DE102020214991A1 - Optischer Sensor - Google Patents

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Abstract

Optischer Sensor (100), aufweisend:- eine optisch durchlässige Abdeckeinrichtung (10);- eine Erfassungseinrichtung (20) zum sensorischen Erfassen eines Objekts; und- eine Überprüfungseinrichtung (20), mittels derer eine Winkelauflösung des optischen Sensors (100) anhand eines von der Erfassungseinrichtung (20) detektierten Prüfobjekts zu prüfen, wobei im Falle einer nicht ausreichenden Winkelauflösung von der Überprüfungseinrichtung (20) ein Signal (S) ausgebbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen optischen Sensor. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines optischen Sensors. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt.
  • Stand der Technik
  • Hochautomatisierte Kraftfahrzeuge (SAE-Stufen 3-5) werden in den nächsten Jahren auf öffentlichen Straßen zunehmend zum Einsatz kommen. Alle bekannten Konzepte von automatisierten Fahrzeugen erfordern eine Kombination von verschiedenen, an sich bekannten Umgebungs-Erfassungssensoren, wie z.B. Kamera, Radar, Lidar, usw. Die letztgenannten Umgebungs-Erfassungssensoren sind im Prinzip Laserscanner, die Laserlichtpulse emittieren und Zeiten des Eintreffens von an einem Objekt reflektiertem Laserlicht messen und auswerten. Die LiDAR-Sensoren können aus der gemessenen Time-of-Flight einen Abstand zum Objekt ermitteln.
  • Es existieren verschiedene Konzepte, wie derartige automatisierte Fahrzeuge realisiert werden können. All diese Ansätze benötigen verschiedenste Sensoren (z.B. Videokameras, LiDAR-, Radar-, Ultraschall-Sensoren, usw.), wobei besonders LiDAR-Sensoren (optische Sensoren, die mithilfe von Laserlicht 3D-Punktewolken der Umgebung erzeugen) eine immer wichtigere Rolle spielen.
  • DE 10 2018 118 679 A1 offenbart autonome und halbautonome Fahrzeuge sowie eine Vorrichtung zur verbesserten Zielobjekterkennung in einem Fahrzeug, das mit Lasererkennung und einem LIDAR-Entfernungsmesssystem ausgestattet ist.
  • US 2019/0188498 A1 offenbart eine Erkennung von Bodenmarkierungen, insbesondere Straßenmarkierungen oder Markierungen auf Fahrzeugparkplätzen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten optischen Sensor bereit zu stellen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt schafft die Erfindung einen optischen Sensor, aufweisend:
    • - eine optisch durchlässige Abdeckeinrichtung;
    • - eine Erfassungseinrichtung zum sensorischen Erfassen eines Objekts; und
    • - eine Überprüfungseinrichtung, mittels derer eine Winkelauflösung des optischen Sensors anhand eines von der Erfassungseinrichtung detektierten Prüfobjekts zu prüfen, wobei im Falle einer nicht ausreichenden Winkelauflösung von der Überprüfungseinrichtung ein Steuersignal ausgebbar ist.
  • Auf diese Weise wird ein optischer Sensor bereitgestellt, der seine eigene Winkelauflösung ermitteln und überprüfen kann. Vorteilhaft können dadurch zum Beispiel nachteilige Effekte infolge von Verschmutzung, Alterung, Verkratzungen einer Abdeckeinrichtung des optischen Sensors, die eine verringerte Winkelauflösung zur Folge haben können, erkannt werden. Bei Erkennen einer derartigen Degradation kann vorteilhaft eine geeignete Aktion initiiert werden, zum Beispiel in Form einer Degradation einer autonomen Fahrfunktion eines mit dem optischen Sensor ausgerüsteten wenigstens teilweise automatisierten Fahrzeugs.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren zum Betreiben eines optischen Sensors, aufweisend die Schritte:
    • - Sensorisches Erfassen eines Prüfobjekt;
    • - Ermitteln einer Winkelauflösung des optischen Sensors mittels des Prüfobjekts; und
    • - Ausgeben eines Steuersignals im Falle, dass die ermittelte Winkelauflösung des optischen Sensors nicht definiert ausreichend ist.
  • Auf diese Weise werden Performance-Indikatoren des optischen Sensors überwacht, wodurch vorteilhaft eine verbesserte Sensierung eines Umfelds mittels des vorgeschlagenen optischen Sensors unterstützt ist.
  • Bevorzugte Ausführungsformen des optischen Sensors sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung des optischen Sensors ist dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfung der Winkelauflösung in einem operativen Betrieb des optischen Sensors durchführbar ist. Vorteilhaft kann dadurch eine Online-Überwachung im Einsatz des optischen Sensors realisiert werden. Dabei kann eine gewisse Latenzzeit bei der Ermittlung der Winkelauflösung in Kauf genommen werden, solange eine hohe Wiederholrate der Messungen realisiert wird.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des optischen Sensors zeichnet sich dadurch aus, dass als Prüfobjekt eine Kante zwischen zwei Bereichen genutzt wird, wobei geprüft wird, wie ein Übergang zwischen den beiden Bereichen erkannt wird. Vorteilhaft wird dadurch eine Art „Kantenauflösung“ des optischen Sensors erfasst und bewertet.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des optischen Sensors sieht vor, dass als Prüfobjekt wenigstens eines aus Folgendem genutzt wird: Fahrbahnmarkierung, Übergang von Fahrbahn zu Bankett, Leitplanke, Verkehrsschild. Vorteilhaft kann auf diese Weise aus mehreren potentiell geeigneten unterschiedlichen Prüfobjekten ausgewählt werden, wobei dasjenige Prüfobjekt zur Ermittlung der Winkelauflösung herangezogen werden kann, welches am erfolgversprechendsten ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des optischen Sensors sieht vor, dass eine auf das Prüfobjekt angewendete Point-Spread-Function ausgewertet wird. Die genannte Point-Spread-Function stellt ein Maß für die Winkelauflösung dar und stellt im Prinzip eine Ausgangsgröße der durchgeführten Messung dar.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des optischen Sensors sieht vor, dass eine Breite eines Plateaus und eine Breite in einem unteren Bereich eines mit der Point-Spread-Function erhaltenen Intensitätsverlaufs gegeneinander in Relation gesetzt und ausgewertet werden. Vorteilhaft wird dadurch eine mathematisch einfach umzusetzende Auswertung des Intensitätsverlaufs zur Ermittlung der Winkelauflösung des optischen Sensors benutzt.
  • Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des vorgeschlagenen optischen Sensors ist dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor eine gaussförmige oder eine rechteckförmige Point-Spread-Function aufweist. Beide Arten von Point-Spread-Function sind in bekannten optischen Sensoren vorhanden und repräsentieren eine intrinsische Charakteristik des Sensors. Sie hängt in erster Linie von einem optischen Design des optischen Sensors und kann herangezogen werden, um das vorgeschlagene Verfahren zur Ermittlung der Winkelauflösung durchzuführen.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des vorgeschlagenen optischen Sensors zeichnet sich dadurch aus, dass mittels des Prüfobjekts eine Analyse eines Intensitätsverlaufs über einen Winkel durchgeführt wird. Auf einfache Weise wird dadurch zur Ermittlung der gerade realisierten Winkelauflösung die genannte Kantenauflösungsfähigkeit des optischen Sensors ermittelt und bewertet. Der erfasste Winkel kann dabei in Relation zum optischen Sensor ein horizontaler Winkel und/oder ein vertikaler Winkel sein.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des vorgeschlagenen optischen Sensors zeichnen sich dadurch aus, dass der optische Sensor ein LiDAR-Sensor oder eine Kamera ist. Dadurch werden vorteilhaft mehrere Realisierungsmöglichkeiten für den vorgeschlagenen optischen Sensor bereitgestellt, wobei das vorgeschlagene Verfahren mit einem LiDAR-Sensor besonders einfach zu realisieren ist.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass eine Wiederholrate der Messung der Winkelauflösung definiert eingestellt wird. Vorteilhaft kann durch eine Messintensität definiert werden, wobei die Messintensität mit einer Häufigkeit, die einer Framerate des LiDAR-Sensors entspricht, durchgeführt werden kann. Vorteilhaft ergibt sich dadurch im Normalbetrieb des optischen Sensors ein besonders geringer Rechenaufwand zur Ermittlung der Winkelauflösung.
  • Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren im Detail beschrieben. Gleiche oder funktionsgleiche Bauelemente haben dabei gleiche Bezugszeichen. Die Figuren sind insbesondere dazu gedacht, die erfindungswesentlichen Prinzipien zu verdeutlichen und sind nicht unbedingt maßstabsgetreu ausgeführt.
  • Offenbarte Vorrichtungsmerkmale ergeben sich analog aus entsprechenden offenbarten Verfahrensmerkmalen und umgekehrt. Dies bedeutet insbesondere, dass sich Merkmale, technische Vorteile und Ausführungen betreffend den optischen Sensor in analoger Weise aus entsprechenden Ausführungen, Merkmalen und Vorteilen des Verfahrens zum Betreiben eines optischen Sensors ergeben und umgekehrt.
  • In den Figuren zeigt:
    • 1 eine vereinfachte Darstellung einer Helligkeitsverteilung einer Straßenmarkierung;
    • 2 zwei verschiedene Varianten einer Point-Spread-Function eines LiDAR-Sensors;
    • 3 unterschiedliche Intensitätsdiagramme einer detektierten Straßenmarkierung;
    • 4 ein Blockdiagramm eines vorgeschlagenen optischen Sensors;
    • 5 ein Ablaufdiagramm eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Betreiben eines vorgeschlagenen optischen Sensors; und
    • 6 ein Ablaufdiagramm eines vorgeschlagenen Verfahrens zum Betreiben eines vorgeschlagenen optischen Sensors.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Neben der Reichweite ist auch die Winkelauflösung ein kritischer Performance-Indikator (engl. key performance indicator, KPI) eines optischen Sensors. Die Winkelauflösung des optischen Sensors kann sich unter verschiedenen Umständen verschlechtern, zum Beispiel durch ein Misalignment von Optiken im Sensor durch Alterung des Klebstoffes, durch Verschmutzungen oder Regentropfen auf dem Deckglas des Sensors, Verkratzungen des Deckglases, usw. Wenn eine solche Reduktion der Winkelauflösung des optischen Sensors vorliegt, können Objekte nicht mehr scharf getrennt werden und werden dadurch von der Perzeption der zentralen Auswerteeinheit unter Umständen als ein gemeinsames Objekt wahrgenommen.
  • Dies kann unter Umständen zu gefährlichen Situationen führen, wenn zum Beispiel ein Fahrrad an einem parkenden LKW vorbeifährt und durch eine reduzierte Auflösung dem LKW zugeordnet wird. Ein mit dem optischen Sensor ausgestattetes autonomes Fahrzeug kann dann annehmen, dass keine dynamischen Objekte anwesend sind und kann so den Fahrradfahrer übersehen. Um eine derartige Situation zu vermeiden, sollte der LiDAR-Sensor in der Lage sein, die eigene Winkelauflösung online zu vermessen.
  • Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht insbesondere darin, einen optischen Sensor bereitzustellen, der in der Lage, ist seine eigene Winkelauflösung zu ermitteln und zu bewerten.
  • Vorgeschlagen wird zu diesem Zweck eine Analyse von Prüfobjekten (z.B. Straßenmarkierungen) in einer Punktwolke des optischen Sensors in Form eines LiDAR-Sensors. Straßenmarkierungen haben üblicherweise eine gesetzlich festgelegte Breite, sodass anhand der gemessenen Breite der Fahrbahnmarkierungen im LiDAR-Sensor die Winkelauflösung des LiDAR-Sensors bestimmt werden kann. Die Fahrbahnmarkierung zeichnet sich dabei insbesondere dadurch aus, dass sie zwei Bereiche mit unterschiedlichen, definierten Helligkeitsniveaus aufweist, wobei die beiden Bereiche im Prinzip durch eine Kante voneinander getrennt sind. Denkbar sind allerdings auch andere Arten von Prüfobjekten, die derartige definierte Helligkeitsbereiche aufweisen, wie zum Beispiel eine Leitplanke, ein Übergang zwischen einer Fahrbahn und einem angrenzenden Bankett, Verkehrsschild, usw.
  • Vorteilhaft lassen sich dadurch unter anderem folgende Effekte realisieren:
    • - Echtzeit-Überwachung der Winkelauflösung ist möglich, solange Straßenmarkierungen oder sonstige Prüfobjekte im Umfeld des optischen Sensors vorhanden sind
    • - Keine zusätzliche Sensorik oder Bauteile erforderlich, sondern nur eine Nutzung von Punktwolken
    • - Kostengünstig
    • - Wenig rechenintensiv, weil eine Breite der Straßenmarkierung direkt vermessen werden kann
  • Straßenmarkierungen unterliegen der „Richtlinien für die Markierung von Straßen“ und haben damit fest definierte Strichbreiten, je nachdem, ob es sich um eine Fahrt auf der Autobahn oder sonstigen Straßen handelt und ob es sich um Leitlinien oder die Fahrbahnbegrenzung handelt. LiDAR-Sensoren können Straßenmarkierungen detektieren, da sie eine höhere Reflektivität aufweisen als die Straße. So erscheinen die Punkte der Straßenmarkierungen mit einer höheren Intensität in der Punktwolke und werden zum Beispiel für die Positionierung des Fahrzeugs in der Spur genutzt.
  • Der vorgeschlagene LiDAR-Sensor arbeitet dabei vorzugsweise mit einer Bildwiederholrate (engl. frame rate) in der Größenordnung von ca. 10 Hz, wobei die Bildwiederholrate einer Summe aller Detektorpixel einer Erfassungseinrichtung 20 entspricht.
  • Auf der Straße sind Straßenmarkierungen in der Regel klar erkennbar durch eine erhöhte Intensität des gemessenen Signals.
  • Vorgeschlagen wird eine Nutzung dieser Daten zur Überwachung der Winkelauflösung eines optischen Sensors, insbesondere eines LiDAR-Sensors. Dabei ist die horizontale Ausdehnung der Straßenmarkierungen ein Maß für die Winkelauflösung des LiDAR-Sensors. Dies ist schematisch in den 1-3 dargestellt. Die Faltung der Rechteck-Funktion der Helligkeitsverteilung H über den Winkel α der 1a, 1b mit der Point-Spread-Function bewirkt ein Abflachen der Kanten der Straßenmarkierung.
  • Die horizontale Reflektivitäts-Verteilung einer weißen Straßenmarkierung auf einem dunklen Straßenbelag kann näherungsweise als eine Rechteckfunktion dargestellt werden, wie es in den 1a, 1b mit Verläufen von Helligkeit H über einen horizontalen Winkel α angedeutet ist. In den Punktwolke-Daten erscheint die Straßenmarkierung als eine Faltung dieser Rechteck-Funktion mit der sogenannten „Point-Spread-Function“ (PSF) des LiDAR-Sensors, wie in den 3a, 3b angedeutet.
  • Die 2a und 2b zeigen schematisch zwei unterschiedliche Point-Spread-Functions von optischen Sensoren: eine Gauß-Funktion als Point-Spread-Function (2a) bewirkt eine Abflachung der Kanten ähnlich zu einer Error-Funktion (3a), wohingegen eine rechteckigförmige Point-Spread-Function (2b) ein Abschrägen der Kanten der Straßenmarkierung bewirkt, wie es in 3b angedeutet ist.
  • Die genannte Faltung bewirkt eine Verbreiterung B2 der detektierten Straßenmarkierung am Fuße der detektierten Markierung, wie in den 3a, 3b angedeutet. Die Verbreiterung B2 kann z.B. definiert sein als die Breite des Peaks bei 10% der maximalen Intensität I. Gleichzeitig bewirkt sie eine Verschmälerung des Plateaus der detektierten Markierung um ein gewisses Maß, wobei die Breite B1 des Plateaus z.B. als die Breite des Peaks bei 90% der maximalen Intensität I definiert sein kann.
  • Je schlechter die Winkelauflösung des LiDAR-Sensors ist, desto breiter ist die Intensität I am Fuße des Intensitätsverlaufs bzw. desto schmaler ist das Plateau des Intensitätsverlaufs.
  • Im Ergebnis können damit diese beiden Charakteristiken des Intensitätsverlaufs als ein Maß für die Winkelauflösung des optischen Sensors 100 genutzt werden. Vorzugsweise wird die Breite B2 bei 10% Maximalintensität genutzt, da das Plateau unter Umständen bei besonders schlechten Auflösungen komplett verschwinden kann. Daraus lässt sich dann die Auflösung in erster Näherung als Differenz zwischen der gemessenen Breite und der erwarteten theoretischen Breite der Straßenmarkierung berechnen. Denkbar sind für die Breiten B2 aber auch andere Prozentsätze der maximalen Intensität I.
  • Die 3a, 3b zeigen eine Verteilung der Helligkeit einer Straßenmarkierung der Point-Spread-Function des LiDAR-Sensors und der detektierten Straßenmarkierung als Funktion des horizontalen Winkels a. Dabei ist die detektierte Straßenmarkierung eine Faltung aus der Helligkeit der Straßenmarkierung und der Point-Spread-Function des LiDAR-Sensors. Dies ist in 3a für eine Gaußfunktions-ähnliche Point-Spread-Function und in 3b für eine rechteckigförmige Point-Spread-Function des LiDAR-Sensors dargestellt.
  • Das vorgeschlagene Verfahren kann entweder für eine einzelne horizontale LiDAR-Scanebene verwendet werden oder es können Informationen aus mehreren oder allen Scanebenen, die Straßenmarkierungen oder sonstige geeignete Prüfobjekte (z.B. Übergang von Fahrbahn zu Bankett, Leitplanke, Verkehrsschild, usw.) enthalten, kombiniert werden. Weiterhin kann die Auflösungsschätzung durch eine Mittelung der Daten aus mehreren aufeinanderfolgenden Frames des LiDAR-Sensors verbessert werden.
  • Um einen Rechenaufwand zur Ermittlung der Winkelauflösung möglichst gering zu halten, wird folgendes, in 5 angedeutete Verfahren vorgeschlagen, welches sich gut in eine typische Erfassungs-Pipeline einbauen lässt. Da in den meisten Erfassungs-Pipelines ohnehin eine Straßenschätzung (engl. ground plane estimation) von detektierten Objekten vorgenommen wird, können diese Daten direkt für die Winkelauflösungsbestimmung genutzt werden. Falls der optische Sensor 100 eine unerwartet schlechte Auflösung feststellt, kann das damit ausgerüstete autonome Fahrzeug geeignete Maßnahmen ergreifen.
  • Dazu kann zum Beispiel das Anfordern eines Reinigungsvorgangs der optisch durchlässigen Abdeckeinrichtung 10 gehören, falls die Auflösungsreduktion von Verschmutzungen auf dem Sensordeckglas verursacht ist. Weiterhin kann das automatisierte Fahrzeug z.B. seine Geschwindigkeit reduzieren, um sicherzustellen, dass alle Objekte noch rechtzeitig aufgelöst werden. Außerdem ist denkbar, dass das Fahrzeug einen Service/Werkstattbesuch anfordern kann, um die vollständige Leistungsfähigkeit des degradierten optischen Sensors 100 wiederherzustellen.
  • 4 zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild eines vorgeschlagenen optischen Sensors 100 in Form eines LiDAR-Sensors. Man erkennt einen Laser 1 zum repetitiven Emittieren von optischer Sendestrahlung durch eine optisch durchlässige Abdeckeinrichtung 10 (z.B. Abdeckglas, beispielsweise aus Polycarbonat) hindurch. Ferner erkennt man eine Erfassungseinrichtung 20 zum Detektieren der von einem Objekt reflektierten Strahlung. Mittels der Erfassungseinrichtung 20 wird ein definiertes Prüfobjekt (zum Beispiel Fahrbahnmarkierung, Kante zwischen Fahrbahn und Bankett, Verkehrsschild, Leitplanke, usw.) in der oben genannten Art und Weise ausgewertet. In Abhängigkeit von der ermittelten Winkelauflösung wird von der Erfassungseinrichtung 20 ein Steuersignal S ausgegeben, mit dem eine definierte Aktion für eine mit dem optischen Sensor 100 ausgestatteten wenigstens teilweise automatisierten Fahrzeugs (nicht dargestellt) initiiert werden kann, zum Beispiel eine Degradation einer Fahrfunktion, eine Einleitung eines Bremsmanövers, ein Versetzen des Fahrzeugs in einen sicheren Zustand, usw.
  • Die vorgeschlagene optische Sensor 100 kann z.B. als ASIC oder FPGA von Detektorpixel des LiDAR-Sensors ausgebildet sein, was eine hardwarenahe und dadurch effiziente Auswertung der umfangreichen Messdaten ermöglicht. Alternativ ist es auch denkbar, die Auswertung der Daten auf einer zentralen Recheneinheit innerhalb oder außerhalb des mit dem Lidar-Sensor ausgestatteten automatisierten Fahrzeugs durchzuführen. Im Ergebnis kann dadurch das vorgeschlagene Verfahren als ein Computerprogrammprodukt realisiert werden, welches auf einer zugeordneten Rechnerhardware ausgeführt wird.
  • 5 zeigt einen beispielhaften Ablauf, wie das vorgeschlagene Verfahren im Rahmen einer Erfassungstätigkeit eines optischen Sensors 100 durchgeführt werden kann. In einem Schritt 200 wird mittels des optischen Sensors 100 eine Punktwolke detektiert, in einem Schritt 210 erfolgt eine Bestimmung einer Fahrbahn (engl. ground estimation) mittels der detektierten Punktwolke. In einem Schritt 220 wird eine Objektsegmentierung durchgeführt. In einem Schritt 230 erfolgt ein Objektklassifikation und in einem Schritt 240 ein Nachverfolgen (engl. tracking) des detektierten und klassifizierten Objekts. Die Schritte 200 bis 240 repräsentieren somit eine Perzeption bzw. Erfassungstätigkeit des optischen Sensors 100.
  • Vorteilhaft kann im Zuge der Erfassungstätigkeit der Schritte 200 bis 240 z.B. zyklisch in definierten Abständen eine Ermittlung einer Winkelauflösung des optischen Sensors 100 durchgeführt werden. In einem Schritt 211 erfolgt zu diesem Zweck eine Intensitätsschätzung der Straße durch Ermittlung eines Mittelwerts der erfassten Intensitäten.
  • In einem Schritt 212 erfolgt eine Identifikation einer auf der Straße angeordneten Straßenmarkierung durch deren höhere Reflexivität. In einem Schritt 213 erfolgt eine Vermessung der Breite der identifizierten Straßenmarkierung und in einem Schritt 214 eine Bestimmung der Winkelauflösung des optischen Sensors 100.
  • Vorteilhaft kann eine Wiederholrate der Durchführung der Ermittlung der Winkelauflösungen definiert eingestellt werden, wodurch vorteilhaft eine Winkelauflösung während des operativen Normalbetriebs des optischen Sensors 100 durchgeführt werden kann. Eine rasche Reaktion auf eine mögliche kurzfristige Degradation der Winkelauflösung aufgrund von Witterungseinflüssen ist dadurch vorteilhaft unterstützt.
  • Die Erfindung kann besonders nutzbringend in teil-, hoch- und vollautomatisierten Fahrzeuge n (Stufe 1-5) eingesetzt werden.
  • 6 zeigt einen prinzipiellen Ablauf einer Ausführungsform des vorgeschlagenen Verfahrens zum Betreiben eines optischen Sensors 100.
  • In einem Schritt 300 erfolgt ein sensorisches Erfassen eines Prüfobjekts.
  • In einem Schritt 310 erfolgt ein Ermitteln einer Winkelauflösung des optischen Sensors 100 mittels des Prüfobjekts.
  • In einem Schritt 320 erfolgt ein Ausgeben eines Steuersignals S im Falle, dass die ermittelte Winkelauflösung des optischen Sensors 100 nicht definiert ausreichend ist.
  • Obwohl vorgehend der vorgeschlagene optische Sensor 100 vorwiegend in Form eines LiDAR-Sensors offenbart ist, ist es auch denkbar, den optischen Sensor 100 technisch andersartig zu implementieren, beispielsweise als eine Kamera.
  • Zusammenfassend werden mit der vorliegenden Erfindung ein optischer Sensor und ein Verfahren zum Betreiben eines optischen Sensors vorgeschlagen, mit dem auf einfache Weise eine Erfassung einer Winkelauflösung möglich ist.
  • Der Fachmann erkennt, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102018118679 A1 [0004]
    • US 2019/0188498 A1 [0005]

Claims (13)

  1. Optischer Sensor (100), aufweisend: - eine optisch durchlässige Abdeckeinrichtung (10); - eine Erfassungseinrichtung (20) zum sensorischen Erfassen eines Objekts; und - eine Überprüfungseinrichtung (20), mittels derer eine Winkelauflösung des optischen Sensors (100) anhand eines von der Erfassungseinrichtung (20) detektierten Prüfobjekts zu prüfen, wobei im Falle einer nicht ausreichenden Winkelauflösung von der Überprüfungseinrichtung (20) ein Steuersignal (S) ausgebbar ist.
  2. Optischer Sensor (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfung der Winkelauflösung in einem operativen Betrieb des optischen Sensors (100) durchführbar ist.
  3. Optischer Sensor (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Prüfobjekt eine Kante zwischen zwei Bereichen genutzt wird, wobei geprüft wird, wie eine Übergang zwischen den beiden Bereichen erkannt wird.
  4. Optischer Sensor (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Prüfobjekt wenigstens eines aus Folgendem genutzt wird: Fahrbahnmarkierung, Übergang von Fahrbahn zu Bankett, Leitplanke, Verkehrsschild.
  5. Optischer Sensor (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf das Prüfobjekt angewendete Point-Spread-Function ausgewertet wird.
  6. Optischer Sensor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite (B1) eines Plateaus und eine Breite (B2) in einem unteren Bereich eines mit der Point-Spread-Function erhaltenen Intensitätsverlaufs gegeneinander in Beziehung gesetzt und ausgewertet werden.
  7. Optischer Sensor (100) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor eine gaussförmige oder eine rechteckförmige Point-Spread-Function aufweist.
  8. Optischer Sensor (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Prüfobjekts eine Analyse eines Intensitätsverlaufs über einen Winkel (a) durchgeführt wird.
  9. Optischer Sensor (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor (100) ein LiDAR-Sensor oder eine Kamera ist.
  10. Verfahren zum Betreiben eines optischen Sensors (100), aufweisend die Schritte: - Sensorisches Erfassen eines Prüfobjekt; - Ermitteln einer Winkelauflösung des optischen Sensors (100) mittels des Prüfobjekts; und - Ausgeben eines Steuersignals (S) im Falle, dass die ermittelte Winkelauflösung des optischen Sensors (100) nicht definiert ausreichend ist.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei eine auf das Prüfobjekt angewendete Point-Spread-Function des optischen Sensors (100) ausgewertet wird.
  12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei eine Wiederholrate der Messung der Winkelauflösung definiert eingestellt wird.
  13. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wenn es auf einem optischen Sensor (100) abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.
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US20190188498A1 (en) 2016-05-13 2019-06-20 Institut Français Des Sciences Et Technologies Des Transports, De L'aménagement Et Des Réseaux Image Processing Method For Recognizing Ground Marking And System For Detecting Ground Marking

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