DE102020001673A1 - Process for recognizing mirror images - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Spiegelbildern in erfassten Signalen einer Umgebungssensorik (2) eines Fahrzeuges (1). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass- anhand eines ermittelten Fahrbahnverlaufes, anhand erfasster Umgebungsobjekte, anhand dem Fahrzeug (1) vorliegender Informationen einer Fahrzeug-zu-Infrastrukturkommunikation und/oder anhand ermittelter Wetterinformationen eine Spiegelwahrscheinlichkeit für Umgebungsobjekte des Fahrzeuges (1) bestimmt wird und- im Fall einer ermittelten Spiegelwahrscheinlichkeit diese für eine Erkennung von Spiegelbildern in einer zentral verfügbaren Karte hinterlegt wirdThe invention relates to a method for recognizing mirror images in recorded signals from an environmental sensor system (2) of a vehicle (1). According to the invention it is provided that a mirror probability for surrounding objects of the vehicle (1) is determined on the basis of a determined course of the road, on the basis of detected objects in the surroundings, on the basis of the vehicle-to-infrastructure communication information available from the vehicle (1) and / or on the basis of determined weather information and a determined mirror probability, this is stored in a centrally available map for the detection of mirror images

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Spiegelbildern in erfassten Signalen einer Umgebungssensorik eines Fahrzeuges.The invention relates to a method for recognizing mirror images in recorded signals of an environmental sensor system of a vehicle.

Aus der DE 101 03 870 A1 ist ein Verfahren zur Bilderkennung bei Kraftfahrzeugen bekannt. Das Verfahren sieht vor, dass von einem Gegenstand ausgehende elektromagnetische Wellen von wenigstens einem Sensor sowohl bezüglich ihrer Intensität als auch bezüglich ihrer Richtung aufgenommen, ausgewertet und einer Bildmatrix übergeben werden.From the DE 101 03 870 A1 a method for image recognition in motor vehicles is known. The method provides that electromagnetic waves emanating from an object are recorded by at least one sensor both in terms of their intensity and in terms of their direction, evaluated and transferred to an image matrix.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Erkennung von Spiegelbildern anzugeben.The invention is based on the object of specifying a method for recognizing mirror images which is improved over the prior art.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.The object is achieved according to the invention by a method which has the features specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.

Ein Verfahren zur Erkennung von Spiegelbildern in erfassten Signalen einer Umgebungssensorik eines Fahrzeuges sieht erfindungsgemäß vor, dass anhand eines ermittelten Fahrbahnverlaufes, anhand erfasster Umgebungsobjekte, anhand dem Fahrzeug vorliegender Informationen einer Fahrzeug-zu-Infrastrukturkommunikation und/oder anhand ermittelter Wetterinformationen eine Spiegelwahrscheinlichkeit für Umgebungsobjekte des Fahrzeuges bestimmt wird. Zudem wird im Fall einer ermittelten Spiegelwahrscheinlichkeit diese für eine Erkennung von Spiegelbildern in einer zentral verfügbaren Karte hinterlegt.According to the invention, a method for recognizing mirror images in acquired signals from an environmental sensor system of a vehicle provides that a mirror probability for objects in the vicinity of the vehicle is based on an ascertained course of the roadway, on the basis of acquired environmental objects, on the basis of information from vehicle-to-infrastructure communication and / or on the basis of ascertained weather information is determined. In addition, if a mirror probability is determined, this is stored in a centrally available map for the detection of mirror images.

Durch die Ermittlung möglicher Reflexionsflächen und der mit diesen verknüpften Spiegelwahrscheinlichkeiten wird eine Erkennung von sogenannten Geisterzielen, d. h. Spiegelbildern, ermöglicht. Hierdurch kann eine Systemverfügbarkeit und eine Systemsicherheit einer automatisierten Fahrfunktion des Fahrzeuges erhöht werden. Parameter zur Ermittlung der Spiegelwahrscheinlichkeiten müssen aufgrund der Speicherung in der zentralen Karte nicht global für eine Lebensdauer des Fahrzeuges ermittelt werden, sondern können dynamisch, z. B. an bauliche Veränderungen und/oder an vorherrschende Wetterbedingungen, angepasst werden.By determining possible reflection surfaces and the mirror probabilities associated with them, detection of so-called ghost targets, i. H. Mirror images, made possible. As a result, system availability and system security of an automated driving function of the vehicle can be increased. Parameters for determining the mirror probabilities do not have to be determined globally for the life of the vehicle due to the storage in the central map, but can be dynamic, e.g. B. to structural changes and / or to prevailing weather conditions.

Beispielsweise wird mittels Anwendung des Verfahrens eine Fahrbahnerkennung mit Begrenzungen einer Fahrbahn, insbesondere in solchen Fahrsituationen verbessert, in denen klassische Ansätze problematisch sind, z. B. v. a. bei nasser Fahrbahn.For example, using the method, a lane detection with delimitations of a lane is improved, especially in those driving situations in which classic approaches are problematic, e.g. B. v. a. on wet roads.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing.

Dabei zeigt die:

  • 1 schematisch ein auf einer Fahrbahn mit zwei Fahrspuren fahrendes Fahrzeug.
The shows:
  • 1 schematically a vehicle traveling on a roadway with two lanes.

Die einzige Figur zeigt ein Fahrzeug 1, welches auf einer Fahrbahn F mit zwei gegenläufigen Fahrspuren F1, F2 fährt. Das Fahrzeug 1 fährt auf einer rechten Fahrspur F1, wobei sich auf einer linken Fahrspur F2 kein Fahrzeug 1 befindet.The only figure shows a vehicle 1 which on a roadway F. with two opposite lanes F1 , F2 moves. The vehicle 1 drives in a right lane F1 , being in a left lane F2 no vehicle 1 is located.

Bei dem Fahrzeug 1 handelt es sich um ein automatisiert fahrendes Fahrzeug 1, welches eine Umgebungssensorik 2 mit einer Anzahl von im und/oder am Fahrzeug 1 angeordneten, nicht näher dargestellten Sensoren umfasst. Die Umgebungssensorik 2 umfasst beispielsweise zumindest einen lidarbasierten Sensor und/oder zumindest einen radarbasierten Sensor.With the vehicle 1 it is an automated driving vehicle 1 , which is an environmental sensor 2 with a number of in and / or on the vehicle 1 includes arranged, not shown sensors. The environmental sensors 2 comprises, for example, at least one lidar-based sensor and / or at least one radar-based sensor.

Mittels der Umgebungssensorik 2 werden im Fahrbetrieb des Fahrzeuges 1 fortlaufend Signale erfasst, anhand der eine Umgebung des Fahrzeuges 1 und sich in diese befindenden Umgebungsobjekte detektiert werden.Using the environmental sensors 2 are in driving operation of the vehicle 1 continuously recorded signals based on the surroundings of the vehicle 1 and surrounding objects located in these are detected.

Die Sensoren können aufgrund verschiedener Umgebungsbedingungen, beispielsweise durch Nässe, sogenannte Geisterziele erfassen. Diese Geisterziele, d. h. insbesondere Spiegelbilder, können durch die nasse Fahrbahn F und/oder andere spiegelnde Flächen entstehen und anhand erfasster Signale zumindest eines lidarbasierten Sensors und/oder einer Frontkamera detektiert werden. Zudem können Geisterziele beispielsweise auch an Häuserwänden, Leitplanken, Tunnelwänden entstehen und anhand erfasster Signale eines lidarbasierten und/oder radarbasierten Sensors detektiert werden. Auch können Spiegelbilder an Seitenflächen von nicht näher gezeigten weiteren Fahrzeugen entstehen, die anhand erfasster Signale eines lidarbasierten und/oder radarbasierten Sensors detektiert werden.The sensors can detect so-called ghost targets due to various environmental conditions, for example due to moisture. These ghost targets, ie in particular mirror images, can get through the wet road F. and / or other reflective surfaces arise and are detected on the basis of detected signals of at least one lidar-based sensor and / or a front camera. In addition, ghost targets can also arise, for example, on house walls, guardrails, tunnel walls and can be detected on the basis of recorded signals from a lidar-based and / or radar-based sensor. Mirror images can also arise on the side surfaces of other vehicles (not shown in detail), which are detected on the basis of detected signals of a lidar-based and / or radar-based sensor.

Die Frontkamera und/oder eine andere fahrzeugseitige, nach außerhalb des Fahrzeuges 1 gerichtete Kamera erfassen bzw. erfasst diese in dem Spiegelbild ein weiteres Umgebungsobjekt. Mittels des lidarbasierten und radarbasierten Sensors wird aktiv gemessen, wobei Signale von dem jeweiligen Sensor gesendet werden und reflektierte Signale, eine sogenannten Rückstreuung, erfasst werden. Hierbei kann durch Reflexionen an einem Umgebungsobjekt ein so bezeichnetes Fading bzw. eine Multi-Path-Propagation auftreten. D. h., dass gesendete Signale nicht zum jeweiligen Sensor, sondern auf ein anderes Umgebungsobjekt reflektiert. Das andere Umgebungsobjekt reflektiert die Signale dann auf eine spiegelnde Fläche und somit zurück zum Sensor. Mittels des Sensors wird also auch hier in einer Richtung ein Umgebungsobjekt detektiert, welches nur ein Spiegelbild ist.The front camera and / or another on-board camera to the outside of the vehicle 1 Directed cameras capture or capture a further environmental object in the mirror image. The lidar-based and radar-based sensors are used to actively measure, with signals being sent from the respective sensor and reflected signals, so-called backscattering, being recorded. In this case, what is known as fading or multi-path propagation can occur due to reflections on an environmental object. This means that the transmitted signals are not reflected to the respective sensor, but to another surrounding object. The other surrounding object then reflects the signals onto one reflective surface and thus back to the sensor. By means of the sensor, an environmental object is also detected here in one direction, which is only a mirror image.

Weiterhin ist es vergleichsweise wichtig einen Verlauf der Fahrbahn F sowie eine Beschaffenheit der Fahrbahn F vor dem autonom fahrenden Fahrzeug 1 zu ermitteln, um eine Systemreaktion planen zu können, eine Lokalisierung des Fahrzeuges 1 durchzuführen und insbesondere eine Höhe von Umgebungsobjekten auf der Fahrbahn F zu schätzen, wobei zudem eine Position des jeweils erfassten Umgebungsobjektes relativ zu einer Fahrspur F1 des Fahrzeuges 1 ermittelt wird.Furthermore, the course of the roadway is comparatively important F. as well as a condition of the roadway F. in front of the autonomous vehicle 1 to determine a localization of the vehicle in order to be able to plan a system reaction 1 perform and in particular a height of surrounding objects on the roadway F. to estimate, in addition, a position of the respective detected surrounding object relative to a lane F1 of the vehicle 1 is determined.

Üblicherweise wird die Fahrbahn F auf Basis erfasster Signale einer fahrzeugseitigen Kamera, einer im Fahrzeug 1 hinterlegten digitalen Karte und/oder erfasster Signale eines lidarbasierten Sensors der Umgebungssensorik 2 des Fahrzeuges 1 ermittelt, wobei auch erfasste Signale eines radarbasierten Sensors berücksichtigt werden können. Eine Reichweite der Sensoren ist dabei begrenzt, wobei insbesondere ein nasse oder feuchte Fahrbahn F ein Problem in Bezug auf deren Erfassung darstellen kann.Usually the roadway F. based on signals captured by a camera in the vehicle, one in the vehicle 1 stored digital map and / or recorded signals of a lidar-based sensor of the environmental sensor system 2 of the vehicle 1 determined, whereby detected signals of a radar-based sensor can also be taken into account. A range of the sensors is limited, with a wet or damp road surface in particular F. can pose a problem in terms of their detection.

Um den automatisierten Fahrbetrieb des Fahrzeuges 1, insbesondere eine Systemverfügbarkeit und eine Systemsicherheit einer automatisierten Fahrfunktion des Fahrzeuges 1 zu verbessern, ist ein im Folgenden beschriebenes Verfahren vorgesehen.To the automated driving of the vehicle 1 , in particular system availability and system security of an automated driving function of the vehicle 1 To improve this, a procedure described below is provided.

Begrenzungen 3 der Fahrbahn F und die Fahrbahn F selbst können für die Sensoren und die Frontkamera der Umgebungssensorik 2 spiegelnde Flächen bilden, wie oben beschrieben.
Auf Grundlage eines, wie oben beschrieben, ermittelten Verlaufes der Fahrbahn F sowie anhand erfasster baulicher oder erfasster anderer Umgebungsobjekte kann eine Spiegelwahrscheinlichkeit für diverse Umgebungsobjekte vorgegeben werden, die in einer zentral verfügbaren Karte hinterlegt wird. Diese hinterlegten Informationen werden für die Erkennung von Spiegelbildern, insbesondere für die Umgebungssensorik 2 sämtlicher Fahrzeuge 1 bereitgestellt. Weitere Fahrzeuge 1 übermitteln ebenfalls erkannte Spiegelwahrscheinlichkeiten an die zentral verfügbare Karte, so dass hinterlegte Informationen in Bezug auf die Spiegelwahrscheinlichkeiten anhand der Erkenntnisse vieler Fahrzeuge 1 verbessert werden kann.Limitations 3 the roadway F. and the roadway F. even can for the sensors and the front camera of the environmental sensors 2 Form reflective surfaces as described above.
On the basis of a course of the roadway determined as described above F. as well as on the basis of recorded structural or recorded other surrounding objects, a mirror probability for various surrounding objects can be specified, which is stored in a centrally available map. This stored information is used for the detection of mirror images, in particular for the environmental sensors 2 of all vehicles 1 provided. More vehicles 1 also transmit recognized mirror probabilities to the centrally available map, so that stored information relating to the mirror probabilities based on the findings of many vehicles 1 can be improved.

Insbesondere werden bei der Ermittlung der Spiegelwahrscheinlichkeit erfasste Signale eines Nässesensors, eines Regenlichtsensors und/oder Informationen einer aktuellen Wettervorhersage berücksichtigt.In particular, when determining the mirror probability, detected signals from a moisture sensor, a rain light sensor and / or information from a current weather forecast are taken into account.

Spiegelnde Flächen erzeugen für Sensoren der Umgebungssensorik 2 Spiegelbilder eines tatsächlich vorhandenen Umgebungsobjektes, wobei basierend auf erkannten Spiegelbildern die spiegelnden Flächen erkannt werden. Diese spiegelnden Flächen werden vergleichsweise einfach geometrisch ermittelt, da diese Flächen in Spiegelbildrichtung liegen und ein Spiegelpunkt durch die Entfernung zwischen tatsächlich vorhandenem Umgebungsobjekt und dem Spiegelbild gegeben ist.Generate reflective surfaces for sensors of the environmental sensors 2 Mirror images of an actually existing surrounding object, the reflective surfaces being recognized based on recognized mirror images. These reflective surfaces are determined geometrically in a comparatively simple manner, since these surfaces lie in the direction of the mirror image and a mirror point is given by the distance between the actual surrounding object and the mirror image.

Wird nun ein Umgebungsobjekt an einer reflektierenden Fläche eines Umgebungsobjektes, d. h. an einem Umgebungsobjekt mit Spiegelwahrscheinlichkeit, mittels der Umgebungssensorik 2 des Fahrzeuges 1 detektiert, so wird das Umgebungsobjekt als Geisterziel, insbesondere als Spiegelbild, deklariert und eine Wahrscheinlichkeit für eine Systemreaktion wird somit verringert. Beispielsweise wird als Systemreaktion eine automatisch eingeleitete Notbremsung des Fahrzeuges 1 unterdrückt, wenn aufgrund einer nassen Fahrbahn F ein Umgebungsobjekt gespiegelt wird.
Spiegelnde Flächen können auch Begrenzungen 3 der Fahrbahn F sein und können bei der Erkennung der Fahrbahn F berücksichtigt werden.If an environmental object is now placed on a reflective surface of an environmental object, ie on an environmental object with mirror probability, by means of the environmental sensor system 2 of the vehicle 1 If detected, the surrounding object is declared as a ghost target, in particular as a mirror image, and the probability of a system reaction is thus reduced. For example, an automatically initiated emergency braking of the vehicle is the system reaction 1 suppressed when due to a wet road surface F. an ambient object is mirrored.
Reflective surfaces can also be boundaries 3 the roadway F. and can be used in the detection of the lane F. be taken into account.

Für die Erkennung von Spiegelbildern, d. h. spiegelnder Flächen, können klassische Algorithmen verwendet werden, wobei maschinelles Lernen, insbesondere neuronale Netze, ebenso verwendet werden können. Dazu wird eine Spiegelklasse eingeführt und eine entsprechende Assoziation zu einem Realobjekt hergestellt.For the detection of mirror images, i. H. of reflective surfaces, classical algorithms can be used, whereby machine learning, in particular neural networks, can also be used. For this purpose, a mirror class is introduced and a corresponding association to a real object is established.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Fahrzeugvehicle
22
UmgebungssensorikEnvironmental sensors
33
Begrenzung Limitation
FF.
Fahrbahnroadway
F1F1
rechte Fahrspurright lane
F2F2
linke Fahrspurleft lane

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 10103870 A1 [0002]DE 10103870 A1 [0002]

Claims (2)

Verfahren zur Erkennung von Spiegelbildern in erfassten Signalen einer Umgebungssensorik (2) eines Fahrzeuges (1), dadurch gekennzeichnet, dass - anhand eines ermittelten Fahrbahnverlaufes, anhand erfasster Umgebungsobjekte, anhand dem Fahrzeug (1) vorliegender Informationen einer Fahrzeug-zu-Infrastrukturkommunikation und/oder anhand ermittelter Wetterinformationen eine Spiegelwahrscheinlichkeit für Umgebungsobjekte des Fahrzeuges (1) bestimmt wird und - im Fall einer ermittelten Spiegelwahrscheinlichkeit diese für eine Erkennung von Spiegelbildern in einer zentral verfügbaren Karte hinterlegt wird.A method for the detection of mirror images in detected signals of an environment sensor system (2) of a vehicle (1), characterized in that - on the basis of a determined course of the roadway, on the basis of detected environmental objects, on the basis of the vehicle (1) available information of a vehicle-to-infrastructure communication and / or a mirror probability for surrounding objects of the vehicle (1) is determined on the basis of determined weather information and - in the case of a determined mirror probability, this is stored in a centrally available map for the detection of mirror images. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine spiegelnde Fläche geometrisch erfasst wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a reflective surface is captured geometrically.
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