DE102020215453A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren von bewegten Objekten in einer Umgebung eines Fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren von bewegten Objekten in einer Umgebung eines Fahrzeugs Download PDF

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Abstract

Verfahren (300) und Vorrichtung zum Detektieren von bewegten Objekten (210) in einer Umgebung (200) eines Fahrzeugs (100), wobei das Fahrzeug (100) mehrere dopplerbasierte Messsysteme (101, 102, 103), insbesondere Radarsensoren, umfasst, wobei diese dopplerbasierten Messsysteme (101, 102, 103) an dem Fahrzeug (100) räumlich voneinander getrennt sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft unter anderem ein Verfahren zum Detektieren von bewegten Objekten in einer Umgebung eines Fahrzeugs, welches einen Schritt des Erfassens von Umgebungsdatenwertesets, einen Schritt des Bestimmens einer Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs, einen Schritt des Bestimmens jeweils einer Datenteilmenge aus jedem Umgebungsdatenwerteset, einen Schritt des Bestimmens von Segmenten in der Umgebung, ausgehend von jeder Datenteilmenge, einen Schritt des Bestimmens von absoluten Orten und absoluten Geschwindigkeitsvektoren der bewegten Objekte, abhängig von den vorab bestimmten Segmenten, und einen Schritt des Bereitstellens der absoluten Orte und der absoluten Geschwindigkeitsvektoren der bewegten Objekte umfasst.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Detektieren von bewegten Objekten in einer Umgebung eines Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug mehrere dopplerbasierte Messsysteme, insbesondere Radarsensoren, umfasst, wobei diese dopplerbasierten Messsysteme an dem Fahrzeug räumlich voneinander getrennt sind, umfasst einen Schritt des Erfassens von Umgebungsdatenwertesets, wobei jedes Umgebungsdatenwerteset mittels einem der dopplerbasierten Messsysteme erfasst wird, wobei jedes Umgebungsdatenwerteset die bewegten Objekte und weitere statische Objekte in der Umgebung repräsentiert, wobei jedes Umgebungsdatenwerteset Orte und Geschwindigkeiten der bewegten und statischen Objekte relativ zu dem Fahrzeug umfasst. Das Verfahren umfasst weiterhin einen Schritt des Bestimmens einer Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs und einen Schritt des Bestimmens jeweils einer Datenteilmenge aus jedem Umgebungsdatenwerteset, abhängig von den Geschwindigkeiten der bewegten und statischen Objekte und abhängig von der Eigengeschwindigkeit, wobei jede Datenteilmenge nur die bewegten Objekte repräsentiert und nur die Orte und Geschwindigkeiten der bewegten Objekte umfasst. Das Verfahren umfasst weiterhin einen Schritt des Bestimmens von Segmenten in der Umgebung, ausgehend von jeder Datenteilmenge, wobei jedes Segment jeweils einem bewegten Objekt zugeordnet ist, einen Schritt des Bestimmens von absoluten Orten und absoluten Geschwindigkeitsvektoren der bewegten Objekte, abhängig von den vorab bestimmten Segmenten, und einen Schritt des Bereitstellens der absoluten Orte und der absoluten Geschwindigkeitsvektoren der bewegten Objekte.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren löst vorteilhafterweise die Aufgabe, bewegte Objekte in einer Umgebung eines Fahrzeugs zu detektieren, so dass beispielsweise Kollision des Fahrzeugs mit diesen bewegten Objekten vermieden und somit die Sicherheit des Fahrzeugs und/oder von Insassen des Fahrzeugs erhöht werden können. Diese Aufgabe wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, indem mittels an dem Fahrzeug räumlich voneinander getrennten, dopplerbasierten Messsystemen, diese Umgebung in Form von Umgebungsdatenwertesets erfasst wird. Dabei ist wichtig, dass die unterschiedlichen Umgebungsdatenwertesets mittels unterschiedlichen dopplerbasierten Messsystemen erfasst werden, so dass aufgrund der unterschiedlichen Erfassungsrichtungen - aufgrund der räumlich voneinander getrennten, dopplerbasierten Messsystemen - Geschwindigkeiten und/oder Position (relativ zu dem Fahrzeug) jedes Objekts (bewegt oder statisch) erfasst bzw. bestimmt werden können.
  • Gerade bei automatisierten Fahrzeugen ist die Kenntnis von bewegten Objekten in einer Umgebung dieser Fahrzeuge für die Sicherheit von größter Wichtigkeit. Hierbei ist unter einem automatisierten Fahrzeug ein Fahrzeug, welches gemäß einem der SAE-Level 1 bis 5 (siehe Norm SAE J3016) ausgebildet ist, zu verstehen.
  • Unter bewegten Objekten sind beispielsweise weitere Verkehrsteilnehmer, wie weitere Fahrzeuge, Radfahrer, Fußgänger, etc. zu verstehen. Unter den statischen Objekten sind beispielsweise stehende Fahrzeuge, Gebäude, Infrastrukturmerkmale (Leitplanken, Verkehrszeichen, ...), etc. zu verstehen.
  • In einer Ausführungsform sind die dopplerbasierten Messsysteme als Radarsensoren ausgebildet und umfassen beispielsweise eine Recheneinheit (Prozessor, Arbeitsspeicher, Festplatte) mit einer geeigneten Software zum Steuern der jeweiligen dopplerbasierten Messsysteme, wobei das Steuern beispielsweise das Aussenden einer Sensorstrahlung und das Erfassen der reflektieren Sensorstrahlung umfasst. In einer weiteren möglichen Ausführungsform ist das dopplerbasierte Messsystem beispielweise als Lidarsensor oder Ultraschallsensor ausgebildet.
  • Unter einer Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs sowie unter absoluten Orten und absoluten Geschwindigkeitsvektoren der bewegten Objekte sind Positionen bzw. Geschwindigkeiten innerhalb eines vorgegebenen Koordinatensystems, wie beispielsweise GNSS-Koordinaten, zu verstehen.
  • Unter einer Umgebung ist hier insbesondere ein Bereich zu verstehen, welcher mittels einer Umfeldsensorik des Fahrzeugs, hier beispielsweise die dopplerbasierten Messsysteme umfassend, erfassen kann. Je nach Ausgestaltung der Umgebung (Stadt, Land, Autobahn, Tunnel, Brücke, etc.) kann es hierbei, abhängig von den jeweiligen Erfassungsbereichen der Umfeldsensorik, um unterschiedlich große Bereiche handeln.
  • Vorzugsweise repräsentieren die Geschwindigkeiten der bewegten und statischen Objekte Radialgeschwindigkeiten relativ zu dem Fahrzeug.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung, insbesondere ein Steuergerät, ist dazu eingerichtet, alle Schritte des Verfahrens gemäß einem der Verfahrensansprüche zum Detektieren von bewegten Objekten in einer Umgebung eines Fahrzeugs auszuführen.
  • Dazu umfasst die Vorrichtung insbesondere eine Recheneinheit (Prozessor, Arbeitsspeicher, Festplatte) sowie eine geeignete Software um das Verfahren gemäß einem der Verfahrensansprüche auszuführen. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Datenschnittstelle um Datenwerte von den dopplerbasierten Messsystemen zu empfangen und/oder um Datenwerte, welche die absoluten Orte und die absoluten Geschwindigkeitsvektoren der bewegten Objekte repräsentieren, bereitzustellen und/oder beispielsweise an weitere Steuergeräte in dem Fahrzeug zu übertragen.
  • Weiterhin wird ein Computerprogramm beansprucht, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren gemäß einem der Verfahrensansprüche zum Detektieren von bewegten Objekten in einer Umgebung eines Fahrzeugs auszuführen. In einer Ausführungsform entspricht das Computerprogramm der von der Vorrichtung umfassten Software.
  • Weiterhin wird ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist, beansprucht.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und in der Beschreibung aufgeführt.
  • Figurenliste
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
    • 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Ablaufdiagramms.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 300 zum Detektieren von bewegten Objekten 210 in einer Umgebung 200 eines rein beispielhaft dargestellten Fahrzeugs 100. Dabei bewegt sich das Fahrzeug 100 mit einer Eigengeschwindigkeit 120 - hier dargestellt in Form eines Pfeils - fort. Das Fahrzeug 100 umfasst mehrere dopplerbasierten Messsysteme 101, 102, 103, wobei diese dopplerbasierten Messsysteme 101, 102, 103 an dem Fahrzeug 100 räumlich voneinander getrennt - hier beispielhaft gezeigt an einer Längsseite des Fahrzeugs 100 - angebracht sind. In diesem Ausführungsbeispiel werden beispielhaft drei Radarsensoren 101, 102, 103 dargestellt, wobei das Fahrzeug 100 prinzipiell auch zwei oder mehr als drei Radarsensoren (allgemein: dopplerbasierte Messsysteme) umfassen kann, welche verschiedene - hier nicht dargestellte - Einbaupositionen an dem Fahrzeug 100 aufweisen können.
  • Weiterhin umfasst das Fahrzeug 100 eine Vorrichtung 110, welche dazu eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens gemäß einem der Verfahrensansprüche zum Detektieren von bewegten Objekten 210 in einer Umgebung 200 eines Fahrzeugs 100 auszuführen.
  • In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Umgebung 200 des Fahrzeugs 100 ein bewegtes Objekt 210 und ein statisches Objekt 220. Das bewegte Objekt 210 bewegt sich hierbei mit einer Geschwindigkeit in eine bestimmte Richtung, dargestellt mittels eines absoluten Geschwindigkeitsvektors 211. Mittels des Verfahrens 300 können auch mehrere bewegte Objekte 210 und/oder statische Objekte 220 erfasst werden.
  • Mittels der drei Radarsensoren 101, 102, 103 werden nun das bewegte Objekt 210 und das statische Objekt 220 in Form von Umgebungsdatenwertesets erfasst, wobei jedes Umgebungsdatenwerteset mittels einem der Radarsensoren 101, 102, 103 erfasst wird.
  • Weiterhin wird eine Eigengeschwindigkeit 120 des Fahrzeugs 100 bestimmt. Dies erfolgt beispielsweise, indem diese Eigengeschwindigkeit 120 von einer entsprechenden Einrichtung des Fahrzeugs 100 (Steuergerät, etc.) angefordert und/oder als Datensignal empfangen wird.
  • Anschließend wird jeweils eine Datenteilmenge aus jedem Umgebungsdatenwerteset, abhängig von den Geschwindigkeiten des bewegten Objekts 210 und des statischen Objekts 220 und abhängig von der Eigengeschwindigkeit 120, bestimmt. Dabei repräsentiert jede Datenteilmenge nur die bewegten Objekte 210, so dass die statischen Objekte 220 entsprechend aus den Umgebungsdatenwertesets herausgefiltert werden. Dies erfolgt beispielsweise, indem diejenigen Objekte herausgefiltert werden, welche eine Radialgeschwindigkeit vrad mit |vrad| kleiner einem vorgegebenen Wert vrad,max.
  • Ausgehend von jeder Datenteilmenge werden Segmente in der Umgebung 200 bestimmt, wobei jedes Segment jeweils einem bewegten Objekt 210 zugeordnet ist. Diese Segmentierung führt dazu, dass verschiedene Objekte in dieser Umgebung 200 als Einheit bzw. als einheitliches Objekt erfasst bzw. erkannt werden können.
  • Anschließend werden absolute Orten und absolute Geschwindigkeitsvektoren 211 der bewegten Objekte 210, abhängig von den vorab bestimmten Segmenten, bestimmt. Dies erfolgt beispielsweise indem korrespondierende Segmente (also Segmente der Umgebung 200, welche ausgehend von Datenteilmengen unterschiedlicher Radarsensoren 101, 102, 103 erfasst bzw. bestimmt wurden, miteinander verknüpft.
  • Anschließend werden die absoluten Orte und die absoluten Geschwindigkeitsvektoren 211 der bewegten Objekte 210 bereitgestellt. Anhand dieser Informationen kann nun beispielsweise ein entsprechendes Fahrzeugsystem des Fahrzeugs 100 einen sicheren Betrieb eines autonomen Systems gewährleisten.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens 300 zum Detektieren von bewegten Objekten 210 in einer Umgebung 200 eines Fahrzeugs 100 in Form eines Ablaufdiagramms. Dabei umfasst das Fahrzeug 100 mehrere dopplerbasierte Messsysteme 101, 102, 103, insbesondere Radarsensoren, umfasst, wobei diese dopplerbasierten Messsysteme 101, 102, 103 an dem Fahrzeug 100 räumlich voneinander getrennt sind.
  • In Schritt 301 startet das Verfahren 300.
  • In den Schritten 311, 312, 313 werden Umgebungsdatenwertesets erfasst, wobei jedes Umgebungsdatenwerteset mittels einem der dopplerbasierten Messsysteme 101, 102, 103 erfasst wird.
  • In Schritt 320 wird eine Eigengeschwindigkeit 120 des Fahrzeugs 100 bestimmt.
  • In den Schritten 331, 332, 333 wird jeweils eine Datenteilmenge aus jedem Umgebungsdatenwerteset, abhängig von den Geschwindigkeiten der bewegten und statischen Objekte (210, 220) und abhängig von der Eigengeschwindigkeit (120), bestimmt.
  • In den Schritten 341, 342, 343 werden Segmente in der Umgebung 200, ausgehend von jeder Datenteilmenge, bestimmt.
  • In Schritt 350 werden absolute Orte und absolute Geschwindigkeitsvektoren 211 der bewegten Objekte 210, abhängig von den vorab bestimmten Segmenten, bestimmt.
  • In Schritt 360 werden die absoluten Orte und die absoluten Geschwindigkeitsvektoren 211 der bewegten Objekte 210 bereitgestellt.
  • In Schritt 370 endet das Verfahren 300.

Claims (5)

  1. Verfahren (300) zum Detektieren von bewegten Objekten (210) in einer Umgebung (200) eines Fahrzeugs (100), wobei das Fahrzeug (100) mehrere dopplerbasierte Messsysteme (101, 102, 103), insbesondere Radarsensoren, umfasst, wobei diese dopplerbasierten Messsysteme (101, 102, 103) an dem Fahrzeug (100) räumlich voneinander getrennt sind, umfassend: - Erfassen (311, 312, 313) von Umgebungsdatenwertesets, wobei jedes Umgebungsdatenwerteset mittels einem der dopplerbasierten Messsysteme (101, 102, 103) erfasst wird, wobei jedes Umgebungsdatenwerteset die bewegten Objekte (210) und weitere statische Objekte (220) in der Umgebung (200) repräsentiert, wobei jedes Umgebungsdatenwerteset Orte und Geschwindigkeiten der bewegten und statischen Objekte (210, 220) relativ zu dem Fahrzeug (100) umfasst; - Bestimmen (320) einer Eigengeschwindigkeit (120) des Fahrzeugs (100); - Bestimmen (331, 332, 333) jeweils einer Datenteilmenge aus jedem Umgebungsdatenwerteset, abhängig von den Geschwindigkeiten der bewegten und statischen Objekte (210, 220) und abhängig von der Eigengeschwindigkeit (120), wobei jede Datenteilmenge nur die bewegten Objekte (210) repräsentiert und nur die Orte und Geschwindigkeiten der bewegten Objekte (210) umfasst; - Bestimmen (341, 342, 343) von Segmenten in der Umgebung (200), ausgehend von jeder Datenteilmenge, wobei jedes Segment jeweils einem bewegten Objekt (210) zugeordnet ist; - Bestimmen (350) von absoluten Orten und absoluten Geschwindigkeitsvektoren (211) der bewegten Objekte (210), abhängig von den vorab bestimmten Segmenten; und - Bereitstellen (360) der absoluten Orte und der absoluten Geschwindigkeitsvektoren (211) der bewegten Objekte (210).
  2. Verfahren (300) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeiten der bewegten und statischen Objekte (210, 220) Radialgeschwindigkeiten relativ zu dem Fahrzeug (100) repräsentieren.
  3. Vorrichtung (110), insbesondere ein Steuergerät, die eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens (300) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 auszuführen.
  4. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren (300) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2 auszuführen.
  5. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 4 gespeichert ist.
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