DE102020120542A1

DE102020120542A1 - Erzeugen eines Messdatensatzes mittels eines aktiven Sensorsystems

Info

Publication number: DE102020120542A1
Application number: DE102020120542.2A
Authority: DE
Inventors: Thorsten Beuth; Christoph Parl
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2020-08-04
Filing date: 2020-08-04
Publication date: 2022-02-10
Also published as: EP4193174A1; WO2022028945A1; US20230324513A1

Abstract

Ein aktives Sensorsystem (1) weist eine erste und eine zweite Emittereinheit (2, 2') auf, sowie eine Detektoreinheit (3, 3') und eine Recheneinheit (4). Die Emittereinheiten (2, 2') sind dazu eingerichtet, jeweilige Messsignale in entsprechende Aussenderaumbereiche (A1, A2) auszusenden. Die Detektoreinheit (3, 3') ist dazu eingerichtet, basierend auf reflektierten Anteilen der Messsignale wenigstens ein Detektorsignal zu erzeugen und die Recheneinheit (4) ist dazu eingerichtet, basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal einen Messdatensatz zu erzeugen. Dabei ist die Recheneinheit (4) dazu eingerichtet, wenigstens einen Teilbereich (T1, T1', T2) zu identifizieren, der bezüglich mindestens einer der Emittereinheiten (2, 2') abgeschattet ist. Die Recheneinheit (4) ist dazu eingerichtet, den Messdatensatz unter Berücksichtigung des Teilbereichs (T1, T1', T2) zu erzeugen und/oder Korrekturdaten zur Korrektur des Messdatensatzes zu erzeugen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein aktives Sensorsystem aufweisend eine erste Emittereinheit, eine zweite Emittereinheit, eine Detektoreinheit und eine Recheneinheit, wobei die erste Emittereinheit dazu eingerichtet ist, ein erstes Messsignal in einen ersten Aussenderaumbereich in einer Umgebung des Sensorsystems auszusenden, die zweite Emittereinheit dazu eingerichtet ist, ein zweites Messsignal in einen zweiten Aussenderaumbereich in der Umgebung auszusenden, ein Sensorsichtfeld durch einen ersten Überlappungsbereich des ersten Aussenderaumbereichs mit einem Detektorsichtfeld der Detektoreinheit und durch einen zweiten Überlappungsbereich des zweiten Aussenderaumbereichs mit dem Detektorsichtfeld gegeben ist, die Detektoreinheit dazu eingerichtet ist, basierend auf in dem Sensorsichtfeld reflektierten Anteilen des ersten Messsignals und/oder des zweiten Messsignals wenigstens ein Detektorsignal zu erzeugen und die Recheneinheit dazu eingerichtet ist, basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal einen Messdatensatz zu erzeugen. Die Erfindung betrifft ferner ein System zur Objektcharakterisierung mit einem aktiven Sensorsystem, ein Verfahren zum Erzeugen eines Messdatensatzes mittels eines aktiven Sensorsystems und ein Verfahren zur Objektcharakterisierung mittels eines aktiven Sensorsystems sowie ein Computerprogrammprodukt.
Aktive Sensorsysteme zeichnen sich dadurch aus, dass sie Messsignale emittieren und von einem Objekt reflektierte Messsignale empfangen können, um entsprechende räumliche Informationen über das Objekt beziehungsweise die Umgebung des Sensorsystems zu ermitteln.
Aus dem Stand der Technik sind aktive Sensorsysteme mit mehreren aktiven Sensoren, beispielsweise Laserscannern, bekannt. Dadurch wird ein vergrößerter Erfassungsbereich des Sensorsystems ermöglicht und Messungenauigkeiten können gegebenenfalls durch Redundanzen kompensiert werden.
In dem Dokument DE 10 2016 220 075 A1 wird beispielsweise ein Kraftfahrzeug mit einer Sensoranordnung zur 360°-Erfassung einer Umgebung angegeben. Die Sensoranordnung weist mehrere Sensoren vom gleichen Typ auf, beispielsweise Laserscanner. In bestimmten Bereichen werden durch überlappende Erfassungsbereiche der einzelnen Sensoren redundante Sensordaten bereitgestellt, wodurch eine höhere Auflösung in den entsprechenden Bereichen bereitgestellt werden kann oder Messunsicherheiten kompensiert werden können.
Ein Nachteil von Sensorsystemen mit mehreren aktiven Sensoren ist, dass ein Raumbereich, der durch ein Objekt in der Umgebung des Sensorsystems abgeschattet wird, sodass Messsignale eines der Sensoren nicht in den Bereich gelangen können, effektiv nicht zur Objekterkennung oder Objektcharakterisierung genutzt werden kann oder nur mit geringerer Zuverlässigkeit. Beispielsweise können Reflexionen aus diesem Raumbereich, die mit einem anderen der Sensoren erfasst werden, fälschlicherweise als Rauschen interpretiert werden, obwohl sie durch ein weiteres Objekt in dem abgeschatteten Bereich erzeugt werden.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept zum Erzeugen eines Messdatensatzes mittels eines aktiven Sensorsystems mit mindestens zwei Emittereinheiten anzugeben, durch das eine höhere Zuverlässigkeit bei der Erzeugung es Messdatensatzes und/oder bei der Weiterverarbeitung des Messdatensatzes ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird vorliegend gelöst durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Das verbesserte Konzept beruht auf der Idee, basierend auf Detektorsignalen, die auf reflektierte Anteile von ausgesendeten Messsignalen der Emittereinheiten zurückgehen, wenigstens einen Teilbereich eines Sensorsichtfelds des aktiven Sensorsystems zu identifizieren, der wenigstens bezüglich einer der Emittereinheiten abgeschattet ist. Basierend darauf kann dann der Messdatensatz erzeugt werden. Alternativ oder zusätzlich können Korrekturdaten für den Messdatensatz oder zur weiteren Verarbeitung des Messdatensatzes erzeugt werden.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird ein aktives Sensorsystem aufweisend eine erste Emittereinheit, eine zweite Emittereinheit, eine Detektoreinheit und eine Recheneinheit angegeben. Die erste Emittereinheit ist dazu eingerichtet, ein erstes Messsignal in einen ersten Aussenderaumbereich in einer Umgebung des Sensorsystems auszusenden. Die zweite Emittereinheit ist dazu eingerichtet, ein zweites Messsignal in einen zweiten Aussenderaumbereich in der Umgebung auszusenden. Ein Sensorsichtfeld des aktiven Sensorsystems ist durch einen ersten Überlappungsbereich des ersten Aussenderaumbereichs mit einem Detektorsichtfeld der Detektoreinheit und durch einen zweiten Überlappungsbereich des zweiten Aussenderaumbereichs mit dem Detektorsichtfeld gegeben. Die Detektoreinheit ist dazu eingerichtet, basierend auf in dem Sensorsichtfeld reflektierten Anteilen, insbesondere von einem oder mehreren Objekten in dem Sensorsichtfeld reflektierten Anteilen, des ersten Messsignals und/oder des zweiten Messsignals wenigstens ein Detektorsignal zu erzeugen. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal einen Messdatensatz zu erzeugen. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal wenigstens einen Teilbereich des Sensorsichtfelds zu identifizieren, der bezüglich der ersten Emittereinheit abgeschattet ist und/oder bezüglich der zweiten Emittereinheit abgeschattet ist. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, den Messdatensatz unter Berücksichtigung des wenigstens einen Teilbereichs zu erzeugen und/oder Korrekturdaten zur Korrektur des Messdatensatzes basierend auf dem wenigstens einen Teilbereich zu erzeugen.
Insbesondere können nur solche Objekte in der Umgebung des Sensorsystems durch das Sensorsystem erfasst beziehungsweise detektiert werden, die zum einen im Detektorsichtfeld der Detektoreinheit liegen und die zum anderen durch das erste Messsignal und/oder das zweite Messsignal erreicht werden können. Letzteres ist gerade nicht der Fall, wenn das Objekt außerhalb des ersten Aussenderaumbereichs und außerhalb des zweiten Aussenderaumbereichs liegt oder wenn das Objekt bezüglich beider Emittereinheiten oder aller Emittereinheiten des Sensorsystems abgeschattet ist.
Die Messsignale können beispielsweise elektromagnetische Wellen, insbesondere Lichtwellen oder Funkwellen, sein. Die Messsignale können aber auch mechanische Wellen, beispielsweise Schallwellen oder Ultraschallwellen, sein.
Entsprechend kann es sich bei dem aktiven Sensorsystem beispielsweise um ein aktives optisches Sensorsystem, beispielsweise ein LIDAR-System, oder um ein Radarsystem oder um ein Ultraschallsensorsystem handeln.
Im Fall eines aktiven optischen Sensorsystems sind die Emittereinheiten insbesondere als Lichtquellen, beispielsweise als Laserlichtquellen, ausgestaltet, während die Detektoreinheit einen oder mehrere optische Detektoren, beispielsweise Fotodioden oder Lawinenfotodioden (Englisch: „avalanche photo diodes“, APDs) beinhalten kann.
Im Fall eines Radarsystems beinhalten die Emittereinheiten und die Detektoreinheit entsprechende Antennen zum Aussenden beziehungsweise Erfassen von Funkwellen.
Im Fall eines Ultraschallsensorsystems beinhalten die Emittereinheiten jeweilige Ultraschallquellen zum Aussenden von Ultraschallwellen und die Detektoreinheit enthält einen Ultraschallsensor oder Ultraschalldetektor.
Je nach konkreter Ausgestaltungsform des aktiven Sensorsystems können die Emittereinheiten auch zusätzlich die Rolle der Detektoreinheit beziehungsweise eines entsprechenden Detektors der Detektoreinheit übernehmen oder umgekehrt. Beispielsweise können Antennen sowohl zum Senden als auch zum Empfangen von Funkwellen eingesetzt werden und Ultraschalltransmitter können Ultraschallwellen sowohl aussenden als auch detektieren.
Der erste Überlappungsbereich kann auch als Schnittmenge des ersten Aussenderaumbereichs mit dem Detektorsichtfeld verstanden werden und der zweite Überlappungsbereich entsprechend als Schnittmenge des zweiten Aussenderaumbereichs mit dem Detektorsichtfeld. Mit anderen Worten befindet sich jeder Punkt, der sowohl innerhalb des ersten Aussenderaumbereichs liegt als auch innerhalb des Detektorsichtfeld, auch innerhalb des ersten Überlappungsbereich. Das Entsprechende gilt für den zweiten Überlappungsbereich.
Das Sensorsichtfeld kann dementsprechend auch als Vereinigungsmenge des ersten Überlappungsbereichs und des zweiten Überlappungsbereichs verstanden werden. Mit anderen Worten befindet sich jeder Punkt, der entweder innerhalb des ersten Überlappungsbereichs oder innerhalb des zweiten Überlappungsbereichs liegt auch innerhalb des Sensorsichtfelds.
Die Detektoreinheit kann, wie oben ausgeführt, einen oder mehrere Detektoren beinhalten, wobei jeder der Detektoren ein entsprechendes Einzeldetektorsichtfeld aufweist. Das Detektorsichtfeld der Detektoreinheit ist dann beispielsweise gegeben durch die Vereinigungsmenge aller Einzeldetektorsichtfelder. Mit anderen Worten liegt jeder Punkt, der in wenigstens einem der Einzeldetektorsichtfelder liegt auch in dem Detektorsichtfeld der Detektoreinheit.
Ein Detektorsignal kann beispielsweise als zeitabhängiges Signal aufgefasst werden, dessen Amplitude einer Intensität des durch die Detektoreinheit beziehungsweise den jeweiligen Detektor erfassten Anteils von Messsignalen entspricht.
Das aktive Sensorsystem kann beispielsweise basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal eine Laufzeitmessung durchführen, um einen Abstand des Sensorsystems, insbesondere der Detektoreinheit, von demjenigen Objekt zu bestimmen, von dem die Messsignale reflektiert wurden.
Außerdem kann das Sensorsystem eine eindimensionale oder zweidimensionale Ortsauflösung dergestalt aufweisen, dass die Detektoreinheit reflektierte Anteile von Messsignalen aus unterschiedlichen Einfallswinkeln unterscheiden kann. Dies kann beispielsweise durch die räumliche Anordnung der Detektoren in der Detektoreinheit ermöglicht werden und/oder durch richtungsabhängige Filtervorrichtungen und/oder durch Ablenkeinrichtungen, welche zu bestimmten Zeitpunkten nur reflektierte Anteile von Messsignalen aus bestimmten Einfallsrichtungen auf die Detektoreinheit leiten.
Im Fall eines Lidar-Sensorsystems kann es sich insbesondere um einen Laserscanner oder ein Flash-Lidar-System handeln.
Dass der wenigstens eine Teilbereich bezüglich einer Emittereinheit abgeschattet ist, kann insbesondere derart verstanden werden, dass das entsprechende Messsignal den wenigstens einen Teilbereich nicht erreicht, obwohl der innerhalb des entsprechenden Aussenderaumbereichs liegt. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn sich zwischen dem wenigstens einen Teilbereich und dem entsprechenden Emitter ein Objekt befindet, welches das entsprechende Messsignal abblockt. Das Objekt kann sich hierbei sowohl nur im ersten bzw. nur im zweiten Aussenderaumbereich als auch im ersten bzw. zweiten Überlappungsbereich befinden und den wenigstens einen Teilbereich bezüglich einer Emittereinheit abschatten.
Grundsätzlich ist ein Teilbereich, der bezüglich der ersten Emittereinheit abgeschattet ist, nicht notwendigerweise auch bezüglich der zweiten Emittereinheit abgeschattet. Befindet sich jedoch in einem von der ersten Emittereinheit abgeschatteten Teilbereich ein weiteres Objekt, so kann sich auf der der zweiten Emittereinheit abgewandten Seite des weiteren Objekts ein Teilbereich befinden, der sowohl bezüglich der ersten als auch bezüglich der zweiten Emittereinheit abgeschattet ist. Befinden sich wiederum weitere Objekte in solchen bezüglich beider Emittereinheiten abgeschatteten Teilbereichen, so können diese von dem Sensorsystem nicht erfasst werden, sofern das Sensorsystem neben der ersten und der zweiten Emittereinheit nicht noch weitere Emittereinheiten aufweist.
Der Messdatensatz enthält insbesondere Daten, welche eine Position eines oder mehrerer Objekte in dem Sensorsichtfeld bezüglich des Sensorsystems betreffen, beispielsweise zwei- oder dreidimensionale Koordinaten der Objekte. Alternativ oder zusätzlich kann der Messdatensatz auch Daten enthalten, welche auf diese Positionsinformationen schließen lassen, beispielsweise betreffend den jeweiligen Einfallswinkel der detektierten Messsignale und die gemessene Signallaufzeit oder den gemessenen Abstand.
Der Messdatensatz kann auch Informationen bezüglich einer entsprechenden Signalintensität enthalten. Die Signalintensität kann beispielsweise mit einer Reflektivität oder einen scheinbaren Reflektivität des entsprechenden reflektierenden Objekts korreliert sein.
Im Fall eines Lidar-Sensorsystems kann der Messdatensatz beispielsweise einer Lidar-Punktwolke entsprechen oder eine solche enthalten.
Die Korrekturdaten zur Korrektur des Messdatensatzes können beispielsweise eine räumliche Beschreibung oder räumliche Definition des wenigstens einen Teilbereichs beinhalten oder einen Raumbereich oder Koordinaten eines Raumbereichs, die den wenigstens einen Teilbereich spezifizieren.
Optional können die Korrekturdaten auch Anweisungen oder Informationen enthalten, wie der Messdatensatz korrigiert werden kann, insbesondere für Messdatensatz entsprechend dem wenigstens einen Teilbereich.
Beispielsweise kann die Recheneinheit oder eine weitere Recheneinheit, die nicht notwendiger Weise Teil des aktiven Sensorsystems ist, basierend auf den Korrekturdaten einen Schwellwert für die Signalintensität zur Objekterkennung für Signale, die dem wenigstens einen Teilbereich entsprechen, absenken. Die Recheneinheit oder die weitere Recheneinheit kann auch die Signalintensität korrigieren oder einen Konfidenzwert für den Messdatensatz betreffend den wenigstens einen Teilbereich korrigieren oder erhöhen.
Dadurch kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass Reflexionen von Objekten, die sich in dem wenigstens einen Teilbereich befinden, zu einer reduzierten Signalintensität der entsprechenden reflektierten Anteile der Messsignale führen, da sie höchstens von den ersten Messsignalen oder von den zweiten Messsignalen erreicht werden, jedenfalls aber nicht von beiden.
Dass der Messdatensatz unter Berücksichtigung des wenigstens einen identifizierten Teilbereichs erzeugt wird, kann beispielsweise derart verstanden werden, dass Messdaten des Messdatensatzes Informationen darüber enthalten, ob sich die entsprechenden Messpunkte innerhalb des wenigstens einen Teilbereichs befinden oder nicht.
Durch das verbesserte Konzept werden also explizit abgeschattete Teilbereiche des Sensorsichtfelds berücksichtigt. Dadurch werden mehr Informationen bereitgestellt, die durch das Sensorsystem oder eine nachgelagerte verarbeitende weitere Recheneinheit, beispielsweise eines Systems zur Objektcharakterisierung oder zur Objekterkennung, genutzt werden können, sodass die Zuverlässigkeit bei der Verarbeitung des Messdatensatzes erhöht wird. Es wird also die Zuverlässigkeit des Messdatensatzes selbst erhöht oder es wird ermöglicht, die Zuverlässigkeit bei der weiteren Bearbeitung des Messdatensatzes zu erhöhen.
Gegebenenfalls kann es also durch das verbesserte Konzept überhaupt erst ermöglicht werden, Messdaten betreffend den wenigstens einen Teilbereich zu berücksichtigen oder in zuverlässiger Weise zu berücksichtigen. Mit anderen Worten wird das effektiv nutzbare Sensorsichtfeld beziehungsweise ein effektiv nutzbarer Erfassungsbereich des aktiven Sensorsystems dadurch erhöht.
Je nach Anwendung des aktiven Sensorsystems kann das verbesserte Konzept auch zu einer erhöhten Sicherheit beitragen. Beispielsweise werden aktive Sensorsysteme in Kraftfahrzeugen eingesetzt, insbesondere um Funktionen zur teilautomatisierten oder vollautomatisierten Kraftfahrzeugsteuerung umzusetzen oder zu unterstützen. Durch das verbesserte Konzept wird in solchen Fällen die Sicherheit erhöht, indem die Zuverlässigkeit des Messdatensatzes beziehungsweise der Verarbeitung des Messdatensatzes erhöht wird.
Der erste Aussenderaumbereich und der zweite Aussenderaumbereich unterscheiden sich insbesondere voneinander. Insbesondere überlappen die Aussenderaumbereiche.
Die erste Emittereinheit und die zweite Emittereinheit sind insbesondere an unterschiedlichen Positionen des aktiven Sensorsystems angeordnet.
Die Emittereinheiten können darüber hinaus beispielsweise identisch oder im Wesentlichen identisch ausgeführt sein.
Die Identifizierung des wenigstens einen Teilbereichs kann beispielsweise durch Identifizierung eines entsprechenden Objekts oder mehrerer Objekte erfolgen, welche die Abschattung oder Abschattungen verursachen. Insbesondere kann die Recheneinheit basierend auf dem wenigstens eine Detektorsignal eine Position und Ausdehnung des identifizierten Objekts bestimmen. Basierend auf der Position und Ausdehnung des identifizierten Objekts kann die Recheneinheit einen Raumbereich ermitteln, der von dem Objekt abgeschattet wird. Die Schnittmenge dieses Raumbereichs mit dem Sensorsichtfeld entspricht dann beispielsweise einem Teilbereich des wenigstens einen Teilbereichs.
In verschiedenen Ausgestaltungsformen können die erste Emittereinheit und die zweite Emittereinheit auch das erste und das zweite Messsignal in unterschiedlicher Weise aussenden oder mit unterschiedlichen Parametern aussenden. Beispielsweise können das erste und das zweite Messsignal mit unterschiedlichen zeitlichen Modulationen versehen sein oder gegeneinander phasenverschoben sein. Alternativ oder zusätzlich können das erste und das zweite Messsignal auch mit unterschiedlichen Wellenlängen erzeugt werden.
Dadurch wird es für die Detektoreinheit möglich, zwischen dem ersten und dem zweiten Messsignal zu unterscheiden. Dadurch kann die Identifizierung des wenigstens einen Teilbereichs vereinfacht werden oder zuverlässiger erfolgen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal einen initialen Messdatensatz zu erzeugen, insbesondere ohne Berücksichtigung des wenigstens einen Teilbereichs. Die Recheneinheit oder die weitere Recheneinheit ist dazu eingerichtet, den Messdatensatz unter Berücksichtigung des wenigstens einen Teilbereichs basierend auf dem initialen Messdatensatz zu erzeugen oder den Messdatensatz basierend auf den Korrekturdaten und dem initialen Messdatensatz zu erzeugen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform enthält das aktive Sensorsystem wenigstens einen Treiberschaltkreis, der dazu eingerichtet ist, die erste Emittereinheit und die zweite Emittereinheit zum Aussenden des ersten Messsignals und des zweiten Messsignals anzusteuern.
Dabei kann der wenigstens eine Treiberschaltkreis dazu eingerichtet sein, die Emittereinheiten zum synchronisierten Aussenden des ersten und des zweiten Messsignals anzusteuern.
Dies führt insbesondere dazu, dass die Detektoreinheit nicht zwischen dem ersten und dem zweiten Messsignal unterscheidet, um das wenigstens eine Detektorsignal zu erzeugen. In einem solchen Fall führt die Abschattung dazu, dass das entsprechende Detektorsignal eine reduzierte Signalintensität anzeigt beziehungsweise eine geringere Amplitude aufweist. In solchen Ausführungsformen kann die Recheneinheit oder die weitere Recheneinheit, insbesondere basierend auf den Korrekturdaten, die Amplitude beziehungsweise die Signalintensität korrigieren oder einen entsprechenden Schwellwert für die Signalintensität absenken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der wenigstens eine Treiberschaltkreis dazu eingerichtet, die Emittereinheiten zum asynchronen Aussenden der Messsignale anzusteuern.
Die Detektoreinheit ist dann beispielsweise dazu eingerichtet, die ersten Messsignale und das zweite Messsignal unabhängig voneinander zu detektieren.
Im Fall eines Objekts in dem wenigstens einen Teilbereich wird das Objekt dann beispielsweise nur mittels der ersten Messsignale detektiert oder nur mittels der zweiten Messsignale. Aufgrund der Information betreffend den wenigstens einen Teilbereich kann dann die Recheneinheit oder die weitere Recheneinheit beispielsweise einen Konfidenzwert für die Detektion des Objekts erhöhen. Dadurch kann dem Umstand Rechnung getragen werden, dass nicht etwa ein Rauschen oder ein sonstiger Fehler dazu führt, dass das Objekt nur teilweise detektiert wird, sondern die Tatsache, dass der wenigstens eine Teilbereich bezüglich der ersten oder der zweiten Emittereinheit abgeschattet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal wenigstens einen ersten Teilbereich des Sensorsichtfelds zu identifizieren, der bezüglich der ersten Emittereinheit abgeschattet ist und der bezüglich der zweiten Emittereinheit nicht abgeschattet ist, insbesondere um den wenigstens einen Teilbereich zu identifizieren.
Mit anderen Worten beinhaltet das Identifizieren des wenigstens einen Teilbereichs das Identifizieren des wenigstens einen ersten Teilbereichs.
Befindet sich also ein Objekt in dem wenigstens einen ersten Teilbereich, so kann dieses durch das Sensorsystem detektiert werden, indem das zweite Messsignal von der zweiten Emittereinheit ausgesendet wird, von dem Objekt reflektiert wird und von der Detektoreinheit erfasst wird. Da dieses Objekt jedoch nicht von dem ersten Messsignal erreicht wird, wird eine entsprechende Signalintensität des wenigstens einen Detektorsignals beispielsweise reduziert sein oder, je nach Ausgestaltungsform des Sensorsystems, es wird ein Konfidenzwert zur Detektion des Objekts reduziert sein. Dadurch, dass in entsprechenden Ausführungsformen der wenigstens eine erste Teilbereich identifiziert wird, kann dies bei dem Erzeugen des Messdatensatzes beziehungsweise der Korrekturdaten berücksichtigt werden, sodass auch solche Objekte zuverlässig erkannt werden können beziehungsweise die Information der Existenz des Objekts in dem wenigstens einen ersten Teilbereich bei der weiteren Verarbeitung des Messdatensatzes entsprechend berücksichtigt werden kann.
Diese Ausführungen gelten analog für Ausführungsformen, bei denen die Recheneinheit dazu eingerichtet ist, basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal wenigstens einen weiteren ersten Teilbereich des Sensorsichtfelds zu identifizieren, der bezüglich der zweiten Emittereinheit abgeschattet ist und bezüglich der ersten Emittereinheit nicht abgeschattet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Detektoreinheit dazu eingerichtet, basierend auf von einem Objekt in dem wenigstens einen ersten Teilbereich reflektierten Anteilen des zweiten Messsignals wenigstens ein erstes Detektorsignal zu erzeugen und/oder, basierend auf von einem weiteren Objekt in dem wenigstens einen weiteren ersten Teilbereich reflektierten Anteilen des ersten Messsignals wenigstens ein weiteres erstes Detektorsignal zu erzeugen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, basierend auf dem wenigstens einen ersten Detektorsignal eine erste Signalintensität zu bestimmen, die erste Signalintensität gemäß einer vorgegebenen ersten Korrekturvorschrift zu modifizieren und den Messdatensatz abhängig von der modifizierten ersten Signalintensität zu erzeugen.
Die vorgegebene erste Korrekturvorschrift kann beispielsweise Teil der Korrekturdaten sein oder vorab festgelegt worden sein.
Das Modifizieren der ersten Signalintensität enthält insbesondere ein Erhöhen oder Vergrößern des Wertes der ersten Signalintensität, insbesondere um zu berücksichtigen, dass das erste Messsignal nicht zum Erzeugen des wenigstens einen ersten Detektorsignals beiträgt, sondern lediglich das zweite Messsignal. Beispielsweise kann das Modifizieren das Multiplizieren der ersten Signalintensität mit einem Korrekturterm oder das Addieren eines Korrekturterms zu der ersten Signalintensität beinhalten.
Der Korrekturterm kann dabei konstant sein oder gemäß einer vorgegebenen Charakteristik des Sensorsystems definiert sein. Die Charakteristik kann beispielsweise auf einer Speichereinheit des Sensorsystems abgelegt sein, beispielsweise in Form einer Lookup-Tabelle.
Im einfachsten Fall kann die erste Signalintensität beispielsweise mit einem konstanten Faktor multipliziert werden, um das Fehlen der reflektierten Anteile des ersten Messsignals zu berücksichtigen.
Durch das Modifizieren der Signalintensität kann es insbesondere erreicht werden, dass die entsprechenden Teile des Messdatensatzes bei der Weiterverarbeitung ausreichend oder angemessen berücksichtigt werden können, beispielsweise beim Vergleich des Wertes des Signalintensität mit einem Schwellwert, etwa um tatsächliche Messdaten von Rauschen abzugrenzen.
Daraufhin können Objekte, die sich in dem wenigstens einen ersten Teilbereich befinden, mit höherer Zuverlässigkeit oder überhaupt erst bei der Verarbeitung oder Erstellung des Messdatensatzes berücksichtigt werden, was insgesamt zu einem zuverlässigeren Messdatensatz oder einer zuverlässigeren Verarbeitung des Messdatensatzes führt.
Anstatt die Signalintensität wie beschrieben zu erhöhen, kann selbstverständlich auch ein entsprechender Schwellwert entsprechend für Messungen bezüglich des wenigstens einen ersten Teilbereichs abgesenkt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, basierend auf dem wenigstens einen ersten Detektorsignal einen Messpunkt, insbesondere für das Objekt in dem wenigstens ersten Teilbereich, und einen Konfidenzwert für den Messpunkt zu bestimmen. Die Recheneinheit ist dazu eingerichtet, den Konfidenzwert gemäß einer vorgegebenen zweiten Korrekturvorschrift zu modifizieren und den Messdatensatz abhängig von dem Messpunkt und dem modifizierten Konfidenzwert zu erzeugen.
Der Messpunkt beinhaltet insbesondere Daten betreffend die Position des Objekts beziehungsweise eines Teils des Objekts, also insbesondere zwei- oder dreidimensionale Koordinaten. Der Messpunkt wird zusammen mit dem Konfidenzwert in dem Messdatensatz gespeichert.
Der Konfidenzwert kann beispielsweise als Maß für die Wahrscheinlichkeit angesehen werden, dass der Messpunkt, also dessen Existenz oder Position, korrekt ist.
Das Modifizieren des Konfidenzwerts enthält insbesondere das Erhöhen des Konfidenzwerts, also es wird insbesondere ein weiterer Korrekturterm zu dem Konfidenzwert addiert oder mit dem Konfidenzwert multipliziert, um den Konfidenzwert zu modifizieren.
Insbesondere bei asynchron betriebenen Sensorsystemen, bei denen die Detektoreinheit dazu eingerichtet ist, für die reflektierten Anteile des ersten Messsignals und die reflektierten Anteile des zweiten Messsignals unterschiedliche Detektorsignale zu erzeugen, sind solche Ausführungsformen vorteilhaft, da dadurch kompensiert werden kann, dass anstelle der Detektion basierend auf dem ersten und dem zweiten Messsignal lediglich eine Detektion basierend auf dem zweiten Messsignal erfolgt, wenn das Objekt in dem wenigstens einen ersten Teilbereich ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, erste Informationen zur Zuordnung des wenigstens einen Teilbereichs zu wenigstens einem entsprechenden ersten Teil des Messdatensatzes zu erzeugen.
Die ersten Informationen erlauben insbesondere eine Zuordnung, welche Messpunkte des Messdatensatzes auf Reflexionen des zweiten Messsignals zurückgehen, die aus dem wenigstens einen ersten Teilbereich stammen.
Die ersten Informationen können beispielsweise Teil der Korrekturinformationen sein.
Die ersten Informationen können beispielsweise die räumliche Position und Ausdehnung des wenigstens einen ersten Teilbereichs definieren.
Alternativ oder zusätzlich können Labels oder Flags in den einzelnen Messpunkten des Messdatensatzes vorgesehen sein, die anzeigen, wenn sich der Messpunkt innerhalb des wenigstens einen ersten Teilbereichs befindet.
Durch die Bereitstellung der ersten Informationen kann bei der Weiterverarbeitung des Messdatensatzes die Tatsache, dass der wenigstens eine erste Teilbereich abgeschattet ist, berücksichtigt werden.
Insbesondere kann dadurch der wenigstens eine erste Teilbereich als Bereich mit geringerer Vertrauenswürdigkeit oder geminderter Performanz an die weitere Recheneinheit kommuniziert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal wenigstens einen zweiten Teilbereich des Sensorsichtfelds zu identifizieren, der bezüglich der ersten Emittereinheit abgeschattet ist und der bezüglich der zweiten Emittereinheit abgeschattet ist.
Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der wenigstens eine erste Teilbereich wie beschrieben identifiziert wird und außerdem festgestellt wird, dass sich in dem wenigstens einen ersten Teilbereich ein Objekt befindet. Der bezüglich der zweiten Emittereinheit unmittelbar hinter diesem Objekt liegende Bereich des Sichtfelds kann dann beispielsweise bezüglich beider Emittereinheiten abgeschattet sein.
In solchen Ausführungsformen kann die Existenz des wenigstens einen zweiten Teilbereichs berücksichtigt werden und damit auch die potentielle Möglichkeit, dass sich weitere Objekte in dem wenigstens einen zweiten Teilbereich befinden, die jedoch trotz der Redundanz der ersten und der zweiten Emittereinheit nicht detektiert werden können.
Der wenigstens eine zweite Teilbereich kann daher als Bereich mit geringer oder ohne Konfidenz oder Vertrauenswürdigkeit bei der Erstellung oder Verarbeitung des Messdatensatzes berücksichtigt werden.
In Ausführungsformen, in denen die Detektoreinheit mehr als zwei Emittereinheiten enthält, kann der wenigstens eine zweite Teilbereich beispielsweise derart identifiziert werden, dass er bezüglich aller Emittereinheiten des Sensorsystems abgeschattet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, zweite Informationen zur Zuordnung des wenigstens einen zweiten Teilbereichs zu wenigstens einem entsprechenden zweiten Teil des Messdatensatzes zu erzeugen und an die weitere Recheneinheit zu übermitteln.
Die Erläuterungen zu den ersten Informationen oben gelten hier analog.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Detektoreinheit einen ersten Detektor mit einem ersten Sichtfeld auf und einen zweiten Detektor mit einem zweiten Sichtfeld. Das Detektorsichtfeld durch das erste Sichtfeld und das zweite Sichtfeld gegeben.
Insbesondere entspricht das Detektorsichtfeld einer Vereinigungsmenge des ersten und des zweiten Sichtfelds oder, mit anderen Worten, jeder Punkt, der sich in dem ersten Sichtfeld oder in dem zweiten Sichtfeld befindet, befindet sich auch in dem Detektorsichtfeld.
Dadurch wird ein potentiell größerer Erfassungsbereich des Sensorsystems durch Vergrößerung des Detektorsichtfelds ermöglicht. Außerdem wird ein höheres Maß an Zuverlässigkeit und Sicherheit durch Redundanz ermöglicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Detektoreinheit eine Vielzahl an Detektoren mit jeweiligen zugehörigen Einzelsichtfeldern auf und das Detektorsichtfeld ist durch alle Einzelsichtfelder gegeben, also insbesondere durch eine Vereinigungsmenge aller Einzelsichtfelder.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das aktive Sensorsystem als Lidarsystem ausgestaltet, insbesondere als Flash-Lidarsystem oder als Laserscanner.
Die Emittereinheiten beinhalten dann insbesondere jeweils eine oder mehrere Lichtquellen, insbesondere Laserdioden, beispielsweise Infrarotlaserdioden. Die Detektoreinheit beziehungsweise die einzelnen Detektoren der Detektoreinheit, beinhalten dann beispielsweise jeweils eine oder mehrere Fotodioden, beispielsweise Lawinenfotodioden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das aktive Sensorsystem als Radarsystem ausgestaltet.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird außerdem ein System zur Objektcharakterisierung angegeben. Das System weist ein aktives Sensorsystem nach dem verbesserten Konzept auf, sowie eine weitere Recheneinheit, die dazu eingerichtet ist, ein Objekt, insbesondere das Objekt in dem wenigstens einen ersten Teilbereich, in dem Sensorsichtfeld basierend auf dem Messdatensatz zu erkennen oder zu charakterisieren oder basierend auf dem Messdatensatz und den Korrekturdaten zu charakterisieren.
Das Charakterisieren des Objekts kann beispielsweise derart verstanden werden, dass es das Bestimmen einer oder mehrerer Eigenschaften des Objekts beinhaltet. Die Objektcharakterisierung kann daher eine Objekterkennung, eine Objektklassifizierung und/oder eine Objektverfolgung und so weiter beinhalten.
Die weitere Recheneinheit kann dabei die Recheneinheit teilweise oder vollständig beinhalten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bei der die weitere Recheneinheit dazu eingerichtet ist, das Objekt basierend auf dem Messdatensatz und den Korrekturdaten zu charakterisieren, ist die Recheneinheit oder die weitere Recheneinheit dazu eingerichtet, den Messdatensatz basierend auf den Korrekturdaten zu korrigieren und die weitere Recheneinheit ist dazu eingerichtet, das Objekt basierend auf den korrigierten Messdatensatz zu charakterisieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Systems zur Objektcharakterisierung ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, erste Informationen zur Zuordnung des wenigstens einen ersten Teilbereichs zu wenigstens einem entsprechenden ersten Teil des Messdatensatzes zu erzeugen und an die weitere Recheneinheit zu übermitteln. Die weitere Recheneinheit ist dazu eingerichtet, das Objekt, welches sich in dem wenigstens einen ersten Teilbereich befindet, abhängig von den ersten Informationen zu charakterisieren und/oder abhängig von den ersten Informationen eine risikoreduzierende Maßnahme einzuleiten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die weitere Recheneinheit dazu eingerichtet, einen Schwellwert zur Objekterkennung bezüglich des wenigstens einen ersten Teilbereichs abhängig von den ersten Informationen zu modifizieren, insbesondere zu senken.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Recheneinheit dazu eingerichtet, die zweiten Informationen zur Zuordnung des wenigstens einen zweiten Teilbereichs zu dem wenigstens einen entsprechenden zweiten Teil des Messdatensatzes zu erzeugen und an die weitere Recheneinheit zu übermitteln. Die weitere Recheneinheit ist dazu eingerichtet, das Objekt abhängig von den zweiten Informationen zu charakterisieren und/oder abhängig von den zweiten Informationen eine weitere risikoreduzierende Maßnahme einzuleiten.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein Kraftfahrzeug angegeben, das ein aktives Sensorsystem oder ein System zur Objektcharakterisierung nach dem verbesserten Konzept beinhaltet.
Die erste Emittereinheit und die zweite Emittereinheit sind dabei beispielsweise an unterschiedlichen Positionen des Kraftfahrzeugs verbaut.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein Verfahren zum Erzeugen eines Messdatensatzes mittels eines aktiven Sensorsystems angegeben, wobei mittels des Sensorsystems, insbesondere mittels der ersten Emittereinheit, ein erstes Messsignal in einen ersten Aussenderaumbereich in einer Umgebung des Sensorsystem ausgesendet wird und, insbesondere mittels der zweiten Emittereinheit, ein zweites Messsignal in einen zweiten Aussenderaumbereich in der Umgebung ausgesendet wird. Ein Sensorsichtfeld des aktiven Sensorsystems ist durch einen ersten Überlappungsbereich des ersten Aussenderaumbereichs mit einem Detektorsichtfeld des aktiven Sensorsystems, insbesondere einer Detektoreinheit des aktiven Sensorsystems, und durch einen zweiten Überlappungsbereich des zweiten Aussenderaumbereichs mit dem Detektorsichtfeld gegeben. Basierend auf in dem Sensorsichtfeld reflektierten Anteilen des ersten Messsignals und/oder des zweiten Messsignals wird, insbesondere mittels der Detektoreinheit, wenigstens ein Detektorsignal erzeugt. Basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal wird, insbesondere mittels einer Recheneinheit des aktiven Sensorsystems, der Messdatensatz erzeugt. Basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal wird wenigstens ein Teilbereich des Sensorsichtfelds, insbesondere mittels der Recheneinheit, identifiziert, der bezüglich der ersten Emittereinheit und/oder bezüglich der zweiten Emittereinheit abgeschattet ist. Der Messdatensatz wird, insbesondere mittels der Recheneinheit, unter Berücksichtigung des identifizierten wenigstens einen Teilbereichs erzeugt und/oder Korrekturdaten zur Korrektur des Messdatensatzes werden basierend auf dem wenigstens einen Teilbereich erzeugt.
Weitere Ausführungsformen des Verfahrens zum Erzeugen eines Messdatensatzes nach dem verbesserten Konzept folgen direkt aus den verschiedenen Ausgestaltungsformen des aktiven Sensorsystems nach dem verbesserten Konzept und den Ausführungsformen eines Systems zur Objektcharakterisierung nach dem verbesserten Konzept und jeweils umgekehrt. Insbesondere ist ein aktives Sensorsystem nach dem verbesserten Konzept dazu eingerichtet, ein Verfahren zum Erzeugen eines Messdatensatzes nach dem verbesserten Konzept durchzuführen und es führt ein solches Verfahren aus.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein Verfahren zur Objektcharakterisierung mittels eines aktiven Sensorsystems angegeben. Dabei wird mittels des aktiven Sensorsystems ein Messdatensatz gemäß einem Verfahren zum Erzeugen eines Messdatensatzes nach dem verbesserten Konzept erzeugt und ein Objekt in dem Sensorsichtfeld basierend auf dem Messdatensatz charakterisiert wird, insbesondere mittels einer weiteren Recheneinheit, basierend auf dem Messdatensatz charakterisiert oder basierend auf dem Messdatensatz und den Korrekturdaten charakterisiert.
Weitere Ausführungsformen des Verfahrens zur Objektcharakterisierung nach dem verbesserten Konzept folgen direkt aus den verschiedenen Ausgestaltungen des aktiven Sensorsystems sowie des Systems zur Objektcharakterisierung nach dem verbesserten Konzept und jeweils umgekehrt. Insbesondere kann ein System zur Objektcharakterisierung nach dem verbesserten Konzept dazu eingerichtet sein oder programmiert sein, ein Verfahren zur Objektcharakterisierung nach dem verbesserten Konzept durchzuführen oder es führt ein solches Verfahren durch.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein Computerprogramm mit Befehlen angegeben. Bei Ausführung der Befehle beziehungsweise bei Ausführung des Computerprogramms durch ein aktives Sensorsystem nach dem verbesserten Konzept insbesondere durch die Recheneinheit des aktiven Sensorsystems, veranlassen die Befehle das Sensorsystem dazu, ein Verfahren zum Erzeugen eines Messdatensatzes nach dem verbesserten Konzept durchzuführen.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein weiteres Computerprogramm mit weiteren Befehlen angegeben. Bei Ausführung der weiteren durch ein System zur Objektcharakterisierung nach dem verbesserten Konzept, insbesondere durch die Recheneinheit oder die weitere Recheneinheit des Systems, veranlassen die weiteren Befehle das Sensorsystem dazu, ein Verfahren zur Objektcharakterisierung nach dem verbesserten Konzept durchzuführen.
Gemäß dem verbesserten Konzept wird auch ein computerlesbares Speichermedium angegeben, dann ein Computerprogramm und/oder ein weiteres Computerprogramm nach dem verbesserten Konzept speichert.
Das Computerprogramm, das weitere Computerprogramm sowie das computerlesbare Speichermedium können jeweils als Computerprogrammprodukt mit den entsprechenden Befehlen angesehen werden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen können nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen von dem verbesserten Konzept umfasst sein. Es sind somit auch solche Ausführungen des verbesserten Konzepts umfasst und offenbart, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und/oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind somit insbesondere auch Ausführungen und Merkmalskombinationen umfasst und offenbart, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen umfasst und offenbart, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von denen abweichen.
In den Fig. zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines Systems zur Objektcharakterisierung nach dem verbesserten Konzept sowie eines aktiven Sensorsystems nach dem verbesserten Konzept; und
2 eine schematische Darstellung einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines Systems zur Objektcharakterisierung sowie eines aktiven Sensorsystems nach dem verbesserten Konzept.

In 1 ist schematisch ein System 1' zur Objektcharakterisierung nach dem verbesserten Konzept gezeigt, das ein aktives Sensorsystem 1 nach dem verbesserten Konzept aufweist. Beispielsweise ist das aktive Sensorsystem 1 vorliegend als Lidarsystem ausgestaltet.
Das aktive Sensorsystem 1 weist eine erste Emittereinheit 2 und eine zweite Emittereinheit 2' auf, die an räumlich verschiedenen Positionen angeordnet sind. Beispielsweise können die Emittereinheiten 2, 2' an unterschiedlichen Positionen eines Kraftfahrzeugs 6 montiert sein. Außerdem weist das Sensorsystem 1 eine Detektoreinheit 3 auf.
Die Emittereinheiten 2, 2' können beispielsweise als Infrarotlaserlichtquellen ausgestaltet sein. Die Detektoreinheit 3 kann beispielsweise eine oder mehrere Lawinenfotodioden, APDs, beinhalten.
Das Sensorsystem 1 weist außerdem eine Recheneinheit 4 auf, die beispielsweise als Steuer- und Verarbeitungseinheit ausgestaltet sein kann. Beispielsweise kann die Recheneinheit 4 die Emittereinheiten 2, 2' und/oder die Detektoreinheit 3 ansteuern.
Die Emittereinheiten 2, 2' sowie die Detektoreinheit 3 können beispielsweise entsprechende Treiberschaltkreise aufweisen oder solche Treiberschaltkreise können von der Recheneinheit 4 beinhaltet sein.
Die Recheneinheit 4 kann die Emittereinheiten 2, 2' ansteuern, damit die erste Emittereinheit 2 erste Messsignale in einen ersten Aussenderaumbereich A1 aussendet und die zweite Emittereinheit 2'zweite Messsignale in einen zweiten Aussenderaumbereich A2 aussendet.
Die Detektoreinheit 3 hat ein Detektorsichtfeld D, kann also insbesondere nur Licht erfassen, das aus dem Detektorsichtfeld D in Richtung der Detektoreinheit 3 verläuft.
Der erste Aussenderaumbereich A1 überlappt mit dem Detektorsichtfeld D in einem ersten Überlappungsbereich SF1 und der zweiten Aussenderaumbereich A2 überlappt mit dem Detektorsichtfeld D in einem zweiten Überlappungsbereich SF2. Raumpunkte, die entweder in dem ersten Überlappungsbereich SF1 oder in dem zweiten Überlappungsbereich SF2 liegen, bilden ein Sensorsichtfeld SF des aktiven Sensorsystems 1.
Mit anderen Worten kann das Sensorsystem 1 grundsätzlich Objekte erkennen, die sich in dem Sensorsichtfeld SF befinden. Befindet sich ein Objekt O1 beispielsweise in dem ersten Überlappungsbereich SF1, jedoch nicht in dem zweiten Überlappungsbereich SF2, so kann das Objekt die ersten Messsignale reflektieren und die Detektoreinheit 3 kann diese reflektierten Anteile erfassen. Entsprechendes gilt analog für Objekte, die sich in dem zweiten Überlappungsbereich SF2 befinden, nicht aber in dem ersten Überlappungsbereich SF1.
Objekte O4, O3, O4, die sich sowohl in dem ersten als auch in dem zweiten Überlappungsbereich SF1, SF2 befinden, können grundsätzlich durch das erste Messsignal und durch das zweite Messsignal erreicht werden, diese reflektieren und die Detektoreinheit 3 kann die entsprechenden Reflexionen erfassen.
Befindet sich ein Objekt O1 in dem Sensorsichtfeld SF kann es sich jedoch dazu führen, dass dieses Objekt O1 einen ersten Teilbereich T1 bezüglich der ersten Emittereinheit 2 oder der zweiten Emittereinheit 2' abschattet. Befinden sich mehrere Objekte O1, O2 in dem Sensorsichtfeld SF, so kann es auch zu zweiten Raumbereichen T2 führen, in denen eine Abschattung bezüglich beider Emittereinheiten 2, 2' vorliegt.
In 1 ist beispielhaft eine Situation gezeigt, in der sich ein erstes Objekt O1 in dem ersten Überlappungsbereich SF1 befindet, jedoch außerhalb des zweiten Überlappungsbereichs SF2. Entsprechend ergibt sich ein erster Teilbereich T1, der bezüglich der ersten Emittereinheit 2 abgeschattet ist. Beispielweise befindet sich ein zweites Objekt O2 innerhalb des ersten und des zweiten Überlappungsbereichs SF1, SF2 und auch innerhalb des ersten Teilbereichs T1. Das zweite Objekt O2 ist also von dem ersten Messsignal nicht erreichbar, jedoch von dem zweiten Messsignal. Auf einer der zweiten Emittereinheit 2' abgewandten Seite des zweiten Objekts O2 befindet sich nun jedoch ein zweiter Teilbereich T2 des Sensorsichtfelds SF, der sowohl bezüglich der ersten Emittereinheit 2, als auch bezüglich der zweiten Emittereinheit 2' abgeschattet ist, sodass ein drittes Objekt O3, das sich in diesem zweiten Teilbereich T2 befindet, von dem Sensorsystem 1 nicht erfasst werden kann.
Durch das zweite Objekt O2 wird allerdings im vorliegenden Beispiel auch ein weiterer erster Teilbereich T1' erzeugt, der bezüglich der zweiten Emittereinheit 2' abgeschattet ist, jedoch nicht bezüglich der ersten Emittereinheit 2. In 1 ist beispielhaft ein viertes Objekt O4 gezeigt, das sich in dem weiteren ersten Teilbereich T1' befindet. Dieses Objekt kann von dem Sensorsystem 1 erfasst werden, indem das erste Messsignal von dem Objekt O4 reflektiert wird und die entsprechenden Reflexionen von der Detektoreinheit 3 erfasst werden können.
Es wird darauf hingewiesen, dass die gezeigten Objekte O1, O2, O3, O4 in 1 lediglich der Verdeutlichung unterschiedlicher Situationen bezüglich verschiedener Abschattungen dienen. Auch für den Fall, dass sich das Objekt O1 im ersten Aussenderaumbereich A1 befindet, aber nicht im Detektorsichtfeld D, so kann eine Abschattung, z.B. des Objektes O2 bezüglich der ersten Emittereinheit 2, über Positionsinformationen zu O2 relativ zur Emittereinheit 2' und der Detektoreinheit 3 erkannt werden.
Basierend auf den reflektierten Anteilen des ersten und/oder des zweiten Messsignals, die von der Detektoreinheit 3 erfasst werden, erzeugt die Detektoreinheit 3 wenigstens ein Detektorsignal.
Die Recheneinheit 4 kann basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal die ersten Teilbereiche T1, T1' beziehungsweise den zweiten Teilbereich T2 identifizieren. Die Recheneinheit 4 kann basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal unter Berücksichtigung des wenigstens einen Teilbereichs T1, T1', T2 einen Messdatensatz, insbesondere eine Lidar-Punktwolke, erzeugen. Alternativ oder zusätzlich kann die Recheneinheit Korrekturdaten zur Korrektur des Messdatensatzes basierend auf den Teilbereichen T1, T1' T2 erzeugen.
Die Recheneinheit 4 kann den Messdatensatz und/oder die Korrekturdaten an die weitere Recheneinheit 5 übermitteln. Die weitere Recheneinheit 5 ist beispielsweise dazu eingerichtet, basierend auf dem Messdatensatz und/oder basierend auf den Korrekturdaten eines oder mehrere der Objekte O1, O2, O3, O4 zu erkennen oder charakterisieren oder weitere Verarbeitungen vorzugnehmen.
In 2 ist eine weitere beispielhafte Ausführungsform des Systems 1' beziehungsweise des Sensorsystems 1 dargestellt.
Das Sensorsystem 1 der 2 enthält eine weitere Detektoreinheit 3', die beispielsweise analog zur Detektoreinheit 3 ausgebildet ist. Die Detektoreinheiten 3, 3' können gemeinsam auch als gemeinsame Detektoreinheit aufgefasst werden.
Die Detektoreinheit 3 weist, wie bezüglich 1 ausgeführt, ein erstes Detektorsichtfeld D1 auf und die weitere Detektoreinheit 3' ein zweites Detektorsichtfeld D2. Die Vereinigungsmenge der Detektorsichtfelder D1, D2 bildet hier das Detektorsichtfeld D.
Dadurch wird der Erfassungsbereich des Sensorsystems 1 weiter erhöht. Im Übrigen gelten die Ausführungen bezüglich des Sensorsystems 1 der 1 hier analog.
Wie beschrieben kann mittels des verbesserten Konzepts der Problematik der Abschattung bei aktiven Sensorsystemen 1 mit mehreren Emittereinheiten 2, 2' begegnet werden.
Die Amplituden der Detektorsignale, also deren Signalstärke, werden durch die Abschattung reduziert. Dies kann Auswirkungen auf die Charakterisierung der Objekte O1, O2, O3, O4 haben. Beispielsweise müssten Algorithmen zur Bildverarbeitung oder zum maschinellen Sehen, beispielsweise Algorithmen die auf Verfahren zur künstlichen Intelligenz basieren, eine Abschattung durch andere Objekte vorab erkennen. Das verbesserte Konzept sieht vor, um die Komplexität des Problems zu vereinfachen, abgeschattete Bereiche in deren Charakteristika zu korrigieren.
Dazu kann beispielsweise ein Maß der Signalstärke oder eine daran angelegte oder darauf basierende Größe verwendet werden.
In einer Situation wie sie in 1 und 2 dargestellt ist, erfolgt die Auswertung der Abschattung von dem Sensorsystem 1 aus gesehen insbesondere von vorne nach hinten. Mit anderen Worten erkennt die Recheneinheit 4 zunächst das erste Objekt O1, korrigiert die Charakteristika in dem abgeschatteten Bereich T1, erkennt dann das Objekt O2 und korrigiert die Charakteristika für den weiteren abgeschatteten Bereich T1 und den zweiten Teilbereich T2.
Die Teilbereiche T1 und/oder T2 können getrennt voneinander oder zusammen als Bereiche geringer Vertrauenswürdigkeit und/oder geminderter Performanz an die weitere Recheneinheit 5 kommuniziert werden.
Nach dem verbesserten Konzept werden also zunächst beispielsweise die Detektorsignale erzeugt, dann werden die Objekte erkannt, die bestimmte Teilbereiche T1, T1', T2 abschatten. Anschließend können entsprechende Korrekturwerte für die Konfidenz oder für die Signalstärke berechnet oder eingelesen werden und die Charakteristika, also insbesondere Signalstärke oder Konfidenzwerte, in den abgeschatteten Bereichen T1, T1', T2 können mittels der Recheneinheit 4 korrigiert werden.
Die korrigierten Messdaten beziehungsweise den Messdatensatz kann die weitere Recheneinheit 5 dann entsprechend zuverlässig weiterverarbeiten.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016220075 A1 [0004]

Claims

Aktives Sensorsystem aufweisend eine erste Emittereinheit (2), eine zweite Emittereinheit (2'), eine Detektoreinheit (3, 3') und eine Recheneinheit (4), wobei - die erste Emittereinheit (2) dazu eingerichtet ist, ein erstes Messsignal in einen ersten Aussenderaumbereich (A1) in einer Umgebung des Sensorsystems (1) auszusenden; - die zweite Emittereinheit (2') dazu eingerichtet ist, ein zweites Messsignal in einen zweiten Aussenderaumbereich (A2) in der Umgebung auszusenden; - ein Sensorsichtfeld (SF) durch einen ersten Überlappungsbereich (SF1) des ersten Aussenderaumbereichs (A1) mit einem Detektorsichtfeld (D) der Detektoreinheit (3, 3') und durch einen zweiten Überlappungsbereich (SF2) des zweiten Aussenderaumbereichs (A2) mit dem Detektorsichtfeld (D) gegeben ist; - die Detektoreinheit (3, 3') dazu eingerichtet ist, basierend auf in dem Sensorsichtfeld (SF) reflektierten Anteilen des ersten Messsignals und/oder des zweiten Messsignals wenigstens ein Detektorsignal zu erzeugen; und - die Recheneinheit (4) dazu eingerichtet ist, basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal einen Messdatensatz zu erzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (4) dazu eingerichtet ist, - basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal wenigstens einen Teilbereich (T1, T1', T2) des Sensorsichtfelds (SF) zu identifizieren, der bezüglich der ersten Emittereinheit (2) und/oder bezüglich der zweiten Emittereinheit (2') abgeschattet ist; und - den Messdatensatz unter Berücksichtigung des wenigstens einen Teilbereichs (T1, T1', T2) zu erzeugen und/oder Korrekturdaten zur Korrektur des Messdatensatzes basierend auf dem wenigstens einen Teilbereich (T1, T1', T2) zu erzeugen.
Aktives Sensorsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (4) dazu eingerichtet ist, basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal wenigstens einen ersten Teilbereich (T1) des Sensorsichtfelds (SF) zu identifizieren, der bezüglich der ersten Emittereinheit (2) abgeschattet ist und bezüglich der zweiten Emittereinheit (2') nicht abgeschattet ist.
Aktives optisches Sensorsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektoreinheit (3, 3') dazu eingerichtet ist, basierend auf von einem Objekt (O2, O4) in dem wenigstens einen ersten Teilbereich (T1) reflektierten Anteilen des zweiten Messsignals wenigstens ein erstes Detektorsignal zu erzeugen.
Aktives optisches Sensorsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Recheneinheit (4) dazu eingerichtet ist, - basierend auf dem wenigstens einen ersten Detektorsignal eine erste Signalintensität zu bestimmen; - die erste Signalintensität gemäß einer vorgegebenen ersten Korrekturvorschrift zu modifizieren; und - den Messdatensatz abhängig von der modifizierten ersten Signalintensität zu erzeugen.
Aktives Sensorsystem nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (4) dazu eingerichtet ist, - basierend auf dem wenigstens einen ersten Detektorsignal einen Messpunkt und einen Konfidenzwert für den Messpunkt zu bestimmen; - den Konfidenzwert gemäß einer vorgegebenen zweiten Korrekturvorschrift zu modifizieren; und - den Messdatensatz abhängig von dem Messpunkt und dem modifizierten Konfidenzwert zu erzeugen.
Aktives Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (4) dazu eingerichtet ist, basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal wenigstens einen zweiten Teilbereich (T2) des Sensorsichtfelds (SF) zu identifizieren, der bezüglich der ersten Emittereinheit (2) abgeschattet ist und bezüglich der zweiten Emittereinheit (2') abgeschattet ist.
Aktives Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Detektoreinheit (3, 3') einen ersten Detektor (3) mit einem ersten Sichtfeld (D1) aufweist und einen zweiten Detektor (3') mit einem zweiten Sichtfeld (D2) aufweist; und - das Detektorsichtfeld (D) durch das erste Sichtfeld (D1) und das zweite Sichtfeld (D2) gegeben ist.
Aktives Sensorsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - das aktive Sensorsystem (1) als Lidarsystem ausgestaltet ist; oder - das aktive Sensorsystem (1) als Radarsystem ausgestaltet ist; oder - das aktive Sensorsystem (1) als Ultraschallsensorsystem ausgestaltet ist.
System zur Objektcharakterisierung aufweisend ein aktives Sensorsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und eine weitere Recheneinheit (5), die dazu eingerichtet ist, ein Objekt (O2, O4) in dem Sensorsichtfeld (SF) basierend auf dem Messdatensatz zu charakterisieren oder basierend auf dem Messdatensatz und den Korrekturdaten zu charakterisieren.
System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass - das aktive Sensorsystem (1) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5 ausgestaltet ist; - die Recheneinheit (4) dazu eingerichtet ist, erste Informationen zur Zuordnung des wenigstens einen ersten Teilbereichs (T1) zu wenigstens einem entsprechenden ersten Teil des Messdatensatzes zu erzeugen und an die weitere Recheneinheit (5) zu übermitteln; und - die weitere Recheneinheit (5) dazu eingerichtet ist, das Objekt (O2, O4) abhängig von den ersten Informationen zu charakterisieren und/oder abhängig von den ersten Informationen eine risikoreduzierende Maßnahme einzuleiten.
System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass - das aktive Sensorsystem (1) gemäß Anspruch 6 ausgestaltet ist; - die Recheneinheit (4) dazu eingerichtet ist, zweite Informationen zur Zuordnung des wenigstens einen zweiten Teilbereichs (T2) zu wenigstens einem entsprechenden zweiten Teil des Messdatensatzes zu erzeugen und an die weitere Recheneinheit (5) zu übermitteln; und - die weitere Recheneinheit (5) dazu eingerichtet ist, das Objekt abhängig von den zweiten Informationen zu charakterisieren und/oder abhängig von den zweiten Informationen eine risikoreduzierende Maßnahme einzuleiten.
Verfahren zum Erzeugen eines Messdatensatzes mittels eines aktiven Sensorsystems (1), wobei - mittels des Sensorsystems (1) in erstes Messsignal in einen ersten Aussenderaumbereich (A1) in einer Umgebung des Sensorsystems (1) ausgesendet wird und ein zweites Messsignal in einen zweiten Aussenderaumbereich (A1) in der Umgebung ausgesendet wird; - ein Sensorsichtfeld durch einen ersten Überlappungsbereich (SF1) des ersten Aussenderaumbereichs (A1 mit einem Detektorsichtfeld (D) des Sensorsystems (1) und durch einen zweiten Überlappungsbereich (SF2) des zweiten Aussenderaumbereichs (A2) mit dem Detektorsichtfeld (D) gegeben ist; - basierend auf in dem Sensorsichtfeld (SF) reflektierten Anteilen des ersten Messsignals und/oder des zweiten Messsignals wenigstens ein Detektorsignal erzeugt wird; und - basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal der Messdatensatz erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass - basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal wenigstens ein Teilbereich (T1, T1', T2) des Sensorsichtfelds (SF) identifiziert wird, der bezüglich der ersten Emittereinheit (2) und/oder bezüglich der zweiten Emittereinheit (2') abgeschattet ist; und - der Messdatensatz unter Berücksichtigung des identifizierten wenigstens einen Teilbereichs (T1, T1', T2) erzeugt wird und/oder Korrekturdaten zur Korrektur des Messdatensatzes basierend auf dem wenigstens einen Teilbereich (T1, T1', T2) erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass - basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal wenigstens ein erster Teilbereich (T1) des Sensorsichtfelds (SF) identifiziert wird, der bezüglich der ersten Emittereinheit (2) abgeschattet ist und bezüglich der zweiten Emittereinheit (2') nicht abgeschattet ist; und/oder - basierend auf dem wenigstens einen Detektorsignal wenigstens ein zweiter Teilbereich (T2) des Sensorsichtfelds (SF) identifiziert wird, der bezüglich der ersten Emittereinheit (2) abgeschattet ist und bezüglich der zweiten Emittereinheit (2') abgeschattet ist.
Verfahren zur Objektcharakterisierung mittels eines aktives Sensorsystems (1) dadurch gekennzeichnet, dass - mittels des aktiven Sensorsystems (1) ein Messdatensatz gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13 erzeugt wird; und - ein Objekt (O2, O4) in dem Sensorsichtfeld (SF) basierend auf dem Messdatensatz charakterisiert wird oder basierend auf dem Messdatensatz und den Korrekturdaten charakterisiert wird.
Computerprogrammprodukt mit Befehlen, die - bei Ausführung durch ein aktives Sensorsystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 das Sensorsystem (1) dazu veranlassen, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13 durchzuführen; und/oder - bei Ausführung durch ein System (1') nach einem der Ansprüche 9 bis 11 das System (1') dazu veranlassen, ein Verfahren nach Anspruch 14 durchzuführen.