DE102020006560A1 - Method for detecting a vehicle environment - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung mittels eines Lasersensors, wobei eine optische Störung des Lasersensors bestimmt wird. Erfindungsgemäß werden anhand von mittels des Lasersensors erfassten Daten (D) eine Verschmutzungsart (A) und ein Verschmutzungsgrad (G) ermittelt, wobei zumindest ein einer jeweiligen Verschmutzungsart (A) und einem jeweiligen Verschmutzungsgrad (G) zugeordneter Filter (F1 bis Fn) aus einer Anzahl hinterlegter Filter (F1 bis Fn), welchen jeweils ein Grad (GD) einer Degradation des Lasersensors zugeordnet ist, ausgewählt wird. Mittels des zumindest einen ausgewählten Filters (F1 bis Fn) werden alle in den mittels des Lasersensors erfassten Daten (D) vorhandenen Objekte auf einen nicht verschmutzten Lasersensor umgerechnet.The invention relates to a method for detecting a vehicle environment by means of a laser sensor, wherein an optical disturbance of the laser sensor is determined. According to the invention, a type of pollution (A) and a degree of pollution (G) are determined on the basis of data (D) recorded by means of the laser sensor, at least one filter (F1 to Fn) assigned to a respective type of pollution (A) and a respective degree of pollution (G) from a The number of stored filters (F1 to Fn) to which a degree (GD) of a degradation of the laser sensor is assigned is selected. By means of the at least one selected filter (F1 to Fn), all objects present in the data (D) recorded by means of the laser sensor are converted to a non-soiled laser sensor.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for detecting a vehicle environment according to the preamble of claim 1.

Aus der DE 20 2018 100 323 U1 ist ein System zum Bestimmen, ob sich eine optische Störung auf einem Sensorfenster befindet, bekannt. Das System umfasst ein Gehäuse, das ein erstes Sensorfenster und ein zweites Sensorfenster beinhaltet, wobei das erste Sensorfenster eine erste äußere Oberflächeneigenschaft zum Ablenken von Wasser und das zweite Sensorfenster eine zweite äußere Oberflächeneigenschaft zum Ablenken von Wasser aufweist, die sich von der ersten äußeren Oberflächeneigenschaft unterscheidet. Weiterhin umfasst das System eine Laserlichtquelle, die konfiguriert ist, einen Lichtstrahl durch das erste Sensorfenster zu generieren, einen optischen Sensor und einen oder mehrere Prozessoren. Die Prozessoren sind konfiguriert zum Empfangen von Sensordaten, die dem Licht des von dem optischen Sensor erkannten Lichtstrahls entsprechen, der die Abstände von dem optischen Sensor zu einem Objekt in einer äußeren Umgebung des Gehäuses identifiziert. Weiterhin sind die Prozessoren konfiguriert zum Bestimmen, dass sich ein optisches Störungselement auf einer Oberfläche von mindestens einem von dem ersten Sensorfenster und dem zweiten Sensorfenster befindet, basierend auf einem Vergleich zwischen einem Teil der Sensordaten von dem ersten Sensorfenster, der dem Objekt entspricht, und einem Teil der Sensordaten von dem zweiten Sensorfenster, der dem Objekt entspricht.From the DE 20 2018 100 323 U1 a system for determining whether there is an optical disturbance on a sensor window is known. The system comprises a housing containing a first sensor window and a second sensor window, the first sensor window having a first outer surface property for deflecting water and the second sensor window having a second outer surface property for deflecting water that is different from the first outer surface property . Furthermore, the system includes a laser light source configured to generate a light beam through the first sensor window, an optical sensor and one or more processors. The processors are configured to receive sensor data corresponding to the light of the light beam detected by the optical sensor that identifies the distances from the optical sensor to an object in an external environment of the housing. Further, the processors are configured to determine that an optical disturbance element is on a surface of at least one of the first sensor window and the second sensor window based on a comparison between a portion of the sensor data from the first sensor window corresponding to the object and one Part of the sensor data from the second sensor window that corresponds to the object.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung anzugeben.The invention is based on the object of specifying a novel method for detecting a vehicle environment.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren, welches die im 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.

In einem Verfahren zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung mittels eines Lasersensors wird eine optische Störung des Lasersensors bestimmt.In a method for detecting a vehicle environment by means of a laser sensor, an optical disturbance of the laser sensor is determined.

Erfindungsgemäß werden anhand von mittels des Lasersensors erfassten Daten eine Verschmutzungsart und ein Verschmutzungsgrad ermittelt, wobei zumindest ein einer jeweiligen Verschmutzungsart und einem jeweiligen Verschmutzungsgrad zugeordneter Filter aus einer Anzahl hinterlegter Filter, welchen jeweils ein Grad einer Degradation des Lasersensors zugeordnet ist, ausgewählt wird. Mittels des zumindest einen ausgewählten Filters werden alle in den mittels des Lasersensors erfassten Daten vorhandenen Objekte auf einen nicht verschmutzten Lasersensor umgerechnet.According to the invention, a type of pollution and a degree of pollution are determined on the basis of data recorded by means of the laser sensor, at least one filter assigned to a respective type of pollution and a respective degree of pollution being selected from a number of stored filters to which a degree of degradation of the laser sensor is assigned. By means of the at least one selected filter, all objects present in the data recorded by the laser sensor are converted to a non-soiled laser sensor.

Durch Verschmutzung verringert sich eine Leistungsfähigkeit eines Lasersensors. In dem vorliegenden Verfahren wird ein Wissen über einen Einfluss von verschiedenen Verschmutzungsarten auf eine Datenerfassung des Lasersensors genutzt, um eine Datenqualität zu erhöhen und auch bei schlechten Bedingungen eine ausreichende Leistung des Lidarsensors herzustellen. Somit wird eine Verfügbarkeit des Lasersensors auch bei für den Lasersensor widrigen Umgebungsbedingungen erhöht, wobei Algorithmen, welche auf einen nicht verunreinigten Lasersensor ausgelegt sind, auch bei einer Verschmutzung desselben voll funktionsfähig sind.The performance of a laser sensor is reduced by soiling. In the present method, knowledge about the influence of various types of contamination on data acquisition by the laser sensor is used in order to increase data quality and to produce sufficient performance of the lidar sensor even under poor conditions. The availability of the laser sensor is thus increased even in the case of adverse environmental conditions for the laser sensor, algorithms which are designed for a non-contaminated laser sensor being fully functional even if the same is contaminated.

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:

  • 1 schematisch einen Ablauf eines Verfahrens zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung mittels eines Lasersensors.
It shows:
  • 1 schematically a sequence of a method for detecting a vehicle environment by means of a laser sensor.

In der einzigen 1 ist schematisch ein Ablauf eines möglichen Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung mittels eines Lasersensors dargestellt.In the only one 1 a sequence of a possible exemplary embodiment of a method according to the invention for detecting a vehicle environment by means of a laser sensor is shown schematically.

Der Lasersensor ist beispielsweise Bestandteil eines Fahrzeugs, wobei anhand von mittels des Lasersensors erfassten Daten D ein Betrieb von Fahrerassistenzsystemen durchgeführt wird. Hierzu ist eine zuverlässige Umgebungserfassung mittels des Lasersensors erforderlich. Eine solche Umgebungserfassung wird jedoch im Allgemeinen durch eine Verschmutzung des Lasersensors, welche eine Leistungsfähigkeit desselben mindert, beeinträchtigt.The laser sensor is, for example, part of a vehicle, with the aid of data acquired by means of the laser sensor D. an operation of driver assistance systems is carried out. Reliable detection of the surroundings by means of the laser sensor is required for this. Such a detection of the surroundings is, however, generally impaired by contamination of the laser sensor, which reduces its performance.

Um eine solche Verschmutzung zu erkennen und auch bei einer Verschmutzung des Lasersensors eine zuverlässige Umgebungserfassung zu ermöglichen, werden zunächst in einem ersten Schritt S1 anhand von mittels des Lasersensors erfassten Daten D eine Verschmutzungsart A und ein Verschmutzungsgrad G ermittelt. Als Verschmutzungsart A können dabei Wasser und/oder Salz und/oder Schmutz erkannt werden. Bei der Ermittlung des Verschmutzungsgrads G wird zwischen einer leichten Verschmutzung, einer mittleren Verschmutzung und einer starken Verschmutzung unterschieden.In order to detect such contamination and also to enable reliable detection of the surroundings in the event of contamination of the laser sensor, first of all in a first step S1 on the basis of data recorded by the laser sensor D. a type of pollution A. and a degree of pollution G determined. As a type of pollution A. water and / or salt and / or dirt can be recognized. When determining the degree of pollution G a distinction is made between light soiling, medium soiling and heavy soiling.

Für den Lasersensor sind verschiedene Filter F1 bis Fn hinterlegt, welche einer jeweiligen Verschmutzungsart A und einem jeweiligen Verschmutzungsgrad G zugeordnet sind. In Abhängigkeit der im ersten Schritt S1 erkannten Verschmutzungsart A und des erkannten Verschmutzungsgrads G wird in einem zweiten Schritt S2 zumindest ein einer jeweiligen Verschmutzungsart A und einem jeweiligen Verschmutzungsgrad G zugeordneter Filter F1 bis Fn aus einer Anzahl hinterlegter Filter F1 bis Fn ausgewählt. Das heißt, für den Lasersensor werden verschiedene Filter F1 bis Fn angewendet, je nachdem, welche Verschmutzung erkannt wurde. Die jeweiligen Filter F1 bis Fn werden dabei in Untersuchungen festgelegt.There are different filters for the laser sensor F1 to fn stored which one of the respective pollution type A. and a respective degree of pollution G assigned. Depending on the type of contamination identified in the first step S1 A. and the detected degree of pollution G in a second step S2, at least one of a respective type of pollution A. and a respective degree of pollution G associated filter F1 to fn from a number of stored filters F1 to fn selected. That is, different filters are used for the laser sensor F1 to fn applied, depending on which contamination was detected. The respective filters F1 to fn are determined in investigations.

Jedem Filter F1 bis Fn ist dabei ein Grad GD einer Degradation des Lasersensors zugeordnet. Mittels des Grads GD der Degradation wird dabei eine Verminderung einer Leistungsfähigkeit des Lasersensors und/oder einer erfassten Reflektivität eines Objekts und/oder einer erfassten Intensität von einem Objekt reflektierter Laserstrahlung beschrieben.Every filter F1 to fn is one degree GD assigned to a degradation of the laser sensor. By means of the degree GD The degradation describes a reduction in the performance of the laser sensor and / or a recorded reflectivity of an object and / or a recorded intensity of laser radiation reflected from an object.

Beispielsweise ist für jede mögliche Kombination einer Verschmutzungsart A und eines Verschmutzungsgrads G ein Filter F1 bis Fn vorgesehen. Als Beispiel zur Verdeutlichung kann ein Filter F1 bis Fn mit einem Namen „Salz-mittel“ einer durch Salz bedingten Verschmutzung mit mittlerem Verschmutzungsgrad G oder ein Filter F1 bis Fn mit einem Namen „Schmutz-leicht“ einer durch Schmutz bedingten Verschmutzung mit leichtem Verschmutzungsgrad G zugeordnet sein.For example, there is a type of pollution for every possible combination A. and a degree of pollution G a filter F1 to fn intended. As an example for clarification, a filter F1 to fn with a name "salt-medium" a pollution caused by salt with a medium degree of pollution G or a filter F1 to fn with a name "dirt-light" a dirt-related pollution with a slight degree of pollution G be assigned.

Mittels des zumindest einen ausgewählten Filters F1 bis Fn werden in einem dritten Schritt S3 alle in den mittels des Lasersensors erfassten Daten D vorhandenen Objekte auf einen nicht verschmutzten Lasersensor umgerechnet.By means of the at least one selected filter F1 to fn In a third step S3, all of the data recorded by the laser sensor are stored D. existing objects converted to a non-soiled laser sensor.

Beispielsweise wird bei dem ausgewählten Filter F1 bis Fn mit dem Namen „Schmutz-leicht“ nur noch mit 80 % Reflektivität eines Objekts gerechnet. Mittels des Filters F1 bis Fn werden nun alle Objekte wieder auf einen nicht-verschmutzten Lasersensor auf 100 % umgerechnet.For example, the selected filter F1 to fn with the name "dirt-light" only calculated with 80% reflectivity of an object. By means of the filter F1 to fn all objects are now converted back to 100% for a non-soiled laser sensor.

Beispielsweise wird bei dem ausgewählten Filter F1 bis Fn mit dem Namen „Salz-mittel“ ein Objekt schon aufgesetzt, wenn es nur drei Punkte aufweist und als Fahrzeug erkannt wird. Bei einem ausgewählten Filter F1 bis Fn mit dem Namen „Salz-leicht“ sind dagegen vier Punkte erforderlich, bei einem unverschmutzten Lasersensor fünf Punkte. Somit können Objekte weiterhin früh erkannt werden.For example, the selected filter F1 to fn With the name “salt-medium” an object has already been placed if it only has three points and is recognized as a vehicle. With a selected filter F1 to fn With the name “Salt-light”, on the other hand, four points are required, five points for an unpolluted laser sensor. This means that objects can still be recognized early.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

AA.
VerschmutzungsartPollution type
DD.
Datumdate
F1 bis FnF1 to fn
Filterfilter
GG
VerschmutzungsgradDegree of pollution
GDGD
GradDegree
S1 bis S3S1 to S3
Schrittstep

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 202018100323 U1 [0002]DE 202018100323 U1 [0002]

Claims (4)

Verfahren zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung mittels eines Lasersensors, wobei eine optische Störung des Lasersensors bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass - anhand von mittels des Lasersensors erfassten Daten (D) eine Verschmutzungsart (A) und ein Verschmutzungsgrad (G) ermittelt werden, - zumindest ein einer jeweiligen Verschmutzungsart (A) und einem jeweiligen Verschmutzungsgrad (G) zugeordneter Filter (F1 bis Fn) aus einer Anzahl hinterlegter Filter (F1 bis Fn), welchen jeweils ein Grad (GD) einer Degradation des Lasersensors zugeordnet ist, ausgewählt wird, und - mittels des zumindest einen ausgewählten Filters (F1 bis Fn) alle in den mittels des Lasersensors erfassten Daten (D) vorhandenen Objekte auf einen nicht verschmutzten Lasersensor umgerechnet werden.Method for detecting a vehicle environment by means of a laser sensor, wherein an optical disturbance of the laser sensor is determined, characterized in that - based on data (D) recorded by means of the laser sensor, a type of pollution (A) and a degree of pollution (G) are determined, A filter (F1 to Fn) assigned to a respective type of pollution (A) and a respective degree of pollution (G) is selected from a number of stored filters (F1 to Fn) to which a degree (GD) of degradation of the laser sensor is assigned, and - by means of the at least one selected filter (F1 to Fn), all objects present in the data (D) recorded by means of the laser sensor are converted to a non-soiled laser sensor. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Verschmutzungsart (A) - Wasser und/oder - Salz und/oder - Schmutz erkannt werden.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the type of pollution (A) - water and / or - salt and / or - dirt are recognized. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung des Verschmutzungsgrads (G) zwischen - einer leichten Verschmutzung, - einer mittleren Verschmutzung und - einer starken Verschmutzung unterschieden wird.Procedure according to Claim 1 or 2 , characterized in that when determining the degree of soiling (G) a distinction is made between - light soiling, - medium soiling and - heavy soiling. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Grads (GD) der Degradation eine Verminderung - einer Leistungsfähigkeit des Lasersensors und/oder - einer erfassten Reflektivität eines Objekts und/oder - einer erfassten Intensität von einem Objekt reflektierter Laserstrahlung beschrieben wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the degree (GD) of the degradation describes a reduction in - a performance of the laser sensor and / or - a recorded reflectivity of an object and / or - a recorded intensity of laser radiation reflected from an object.
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