkeingriffen oder Geschwindigkeitsanpassungen, Aussenden von Warnungen oder dergleichen reagiert werden kann.
Ferner ist das Egofahrzeug 1 mit einem Fahrerassistenzsystem ausgestattet, das Funktionen, wie z. B. ACC (Adaptive Cruise Control bzw. Abstandsregeltempomat) und/oder EBA (Emergency Breaking Assist bzw. Notbremsassistent) und/oder LKA (Lane Keep Assist bzw. Spurhalte-/Spurwechselassistent) ausführen bzw. steuern kann und die Umwelt bzw. das Fahrzeugumfeld mittels anhand der Sensordaten erkennt und klassifiziert. Für die Funktionsausführung umfasst das Fahrerassistenzsystem eine, in den Figuren nicht dargestellte, zentrale Steuereinheit (ECU - Electronic Control Unit, ADCU Assisted & Automated Driving Control Unit). Der Klassifikator kann dabei als eigenständiges Modul oder als Softwareapplikation bzw. Algorithmus auf der zentralen Steuereinheit des Fahrerassistenzsystems hinterlegt sein.
In 3 ist ein Verkehrsszenario dargestellt, bei dem das Egofahrzeug 1 dem vorausfahrenden Fahrzeug 4 folgt. Auf einer Seite der Fahrzeuge 1, 4 befindet sich eine Leitplanke 7. In einfacher Weise wird die Leitplanke 7 ebenfalls über die Sensorik zur Umfelderfassung erkannt. Beispielsweise kann diese ebenfalls über Radardetektionen des Radarsensors 2 erfasst und im Radargrid gemäß 4 dargestellt werden.
Das Ego Fahrzeug 1 sendet über den Radarsensor 2 vom Sende- und Empfangspunkt A Radarsignale aus, die vom Fahrzeug 4 am Reflexionspunkt B reflektiert und wieder vom Radarsensor 2 als Radarziele 5 empfangen werden. Ein Teil der ausgesendeten Radarsignale wird allerdings vom Reflexionspunkt B auch in Richtung Leitplanke 7 und dann über den Reflexionspunkt C hin zum Radarsensor 2 reflektiert. Demzufolge enthalten die auf diese Weise vom Radarsensor 2 empfangenen Radarsignale Detektionen bzw. Radarziele 9, welche mit abweichendem Empfangswinkel empfangen werden und somit keinem realen Objekt zuzuordnen sind. Die Radarziele 9 werden daher einem Spiegelobjekt 8 zugeordnet, welches die gleiche Geschwindigkeit bzw. den gleichen longitudinalen Abstand zum Egofahrzeug 1 aufweist, wie das Fahrzeug 4, sodass die Auswerteelektronik des Radarsensors bzw. die zentrale Steuereinheit einen Reflexionspunkt D annimmt bzw. berechnet, der sich am vermeintlichen Spiegelobjekt 8 befindet. Die Position des Spiegelobjektes 8 wird dabei aufgrund des unterschiedlichen Empfangswinkels lateral versetzt zum Fahrzeug 4 angeordnet bzw. berechnet. Derartige als Spiegelungen erkannten Objekte werden gemäß dem Stand der Technik in der folgenden Signalverarbeitung in Bezug auf das reale Objekt nicht weiter berücksichtigt, so dass die Messung des Spiegelobjekts für das Messen des realen Objekts keine Bedeutung hat.
Für den Fall, dass das reale Objekt bzw. das Fahrzeug 4 nicht auf direktem Wege erkannt worden ist, aber das Spiegelobjekt 8 erkannt wurde, hat das Erkennen des Spiegelobjektes 8 keinen Einfluss auf das getrackte Objekt des realen Fahrzeuges 4, wobei die Objektqualität und/oder Objektverfügbarkeit des Fahrzeuges 4 sinken würde, gegebenenfalls bis zum kompletten Objektverlust. Sollten aber die Spiegeldetektion bzw. die Radarziele 9 zum Tracken des realen Objekts genutzt werden, würde sich die Position des nunmehr real getrackten Objekts 4a verzerren, da die laterale Position von Objekt 4a nicht der realen Position des realen Objekts (d. h. der realen Position von Fahrzeuges 4) entspricht, wie in 5 dargestellt. Dementsprechend würde die getrackte laterale Position des Fahrzeuges 4 in Richtung der Spiegeldetektion verschoben, was dazu führen kann, dass die Spur des Egofahrzeuges 1 als frei erkannt würde, obwohl sich dort noch das reale Fahrzeug 4 befindet. Dadurch käme es zu einer erheblichen Beeinträchtigung der Verkehrssicherheit.
Demzufolge ergeben sich zwei wesentliche Probleme: Zum einen, dass Spiegeldetektion als separate Objekte getrackt werden, wobei eine eventuelle Spiegeldetektion keinen Einfluss auf die sinkende Objektqualität des getrackten realen Objekts, wenn das reale Objekt nicht gemessen worden ist, und zum anderen, dass die getrackte laterale Position derart beeinflusst werden kann, dass sie nicht mehr der realen Objekt Position entspricht, wenn eine Spiegeldetektion dem realen Objekt zugeordnet (assoziiert) wird.
Erfindungsgemäß erfolgt zunächst z. B. eine Objekt- und Umfelderkennung mittels Radarsensor 2, wobei die erfassten Detektionen jeweils Objekten zugeordnet werden, die dann klassifiziert werden können. Hierbei können Objekte, die z. B. als Leitplanke 7 oder Straßenrandbebauung klassifiziert worden sind, zur Straßenrandschätzung herangezogen werden. Zudem können Objekte als Verkehrsteilnehmer wie Fahrzeuge oder Fußgänger erkannt und klassifiziert werden. Ferner kann eine Klassifikation der Radardetektionen derart erfolgen, dass Spiegelungen bzw. Spiegelobjekte 8 auch als solche klassifiziert werden. In einfacher Weise können die Klassifikation und/oder die Straßenrandschätzung über die Steuereinheit realisiert werden.
Ein schematischer Ablauf der Klassifikation von Spiegelobjekten ist in 6 dargestellt. Die existierende Straßenrandschätzung 10 und die Liste der aktuellen Radardetektionen (Detektionsliste 11), die im Prozessierungszyklus aufgenommen wird, sind dabei ein wesentlicher Input für die Klassifikation der Spiegeldetektionen. Für die Klassifikation wird zunächst für alle Detektionen ermittelt, ob sie sich innerhalb oder außerhalb der von der Straßenrandschätzung geschätzten Begrenzung befinden (Schritt I: Erkennen einer Detektion bzw. aller Detektionen außerhalb der eigenen Spur). Dabei wird für alle Detektionen, die sich außerhalb des Straßenrandes befinden, innerhalb des Straßenrandes nach einem bereits existierenden getrackten Objekt gesucht, welches eine zumindest im Wesentlichen übereinstimmende longitudinale Position und Geschwindigkeit hat, wie die Detektion des realen Objektes bzw. des Fahrzeuges 4 (Schritt II: Suche). Wird ein derartiges getracktes Objekt gefunden, wird die aktuelle Detektion als Spiegeldetektion 8 markiert (Schritt III: Markieren der Spiegeldetektion), wie auch in 4 gezeigt. Die markierten und klassifizierten Detektionen können dann in die Detektionsliste 11 aufgenommen werden (Schritt IV: Aktualisieren der Detektionsliste), so dass eine aktualisierte Detektionsliste 12 vorliegt, welche auch die jeweiligen Spiegelklassifikationen enthält.
Anschließend wird das Suchfenster für getrackte Objekte in lateraler Position für als Spiegeldetektion klassifizierte Radardetektionen erweitert, wie in 7 dargestellt, wobei die laterale Position für das Tracken des realen Objekts nicht berücksichtigt wird (hingegen die Geschwindigkeit und die longitudinale Position verwendet werden). Dadurch werden die genannten Probleme gelöst, da die Spiegeldetektion nicht separat getrackt werden, sondern dem real getrackten Objekt zugeordnet werden. Dadurch sinkt die Qualität des getrackten Objekts nicht, da es als gemessen eingestuft wird. Das real getrackte Objekt wird dabei nicht in lateraler Position verzerrt, da die laterale Position der Spiegeldetektion nicht genutzt wird. Die longitudinale Position und gemessene Geschwindigkeit werden nicht oder zumindest nur minimal beeinflusst, wodurch das getrackte Objekt seine reale Position behält. Zudem verbessert sich die Objektqualität und die Objektverfügbarkeit des realen Objektes bzw. von Fahrzeug 4 (daher in 7 mit dicker Umrandung dargestellt), da nun auch die zusätzlichen Radarziele 9 zur Objektqualität beitragen. Dadurch können auch Trackingabrisse vermieden werden, da das real getrackte Objekte sogar anhand der Radarziele 9 weiterverfolgt bzw. getrackt werden kann, wenn z. B. aufgrund einer Störung keine Radarziele 5 mehr detektiert werden. Die Objektverfolgung wird dadurch in besonderem Maße verbessert.
In 8 ist ein schematischer Ablauf der Datenzuordnung bzw. der Zuordnung der Spiegeldetektionen zum real getrackten Objekt dargestellt. Die aktualisierte Detektionsliste 12 sowie die aktuelle Objektliste 13, sind dabei ein wesentlicher Input für die Zuordnung der Spiegeldetektionen. Im sogenannten Datenassoziationsschritt (Schritt V) werden aktuelle Detektionen existierenden getrackten Objekten zugeordnet, indem für Spiegeldetektionen erweiterte laterale Suchfenster verwendet werden, um einen größeren Bereich abzudecken und mehr Daten sammeln zu können. Im darauffolgenden Datenupdate (Schritt VI) bzw. Tracking-Update-Schritt, werden die in Schritt V zu jedem gesammelten Daten genutzt, um die Eigenschaften der Objekte (Position, Geschwindigkeit und dergleichen) zu aktualisieren. Die laterale Position der Spiegelobjekte wird dabei nicht berücksichtigt, d. h. die X-Position für getrackte Spiegeldetektion wird nicht genutzt. Das Nichtbenutzen der lateralen Position beim Datenupdate (Schritt VI) kann über verschiedene Wege erreicht werden, z. B. durch Festlegen einer hohen (beziehungsweise unendlichen) lateralen Varianz, durch Verringern (beziehungsweise zu 0 setzen) einer existierenden Assoziationswahrscheinlichkeit für die laterale Position oder durch Überschreiben der lateralen Position der Detektion mit einem anderen Wert, z. B. der aktuellen lateralen Objektposition. Ferner kann die Objektqualität bzw. die Objektmaßqualität bestimmt werden (Schritt VII: Objektqualitätsmaßbestimmung). Insbesondere steigt das Objektqualitätsmaß infolge einer Bestätigung durch Messung oder und fällt bei Nichtbestätigung (Prädiktion). Anschließend kann die Objektliste 13 aktualisiert werden (Schritt VIII: Aktualisieren der Objektliste), so dass eine aktualisierte Objektliste 14 vorliegt.
Ferner kann die Straßenrandschätzung auch von anderen externen und/oder internen Quellen kommen, z. B. von einer Kamera, über GPS, dem Navigationssystem, via Car2Car- oder Car2X-Kommunikation oder auch einem anderen Radarsensor, oder sie kann intern als weiterer Prozessschritt durch die Radardaten ermittelt werden. Dabei kann die Straßenrandschätzung in verschiedenen mathematischen Modellen vorliegen, insbesondere in der einfachen Klothoidenform gemäß folgender Gleichung $Y = A*x + ((C0*x*x) / 2),$
oder der erweiterten Klothoidenform gemäß $Y = A*X + ((C0*x*x) / 2) + ((C1*x*x*x) / 6) .$
Zweckmäßigerweise kann der Verfahrensablauf bzw. der Algorithmus in Soft- und/oder Hardware implementiert sein, beispielsweise als Programm, das von einem universellen entsprechend leistungsfähigen Computer bzw. Mikrocontroller oder Prozessor ausgeführt wird (als sogenanntes computerimplementiertes Verfahren), oder in Form einer speziellen Hardware wie einem ASIC (Application Specific Integrated Circuit) oder PGA (Programmable Gate Array).
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird somit eine radarbasierte Objekterkennungskomponente für das hochautomatisierte bzw (teil-)autonome Fahren zur Verfügung gestellt, welches sehr genau getrackte Objekte bzw. andere Verkehrsteilnehmer mit hoher Verfügbarkeit liefert. Infolgedessen kann die Objektgenauigkeit und Objektverfügbarkeit von radarbasierten Fahrerassistenzsystemen verbessert werden. Daher stellt die vorliegende Erfindung einen ganz besonderen Beitrag auf dem Gebiet der Radarsensorik sowie des autonomen Fahrens und der Fahrerassistenzsysteme dar.
Bezugszeichenliste

1: Egofahrzeug
2: Radarsensor
3: Detektionsbereich
4: Fahrzeug
4a: getracktes Objekt (unter Berücksichtigung der Radarziele 5 und 9)
5: Radarziele (Fahrzeug 4)
6: Suchfenster
6a: erweitertes Suchfenster
7: Leitplanke
8: Spiegelobjekt
9: Radarziele (Spiegelobjekt 8)
10: Straßenrandschätzung
11: Detektionsliste
12: aktualisierte Detektionsliste
13: Objektliste
14: aktualisierte Objektliste
A: Sende- und/Empfangspunkt (Radarsensor 2)
B: Reflexionspunkt (Fahrzeug 4)
C: Reflexionspunkt (Leitplanke 7)
D: angenommener Reflexionspunkt (Spiegelobjekt 8)
I: Erkennen einer Detektion außerhalb der eigenen Spur
II: Suchen nach Objekten innerhalb der eigenen Spur
III: Markieren der Spiegeldetektion
IV: Aktualisieren der Detektionsliste
V: Datenassoziation
VI: Datenupdate
VII: Objektqualitätsmaßbestimmung
VIII: Aktualisieren der Objektliste

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012108023 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Erfassung eines Zielobjekts, bei dem ein Radarsensor (2) Radarsignale in aufeinanderfolgenden Messzyklen ausgesendet, die vom Zielobjekt reflektiert und vom Radarsensor (2) als Radarziele (5) erfasst werden, anhand der Radarziele (5) eine Bewegungsinformation des Zielobjektes ermittelt wird, und ein zweites Objekt anhand von Radarzielen (9) erfasst wird, wobei von dem zweiten Objekt eine Bewegungsinformation ermittelt wird, die Bewegungsinformation des zweiten Objekts mit der Bewegungsinformation des Zielobjektes verglichen wird und der Vergleich der Bewegungsinformationen herangezogen wird, um zu erkennen, ob es sich bei dem zweiten Objekt um ein Spiegelobjekt (8) des Zielobjekts handelt oder nicht, wobei die Radarziele (9) dem Zielobjekt zugeordnet werden, wenn das zweite Objekt als Spiegelobjekt (8) erkannt worden ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Bewegungsinformation des jeweiligen Objekts die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung und/oder ein Radarquerschnitt und/oder der Abstand zum Radarsensor (2) vorgesehen ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Suchfenster (6) für das Zielobjekt anhand der Radarziele (5) festgelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Suchfenster (6) für Radarziele des Zielobjekts, insbesondere lateral, erweitert wird, wenn das zweite Objekt als Spiegelobjekt (8) des ersten Objekts erkannt wurde.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Zielobjekt Radarziele (9) zugeordnet werden, welche im erweiterten Suchfenster (6a) erfasst wurden.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erweiterung des Suchfensters (6) rückgängig gemacht wird, wenn in einer festlegbaren Anzahl von Messzyklen dem Zielobjekt keine zusätzlichen Radarziele des erweiterten Suchfensters (6a) zugeordnet werden können und die Erweiterung des Suchfensters (6) auf eine festlegbare Anzahl von Messzyklen beschränkt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Zuordnung der Radarziele (9) zum Zielobjekt die laterale Position der Radarziele (9) nicht berücksichtigt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Straßenrandschätzung (10) vorgesehen ist, wobei der geschätzte Straßenrand herangezogen wird, um zu erkennen, ob es sich bei dem zweiten Objekt um ein Spiegelobjekt (8) des Zielobjekts handelt oder nicht.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, womit die Bewegungsinformation des Objekts, die Klassifikation des Objekts und/oder die Klassifikation der Verkehrssituation weitergeleitet werden kann.
Verfahren zur Erfassung eines Zielobjekts, insbesondere nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner folgende Schritte umfasst: - Erkennen einer Detektion außerhalb der eigenen Spur (Schritt I), - Suchen nach Objekten innerhalb der eigenen Spur (Schritt II), - Markieren der Spiegeldetektion (Schritt III), - Aktualisieren der Detektionsliste (Schritt IV), - Datenassoziation (Schritt V), - Datenupdate (Schritt VI), - Objektqualitätsmaßbestimmung (Schritt VII) sowie - Aktualisieren der Objektliste (Schritt VIII).
Fahrerassistenzsystem für ein Egofahrzeug (1), welches eine Erfassung eines Zielobjekts umfasst, insbesondere anhand eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend eine Steuereinheit, einen Radarsensor (2) zur Objekt- und Umfelderkennung, wobei der Radarsensor (2) Radarsignale in aufeinanderfolgenden Messzyklen aussendet, die von dem Zielobjekt reflektiert und vom Radarsensor (2) als Radarziele (5) erfasst werden, wobei anhand der Radarziele (5) eine Bewegungsinformation des Zielobjekts ermittelt wird, und anhand der Bewegungsinformation ein Suchfenster für die Radarziele (5) des Objektes festgelegt wird, der Radarsensor (2) ein zweites Objekt anhand von Radarzielen (9) erfasst, wobei von dem zweiten Objekt eine Bewegungsinformation ermittelt wird, die Steuereinheit die Bewegungsinformation des zweiten Objekts mit der Bewegungsinformation des Zielobjektes vergleicht und der Vergleich der Bewegungsinformationen herangezogen wird, um zu erkennen, ob es sich bei dem zweiten Objekt um ein Spiegelobjekt (8) des Zielobjekts handelt oder nicht, wobei die Radarziele (9) dem Zielobjekt zugeordnet werden, wenn das zweite Objekt als Spiegelobjekt (8) erkannt worden ist.
Radarsensor (2) zur Objekt- und Umfelderkennung, wobei der Radarsensor (2) ein Zielobjekt erfasst, indem Radarsignale in aufeinanderfolgenden Messzyklen ausgesendet werden, die von dem Zielobjekt reflektiert und vom Radarsensor (2) als Radarziele (5) erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung des Zielobjektes anhand eines Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1-10 erfolgt.
Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung eines Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-10, wenn das Computerprogramm in einem Computer ausgeführt wird.
Computerlesbares Speichermedium umfassend Anweisungen, welche den Computer, auf dem sie ausgeführt werden, veranlassen, ein Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1-10 auszuführen.