DE102019217627A1 - Lidar with distance-dependent vertical resolution - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anpassungsvorrichtung (18) zum Anpassen einer vertikalen Auflösung einer scannenden Lidar-Messvorrichtung (16), mit: einer Eingangsschnittstelle (22) zum Empfangen einer Distanzangabe mit Informationen zu Abständen zwischen Zielpunkten im Sichtfeld (20) der Lidar-Messvorrichtung und der Lidar-Messvorrichtung; einer Auswerteeinheit (24) zum Ermitteln einer vertikalen Auflösung der Lidar-Messvorrichtung mit Informationen zu vertikalen Abtastwinkelinkrementen in Abhängigkeit von einer Position innerhalb des Sichtfelds der Lidar-Messvorrichtung basierend auf der Distanzangabe, wobei Bereichen von Zielpunkten im selben Abstand jeweils dieselben vertikalen Abtastwinkelinkremente zugeordnet werden; und einer Ausgabeschnittstelle (26) zum Ansteuern der Lidar-Messvorrichtung zum Ausgeben von Lidarsensordaten mit der ermittelten vertikalen Auflösung.Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein System (10) zum Detektieren eines Objekts (12, 12') in einer Umgebung eines Fahrzeugs (14) und ein Verfahren zum Anpassen einer vertikalen Auflösung einer scannenden Lidar-Messvorrichtung (16).The present invention relates to an adaptation device (18) for adapting a vertical resolution of a scanning lidar measuring device (16), having: an input interface (22) for receiving a distance specification with information on distances between target points in the field of view (20) of the lidar measuring device and the lidar measuring device; an evaluation unit (24) for determining a vertical resolution of the lidar measuring device with information on vertical scanning angle increments as a function of a position within the field of view of the lidar measuring device based on the distance specification, areas of target points at the same distance being assigned the same vertical scanning angle increments; and an output interface (26) for controlling the lidar measuring device for outputting lidar sensor data with the determined vertical resolution. The present invention further relates to a system (10) for detecting an object (12, 12 ') in the vicinity of a vehicle (14) and a method for adjusting a vertical resolution of a scanning lidar measuring device (16).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anpassungsvorrichtung zum Anpassen einer vertikalen Auflösung einer scannenden Lidar-Messvorrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein System zum Detektieren eines Objekts in einer Umgebung eines Fahrzeugs sowie ein Verfahren zum Anpassen einer vertikalen Auflösung einer scannenden Lidar-Messvorrichtung.The present invention relates to an adjustment device for adjusting a vertical resolution of a scanning lidar measuring device. The present invention further relates to a system for detecting an object in the surroundings of a vehicle and to a method for adapting a vertical resolution of a scanning lidar measuring device.

Moderne Fahrzeuge (Autos, Transporter, Lastwagen, Motorräder etc.) verfügen über eine Vielzahl von Sensoren, die dem Fahrer Informationen zur Verfügung stellen und einzelne Funktionen des Fahrzeugs teil- oder vollautomatisiert steuern. Über Sensoren werden die Umgebung des Fahrzeugs sowie andere Verkehrsteilnehmer erfasst. Basierend auf den erfassten Daten kann ein Modell der Fahrzeugumgebung erzeugt werden und auf Veränderungen in dieser Fahrzeugumgebung reagiert werden.Modern vehicles (cars, vans, trucks, motorcycles, etc.) have a large number of sensors that provide the driver with information and control individual functions of the vehicle in a partially or fully automated manner. The surroundings of the vehicle and other road users are recorded via sensors. Based on the recorded data, a model of the vehicle environment can be generated and changes in this vehicle environment can be reacted to.

Ein wichtiges Sensorprinzip für die Erfassung der Umgebung ist dabei die Lidartechnik (light detection and ranging). Ein Lidarsensor basiert auf der Aussendung von Lichtsignalen und der Detektion des reflektierten Lichts. Mittels einer Laufzeitmessung kann ein Abstand zum Ort der Reflexion berechnet werden. Zudem ist die Ermittlung einer Relativgeschwindigkeit möglich. Hierbei können sowohl unmodulierte Pulse als auch frequenzmodulierte Signale (Chirps) verwendet werden (Frequency-Modulated-Continuous-Wave-Lidar, FMCW-Lidar). Durch eine Auswertung der empfangenen Reflexionen kann eine Detektion eines Ziels erfolgen. Hinsichtlich der technischen Realisierung des Lidarsensors wird zwischen scannenden und nichtscannenden Systemen unterschieden. Ein scannendes System basiert dabei zumeist auf Mikrospiegeln und einer Abtastung der Umgebung mit einem Lichtspot, wobei man von einem koaxialen System spricht, wenn der gesendete und empfangene Lichtpuls über denselben Mikrospiegel abgelenkt werden. Bei nichtscannenden Systemen sind mehrere Sende- und Empfangselemente statisch nebeneinanderliegend angeordnet (insb. sog. Focal Plane Array-Anordnung).Lidar technology (light detection and ranging) is an important sensor principle for capturing the environment. A lidar sensor is based on the emission of light signals and the detection of the reflected light. A distance to the point of reflection can be calculated by means of a transit time measurement. It is also possible to determine a relative speed. Both unmodulated pulses and frequency-modulated signals (chirps) can be used here (frequency-modulated continuous wave lidar, FMCW lidar). A target can be detected by evaluating the reflections received. With regard to the technical implementation of the lidar sensor, a distinction is made between scanning and non-scanning systems. A scanning system is mostly based on micromirrors and a scanning of the environment with a light spot, whereby one speaks of a coaxial system when the transmitted and received light pulses are deflected by the same micromirror. In the case of non-scanning systems, several transmitting and receiving elements are arranged statically next to one another (especially so-called focal plane array arrangement).

In diesem Zusammenhang werden in der WO 2018/127789 A1 Lidarsysteme und Verfahren zum Detektieren und Klassifizieren von Objekten offenbart. In einer Implementierung kann das Lidarsystem einen oder mehrere Oberflächenwinkel eines Objekts basierend auf einer oder mehreren zeitlichen Verzerrungen in reflektierten Signalen detektieren. In weiteren Ausführungsformen kann das Lidarsystem Objekte basierend auf Reflexionsfingerabdrücken, Oberflächenwinkelfingerabdrücken oder anderen gemessenen Eigenschaften identifizieren. Andere gemessene Eigenschaften können dabei die Oberflächenzusammensetzung eines Objekts, die Umgebungsbeleuchtung, Detektionsunterschiede zwischen mehreren Abtastzeitpunkten und Konfidenzwerte mehrerer Detektionscharakteristika umfassen.In this context, the WO 2018/127789 A1 Lidar systems and methods for detecting and classifying objects are disclosed. In one implementation, the lidar system can detect one or more surface angles of an object based on one or more temporal distortions in reflected signals. In further embodiments, the lidar system can identify objects based on reflective fingerprints, surface angle fingerprints, or other measured properties. Other measured properties can include the surface composition of an object, the ambient lighting, detection differences between several sampling times and confidence values of several detection characteristics.

Eine Herausforderung im Bereich der Fahrzeug-Lidarsensorik liegt in der Detektion von kleineren, dunklen und/oder weit entfernten Objekten, wobei besonders auf der Fahrbahn liegende Objekte relevant sind. Beispielsweise müssen Reifen, tote Tiere oder verlorene Ladungsteile möglichst bereits bei Entfernungen von über 100 m erfasst werden. Beispielsweise hat ein scannender Lidarsensor mit einer Auflösung bzw. einem Spotabstand von jeweils 0,1° in Horizontal- und Vertikalrichtung bereits Schwierigkeiten beim Detektieren eines auf der Straße liegenden Reifens in einem Abstand von 50 m, obwohl die Auflösung grundsätzlich ausreichend wäre. Dies ist dadurch bedingt, dass schwarze Objekte eine sehr geringe Reflektivität aufweisen und daher nur zuverlässig detektiert werden können, wenn sie vollständig von einem Lichtspot getroffen werden. Wenn der Reifen jedoch in eine Lücke im Detektionsgrid, also an eine Position zwischen zwei Zeilen von Lichtspots, fällt, gibt es nur anteilige Treffer und die reflektierte Lichtleistung reicht für eine Detektion nicht aus.A challenge in the field of vehicle lidar sensors is the detection of smaller, dark and / or distant objects, with objects lying on the roadway being particularly relevant. For example, tires, dead animals or lost items of cargo must be recorded as far as possible at distances of over 100 m. For example, a scanning lidar sensor with a resolution or a spot spacing of 0.1 ° in both horizontal and vertical directions already has difficulties in detecting a tire lying on the road at a distance of 50 m, although the resolution would be sufficient in principle. This is due to the fact that black objects have a very low reflectivity and can therefore only be reliably detected if they are completely hit by a light spot. However, if the tire falls into a gap in the detection grid, i.e. at a position between two rows of light spots, there are only partial hits and the reflected light power is insufficient for detection.

Der Ansatz der Verwendung einer höheren Auflösung stellt hohe Anforderungen an das Scansystem und bedingt oft eine unzureichende Aktualisierungsrate, da die erfassten Daten nicht in ausreichender Geschwindigkeit weiterverarbeitet werden können. Ein weiterer Lösungsansatz besteht in der Verwendung größerer Spots. Dies hat jedoch den Nachteil, dass gerade in hellen Umgebungen (Sonnenlicht, Tageslicht) das Signal-zu-Rausch-Verhältnis gering wird und eine zuverlässige Objekterkennung erschwert wird.The approach of using a higher resolution places high demands on the scanning system and often results in an inadequate update rate, since the recorded data cannot be further processed at sufficient speed. Another approach is to use larger spots. However, this has the disadvantage that especially in bright surroundings (sunlight, daylight) the signal-to-noise ratio becomes low and reliable object detection is made more difficult.

Ausgehend hiervon stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, einen Ansatz zum verbesserten Detektieren von Hindernissen bereitzustellen. Insbesondere soll es ermöglicht werden, auf der Straße liegende Objekte im Bereich vor einem Fahrzeug mit höherer Zuverlässigkeit zu erfassen. Auch entfernte und/oder dunkle bzw. schwarze Objekte sollen möglichst zuverlässig erfasst werden.On the basis of this, the present invention has the object of providing an approach for the improved detection of obstacles. In particular, it should be made possible to detect objects lying on the road in the area in front of a vehicle with greater reliability. Even distant and / or dark or black objects should be detected as reliably as possible.

Zum Lösen dieser Aufgabe betrifft die Erfindung in einem ersten Aspekt eine Anpassungsvorrichtung zum Anpassen einer vertikalen Auflösung einer scannenden Lidar-Messvorrichtung, mit:

  • einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen einer Distanzangabe mit Informationen zu Abständen zwischen Zielpunkten im Sichtfeld der Lidar-Messvorrichtung und der Lidar-Messvorrichtu ng;
  • einer Auswerteeinheit zum Ermitteln einer vertikalen Auflösung der Lidar-Messvorrichtung mit Informationen zu vertikalen Abtastwinkelinkrementen in Abhängigkeit von einer Position innerhalb des Sichtfelds der Lidar-Messvorrichtung basierend auf der Distanzangabe, wobei Bereichen von Zielpunkten im selben Abstand jeweils dieselben vertikalen Abtastwinkelinkremente zugeordnet werden; und einer Ausgabeschnittstelle zum Ansteuern der Lidar-Messvorrichtung zum Ausgeben von Lidarsensordaten mit der ermittelten vertikalen Auflösung.
To achieve this object, the invention relates in a first aspect to an adaptation device for adapting a vertical resolution of a scanning lidar measuring device, with:
  • an input interface for receiving a distance specification with information on distances between target points in the field of view of the lidar measuring device and the lidar measuring device;
  • an evaluation unit for determining a vertical resolution of the lidar measuring device with information on verticals Scanning angle increments as a function of a position within the field of view of the lidar measuring device based on the distance specification, areas of target points at the same distance being assigned the same vertical scanning angle increments; and an output interface for controlling the lidar measuring device for outputting lidar sensor data with the determined vertical resolution.

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein System zum Detektieren eines Objekts in einer Umgebung eines Fahrzeugs, mit:

  • einer Lidar-Messvorrichtung, mit einem Sender zum Aussenden eines Lichtsignals,
  • einem Empfänger zum Empfangen des Lichtsignals nach einer Reflexion an dem Objekt und einer 2D-Scannereinheit zum Abtasten eines Sichtfelds der Lidar-Messvorrichtung durch Ablenken des Lichtsignals in mehreren horizontalen Zeilen; und
  • einer Anpassungsvorrichtung zum Anpassen einer vertikalen Auflösung der Lidar-Messvorrichtung wie zuvor beschrieben.
In a further aspect, the present invention relates to a system for detecting an object in the surroundings of a vehicle, with:
  • a lidar measuring device, with a transmitter for emitting a light signal,
  • a receiver for receiving the light signal after a reflection on the object and a 2D scanner unit for scanning a field of view of the lidar measuring device by deflecting the light signal in a plurality of horizontal lines; and
  • an adaptation device for adapting a vertical resolution of the lidar measuring device as described above.

Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein entsprechend der Anpassungsvorrichtung ausgebildetes Verfahren und ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird, sowie ein Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, eine Ausführung des hierin beschriebenen Verfahrens bewirkt.Further aspects of the invention relate to a method designed in accordance with the adaptation device and a computer program product with program code for performing the steps of the method when the program code is executed on a computer, as well as a storage medium on which a computer program is stored, which when it is on a computer is carried out, causes the method described herein to be carried out.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können die Anpassungsvorrichtung, das System, das Verfahren und das Computerprogrammprodukt entsprechend der für die Anpassungsvorrichtung in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein.Preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims. It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention. In particular, the adaptation device, the system, the method and the computer program product can be implemented in accordance with the configurations described for the adaptation device in the dependent claims.

Erfindungsgemäß wird eine Distanzangabe empfangen, die für mehrere Zielpunkte im Sichtfeld der Lidar-Messvorrichtung Abstände umfasst. Es werden also Distanzen zu Objekten erfasst. Basierend auf dieser Distanzangabe wird dann eine vertikale Auflösung der Lidar-Messvorrichtung festgelegt. Unter einer vertikalen Auflösung versteht sich dabei insbesondere ein Zeilenabstand einer zeilenweise abtastenden 2D-Scannereinheit. Die Angabe des Zeilenabstands kann dabei insbesondere in Form einer Winkelangabe vorliegen. Beispielsweise wird die 2D-Scannereinheit zwischen zwei Zeilen um ein Abtastwinkelinkrement in Vertikalrichtung weiterbewegt. Verschiedenen Bereichen innerhalb des Sichtfelds der Lidar-Messvorrichtung, die denselben Abstand zu der Lidar-Messvorrichtung aufweisen, werden jeweils dieselben vertikalen Abtastwinkel zugewiesen. Bereiche, die denselben Abstand aufweisen, werden also mit identischem Zeilenabstand abgetastet. Unter einem Bereich eines Zielpunkts versteht sich insbesondere ein Umfeld eines Zielpunkts, das beispielsweise durch eine fixe oder variable Abstandsangabe in Horizontal -und/oder Vertikalrichtung definiert sein kann. Basierend auf der ermittelten vertikalen Auflösung wird dann die Lidar-Messvorrichtung angesteuert, um Lidarsensordaten mit der ermittelten vertikalen Auflösung auszugeben.According to the invention, a distance specification is received which comprises distances for several target points in the field of view of the lidar measuring device. This means that distances to objects are recorded. A vertical resolution of the lidar measuring device is then established on the basis of this distance specification. A vertical resolution is understood to mean, in particular, a line spacing of a line-by-line scanning 2D scanner unit. The specification of the line spacing can in particular be in the form of an angle specification. For example, the 2D scanner unit is moved further between two lines by one scanning angle increment in the vertical direction. The same vertical scanning angles are each assigned to different areas within the field of view of the lidar measuring device, which are at the same distance from the lidar measuring device. Areas that have the same spacing are therefore scanned with the same line spacing. An area of a target point is understood to mean, in particular, an area surrounding a target point that can be defined, for example, by a fixed or variable distance specification in the horizontal and / or vertical direction. Based on the ascertained vertical resolution, the lidar measuring device is then activated in order to output lidar sensor data with the ascertained vertical resolution.

Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen, bei denen eine konstante vertikale Auflösung bzw. ein konstanter Zeilenabstand über das gesamte Sichtfeld verwendet wird, hat die erfindungsgemäße Anpassung den Vorteil, dass entweder die Datenmenge bei gleichbleibender Qualität verringert oder die Auflösung im relevanten Bereich bei gleicher Datenmenge verbessert werden kann. Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen, bei denen für verschiedene vertikale Teile des Sichtfelds jeweils fix unterschiedliche Zeilenabstände bzw. Auflösungen definiert sind, hat die erfindungsgemäße Anpassungsvorrichtung den Vorteil, dass eine kontinuierliche Anpassung an aktuelle Bedürfnisse bzw. an aktuelle Gegebenheiten erfolgt. Es wird möglich, jeweils im oder nahe des Optimums zu arbeiten. Im Vergleich zur Verwendung einer dynamischen Region of Interest (ROI) hat die erfindungsgemäße Anpassung den Vorteil, dass die Berechnung und die benötigte Rechenleistung verringert werden. Die Anpassung kann insoweit mit höherer Aktualisierungsrate bzw. mit höherer Zuverlässigkeit erfolgen. Zudem wird eine dynamische ROI i.d.R. a-priori vor der Datenerfassung bestimmt. Dadurch entsteht das Risiko, dass relevante Objekte außerhalb der ROI nicht mit ausreichender Auflösung erfasst werden und deshalb auch niemals in die ROI aufgenommen werden. Dies wird bei dem vorgeschlagenen Ansatz vermieden. Insgesamt wird die Zuverlässigkeit bei der Objektdetektion verbessert. Gerade entfernte Objekte, die sich auf der Straße befinden, können mit höherer Zuverlässigkeit detektiert werden. Die Sicherheit des Fahrzeugs kann erhöht werden. Es ergibt sich eine Möglichkeit, bei gleichbleibender Aktualisierungsrate eine verbesserte Objektdetektion zu ermöglichen.Compared to previous approaches in which a constant vertical resolution or a constant line spacing is used over the entire field of view, the adaptation according to the invention has the advantage that either the amount of data is reduced with the same quality or the resolution in the relevant area is improved with the same amount of data can. Compared to previous approaches in which different line spacings or resolutions are defined for different vertical parts of the field of view, the adaptation device according to the invention has the advantage that it is continuously adapted to current needs or to current circumstances. It becomes possible to work at or near the optimum. Compared to the use of a dynamic region of interest (ROI), the adaptation according to the invention has the advantage that the calculation and the required computing power are reduced. In this respect, the adaptation can take place with a higher update rate or with higher reliability. In addition, a dynamic ROI is usually determined a priori before the data is recorded. This creates the risk that relevant objects outside the ROI are not captured with sufficient resolution and are therefore never included in the ROI. This is avoided in the proposed approach. Overall, the reliability of the object detection is improved. Objects that are far away and that are on the road can be detected with greater reliability. The safety of the vehicle can be increased. There is a possibility of enabling improved object detection with a constant update rate.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen der Distanzangabe von der Lidar-Messvorrichtung ausgebildet. Insbesondere ist es möglich, dass die Distanzangabe von der Lidar-Messvorrichtung selbst empfangen werden kann. Es können beispielsweise Lidarsensordaten bzw. eine entsprechende Zielpunkteliste eines vorhergehenden Zeitschritts empfangen und verwendet werden. In einer Zieleliste sind verschiedene Zielpunkte mit deren Position und deren Abstand gespeichert. Durch die Verwendung einer Distanzangabe der Lidar-Messvorrichtung selbst wird erreicht, dass nicht auf ein anderes System zurückgegriffen werden muss. Es ergibt sich eine hohe funktionale Sicherheit, da keine Interaktion mit anderen Messprinzipien und anderen Systemen notwendig ist.In a preferred embodiment, the input interface is designed to receive the distance information from the lidar measuring device. In particular, it is possible for the distance information to be received from the lidar measuring device itself can be. For example, lidar sensor data or a corresponding target point list of a previous time step can be received and used. Various target points with their position and their distance are stored in a target list. By using a distance specification of the lidar measuring device itself, it is achieved that no other system has to be used. The result is a high level of functional safety, since no interaction with other measuring principles and other systems is necessary.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Ausgabeschnittstelle zum Ansteuern der Lidar-Messvorrichtung ausgebildet, um basierend auf der vertikalen Auflösung auszugebende Scandaten einer 2D-Scannereinheit der Lidar-Messvorrichtung zu selektieren. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn im Falle einer konstanten hochauflösenden Abtastung bei konstantem Zeilenabstand ausgehend von der ermittelten vertikalen Auflösung eine Selektion durchgeführt wird. Das Sichtfeld wird ständig mit konstanter vertikaler Auflösung abgetastet. Es werden jedoch Daten basierend auf der ermittelten vertikalen Auflösung verworfen. Hierdurch wird eine effiziente Möglichkeit bereitgestellt, die Menge der ausgegebenen Daten zu reduzieren. Insbesondere ist es hierdurch möglich, die Lidar-Messvorrichtung mit hoher Abtastfrequenz bzw. Aktualisierungsrate zu betreiben. Zudem kann eine grundsätzlich hohe vertikale Auflösung verwendet werden, die an sich mehr Daten erzeugen würde, als aufgrund von Bandbreitenbegrenzungen ausgegeben oder verarbeitet werden können. Durch die ermittelte vertikale Auflösung wird festgestellt, welche Daten zu verwerfen sind.In a preferred embodiment, the output interface for controlling the lidar measuring device is designed to select scan data of a 2D scanner unit of the lidar measuring device to be output based on the vertical resolution. In particular, it is advantageous if, in the case of constant high-resolution scanning with constant line spacing, a selection is carried out on the basis of the determined vertical resolution. The field of view is constantly scanned with constant vertical resolution. However, data is discarded based on the determined vertical resolution. This provides an efficient way of reducing the amount of data output. In particular, this makes it possible to operate the lidar measuring device with a high sampling frequency or update rate. In addition, a fundamentally high vertical resolution can be used, which in itself would generate more data than can be output or processed due to bandwidth limitations. The ascertained vertical resolution is used to determine which data are to be discarded.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Ausgabeschnittstelle zum Ansteuern der 2D-Scannereinheit der Lidar-Messvorrichtung ausgebildet, um das Sichtfeld mit der vertikalen Auflösung abzutasten. Alternativ oder ergänzend kann insoweit auch die 2D-Scannereinheit direkt angesteuert werden. Der 2D-Scannereinheit wird basierend auf der ermittelten vertikalen Auflösung vorgegeben, welche Abtastung für die verschiedenen Bereiche innerhalb des Sichtfelds vorzunehmen ist. Dies hat den Vorteil, dass nur Daten erzeugt werden, die auch ausgegeben werden. In Bereichen, die basierend auf ihrem Abstand als relevant identifiziert wurden, erfolgt die Abtastung mit höherer vertikaler Auflösung. Es ergibt sich eine effiziente Verarbeitbarkeit.In a further preferred embodiment, the output interface is designed to control the 2D scanner unit of the lidar measuring device in order to scan the field of view with the vertical resolution. As an alternative or in addition, the 2D scanner unit can also be controlled directly in this respect. Based on the ascertained vertical resolution, the 2D scanner unit is specified which scanning is to be carried out for the various areas within the field of view. This has the advantage that only data is generated that is actually output. In areas that have been identified as relevant based on their distance, the scan is performed with a higher vertical resolution. Efficient processability results.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln der vertikalen Auflösung basierend auf einer vertikalen Auflösung in einem vorherigen Zeitschritt ausgebildet. Die vertikale Auflösung wird gegenüber dem vorherigen Zeitschritt um einen konstanten Faktor, vorzugsweise einen Faktor von Zwei, erhöht. Insoweit ist es auch möglich, eine Hybridlösung zu verwenden. Einerseits wird die zuvor verwendete vertikale Auflösung verwendet. Andererseits wird eine Auflösung zunächst erhöht, um dann in einem Selektionsschritt durch Verwerfen von Daten ein neues Optimum zu erreichen. Es ergibt sich eine hohe Zuverlässigkeit bei der Detektion von kleinen Objekten.In a preferred embodiment, the evaluation unit is designed to determine the vertical resolution based on a vertical resolution in a previous time step. The vertical resolution is increased by a constant factor, preferably a factor of two, compared to the previous time step. In this respect it is also possible to use a hybrid solution. On the one hand, the previously used vertical resolution is used. On the other hand, a resolution is first increased in order to then achieve a new optimum in a selection step by discarding data. The result is a high level of reliability in the detection of small objects.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln einer vertikalen Auflösung ausgebildet, bei der die vertikale Auflösung mit steigendem Abstand der Zielpunkte zunimmt. Je größer die Distanz zu den Zielpunkten bzw. zu den Bereichen der Zielpunkte desto höher die vertikale Auflösung. Hierdurch wird erreicht, dass auch entfernte Objekte, die an sich einen kleineren Bereich innerhalb des Sichtfelds einnehmen, mit hoher Zuverlässigkeit erfasst werden können. Die vertikale Auflösung wird höher je größer der Abstand ist. Insbesondere bedeutet eine höhere Auflösung kleinere Winkel zwischen den Zeilen. Die Zuverlässigkeit bei der Objekterkennung wird verbessert.In a preferred embodiment, the evaluation unit is designed to determine a vertical resolution in which the vertical resolution increases as the distance between the target points increases. The greater the distance to the target points or to the areas of the target points, the higher the vertical resolution. What is achieved hereby is that even distant objects, which in themselves occupy a smaller area within the field of view, can be detected with high reliability. The vertical resolution increases as the distance increases. In particular, a higher resolution means smaller angles between the lines. The reliability in object recognition is improved.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Erkennen eines Verlaufs einer Horizontlinie innerhalb des Sichtfelds der Lidar-Messvorrichtung basierend auf der Distanzangabe ausgebildet. Weiterhin ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln der vertikalen Auflösung basierend auf dem erkannten Verlauf der Horizontlinie ausgebildet. Zudem sind die vertikalen Abtastwinkelinkremente in einem Bereich oberhalb der Horizontlinie größer als in einem Bereich unterhalb der Horizontlinie. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn der Bereich oberhalb der Horizontlinie mit geringerer vertikaler Auflösung abgetastet wird. Die Wahrscheinlichkeit, oberhalb der Horizontlinie relevante Objekte zu detektieren, ist gering. Die relevanten Objekte befinden sich üblicherweise unterhalb der Horizontlinie, beispielsweise auf der Fahrbahn. Wenn die Horizontlinie detektiert werden kann, kann die vertikale Auflösung oberhalb der Horizontlinie verringert werden. Hierdurch kann die Zuverlässigkeit der Objektdetektion von Objekten innerhalb eines relevanten Bereichs weiter gesteigert werden. Für die Erkennung des Verlaufs der Horizontlinie wird vorzugsweise ausgenutzt, dass Messungen in den Himmel bzw. oberhalb des Horizontes normalerweise keine Distanzinformation liefern. Stattdessen wird lediglich Rauschen detektiert. Der Himmel oberhalb des Horizonts kann daher als zusammenhängende relativ weit oben liegende Region mit schwacher oder ohne Signaldetektion definiert werden. Eine Erkennung der Horizontlinie kann auf dieser Basis erfolgen.In a preferred embodiment, the evaluation unit is designed to recognize a course of a horizon line within the field of view of the lidar measuring device based on the distance specification. Furthermore, the evaluation unit is designed to determine the vertical resolution based on the recognized course of the horizon line. In addition, the vertical scanning angle increments are greater in an area above the horizon line than in an area below the horizon line. In particular, it is advantageous if the area above the horizon line is scanned with a lower vertical resolution. The probability of detecting relevant objects above the horizon line is low. The relevant objects are usually located below the horizon line, for example on the roadway. If the horizon line can be detected, the vertical resolution above the horizon line can be reduced. As a result, the reliability of the object detection of objects within a relevant area can be increased further. For the detection of the course of the horizon line, use is preferably made of the fact that measurements in the sky or above the horizon normally do not provide any distance information. Instead, only noise is detected. The sky above the horizon can therefore be defined as a contiguous, relatively high-altitude region with weak or no signal detection. The horizon line can be recognized on this basis.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln der vertikalen Auflösung basierend auf einer vordefinierten Auswahl an vertikalen Abtastwinkelinkrementen ausgebildet. Insbesondere ist es möglich, dass vordefinierte Zeilenabstände bzw. vertikale Abtastwinkelinkremente verwendet werden. Je nach Distanz kann ein anderes Raster gewählt werden. Beispielsweise kann für einen bestimmten Distanzbereich mit einem ersten Raster gearbeitet werden. Für einen anderen Distanzbereich, der weiter entfernt ist, kann mit einem halbierten Raster gearbeitet werden. Hierdurch ergibt sich eine effiziente Möglichkeit, die Anpassung der vertikalen Auflösung einzustellen und zu verarbeiten.In a preferred embodiment, the evaluation unit is designed to determine the vertical resolution based on a predefined selection of vertical scanning angle increments. In particular, it is possible that predefined line spacings or vertical scanning angle increments be used. Another grid can be selected depending on the distance. For example, a first grid can be used for a specific distance range. For another distance range that is further away, you can work with a halved grid. This results in an efficient way of setting and processing the adjustment of the vertical resolution.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln der vertikalen Auflösung basierend auf einer gegebenen maximalen Zeilenzahl der 2D-Scannereinheit ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ kann die Auswerteeinheit zum Ermitteln der vertikalen Auflösung basierend auf einem vorgegebenen minimalen vertikalen Abtastwinkelinkrement der 2D-Scannereinheit ausgebildet sein. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn eine maximale Zeilenanzahl nicht überschritten wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass die aufgezeichneten Daten auch verarbeitbar sind. Insbesondere kann eine zulässige maximale Bandbreite somit eingehalten werden. Durch die Verwendung eines vorgegebenen minimalen vertikalen Abtastwinkelinkrements kann hardwareseitigen Vorgaben genügt werden. Wenn beispielsweise eine 2D-Scannereinheit mit Mikrospiegel verwendet wird, kann diese üblicherweise nur in diskreten Winkelinkrementen arbeiten. Die Auswerteeinheit kann insoweit dazu ausgebildet sein, diese vordefinierten möglichen Zeilenabstände zu beachten und bei der Ermittlung der vertikalen Auflösung miteinzubeziehen. Es wird eine effiziente Abtastung erreicht.In a preferred embodiment, the evaluation unit is designed to determine the vertical resolution based on a given maximum number of lines in the 2D scanner unit. Additionally or alternatively, the evaluation unit can be designed to determine the vertical resolution based on a predetermined minimum vertical scanning angle increment of the 2D scanner unit. It is particularly advantageous if a maximum number of lines is not exceeded. This ensures that the recorded data can also be processed. In particular, a permissible maximum bandwidth can thus be adhered to. By using a predetermined minimum vertical scanning angle increment, hardware specifications can be satisfied. If, for example, a 2D scanner unit with a micromirror is used, it can usually only work in discrete angular increments. In this respect, the evaluation unit can be designed to observe these predefined possible line spacings and to include them when determining the vertical resolution. Efficient scanning is achieved.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln der vertikalen Auflösung basierend auf einer vordefinierten Zuordnung von vertikalen Abtastwinkelinkrementen zu Abstandsbereichen ausgebildet. Vorzugsweise sind bis zu einer maximalen Sichtweite der Lidar-Messvorrichtung entfernteren Abstandsbereichen jeweils kleinere vertikale Abtastwinkelinkremente zugeordnet, und ist über der maximalen Sichtweite der Lidar-Messvorrichtung ein einzelner Abstandsbereich mit konstantem vertikalen Abstandswinkelinkrement definiert. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn eine festgelegte und vordefinierte Zuordnung von vertikalen Abstandswinkelinkrementen, also Zeilenabständen, zu Abstandsbereichen verwendet wird. Hierdurch wird eine einfache Selektion des jeweils gültigen vertikalen Abtastwinkelinkrements ermöglicht. Eine effiziente Verarbeitung wird sichergestellt. Der zu einem Abstandsbereich zugeordnete Zeilenabstand kann mittels einer Nachschlageoperation bestimmt werden. Es ergibt sich eine zuverlässige und effizient berechenbare Ermittlung der vertikalen Auflösung.In a preferred embodiment, the evaluation unit is designed to determine the vertical resolution based on a predefined assignment of vertical scanning angle increments to distance ranges. Preferably, up to a maximum visual range of the lidar measuring device, smaller vertical scanning angle increments are assigned to more distant distance ranges, and a single distance range with a constant vertical spacing angle increment is defined over the maximum visual range of the lidar measuring device. In particular, it is advantageous if a fixed and predefined assignment of vertical spacing angle increments, that is to say line spacing, to spacing ranges is used. This enables a simple selection of the respectively valid vertical scanning angle increment. Efficient processing is ensured. The line spacing associated with a spacing range can be determined by means of a lookup operation. The result is a reliable and efficiently calculable determination of the vertical resolution.

Ein Sichtfeld bzw. ein Sichtbereich der Lidar-Messvorrichtung entspricht einem von der Lidar-Messvorrichtung einsehbaren Bereich. Insbesondere ist das Sichtfeld durch eine Angabe eines Winkels in Vertikalrichtung und eines Winkels in Horizontalrichtung festgelegt. Eine vertikale Auflösung entspricht einer Auflösung in Vertikalrichtung innerhalb dieses Sichtfelds. Eine vertikale Auflösung kann insbesondere in Form eines Abtastwinkelinkrements angegeben sein. Ein Abtastwinkelinkrement entspricht insbesondere einem Zeilenabstand in Falle einer zeilenweisen Abtastung des Sichtfelds. Grundsätzlich ist unter einer Auflösung vorzugsweise eine Winkelangabe zwischen zwei benachbarten Zeilen bzw. Spalten bei der Abtastung des Sichtfelds durch die 2D-Scannereinheit in Horizontal- (horizontale Auflösung) bzw. Vertikalrichtung (vertikale Auflösung) zu verstehen. Eine Umgebung eines Fahrzeugs umfasst insbesondere einen von dem Fahrzeug aus sichtbaren Bereich im Umfeld des Fahrzeugs. Die Lidar-Messvorrichtung ist vorzugsweise eine koaxiale Lidar-Messvorrichtung, bei der die Signalpfade vom Sender bzw. zum Empfänger zwischen 2D-Scannereinheit und Kombinationseinheit koaxial verlaufen. Eine Distanzangabe umfasst insbesondere Abstandsangaben für verschiedene Abtastpunkte bzw. Reflektionen. Die Distanzangabe kann insbesondere auch eine Zuverlässigkeitsinformation (beispielsweise ein Signal-zu-Rausch-Verhältnis für die Abtastpunkte) umfassen.A field of view or a field of view of the lidar measuring device corresponds to an area that can be seen by the lidar measuring device. In particular, the field of view is defined by specifying an angle in the vertical direction and an angle in the horizontal direction. A vertical resolution corresponds to a resolution in the vertical direction within this field of view. A vertical resolution can in particular be specified in the form of a scanning angle increment. A scanning angle increment corresponds in particular to a line spacing in the case of a line-by-line scanning of the field of view. Basically, a resolution is preferably to be understood as an angle specification between two adjacent rows or columns when the field of view is scanned by the 2D scanner unit in the horizontal (horizontal resolution) or vertical direction (vertical resolution). The surroundings of a vehicle include, in particular, an area in the surroundings of the vehicle that is visible from the vehicle. The lidar measuring device is preferably a coaxial lidar measuring device in which the signal paths from the transmitter or to the receiver between the 2D scanner unit and the combination unit run coaxially. A distance specification includes, in particular, distance specifications for different scanning points or reflections. The distance specification can in particular also include reliability information (for example a signal-to-noise ratio for the sampling points).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zum Detektieren eines Objekts in einer Umgebung eines Fahrzeugs;
  • 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anpassen einer vertikalen Auflösung einer scannenden Lidar-Messvorrichtung;
  • 3 eine schematische Darstellung eines Sichtfelds der Lidar-Messvorrichtung und einer vertikalen Auflösung innerhalb des Sichtfelds;
  • 4 eine schematische Darstellung einer Implementierung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
  • 5 eine schematische Darstellung einer scannenden Lidar-Messvorrichtung; und
  • 6 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
The invention is described and explained in more detail below using a few selected exemplary embodiments in connection with the accompanying drawings. Show it:
  • 1 a schematic representation of a system according to the invention for detecting an object in the surroundings of a vehicle;
  • 2 a schematic representation of a device according to the invention for adapting a vertical resolution of a scanning lidar measuring device;
  • 3 a schematic representation of a field of view of the lidar measuring device and a vertical resolution within the field of view;
  • 4th a schematic representation of an implementation of an embodiment of a method according to the invention;
  • 5 a schematic representation of a scanning lidar measuring device; and
  • 6th a schematic representation of a method according to the invention.

In der 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes System 10 zum Detektieren eines Objekts 12, 12' in einer Umgebung eines Fahrzeugs 14 dargestellt. Die Darstellung entspricht einer seitlichen Schnittansicht. Das System 10 umfasst eine Lidar-Messvorrichtung 16, die im dargestellten Ausführungsbeispiel in das Fahrzeug 14 integriert ist. Zudem umfasst das System 10 eine Anpassungsvorrichtung 18, die dazu ausgebildet ist, eine vertikale Auflösung der Lidar-Messvorrichtung 16 anzupassen. Das Objekt 12, 12' in der Umgebung des Fahrzeugs 14 kann beispielsweise ein Autoreifen oder ein auf der Straße liegendes Fahrzeugteil sein. Die Lidar-Messvorrichtung 16 sowie die erfindungsgemäße Anpassungsvorrichtung 18 können beispielsweise im Bereich einer Stoßstange des Fahrzeugs 14 montiert und dazu ausgebildet sein, Objekte 12, 12' vor dem Fahrzeug 14 zu detektieren. Die erfindungsgemäße Anpassungsvorrichtung 18 kann dabei wie dargestellt in die Lidar-Messvorrichtung 16 integriert sein oder auch separat ausgeführt sein. Insbesondere ist es möglich, dass die Anpassungsvorrichtung als Software, die von einem Prozessor der Lidar-Messvorrichtung 16 ausgeführt wird, implementiert ist.In the 1 is schematically a system according to the invention 10 for detecting an object 12th , 12 ' in an environment of a vehicle 14th shown. The representation corresponds to a side sectional view. The system 10 includes a lidar Measuring device 16 , which in the illustrated embodiment in the vehicle 14th is integrated. The system also includes 10 an adapter 18th , which is designed for a vertical resolution of the lidar measuring device 16 adapt. The object 12th , 12 ' in the vicinity of the vehicle 14th can be, for example, a car tire or a part of a vehicle lying on the road. The lidar measuring device 16 as well as the adaptation device according to the invention 18th can for example in the area of a bumper of the vehicle 14th assembled and designed to be objects 12th , 12 ' in front of the vehicle 14th to detect. The adaptation device according to the invention 18th can be inserted into the lidar measuring device as shown 16 be integrated or be carried out separately. In particular, it is possible that the adaptation device as software that is generated by a processor of the lidar measuring device 16 is implemented.

Im Fahrzeugumfeld nehmen relevante Objekte12, 12', wie z. B. verlorene Ladungsstücke, Reifen oder auch verletzte Personen, auf der Fahrbahn oft einen vergleichsweise kleinen Bereich des Sichtfelds der Lidar-Messvorrichtung ein. Dennoch müssen solche Objekte möglichst auch bei Entfernungen zwischen 100 und 300 m detektiert werden, um Zusammenstöße zu vermeiden. Für die Detektion solcher Objekte müssen Lidar-Messvorrichtungen hohe Auflösungen sowohl in Horizontal- als auch in Vertikalrichtung bieten. Insbesondere die Vertikalauflösung ist dabei relevant, da die Objekte oft flach auf der Straße liegen. Die Vertikalauflösung entspricht dabei dem Zeilenabstand einer zeilenweise abtastenden Lidar-Messvorrichtung. Es ist oft nicht möglich, das gesamte Sichtfeld (beispielsweise 40° bis 120° in Horizontalrichtung und 15° bis 30° in Vertikalrichtung) mit einer derart hohen Auflösung abzutasten. Einerseits würde die anfallende Datenmenge hohe Anforderungen an die Datenübertragung und die nachfolgenden Prozessschritte stellen. Andererseits ist eine derart hohe Auflösung in einem Großteil des Sichtfelds nicht notwendig. Insbesondere ist eine derart hohe Auflösung im Nahbereich für Abstände unter 100 bzw. unter 50 m auch gar nicht notwendig. Ebenfalls ist es nicht notwendig, den Bereich oberhalb der Horizontlinie mit einer derart hohen Auflösung abzutasten.In the vehicle environment, relevant objects 12, 12 ', such as B. lost items of cargo, tires or injured people, often a comparatively small area of the field of view of the lidar measuring device on the road. Nevertheless, such objects must, if possible, also be detected at distances between 100 and 300 m in order to avoid collisions. For the detection of such objects, lidar measuring devices must offer high resolutions both in the horizontal and in the vertical direction. The vertical resolution is particularly relevant, since the objects often lie flat on the street. The vertical resolution corresponds to the line spacing of a line-by-line scanning lidar measuring device. It is often not possible to scan the entire field of view (for example 40 ° to 120 ° in the horizontal direction and 15 ° to 30 ° in the vertical direction) with such a high resolution. On the one hand, the volume of data would place high demands on the data transmission and the subsequent process steps. On the other hand, such a high resolution is not necessary in a large part of the field of view. In particular, such a high resolution in the near range is not even necessary for distances of less than 100 or less than 50 m. It is also not necessary to scan the area above the horizon line with such a high resolution.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die vertikale Auflösung der Lidar-Messvorrichtung 16 distanzabhängig, basierend auf einer Distanz zu Zielpunkten bzw. zu Objekten anzupassen. Innerhalb des Sichtfelds 20 der Lidar-Messvorrichtung 16 nimmt ein Objekt 12, das vergleichsweise nahe an der Lidar-Messvorrichtung 16 ist, einen größeren Winkel als ein weiter entferntes Objekt 12' ein. Um die beiden Objekte 12, 12' dennoch mit gleicher Zuverlässigkeit zu detektieren, wird ein Bereich, der näher an der Lidar-Messvorrichtung 16 liegt, mit einer geringeren vertikalen Auflösung abgetastet. In anderen Worten wird der Zeilenabstand für nähere Objekte größer gewählt, da diese näheren Objekte einen größeren Teil des vertikalen Sichtfelds ausfüllen. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die vertikale Auflösung distanzbasiert anzupassen.According to the invention it is proposed the vertical resolution of the lidar measuring device 16 distance-dependent, based on a distance to target points or to objects. Within the field of view 20th the lidar measuring device 16 takes an object 12th , which is comparatively close to the lidar measuring device 16 is a wider angle than an object farther away 12 ' a. To the two objects 12th , 12 ' However, to detect with the same reliability, an area that is closer to the lidar measuring device 16 is scanned with a lower vertical resolution. In other words, the line spacing is chosen to be larger for closer objects, since these closer objects fill a larger part of the vertical field of view. According to the invention, it is proposed to adapt the vertical resolution based on distance.

In der 2 ist schematisch eine erfindungsgemäße Anpassungsvorrichtung 18 dargestellt. Die Anpassungsvorrichtung 18 umfasst eine Eingangsschnittstelle 22, eine Auswerteeinheit 24 sowie eine Ausgabeschnittstelle 26. Die verschiedenen Einheiten und Schnittstellen können einzeln oder kombiniert in Soft- und/oder in Hardware ausgeführt bzw. implementiert sein. Insbesondere können die Einheiten in Software implementiert sein, die auf einem Prozessor einer Lidar-Messvorrichtung ausgeführt wird.In the 2 is schematically an adaptation device according to the invention 18th shown. The adjustment device 18th includes an input interface 22nd , an evaluation unit 24 as well as an output interface 26th . The various units and interfaces can be designed or implemented individually or in combination in software and / or in hardware. In particular, the units can be implemented in software that is executed on a processor of a lidar measuring device.

Über die Eingangsschnittstelle 22 wird eine Distanzangabe empfangen. Die Distanzangabe umfasst Informationen zu Abständen zwischen Zielpunkten im Sichtfeld der Lidar-Messvorrichtung und der Lidar-Messvorrichtung. Insbesondere kann eine Zielpunkteliste der Lidar-Messvorrichtung selbst empfangen werden. Es ist in alternativen Ausführungsformen aber ebenfalls möglich, dass Daten eines anderen Sensorsystems, wie beispielsweise eine Zielpunkteliste eines Radarsensors, empfangen werden. Zum Empfangen der Distanzangabe kann die Eingangsschnittstelle 22 beispielsweise an eine Ausgabeschnittstelle der Lidar-Messvorrichtung angeschlossen sein. Ebenfalls können entsprechende Angaben auch über ein Fahrzeugbussystem des Fahrzeugs empfangen werden. Die Distanzangabe selbst umfasst für verschiedene Objekte jeweils deren Position innerhalb des Sichtfelds sowie deren Abstand.Via the input interface 22nd a distance information is received. The distance specification includes information on distances between target points in the field of view of the lidar measuring device and the lidar measuring device. In particular, a target point list of the lidar measuring device itself can be received. In alternative embodiments, however, it is also possible for data from another sensor system, such as a target point list of a radar sensor, to be received. The input interface 22nd be connected, for example, to an output interface of the lidar measuring device. Corresponding information can also be received via a vehicle bus system of the vehicle. The distance specification itself includes their position within the field of view and their distance for different objects.

Basierend auf der über die Eingangsschnittstelle 22 empfangenen Distanzangabe wird in der Auswerteeinheit 24 eine vertikale Auflösung ermittelt. Die vertikale Auflösung umfasst dabei insbesondere Informationen zu vertikalen Abstandswinkelinkrementen für verschiedene Positionen bzw. Bereiche des Sichtfelds der Lidar-Messvorrichtung. Hierbei sind Bereichen mit demselben Abstand jeweils dieselben vertikalen Abtastwinkelinkremente zugeordnet. Ein Abtastwinkelinkrement entspricht dabei insbesondere einem Zeilenabstand. Hierbei ist es insbesondere vorteilhaft, wenn bei der Ermittlung der vertikalen Auflösung auf vordefinierte Abtastraster der Lidar-Messvorrichtung bzw. 2D-Scannereinheit der Lidar-Messvorrichtung zurückgegriffen wird. Insbesondere können derartige Raster Zeilenabstände von 0,2°, 0,1 °, 0,05°, 0,025° und/oder 0,0125° aufweisen. Die Zuordnung der Raster kann dann beispielsweise basierend auf einer vordefinierten Zuordnung von vertikalen Abtastwinkelinkrementen zu Abstandsbereichen ausgeführt werden. Es ist möglich, dass beispielsweise einem maximalen Abstand von 50 m ein Zeilenabstand von 0,2° zugewiesen wird, einem maximalen Abstand von 100 m ein Zeilenabstand von 0,1° zugewiesen wird, einem maximalen Abstand von 150 m ein Zeilenabstand von 0,05° zugewiesen wird und einem maximalen Abstand von 200 m ein Zeilenabstand von 0,025° zugewiesen wird. Oberhalb der maximalen Sichtweite der Lidar-Messvorrichtung, also über der Horizontlinie, kann eine geringere vertikale Auflösung gewählt werden.Based on the via the input interface 22nd received distance information is in the evaluation unit 24 a vertical resolution is determined. The vertical resolution in particular includes information on vertical distance angle increments for different positions or areas of the field of view of the lidar measuring device. The same vertical scanning angle increments are assigned to areas with the same spacing. A scanning angle increment corresponds in particular to a line spacing. In this case, it is particularly advantageous if, when determining the vertical resolution, use is made of predefined scanning rasters of the lidar measuring device or 2D scanner unit of the lidar measuring device. In particular, such grids can have line spacings of 0.2 °, 0.1 °, 0.05 °, 0.025 ° and / or 0.0125 °. The allocation of the rasters can then be carried out, for example, on the basis of a predefined allocation of vertical scanning angle increments to distance ranges. It is possible, for example, to assign a line spacing of 0.2 ° to a maximum distance of 50 m a line spacing of 0.1 ° is assigned to a maximum spacing of 100 m, a line spacing of 0.05 ° is assigned to a maximum spacing of 150 m, and a line spacing of 0.025 ° is assigned to a maximum spacing of 200 m. A lower vertical resolution can be selected above the maximum visual range of the lidar measuring device, that is to say above the horizon line.

Über die Ausgabeschnittstelle 26 wird die Lidar-Messvorrichtung angesteuert, um Lidarsensordaten in der entsprechenden ermittelten vertikalen Auflösung bereitzustellen und auszugeben. Hierzu können mehrere Möglichkeiten vorgesehen sein. Insbesondere ist es möglich, dass in der Lidar-Messvorrichtung die vertikale Achse immer mit einer maximal möglichen vertikalen Auflösung abgetastet wird. Die Ausgabe kann dann jedoch von der ermittelten vertikalen Auflösung abhängig gemacht werden. Insoweit können entsprechende auszugebende Scandaten selektiert werden. Einige Zeilen bzw. Teile von Zeilen werden verworfen, je nach Vorgabe der ermittelten vertikalen Auflösung.Via the output interface 26th the lidar measuring device is activated in order to provide and output lidar sensor data in the corresponding determined vertical resolution. Several possibilities can be provided for this. In particular, it is possible for the vertical axis in the lidar measuring device to always be scanned with a maximum possible vertical resolution. However, the output can then be made dependent on the determined vertical resolution. In this respect, corresponding scan data to be output can be selected. Some lines or parts of lines are discarded, depending on the specified vertical resolution.

In einem alternativen Ansatz ist es möglich, dass direkt eine entsprechende Ansteuerung der 2D-Scannereinheit der Lidar-Messvorrichtung erfolgt. Die ermittelte vertikale Auflösung wird als Grundlage verwendet, um die zeilenweise Abtastung anzusteuern bzw. für den oder die folgenden Frames festzulegen. Im Gegensatz zum ersten Ansatz werden dabei also weniger Daten aufgezeichnet. Allerdings ergibt sich auch eine geringere Flexibilität hinsichtlich möglicher Anpassungen.In an alternative approach, it is possible for the 2D scanner unit of the lidar measuring device to be activated directly. The determined vertical resolution is used as a basis to control the line-by-line scanning or to define it for the following frame or frames. In contrast to the first approach, less data is recorded. However, there is also less flexibility with regard to possible adjustments.

Zuletzt kann eine Kombination der beiden zuvor erläuterten Verfahren verwendet werden. Zunächst wird eine Ansteuerung der 2D-Scannereinheit wie im Zeitschritt zuvor verwendet. Allerdings wird die Auflösung in Vertikalrichtung bzw. der Zeilenabstand um einen Faktor erhöht. Beispielsweise kann ein Faktor von Zwei verwendet werden. Die Abtastung erfolgt insoweit mit einer verdoppelten Rasterauflösung. Dann wird ähnlich wie bei der ersten Methode eine Selektion vorgenommen, um einen Teil der aufgezeichneten Scandaten zu verwerfen. Durch die Kombination im dritten Verfahren kann die Zuverlässigkeit weiter verbessert werden.Finally, a combination of the two methods explained above can be used. Initially, the 2D scanner unit is controlled as in the previous time step. However, the resolution in the vertical direction or the line spacing is increased by a factor. For example, a factor of two can be used. The scanning takes place with a doubled raster resolution. Then, similar to the first method, a selection is made to discard part of the recorded scan data. The combination in the third method can further improve the reliability.

In allen Ansätzen ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Auflösung für nahe Objekte bis zur Horizontlinie mit der Entfernung zunimmt. Oberhalb der Horizontlinie kann die vertikale Auflösung gegebenenfalls wieder reduziert werden. Es ist möglich, dass im Falle eines starken Detektionssignals in einer großen Distanz eine hohe Auflösung für einen Bereich um dieses starke Detektionssignal verwendet wird. An jeweiligen Bereichsgrenzen kann ebenfalls eine erhöhte Auflösung verwendet werden. Vorzugsweise wird bei der Selektion einzelner Zellen bzw. beim Downsampling ein Pixelkombinationsverfahren angewendet, das zu einem verbesserten Signal-zu-Rausch-Verhältnis und einer erhöhten Detektionswahrscheinlichkeit führt.In all approaches it is advantageously provided that the resolution for objects close to the horizon line increases with distance. If necessary, the vertical resolution can be reduced again above the horizon line. It is possible that in the case of a strong detection signal at a great distance, a high resolution is used for an area around this strong detection signal. An increased resolution can also be used at the respective range limits. When selecting individual cells or when downsampling, a pixel combination method is preferably used which leads to an improved signal-to-noise ratio and an increased detection probability.

In der 3 ist der erfindungsgemäße Ansatz schematisch aus der Perspektive der Lidar-Messvorrichtung illustriert. Die gepunkteten Linien stellen die Zeilen einer zeilenweisen Abtastung des Sichtfelds dar. Gezeigt ist eine Szenerie, bei der eine Fahrbahn in Richtung eines Horizonts bzw. einer Horizontlinie H führt. Wie dargestellt nimmt eine Person P1, P2, P3 mit größerem Abstand einen immer kleineren Teil des Sichtfelds ein. Dasselbe gilt für ein Fahrzeug C1, C2 oder ein Objekt O1, O2 auf der Fahrbahn bzw. einen Baum T1, T2 neben der Fahrbahn. Erfindungsgemäß wird das Sichtfeld in verschiedene Bereiche unterteilt. Beispielsweise kann in einem ersten Bereich B1, der einem Abstand von bis 25 m entspricht, eine vertikale Auflösung von 0,2° verwendet werden. In einem zweiten Bereich bis zu 50 m Abstand B2 kann eine vertikale Auflösung von 0,1° verwendet werden. In einem dritten Bereich B3 kann eine vertikale Auflösung bzw. ein Zeilenabstand von 0,05° verwendet werden. Oberhalb der Horizontlinie H kann dann die Auflösung wieder reduziert werden. Für das Fahrzeug C1 innerhalb des Bereichs B1 ergibt sich insoweit eine Abtastung mit einem Zeilenabstand von 0,2°. Für den Baum T2 in einem Abstand von ca. 100 m ergibt sich eine Abtastung mit einem Zeilenabstand von 0,05°.In the 3 the approach according to the invention is illustrated schematically from the perspective of the lidar measuring device. The dotted lines represent the lines of a line-by-line scan of the field of view. A scene is shown in which a roadway leads in the direction of a horizon or a horizon line H. As shown, a person P1, P2, P3 occupies an increasingly smaller part of the field of view at a greater distance. The same applies to a vehicle C1, C2 or an object O1, O2 on the roadway or a tree T1, T2 next to the roadway. According to the invention, the field of view is divided into different areas. For example, a vertical resolution of 0.2 ° can be used in a first area B1, which corresponds to a distance of up to 25 m. In a second area up to 50 m distance B2, a vertical resolution of 0.1 ° can be used. In a third area B3, a vertical resolution or a line spacing of 0.05 ° can be used. The resolution can then be reduced again above the horizon line H. For the vehicle C1 within the area B1, this results in a scan with a line spacing of 0.2 °. For the tree T2 at a distance of approx. 100 m, the result is a scan with a line spacing of 0.05 °.

In der 4 ist schematisch ein Ansatz zur Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Zunächst wird innerhalb der Lidar-Messvorrichtung in einem ersten Schritt S1 eine Distanzmessung mit hoher Auflösung durchgeführt. Die hochauflösenden Scandaten der Lidar-Messvorrichtung werden ausgegeben. In einem Auswahlschritt S2 wird für einen Bereich des Sichtfelds jeweils die notwendige bzw. gewünschte vertikale Auflösung festgelegt. Die ermittelte vertikale Auflösung wird dann übertragen. In einem Ausgabeschritt S3 wird festgelegt, welche Zeilen bzw. welche Scandaten ausgegeben werden. In einem optionalen weiteren Schritt S4 kann zudem eine zeitweise Speicherung der Daten eines vorhergehenden Aktualisierungsschritts vorgenommen werden, um die aktuelle Auflösung bzw. die gewünschte vertikale Auflösung festzulegen. Hierzu können insbesondere zwei Kontext-Speicher sinnvoll sein. Zum einen kann der vorherige Frame verwendet werden. Zum anderen kann ein 2D-Nachbarschaftskontext des aktuellen Frames (d.h. Messpunkte ober- bzw. unterhalb sowie benachbarte Spalten) verwendet werden. Die Ausgabe wird entsprechend verzögert.In the 4th an approach for implementing a method according to the invention is shown schematically. First, a distance measurement with high resolution is carried out within the lidar measuring device in a first step S1. The high-resolution scan data from the lidar measuring device are output. In a selection step S2, the necessary or desired vertical resolution is determined for a region of the field of view. The determined vertical resolution is then transmitted. In an output step S3 it is determined which lines or which scan data are output. In an optional further step S4, the data from a previous update step can also be temporarily stored in order to determine the current resolution or the desired vertical resolution. Two context memories in particular can be useful for this purpose. On the one hand, the previous frame can be used. On the other hand, a 2D neighborhood context of the current frame (ie measuring points above or below as well as adjacent columns) can be used. The output will be delayed accordingly.

In der 5 ist schematisch der Aufbau einer Lidar-Messvorrichtung 16 beispielhaft dargestellt. Die Lidar-Messvorrichtung 16 umfasst einen Sender 28 zum Aussenden eines Lichtsignals an einen Empfänger 30 zum Empfangen des Lichtsignals nach einer Reflexion an dem Objekt. Der Sender 28 ist insbesondere als Laserquelle ausgebildet. Einerseits ist es möglich, dass ein gepulstes Signal verwendet wird, andererseits kann auch ein frequenzmoduliertes Signal (Chirp-Signal) verwendet werden. Der Empfänger 30 entspricht insbesondere einem Fotodetektor, der dazu ausgebildet ist, das Lichtsignal nach der Reflexion am Objekt zu empfangen und hierdurch eine Detektion des Objekts zu ermöglichen.In the 5 is a schematic of the structure of a lidar measuring device 16 shown as an example. The lidar measuring device 16 includes a transmitter 28 for sending a light signal to a receiver 30th for receiving the light signal after reflection on the object. The transmitter 28 is designed in particular as a laser source. On the one hand, it is possible to use a pulsed signal; on the other hand, a frequency-modulated signal (chirp signal) can also be used. Recipient 30th corresponds in particular to a photodetector which is designed to receive the light signal after reflection on the object and thereby enable detection of the object.

Weiterhin umfasst die Lidar-Messvorrichtung eine 2D-Scannereinheit 32, um das Sichtfeld der Lidar-Messvorrichtung 16 abzutasten. Die 2D-Scannereinheit 32 kann insbesondere als mikroelektromechanisches System (MEMS) ausgebildet sein. Ebenfalls ist es möglich, dass ein Galvanometer verwendet wird. Ein Mikrospiegel wird angesteuert, um das Lichtsignal an unterschiedliche Positionen auszusenden und entsprechend Detektionen der unterschiedlichen Positionen zu empfangen. Insbesondere wird dabei ein Sichtfeld der Lidar-Messvorrichtung 16 zeilenweise abgetastet. Es gibt vorzugsweise eine schnelle Horizontalachse und eine langsamere Vertikalachse, die jeweils von zugehörigen Aktoren ansteuerbar sind. Die 2D-Scannereinheit 32 bietet insbesondere eine entsprechende Steuerschnittstelle, um die vertikale und horizontale Bewegung des Spiegels ansteuern zu können. Insbesondere kann für die Achsen festgelegt werden, welcher Winkel zwischen zwei Zeilen bzw. Spalten verwendet werden soll. Wenn beispielsweise eine normale Auflösung von 0,1° x 0,1° in Horizontal- und Vertikalrichtung verwendet wird, kann diese durch Modifizieren der Vertikalauflösung im relevanten Vertikalbereich verdoppelt werden, wenn der Winkel bei der Auslenkung des Spiegels halbiert wird.Furthermore, the lidar measuring device comprises a 2D scanner unit 32 in order to display the field of view of the lidar measuring device 16 to feel. The 2D scanner unit 32 can in particular be designed as a microelectromechanical system (MEMS). It is also possible to use a galvanometer. A micromirror is activated in order to transmit the light signal to different positions and to receive corresponding detections of the different positions. In particular, a field of view of the lidar measuring device is used 16 scanned line by line. There is preferably a fast horizontal axis and a slower vertical axis, each of which can be controlled by associated actuators. The 2D scanner unit 32 offers in particular a corresponding control interface in order to be able to control the vertical and horizontal movement of the mirror. In particular, it can be specified for the axes which angle is to be used between two rows or columns. For example, if a normal resolution of 0.1 ° x 0.1 ° in the horizontal and vertical directions is used, this can be doubled by modifying the vertical resolution in the relevant vertical area if the angle is halved when the mirror is deflected.

Weiterhin umfasst die Lidar-Messvorrichtung eine Kombinationseinheit 34. Im dargestellten Ausführungsbeispiel in der 5 ist die Kombinationseinheit 34 als Zirkulator ausgebildet. Alternativ kann auch ein Beamsplitter verwendet werden. Die Verwendung eines Beamsplitters hat den Nachteil, dass ein Signalanteil verloren geht. Allerdings ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Reaktionsgeschwindigkeit und hinsichtlich des Fertigungsaufwands.Furthermore, the lidar measuring device comprises a combination unit 34 . In the illustrated embodiment in the 5 is the combination unit 34 designed as a circulator. Alternatively, a beam splitter can also be used. The disadvantage of using a beam splitter is that part of the signal is lost. However, there are advantages with regard to the speed of reaction and with regard to the manufacturing costs.

Dadurch, dass für das gesendete Lichtsignal und für das empfangene Lichtsignal zwischen 2D-Scannereinheit 32 und Kombinationseinheit 34 derselbe Pfad verwendet wird, wird die dargestellte Lidar-Messvorrichtung 16 auch als Koaxiallidar-Messvorrichtung bzw. als Lidar-Messvorrichtung in Koaxialbauweise bezeichnet.The fact that for the transmitted light signal and for the received light signal between the 2D scanner unit 32 and the combination unit 34 the same path is used, the illustrated lidar measurement device is used 16 also referred to as a coaxial lidar measuring device or as a coaxial lidar measuring device.

In der 6 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren dargestellt. Das Verfahren umfasst Schritte des Empfangens S10 einer Distanzangabe, des Ermittelns S12 einer vertikalen Auflösung und des Ansteuerns S14 der Lidar-Messvorrichtung. Das Verfahren kann beispielsweise als Software implementiert sein, die auf einem Mikroprozessor eines Fahrzeugsteuergeräts oder einer Lidar-Messvorrichtung ausgeführt wird. Insbesondere kann das Verfahren als Steuerungssoftware einer Lidar-Messvorrichtung bzw. einer 2D-Scannereinheit einer Lidar-Messvorrichtung verwendet werden.In the 6th a method according to the invention is shown schematically. The method comprises the steps of receiving S10 a distance specification, determining S12 a vertical resolution and activating S14 of the lidar measuring device. The method can be implemented, for example, as software that is executed on a microprocessor of a vehicle control device or a lidar measuring device. In particular, the method can be used as control software for a lidar measuring device or a 2D scanner unit of a lidar measuring device.

Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.The invention has been comprehensively described and explained with reference to the drawings and the description. The description and explanation are to be understood as examples and not restrictive. The invention is not limited to the disclosed embodiments. Other embodiments or variations will become apparent to those skilled in the art after using the present invention and after carefully analyzing the drawings, the disclosure and the following claims.

In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Ein Element, eine Einheit, eine Schnittstelle, eine Vorrichtung und ein System können teilweise oder vollständig in Hard- und/oder in Software umgesetzt sein. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen.In the claims, the words “comprising” and “having” do not exclude the presence of further elements or steps. The undefined article “a” or “an” does not exclude the presence of a plural. A single element or a single unit can perform the functions of several of the units mentioned in the patent claims. An element, a unit, an interface, a device and a system can be implemented partially or completely in hardware and / or in software. The mere mention of some measures in several different dependent patent claims should not be understood to mean that a combination of these measures cannot also be used advantageously. Reference signs in the patent claims are not to be understood as restrictive.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
Systemsystem
12, 12'12, 12 '
Objektobject
1414th
Fahrzeugvehicle
1616
Lidar-MessvorrichtungLidar measuring device
1818th
AnpassungsvorrichtungAdjustment device
2020th
SichtfeldField of view
2222nd
EingangsschnittstelleInput interface
2424
AuswerteeinheitEvaluation unit
2626th
AusgabeschnittstelleOutput interface
2828
SenderChannel
3030th
Empfängerreceiver
3232
2D-Scannereinheit2D scanner unit
3434
KombinationseinheitCombination unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • WO 2018/127789 A1 [0004]WO 2018/127789 A1 [0004]

Claims (13)

Anpassungsvorrichtung (18) zum Anpassen einer vertikalen Auflösung einer scannenden Lidar-Messvorrichtung (16), mit: einer Eingangsschnittstelle (22) zum Empfangen einer Distanzangabe mit Informationen zu Abständen zwischen Zielpunkten im Sichtfeld (20) der Lidar-Messvorrichtung und der Lidar-Messvorrichtung; einer Auswerteeinheit (24) zum Ermitteln einer vertikalen Auflösung der Lidar-Messvorrichtung mit Informationen zu vertikalen Abtastwinkelinkrementen in Abhängigkeit von einer Position innerhalb des Sichtfelds der Lidar-Messvorrichtung basierend auf der Distanzangabe, wobei Bereichen von Zielpunkten im selben Abstand jeweils dieselben vertikalen Abtastwinkelinkremente zugeordnet werden; und einer Ausgabeschnittstelle (26) zum Ansteuern der Lidar-Messvorrichtung zum Ausgeben von Lidarsensordaten mit der ermittelten vertikalen Auflösung.Adaptation device (18) for adapting a vertical resolution of a scanning lidar measuring device (16), with: an input interface (22) for receiving a distance specification with information on distances between target points in the field of view (20) of the lidar measuring device and the lidar measuring device; an evaluation unit (24) for determining a vertical resolution of the lidar measuring device with information on vertical scanning angle increments as a function of a position within the field of view of the lidar measuring device based on the distance specification, areas of target points at the same distance being assigned the same vertical scanning angle increments; and an output interface (26) for controlling the lidar measuring device for outputting lidar sensor data with the determined vertical resolution. Anpassungsvorrichtung (18) nach Anspruch 1, wobei die Eingangsschnittstelle (22) zum Empfangen der Distanzangabe von der Lidar-Messvorrichtung ausgebildet ist.Adaptation device (18) according to Claim 1 , wherein the input interface (22) is designed to receive the distance information from the lidar measuring device. Anpassungsvorrichtung (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ausgabeschnittstelle (26) zum Ansteuern der Lidar-Messvorrichtung (16) ausgebildet ist, um basierend auf der vertikalen Auflösung auszugebende Scandaten einer 2D-Scannereinheit (32) der Lidar-Messvorrichtung zu selektieren.Adaptation device (18) according to one of the preceding claims, wherein the output interface (26) is designed to control the lidar measuring device (16) in order to select scan data of a 2D scanner unit (32) of the lidar measuring device to be output based on the vertical resolution. Anpassungsvorrichtung (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ausgabeschnittstelle (26) zum Ansteuern der 2D-Scannereinheit der Lidar-Messvorrichtung (16) ausgebildet ist, um das Sichtfeld (20) mit der vertikalen Auflösung abzutasten.Adaptation device (18) according to one of the preceding claims, wherein the output interface (26) is designed to control the 2D scanner unit of the lidar measuring device (16) in order to scan the field of view (20) with the vertical resolution. Anpassungsvorrichtung (18) nach den Ansprüchen 3 und 4, wobei die Auswerteeinheit (24) zum Ermitteln der vertikalen Auflösung basierend auf einer vertikalen Auflösung in einem vorherigen Zeitschritt ausgebildet ist; und die vertikale Auflösung gegenüber dem vorherigen Zeitschritt um einen konstanten Faktor, vorzugsweise einen Faktor von 2, erhöht wird.Adaptation device (18) according to the Claims 3 and 4th , wherein the evaluation unit (24) is designed to determine the vertical resolution based on a vertical resolution in a previous time step; and the vertical resolution is increased by a constant factor, preferably a factor of 2, compared to the previous time step. Anpassungsvorrichtung (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (24) zum Ermitteln einer vertikalen Auflösung ausgebildet ist, bei der die vertikale Auflösung mit steigendem Abstand der Zielpunkte zunimmt.Adaptation device (18) according to one of the preceding claims, wherein the evaluation unit (24) is designed to determine a vertical resolution in which the vertical resolution increases with increasing distance between the target points. Anpassungsvorrichtung (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (24) zum Erkennen eines Verlaufs einer Horizontlinie (H) innerhalb des Sichtfelds (20) der Lidar-Messvorrichtung (16) basierend auf der Distanzangabe ausgebildet ist; zum Ermitteln der vertikalen Auflösung basierend auf dem erkannten Verlauf der Horizontlinie ausgebildet ist; und die vertikalen Abtastwinkelinkremente in einem Bereich oberhalb der Horizontlinie größer sind als in einem Bereich unterhalb der HorizontlinieAdaptation device (18) according to one of the preceding claims, wherein the evaluation unit (24) is designed to recognize a course of a horizon line (H) within the field of view (20) of the lidar measuring device (16) based on the distance specification; is designed to determine the vertical resolution based on the recognized course of the horizon line; and the vertical scanning angle increments are greater in an area above the horizon line than in an area below the horizon line Anpassungsvorrichtung (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (24) zum Ermitteln der vertikalen Auflösung basierend auf einer vordefinierten Auswahl an vertikalen Abtastwinkelinkrementen ausgebildet ist.Adaptation device (18) according to one of the preceding claims, wherein the evaluation unit (24) is designed to determine the vertical resolution based on a predefined selection of vertical scanning angle increments. Anpassungsvorrichtung (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (24) zum Ermitteln der vertikalen Auflösung basierend auf einer vorgegeben maximalen Zeilenzahl der 2D-Scannereinheit (32) ausgebildet ist; und/oder einem vorgegebenen minimalen vertikalen Abtastwinkelinkrement der 2D-Scannereinheit ausgebildet ist.Adaptation device (18) according to one of the preceding claims, wherein the evaluation unit (24) is designed to determine the vertical resolution based on a predetermined maximum number of lines of the 2D scanner unit (32); and / or a predetermined minimum vertical scanning angle increment of the 2D scanner unit. Anpassungsvorrichtung (18) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Auswerteeinheit (24) zum Ermitteln der vertikalen Auflösung basierend auf einer vordefinierten Zuordnung von vertikalen Abtastwinkelinkrementen zu Abstandsbereichen ausgebildet ist; und vorzugsweise bis zu einer maximalen Sichtweite der Lidar-Messvorrichtung (16) entfernteren Abstandsbereichen jeweils kleinere vertikale Abtastwinkelinkremente zugeordnet sind und über der maximalen Sichtweite der Lidar-Messvorrichtung ein einzelner Abstandsbereich mit konstantem vertikalen Abtastwinkelinkrement definiert ist.Adaptation device (18) according to one of the preceding claims, wherein the evaluation unit (24) is designed to determine the vertical resolution based on a predefined assignment of vertical scanning angle increments to distance ranges; and preferably up to a maximum visual range of the lidar measuring device (16) more distant distance ranges are assigned smaller vertical scanning angle increments and a single distance range with a constant vertical scanning angle increment is defined over the maximum visual range of the lidar measuring device. System (10) zum Detektieren eines Objekts (12, 12') in einer Umgebung eines Fahrzeugs (14), mit: einer Lidar-Messvorrichtung (16), mit einem Sender (28) zum Aussenden eines Lichtsignals, einem Empfänger (30) zum Empfangen des Lichtsignals nach einer Reflexion an dem Objekt und einer 2D-Scannereinheit (32) zum Abtasten eines Sichtfelds (20) der Lidar; und einer Anpassungsvorrichtung (18) zum Anpassen einer vertikalen Auflösung der Lidar-Messvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche.System (10) for detecting an object (12, 12 ') in the surroundings of a vehicle (14), comprising: a lidar measuring device (16), with a transmitter (28) for emitting a light signal, a receiver (30) for receiving the light signal after a reflection on the object and a 2D scanner unit (32) for scanning a field of view (20) of the Lidar; and an adaptation device (18) for adapting a vertical resolution of the lidar measuring device according to one of the preceding claims. Verfahren zum Anpassen einer vertikalen Auflösung einer scannenden Lidar-Messvorrichtung (16), mit den Schritten: Empfangen (S10) einer Distanzangabe mit Informationen zu Abständen zwischen Zielpunkten im Sichtfeld (20) der Lidar-Messvorrichtung und der Lidar-Messvorrichtung; Ermitteln (S12) einer vertikalen Auflösung der Lidar-Messvorrichtung mit Informationen zu vertikalen Abtastwinkelinkrementen in Abhängigkeit von einer Position innerhalb des Sichtfelds der Lidar-Messvorrichtung basierend auf der Distanzangabe, wobei Bereichen von Zielpunkten im selben Abstand jeweils dieselben vertikalen Abtastwinkelinkremente zugeordnet werden; und Ansteuern (S14) der Lidar-Messvorrichtung zum Ausgeben von Lidarsensordaten mit der ermittelten vertikalen Auflösung.A method for adapting a vertical resolution of a scanning lidar measuring device (16), comprising the steps of: receiving (S10) a distance specification with information on distances between target points in the field of view (20) of the lidar measuring device and the lidar measuring device; Determination (S12) of a vertical resolution of the lidar measuring device with information on verticals Scanning angle increments as a function of a position within the field of view of the lidar measuring device based on the distance specification, areas of target points at the same distance being assigned the same vertical scanning angle increments; and controlling (S14) the lidar measuring device for outputting lidar sensor data with the determined vertical resolution. Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens nach Anspruch 12, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird.Computer program product with program code for performing the steps of the method according to Claim 12 when the program code is executed on a computer.
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WO2023091399A3 (en) * 2021-11-16 2023-07-20 Luminar, Llc Method for controlling an lidar sensor of a vehicle for scanning the field of regard with two different image densities.

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