DE102021111508A1

DE102021111508A1 - Vorrichtung und verfahren zur erkennung einer sich höher erstreckenden struktur unter verwendung eines lidarsensors

Info

Publication number: DE102021111508A1
Application number: DE102021111508.6A
Authority: DE
Inventors: Nam Gyun Kim; Mu Gwan Jeong
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2020-12-02
Filing date: 2021-05-04
Publication date: 2022-06-02
Also published as: US20220171061A1; KR20220077519A; CN114594485A

Abstract

Vorrichtung (100) und Verfahren (200) zum Erkennen einer sich höher erstreckenden Struktur unter Verwendung eines LiDAR-Sensors, aufweisend eine Objekterfassungseinheit (110), die konfiguriert ist, um eine Punktwolke auszugeben, die durch Erfassen eines Objekts erlangt wird, als LiDAR-Daten, eine Punktextraktionseinheit (120), die konfiguriert ist, um Punkte zu extrahieren, die einer Höhenstruktur zugeordnet sind, die einem Objekt entspricht mit einer Höhe größer oder gleich einem vorbestimmten Niveau, aus Punkten, die in den LiDAR-Daten enthalten sind, und einer Informationserzeugungseinheit (130), die konfiguriert ist, um die Kontur der Höhenstruktur zu erzeugen und den Ort der Höhenstruktur unter Verwendung der extrahierten Punkte zu schätzen und um die erzeugte Kontur und den geschätzten Ort als Information auszugeben, die die Höhenstruktur darstellt.

Description

TECHNISCHEN BEREICH
Die vorliegende Offenbarung/Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen einer sich höher erstreckenden Struktur (beispielsweise einer höher liegenden Struktur, einer Hocherhebungsstruktur oder einer Hochelevationsstruktur oder einer Höhenstruktur) unter Verwendung eines LiDAR-Sensors.
HINTERGRUND
Unter Verwendung einer Punktwolke, die von einem LiDAR-Sensor erhalten wird, kann der Standort eines Host-Fahrzeugs (beispielsweise eines Trägerfahrzeuges oder eines Fahrzeugs mit LiDAR-Sensor) geschätzt (z.B. berechnet) werden, und die Schätzung (z.B. Berechnung) des Standorts eines Host-Fahrzeugs kann unterstützt werden. Als Beispiele für verschiedene Verfahren zum Schätzen des Standorts eines Host-Fahrzeugs unter Verwendung eines LiDAR-Sensors kann eine Karte einfach unter Verwendung eines LiDAR-Sensors oder einer simultanen Lokalisierung und Kartierung (SLAM) erstellt werden, bei der der Standort eines Host-Fahrzeugs basierend auf der gesamten Punktwolke erkannt wird und eine Umgebungskarte wird gleichzeitig damit erstellt. Diese herkömmlichen Verfahren haben jedoch eine Einschränkung dahingehend, dass es schwierig ist, eine Struktur mit einer größeren Höhe als ein Host-Fahrzeug in Echtzeit zu erkennen.
ERFINDUNGSERLÄUTERUNG
Dementsprechend betrifft die vorliegende Offenbarung/Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen einer sich höher erstreckenden Struktur (Höhenstruktur) unter Verwendung eines LiDAR-Sensors.
Ausführungsformen stellen eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen einer Höhenstruktur unter Verwendung eines LiDAR-Sensors bereit, die in der Lage sind, Informationen über eine Höhenstruktur zu erkennen.
Aufgaben, die durch die Ausführungsformen gelöst werden sollen, sind jedoch nicht auf die oben genannten Aufgaben beschränkt, und andere Aufgaben, die hier nicht erwähnt werden, werden vom Fachmann anhand der folgenden Beschreibung klar verstanden.
Eine Vorrichtung zum Erkennen einer Höhenstruktur unter Verwendung eines LiDAR-Sensors gemäß einer Ausführungsform kann aufweisen eine Objekterfassungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Punktwolke auszugeben, die durch Erfassen eines Objekts erfasst wird, als LiDAR-Daten, eine Punktextraktionseinheit, die konfiguriert ist, um Punkte zu extrahieren, die auf eine Höhenstruktur bezogen sind, die zu einem Objekt mit einer Höhe größer oder gleich einem vorbestimmten Niveau korrespondieren, aus Punkten, die in den LiDAR-Daten enthalten sind, und einer Informationserzeugungseinheit, die konfiguriert ist, um die Kontur der Höhenstruktur zu erzeugen und um den Ort der Höhenstruktur zu schätzen (z.B. zu berechnen) unter Verwendung der von der Punktextraktionseinheit extrahierten Punkte und um die erzeugte Kontur und den geschätzten (z.B. berechneten) Ort als Information über die Höhenstruktur auszugeben.
Beispielsweise kann die Punktextraktionseinheit aufweisen eine Vertikalprüfeinheit, die konfiguriert ist, um Punkte auszuwählen, die eine Vertikalität (beispielsweise eine Vertikalitätsbedingung) erfüllen, aus den in den LiDAR-Daten enthaltenen Punkten, eine Horizontalprüfeinheit, die konfiguriert ist, um Punkte auszuwählen, die eine Horizontalität (beispielsweise eine Horizontalitätsbedingung) erfüllen, aus den Punkten, die die Vertikalität erfüllen, und eine Punktfiltereinheit, die konfiguriert ist, um Punkte mit Rauschen durch Dichteüberprüfung aus den Punkten zu entfernen, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen.
Wenn beispielsweise Punkte eines 0-ten bis (M-1)-ten Kanals (wobei M eine positive ganze Zahl von 2 oder mehr ist) gleichzeitig bei jedem vorbestimmten Winkelwert x (beispielsweise Winkeleinheit x) erfasst werden, wenn ein Punkt jedes Kanals einen Punkt eines anderen Kanals vertikal überlappt, kann die Vertikalprüfeinheit ermitteln (z.B. bestimmen), dass der Punkt jedes Kanals die Vertikalität erfüllt.
Um beispielsweise zu überprüfen, ob ein Punkt des m-ten (1 ≤ m ≤ M) Kanals die Vertikalität erfüllt, kann die Vertikalprüfeinheit einen Vertikalitätsvektor zwischen einem Punkt (PNT (f, m)) (1 ≤ f ≤ F, F = 360 / x) des m-ten Kanals und einem Punkt (PNT (f, m-k)) des (m-k)-ten (1 ≤ k ≤ M) Kanals ) erhalten/erzeugen/bekommen, kann die Vertikalprüfeinheit die Größe und den Winkel des Vertikalitätsvektors erhalten/erzeugen/bekommen, und kann die Vertikalprüfeinheit ermitteln (z.B. bestimmen), dass der Punkt des m-ten Kanals ein Punkt ist, der die Vertikalität erfüllt, wenn die erhaltene Größe kleiner als eine vertikale Schwellengröße ist und der erhaltene Winkel kleiner als ein vertikaler Schwellenwinkel ist.
Beispielsweise kann die Horizontalprüfeinheit eine Größe und eine Bewegungsrichtung eines sich bewegenden Fensters (beispielsweise eines sich bewegenden Ausschnitts oder Bildausschnitts) auswählen und die Anzahl der Punkte erfassen, die die Vertikalität innerhalb eines sich bewegenden Fensters erfüllen, in dem die Punkte, die die Vertikalität unter den Punkten des 0-ten bis (M-1)-ten Kanals erfüllen, enthalten sind, und kann die Horizontalprüfeinheit ermitteln (z.B. bestimmen), dass die Punkte, die die Vertikalität erfüllen, auch die Horizontalität erfüllen, wenn die erfasste Zahl größer als eine vorbestimmte Zahl ist.
Um beispielsweise zu überprüfen, ob ein Punkt (PNT (f, n)) des n-ten Kanals (0 ≤ n ≤ M-1), der in der f-ten sequentiellen Position erfasst wird, die Horizontalität erfüllt, kann die Horizontalprüfeinheit einen Horizontalitätsvektor erhalten/erzeugen zwischen einem Punkt (PNT (f+1, n)) des n-ten Kanals, der in der f+1-sequentiellen Position erfasst wird, und dem Punkt (PNT (f, n)) des n-ten Kanals, der in der f-ten sequentiellen Position erfasst wird, wenn der Punkt (PNT (f, n)) des n-ten Kanals ein Punkt ist, der die Vertikalität erfüllt, kann die Horizontalprüfeinheit die Größe und den Winkel des Horizontalitätsvektors erhalten/ermitteln und kann die Horizontalprüfeinheit ermitteln (z.B.) bestimmen, dass der Punkt (PNT (f, n)) des n-ten Kanals ein Punkt ist, der die Horizontalität erfüllt, wenn die erhaltene Größe kleiner als eine horizontale Schwellengröße ist und der erhaltene Winkel kleiner als ein horizontaler Schwellenwinkel ist.
Beispielsweise kann die Punktfiltereinheit einen Baum basierend auf Punkten konstruieren, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen, kann die Punktfiltereinheit die Anzahl der Punkte erfassen, die den jeweiligen Punkten des konstruierten Baums am nächsten sind, und, wenn die erkannte Anzahl nicht größer als eine Schwellenwertzahl ist, kann die Punktfiltereinheit ermitteln (z.B. bestimmen), dass Punkte, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen, Punkte mit Rauschen sind, und kann die Punkte entfernen, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen.
Beispielsweise kann die Informationserzeugungseinheit aufweisen eine Kartenerzeugungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Gitterkarte basierend auf den Punkten zu erzeugen, die sich auf die Höhenstruktur beziehen und die durch die Punktextraktionseinheit extrahiert wurden, eine Punktmarkierungseinheit, die konfiguriert ist, um Punkte auf der Gitterkarte zu kennzeichnen, und eine Konturerzeugungs- und Ortsschätzungseinheit (z.B. Konturerzeugungs- und Ortsberechnungseinheit), die konfiguriert ist, um die Kontur der Höhenstruktur durch Verbinden der Konturen von Gruppen, die durch die Punktmarkierungseinheit gekennzeichnet sind, zu erzeugen und den Ort zu schätzen (z.B. zu berechnen), an dem die erzeugte Kontur vorhanden ist als Standort der Höhenstruktur.
Beispielsweise kann die Informationserzeugungseinheit ferner eine Nachbearbeitungseinheit enthalten, die konfiguriert ist, um eine Gruppe mit einer Größe, die kleiner als eine Gruppenschwellengröße ist, aus den durch die Punktmarkierungseinheit gekennzeichneten Gruppen zu entfernen.
Ein Verfahren zum Erkennen einer Höhenstruktur unter Verwendung eines LiDAR-Sensors gemäß einer anderen Ausführungsform kann aufweisen ein Erfassen einer Punktwolke als LiDAR-Daten durch Erfassen eines Objekts, ein Extrahieren der Punkte, die sich auf eine Höhenstruktur beziehen, aus Punkten, die in den LiDAR-Daten enthalten sind, wobei die Höhenstruktur ein Objekt ist mit einer Höhe größer oder gleich einem vorbestimmten Niveau, und ein Erzeugen der Kontur der Höhenstruktur und Schätzen (z.B. Berechnen) eines (z.B. des) Ortes der Höhenstruktur unter Verwendung der extrahierten Punkte und Ermitteln (z.B. Bestimmen) der erzeugten Kontur und des geschätzten Standorts als Information über die Höhenstruktur.
Zum Beispiel kann das Extrahieren der Punkte aufweisen ein Auswählen der Punkte, die eine Vertikalität erfüllen, aus den in den LiDAR-Daten enthaltenen Punkten, ein Auswählen der Punkte, die die Horizontalität erfüllen, aus den Punkten, die die Vertikalität erfüllen, und ein Entfernen der Punkte mit Rauschen aus Punkten, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen, durch eine Dichteüberprüfung (z.B. Dichteprüfung).
Zum Beispiel kann das Auswählen der Punkte, die die Vertikalität erfüllen, aufweisen, wenn Punkte des 0-ten bis (M-1)-ten (wobei M eine positive ganze Zahl von 2 oder mehr ist) Kanals gleichzeitig bei jedem vorbestimmten Winkelwert x (beispielsweise Winkeleinheit x) erfasst werden und wenn ein Punkt jedes Kanals vertikal einen Punkt eines anderen Kanals überlappt, ein Ermitteln (z.B. Bestimmen), dass der Punkt jedes Kanals die Vertikalität erfüllt.
Beispielsweise kann das Ermitteln (z.B. Bestimmen), dass der Punkt jedes Kanals die Vertikalität erfüllt, aufweisen ein Überprüfen, ob ein Punkt des m-ten (1 ≤ m ≤ M) Kanals die Vertikalität erfüllt, und das Überprüfen kann das Erhalten/Erlangen eines Vertikalitätsvektors zwischen einem Punkt (PNT (f, m)) (1 ≤ f ≤ F, F = 360 / x) des m-ten Kanals und einem Punkt (PNT (f, m-k)) des (m-k)-ten (1 ≤ k ≤ M) Kanals aufweisen, ein Erhalten/Erlangen der Größe und des Winkels des Vertikalitätsvektors, und ein Ermitteln (z.B. Bestimmen), dass der Punkt des m-ten Kanals ein Punkt ist, der die Vertikalität erfüllt, wenn die erhaltene Größe kleiner als eine vertikale Schwellengröße ist und der erhaltene Winkel kleiner als ein vertikaler Schwellenwinkel ist.
Zum Beispiel kann das Auswählen der Punkte, die die Horizontalität erfüllen, aufweisen ein Auswählen einer Größe und einer Bewegungsrichtung eines sich bewegenden Fensters (beispielsweise eines sich bewegenden Ausschnitts oder Bildausschnitts), ein Erfassen der Anzahl der Punkte, die die Vertikalität innerhalb eines sich bewegenden Fensters erfüllen, in dem die Punkte enthalten sind, die die Vertikalität unter den Punkten des 0-ten bis (M-1)-ten Kanals erfüllen, und ein Ermitteln (z.B. Bestimmen), dass die Punkte, die die Vertikalität erfüllen, auch die Horizontalität erfüllen, wenn die erfasste Zahl größer als eine vorbestimmte Zahl ist.
Zum Beispiel kann das Ermitteln (z.B. Bestimmen), dass Punkte, die die Vertikalität erfüllen, die Horizontalität erfüllen, ein Überprüfen aufweisen, ob ein Punkt (PNT (f, n)) des n-ten Kanals (0 ≤ n ≤ M-1), der in der f-ten sequentiellen Position erfasst wird, die Horizontalität erfüllt, und die Überprüfung kann ein Erhalten/Erlangen eines Horizontalitätsvektors zwischen einem Punkt (PNT (f + 1, n)) des in der f + 1-ten sequentiellen Position erfassten n-ten Kanals und dem Punkt (PNT (f, n)) des erfassten n-ten Kanals aufweisen in der f-ten sequentiellen Position, wenn der Punkt (PNT (f, n)) des n-ten Kanals ein Punkt ist, der die Vertikalität erfüllt, ein Erhalten/Erlangen der Größe und des Winkels des Horizontalitätsvektors aufweisen und ein Ermitteln (z.B. Bestimmen) aufweisen, dass der Punkt (PNT (f, n)) des n-ten Kanals ein Punkt ist, der die Horizontalität erfüllt, wenn die erhaltene Größe kleiner als eine horizontale Schwellengröße ist und der erhaltene Winkel kleiner als ein horizontaler Schwellenwinkel ist.
Zum Beispiel kann das Entfernen der Punkte mit Rauschen durch die Dichteüberprüfung aufweisen ein Konstruieren eines Baums basierend auf den Punkten, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen, ein Erfassen der Anzahl der Punkte, die den jeweiligen Punkten des konstruierten Baums am nächsten sind, und, wenn die erfasste Anzahl nicht größer ist als eine Schwellenwertzahl, ein Ermitteln (z.B. Bestimmen), dass die Punkte, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen, Punkte mit Rauschen sind, und ein Entfernen der Punkte, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen.
Beispielsweise kann das Erzeugen der Kontur der Höhenstruktur und das Schätzen (z.B. Berechnen) des Ortes der Höhenstruktur aufweisen ein Erzeugen einer Gitterkarte basierend auf den extrahierten Punkten, die sich auf die Höhenstruktur beziehen, ein Kennzeichnen der Punkte auf der Gitterkarte und ein Erzeugen der Kontur der Höhenstruktur durch Verbinden der Konturen gekennzeichneter Gruppen und Schätzen (z.B. Berechnen) des Ortes, an dem die erzeugte Kontur vorhanden ist, als Ort der Höhenstruktur.
Beispielsweise kann das Erzeugen der Kontur der Höhenstruktur und das Schätzen (z.B. Berechnen) des Ortes der Höhenstruktur ferner ein Entfernen einer Gruppe mit einer Größe, die kleiner als eine Gruppenschwellengröße ist, aus den gekennzeichneten Gruppen aufweisen.
Figurenliste
Anordnungen und Ausführungsformen werden detailliert unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben werden, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen und wobei:

1 ein Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Erkennen einer Höhenstruktur unter Verwendung eines LiDAR-Sensors in einer Form der vorliegenden Offenbarung/Erfindung ist,
2 ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens zum Erkennen einer Höhenstruktur unter Verwendung eines LiDAR-Sensors in einer Form der vorliegenden Offenbarung/Erfindung ist,
3 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der in 1 gezeigten Punktextraktionseinheit ist,
4 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des in 2 gezeigten Schritts 220 ist,
5 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des in 4 gezeigten Schritts 222 ist,
6 eine Ansicht zum Verständnis einer Vertikalprüfeinheit und von Schritt 222A ist,
7 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des in 4 gezeigten Schritts 224 ist,
8 ein Diagramm zum besseren Verständnis einer Horizontalprüfeinheit und von Schritt 224A ist,
9 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des in 4 gezeigten Schritts 226 ist,
10A den Zustand zeigt, in dem das Rauschen nicht entfernt wird, bevor Schritt 226A ausgeführt wird, und 10B den Zustand zeigt, in dem das Rauschen durch Ausführen von Schritt 226A entfernt wurde,
11 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der in 1 gezeigten Informationserzeugungseinheit ist,
12 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des in 2 gezeigten Schritts 230 ist,
13A den Zustand zeigt, bevor Schritt 610 ausgeführt wird, und 13B den Zustand zeigt, nachdem Schritt 610 ausgeführt wurde,
14A den Zustand zeigt, bevor Schritt 612 in Pixeleinheiten ausgeführt wird, und 14B den Zustand zeigt, nachdem Schritt 612 ausgeführt wurde;
15A ein Diagramm zur Erläuterung des Prozesses der Durchführung des Bereichswachstums ist, 15B den Zustand zeigt, bevor das Bereichswachstum durchgeführt wird, und 15C den Zustand zeigt, nachdem das Bereichswachstum durchgeführt wurde; und
16A den Zustand zeigt, bevor die Kontur einer Höhenstruktur erzeugt wird, und 16B den Zustand zeigt, nachdem die Kontur einer Höhenstruktur erzeugt wurde.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung/Erfindung wird nun im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen verschiedene Ausführungsformen gezeigt sind, ausführlicher beschrieben. Die Beispiele können jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden und sollten nicht so ausgelegt werden, dass sie auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt sind. Vielmehr werden diese Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenbarung/Erfindung gründlicher und vollständiger ist und den Umfang der Offenbarung/Erfindung dem Fachmann vollständiger vermittelt.
Es versteht sich, dass, wenn ein Element als „an“, „auf“ oder „unter“ einem anderen Element bezeichnet wird, es direkt auf / unter dem Element sein kann oder ein oder mehrere dazwischenliegende Elemente ebenfalls vorhanden sein können.
Wenn auf ein Element mit Begriffen wie „an“, „auf“ oder „unter“ Bezug genommen wird, kann das mit „unter dem Element“, „an dem Element“ sowie „auf dem Element“ beschriebene ebenfalls als Teil des Elements bei dem Begriff „Element“ eingeschlossen sein (beispielsweise „Sensor ist auf der Vorrichtung“ kann auch bedeuten, dass die Vorrichtung den Sensor umfasst oder aufweist).
Darüber hinaus werden relationale Begriffe wie „erster“, „zweiter“, „am / auf / oberen Teil / oben / über“ und „unter / unterer Teil / unten / unterhalb“ nur verwendet, um zwischen einem Subjekt oder Element und einem anderen Subjekt oder Element zu unterscheiden, ohne dass dies notwendigerweise irgendeine physische oder logische Beziehung oder Abfolge zwischen den Subjekten oder Elementen erfordert oder einbezieht.
Nachfolgend werden eine Vorrichtung 100 und ein Verfahren 200 zum Erkennen einer Höhenstruktur unter Verwendung eines Lichtdetektions- und Entfernungssensors (LiDAR) gemäß einer Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm einer Vorrichtung 100 zum Erkennen einer Höhenstruktur unter Verwendung eines LiDAR-Sensors in einigen Formen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung, und 2 ist ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens 200 zum Erkennen einer Höhenstruktur unter Verwendung eines LiDAR-Sensors in einigen Formen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung.
Nachfolgend wird eine in 1 gezeigte Vorrichtung 100 zum Erkennen einer Höhenstruktur unter Verwendung eines LiDAR-Sensors beschrieben, wie sie ein in 2 gezeigtes Verfahren 200 zum Erkennen einer Höhenstruktur unter Verwendung eines LiDAR-Sensors ausführt, aber die Ausführungsform ist nicht darauf beschränkt. Das heißt, in einigen Formen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung kann die in 1 gezeigte Vorrichtung 100 zum Erkennen einer Höhenstruktur unter Verwendung eines LiDAR-Sensors ein Verfahren ausführen, das anders als das in 2 gezeigte Verfahren 200 zum Erkennen einer Höhenstruktur unter Verwendung eines LiDAR-Sensors konfiguriert ist. Ferner kann das in 2 gezeigte Verfahren 200 zum Erkennen einer Höhenstruktur unter Verwendung eines LiDAR-Sensors von einer Vorrichtung ausgeführt werden, die anders als die in 1 gezeigte Vorrichtung 100 zum Erkennen einer Höhenstruktur unter Verwendung eines LiDAR-Sensors konfiguriert ist.
Die in 1 gezeigte Vorrichtung 100 zum Erkennen einer Höhenstruktur unter Verwendung eines LiDAR-Sensors kann eine Objekterfassungseinheit 110, eine Punktextraktionseinheit 120 und eine Informationserzeugungseinheit 130 aufweisen.
Als erstes kann die Objekterfassungseinheit 110 eine Punktwolke, die aus einer Mehrzahl (z.B. einer Vielzahl) von Punkten besteht, die durch Erfassen eines Objekts erhalten werden, als LiDAR-Daten ausgeben (Schritt 210). Um Schritt 210 auszuführen, kann die Objekterfassungseinheit 110 einen LiDAR-Sensor verwenden (z. B. den in 6 gezeigten LiDAR-Sensor 5, der später beschrieben wird). Hier kann das Objekt ein anderes Fahrzeug, eine Person, ein Hindernis, usw. sein, das außerhalb eines Fahrzeugs vorhanden ist, das mit einem LiDAR-Sensor ausgestattet ist (im Folgenden als „Host-Fahrzeug“ bezeichnet), aber die Ausführungsform ist nicht auf die spezifische Art des Objekts beschränkt.
Nach Schritt 210 extrahiert die Punktextraktionseinheit 120 Punkte mit Bezug auf eine Struktur, die ein Objekt mit einer Höhe von/über der Straße ist, die größer oder gleich einem vorbestimmten Niveau/Wert ist, aus Punkten, die in den von der Objekterfassungseinheit 110 ausgegebenen LiDAR-Daten enthalten sind (Schritt 220). Im Folgenden wird eine Struktur mit einer Höhe größer oder gleich einem vorbestimmten Niveau/Wert als „Höhenstruktur“ bezeichnet. Als Beispiele für eine Höhenstruktur mit einer Höhe größer als die Höhe des mit einem LiDAR-Sensor ausgestatteten Host-Fahrzeugs gibt es Gebäude, Schilder und dergleichen. Beispielsweise kann das vorbestimmte Niveau/der vorbestimmte Wert 4 m betragen, aber die Ausführungsform ist nicht auf den spezifischen Wert des vorbestimmten Niveaus beschränkt.
Nach Schritt 220 erzeugt die Informationserzeugungseinheit 130 die Kontur der Höhenstruktur und schätzt (z.B. berechnet) den Ort der Höhenstruktur unter Verwendung der von der Punktextraktionseinheit 120 extrahierten Punkte und gibt die erzeugte Kontur und den geschätzten (z.B. berechneten) Ort aus über einen Ausgangsanschluss OUT1 als Information über die Höhenstruktur (Schritt 230).
Nachfolgend werden Ausführungsformen der in 1 gezeigten Vorrichtung 100 und des in 2 gezeigten Verfahrens 200 beschrieben.
3 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform 120A der in 1 gezeigten Punktextraktionseinheit 120 und 4 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform 220A des in 2 gezeigten Schritts 220.
Nachfolgend wird die in 3 gezeigte Punktextraktionseinheit 120A beschrieben, wie sie den in 4 gezeigten Schritt 220A ausführt, aber die Ausführungsform ist nicht darauf beschränkt. Das heißt, gemäß einer anderen Ausführungsform kann die in 3 gezeigte Punktextraktionseinheit 120A einen Schritt ausführen, der anders konfiguriert ist als der in 4 gezeigte Schritt 220A. Zusätzlich kann der in 4 gezeigte Schritt 220A von einer Punktextraktionseinheit ausgeführt werden, die anders als die in 3 gezeigte Punktextraktionseinheit 120A konfiguriert ist.
Die in 3 gezeigte Punktextraktionseinheit 120A kann eine Vertikalprüfeinheit 122, eine Horizontalprüfeinheit 124 und eine Punktfiltereinheit 126 aufweisen.
Nach Schritt 210 empfängt die Vertikalprüfeinheit 122 die von der Objekterfassungseinheit 110 ausgegebenen LiDAR-Daten über einen Eingangsanschluss IN1, prüft, ob jeder der in den LiDAR-Daten enthaltenen Punkte die Vertikalität erfüllt, und wählt Punkte mit Vertikalität (beispielsweise mit Erfüllung der Vertikalität oder mit Erfüllung einer Vertikalitätsbedingung) aus (Schritt 222).
In einigen Formen der vorliegenden Offenbarung/Erfindung wird angenommen, dass ein LiDAR-Sensor 5 (siehe 6, die später beschrieben wird) gleichzeitig Punkte des 0-ten bis (M-1)-ten Kanals erfasst, indem er einen Laserpuls ausstrahlt, während er sich um jeden vorbestimmten Einheitswinkel (beispielsweise Winkelwert) x° dreht. Hierbei ist M eine positive ganze Zahl größer gleich 2. In diesem Fall wird die Vertikalität des Punktes jedes des 0-ten bis (M-1)-ten Kanals auf eine Weise inspiziert/überprüft, dass, wenn der Punkt eines zu inspizierenden Kanals (im Folgenden als „Inspektionszielpunkt“ bezeichnet) den Punkt eines anderen Kanals vertikal überlappt, es ermittelt wird (z.B. bestimmt wird, dass der Inspektionzielpunkt die Vertikalität erfüllt, d. h. die Vertikalität aufweist.
5 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform 222A des in 4 gezeigten Schritts 222. Der in 5 gezeigte Schritt 222A kann von der in 3 gezeigten Vertikalprüfeinheit 122 durchgeführt werden.
Bezugnehmend auf 5 wird f auf 1 gesetzt, m wird auf M gesetzt und k wird auf 1 gesetzt (Schritt 310). Hierbei ist 1 ≤ f ≤ F, 1 ≤ m ≤ M und 1 ≤ k ≤ M. F ist die Gesamtzahl an Malen des Erfassens der Punkte der M Kanäle, also wie oft die Punkte der M Kanäle erfasst werden, was unter Verwendung der folgenden Gleichung 1 ausgedrückt werden kann. $F = \frac{360}{x}$
Nach Schritt 310 strahlt der in der Objekterfassungseinheit 110 enthaltene LiDAR-Sensor einen f-ten Laserpuls aus und erhält/erlangt einen Vertikalitätsvektor vv zwischen dem Punkt PNT (f, m) des m-ten Kanals und dem Punkt PNT (f, m-k) des (m-k)-ten Kanals unter den erfassten 0-ten bis M-1-ten Kanälen, ausgedrückt durch die folgende Gleichung 2 (Schritt 312). $vv = PNT (f,m) - PNT (f,m - k)$
Nach Schritt 312 werden die Größe D(v) und der Winkel A(v) (oder die Richtung) des Vertikalitätsvektors vv erhalten/erlangt (Schritt 314).
Nach Schritt 314 wird geprüft, ob die erhaltene Größe D(v) kleiner als die vertikale Schwellengröße VTD ist und ob der erhaltene Winkel A(v) kleiner als der vertikale Schwellenwinkel VTA ist (Schritt 316). Zu diesem Zweck kann die Vertikalprüfeinheit 122 eine erste und eine zweite Nachschlagetabelle (LUTs) (nicht gezeigt) enthalten. Die erste LUT kann die Koordinaten eines Vertikalitäts-Inspektionszielpunktes (d. h. die Adresse der ersten LUT) als Eingabe empfangen und die für die korrespondierende Adresse gespeicherte vertikale Schwellengröße VTD (d. h. die Daten der ersten LUT) ausgeben. Die zweite LUT kann die Koordinaten eines Vertikalitäts-Inspektionszielpunktes (d. h. die Adresse der zweiten LUT) als Eingabe empfangen und den für die korrespondierende Adresse gespeicherten vertikalen Schwellenwinkel VTA (d. h. die Daten der zweiten LUT) ausgeben.
Wenn die erhaltene Größe D(v) nicht kleiner als die vertikale Schwellengröße VTD ist oder wenn der erhaltene Winkel A(v) nicht kleiner als der vertikale Schwellenwinkel VTA ist, wird ermittelt (z.B. bestimmt), dass der Punkt PNT (f, m) des m-ten Kanals ein Punkt ist, der die Vertikalität nicht erfüllt (Schritt 318).
Wenn jedoch die erhaltene Größe D(v) kleiner als die vertikale Schwellengröße VTD ist und der erhaltene Winkel A(v) kleiner als der vertikale Schwellenwinkel VTA ist, wird bestimmt, dass mindestens einer von dem Punkt PNT (f, m) des m-ten Kanals oder dem Punkt PNT (f, m-k) des (m-k)-ten Kanals die Vertikalität erfüllt (Schritt 320). Wenn beispielsweise die erhaltene/erlangte Größe D(v) kleiner als die vertikale Schwellengröße VTD ist und der erhaltene/erlangte Winkel A(v) kleiner als der vertikale Schwellenwinkel VTA ist, kann ermitteln (z.B. bestimmt) werden, dass der Punkt PNT (f, m) des m-ten Kanals die Vertikalität erfüllt.
Nach Schritt 318 oder Schritt 320 wird geprüft, ob m-k größer als 1 ist (Schritt 319).
Wenn m-k größer als 1 ist, wird k um 1 erhöht und der Prozess geht zu Schritt 312 (Schritt 321). Wenn jedoch m-k nicht größer als 1 ist, wird geprüft, ob m 1 ist (Schritt 322). Das heißt, es wird geprüft, ob die Vertikalitätsprüfung vollständig an den jeweiligen Punkten des 0-ten bis (M-1)-ten Kanals durchgeführt wurde, die gleichzeitig durch Abstrahlen des f-ten Laserpulses erfasst wurden.
Wenn m nicht 1 ist, wird m um 1 verringert (Schritt 324). Nach Schritt 324 wird der Vertikalitätsvektor durch Ausführen des oben beschriebenen Schritts 312 aktualisiert und die Schritte 314 bis 321 werden an dem aktualisierten Vertikalitätsvektor ausgeführt.
Wenn jedoch m 1 ist, wird geprüft, ob f F ist (Schritt 326). Das heißt, es wird geprüft, ob die Vertikalitätsprüfung vollständig an den jeweiligen Punkten des 0-ten bis (M-1)-ten Kanals durchgeführt wurde, die durch Abstrahlen des f-ten Laserpulses erfasst wurden.
Wenn f nicht F ist, wird f um 1 erhöht (Schritt 328). Nach Schritt 328 wird der Vertikalitätsvektor durch Ausführen des oben beschriebenen Schritts 312 aktualisiert, und die Schritte 314 bis 321 werden an dem aktualisierten Vertikalitätsvektor ausgeführt.
Das heißt, ob der Punkt des m-ten Kanals, der in der f-ten sequentiellen Position erfasst wird/wurde, die Vertikalität erfüllt, kann durch Ausführen der in 5 gezeigten Schritte 312 bis 321 überprüft werden.
Schritt 222A, der in 5 gezeigt ist, kann ausgeführt werden, nachdem Punkte, die sich auf die Straße beziehen, extrahiert wurden. Der Grund dafür ist, dass die Höhe einer Höhenstruktur nur erkannt werden kann, wenn die Straße zuerst erkannt wird.
Im Folgenden wird zum besseren Verständnis des in 5 gezeigten Prozesses die in 3 gezeigte Vertikalprüfeinheit 122 und der in 5 gezeigte Schritt 222A unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. Die Ausführungsform ist jedoch nicht auf den in 6 gezeigten Prozess beschränkt. In dem Prozess von 6 wird angenommen, dass k 1 ist, M 12 ist und F 1000 ist.
6 ist eine Ansicht zum besseren Verständnis der Vertikalprüfeinheit 122 und des Schritts 222A.
Bezugnehmend auf 6 ist zu sehen, dass ein Laserpuls von dem auf dem Dach des Host-Fahrzeugs 10 montierten LiDAR-Sensor 5 zu einem Objekt abgestrahlt wird. Ein anderes Fahrzeug 20, ein Baum 30 und eine Höhenstruktur 40 sind in 6 als Objekte gezeigt.
Die in 1 gezeigte Objekterfassungseinheit 110 strahlt einen einzelnen kreisförmigen Laserpuls unter Verwendung des in 6 gezeigten LiDAR-Sensors 5 auf die Objekte 20, 30 und 40 aus, und misst die Zeit, die der Laserpuls, der von den in einem Messbereich vorhandenen Objekten reflektiert wird, zum Zurückkehren benötigt, wodurch Informationen über die Objekte erfasst werden, wie beispielsweise die Abstände vom LiDAR-Sensor 5 zu den Objekten 20, 30 und 40, die Orientierungen der Objekte, die Geschwindigkeiten der Objekte, die Temperaturen der Objekte, die Materialverteilung der Objekte und die Konzentrationscharakteristiken (beispielsweise chemische Konzentrationen oder chemische Zusammensetzungen) der Objekte. Der LiDAR-Sensor 5 kann die Ergebnisse der Erfassung als die oben beschriebenen LiDAR-Daten ausgeben.
Eine in 6 gezeigte Schicht hat die gleiche Bedeutung wie der in 5 gezeigte Kanal. Das heißt, die in 6 gezeigte 0-te bis 11-te Schicht Layer0 bis Layer11 entspricht jeweils dem in 5 gezeigten 0-ten bis 11 ten Kanal. RL ist das vorher genannte vorbestimmte Niveau, das beispielsweise 4 m betragen kann.
Die in 6 gezeigten Punkte SP, EP, RP und NRP haben die folgenden Bedeutungen.
Der Punkt SP ist ein Startpunkt, an dem die Überprüfung der Vertikalität der Punkte in der entsprechenden Schicht gestartet wird. Das heißt, der Startpunkt zum Überprüfen der Vertikalität der Punkte in jeder Schicht ist in 6 mit „SP“ bezeichnet. Der Punkt EP ist ein Punkt mit Vertikalität, der Punkt RP ist ein Punkt ohne Vertikalität und der Punkt NRP ist ein Punkt, der nicht mit der Vertikalitätsprüfung zusammenhängt.
Um beispielsweise zu überprüfen, ob der Punkt p31 in der 11-ten Schicht Layer11 eine Vertikalität aufweist, wird eine Vertikalitätsprüfung vom Punkt p11 (SP) in der 11-ten Schicht Layer11 durchgeführt. Der Vertikalitätsvektor zwischen dem Punkt p 11 (PNT (f, 11)) in der 11-ten Schicht Layer11 und dem Punkt p21 (PNT (f, 10)) in der 10-ten Schicht Layer10 wird erhalten/erlangt (Schritt 312). Danach wird ermittelt, ob die Größe D(v) des Vertikalitätsvektors kleiner als die vertikale Schwellengröße VTD ist und ob der Winkel A(v) des Vertikalitätsvektors kleiner als der vertikale Schwellenwinkel VTA ist (Schritt 316). Zu diesem Zeitpunkt, da der Punkt p11 den Punkt p21 vertikal überlappt, ist die Größe D(v) des Vertikalitätsvektors kleiner als die vertikale Schwellengröße VTD und ist der Winkel A(v) des Vertikalitätsvektors kleiner als die vertikale Schwellenwinkel VTA. Da der Punkt p31 in der 11-ten Schicht Layer11 ein Punkt mit Vertikalität in dem Abschnitt 40 der Höhenstruktur ist, wird er dementsprechend mit „EP“ gekennzeichnet.
Auf die gleiche Weise wie die Art und Weise der Überprüfung, ob der Punkt p31 in der 11-ten Schicht Layer11 eine Vertikalität aufweist, kann nacheinander geprüft werden, ob der Punkt in der 10-ten Schicht Layer10 eine Vertikalität aufweist, ob der Punkt in der 9-ten Schicht Layer9 eine Vertikalität aufweist, usw. bis hin zu dem Punkt in der 0-ten Schicht Layer0. Schließlich kann, wie in 6 gezeigt, wenn die Vertikalitätsprüfungen des Punktes p31 in der 11-ten Schicht Layer11, ... bis hin zu dem Punkt P38 in der 0-ten Schicht Layer0 vollständig durchgeführt wurden, der Punkt mit der Vertikalität in dem Abschnitt 40 der Höhenstruktur mit „EP“ gekennzeichnet werden, und der Punkt ohne Vertikalität kann mit „RP“ gekennzeichnet werden.
Der Punkt p38 in der untersten Schicht Layer0 in dem Abschnitt 40 der in 6 gezeigten Struktur ist mit „RP“ gekennzeichnet. Der Grund dafür ist, dass der Punkt auf der Straße nicht genutzt wird. Gemäß der Ausführungsform wird, um Informationen über eine Höhenstruktur zu erhalten, die Vertikalität basierend auf den Punkten p31, p32, p33, p34, p35, p36 und p37 untersucht, die an Positionen oberhalb des vorbestimmten Niveaus RL erzeugt werden.
In der Zwischenzeit wählt nach Schritt 222, der in 4 gezeigt ist, die Horizontalprüfeinheit 124 Punkte, die die Horizontalität erfüllen, aus den Punkten aus, die die Vertikalität erfüllen (Schritt 224).
Gemäß der Ausführungsform kann die Horizontalprüfeinheit 124 eine Größe und eine Bewegungsrichtung eines sich bewegenden Fensters auswählen und die Anzahl der Punkte erfassen, die die Vertikalität innerhalb des sich bewegenden Fensters erfüllen, zu denen die Vertikalität erfüllenden Punkte unter den Punkten des 0-ten bis (M-1)-ten Kanals gehören. Wenn die erfasste Zahl größer als eine vorbestimmte Zahl ist, kann bestimmt werden, dass die Punkte, die die Vertikalität erfüllen, auch die Horizontalität erfüllen.
Zusätzlich kann gemäß der Ausführungsform die Größe des sich bewegenden Fensters, das für die Horizontalitätsprüfung verwendet wird, in Abhängigkeit von den Koordinaten eines Horizontalitäts-Inspektionszielpunktes variieren. Beispielsweise kann die Horizontalprüfeinheit 124 eine dritte Nachschlagetabelle (LUT) (nicht gezeigt) enthalten. Die dritte LUT kann die Koordinaten eines Horizontalitäts-Inspektionszielpunktes (d. h. die Adresse der dritten LUT) als Eingabe empfangen und die Größe des sich bewegenden Fensters (d. h. die Daten der dritten LUT) ausgeben, die für die korrespondierende Adresse gespeichert sind.
7 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform 224A des Schritts 224, der in 4 gezeigt ist. Der in 7 gezeigte Schritt 224A kann von der in 3 gezeigten Horizontalprüfeinheit 124 durchgeführt werden.
Bezugnehmend auf 7 wird f auf 1 gesetzt und n wird auf 0 gesetzt (Schritt 410). f hat die gleiche Bedeutung wie das oben unter Bezugnahme auf 5 beschriebene f. Hier ist 0 ≤ n ≤ M-1.
Nach Schritt 410 wird geprüft, ob der Punkt PNT (f, n) des n-ten Kanals, der in der f-ten sequentiellen Position erfasst wird, ein Punkt ist, der die Vertikalität erfüllt (Schritt 412). Wenn in Schritt 222 ermittelt wird, dass der Punkt PNT (f, n) des n-ten Kanals, der in der f-ten sequentiellen Position erfasst wird, ein Punkt ist, der die Vertikalität nicht erfüllt, wird keine Horizontalitätsprüfung an dem Punkt PNT (f, n) des n-ten Kanals, der in der f-ten sequentiellen Position erfasst wird, durchgeführt und der Prozess geht zu Schritt 424 über.
Wenn jedoch in Schritt 222 ermittelt wird, dass der Punkt PNT (f, n) des n-ten Kanals, der in der f-ten sequentiellen Position erfasst wird, ein Punkt ist, der die Vertikalität erfüllt, wird ein Horizontalitätsvektor hv zwischen dem Punkt PNT (f + 1, n) des n-ten Kanals, der in der f+1-ten sequentiellen Position erfasst wird, und dem Punkt PNT (f, n) des n-ten Kanals, der in der f-ten sequentiellen Position erfasst wird, erhalten/erlangt/erzeugt/gebildet, wie durch die folgende Gleichung 3 ausgedrückt ist (Schritt 414). $hv = PNT (f + 1, n) - PNT (f,n)$
Nach Schritt 414 werden die Größe D(h) und der Winkel A(h) (oder die Richtung) des Horizontalitätsvektors hv erhalten/erlangt (Schritt 416).
Nach Schritt 416 wird geprüft, ob die erhaltene Größe D(h) kleiner als eine horizontale Schwellengröße HTD ist und ob der erhaltene Winkel A(h) kleiner als ein horizontaler Schwellenwinkel HTA ist (Schritt 418). Zu diesem Zweck kann die Horizontprüfeinheit 124 eine vierte und eine fünfte Nachschlagetabelle (LUTs) (nicht gezeigt) enthalten. Die vierte LUT kann die Koordinaten eines Horizontalitäts-Inspektionszielpunktes (d. h. die Adresse der vierten LUT) als Eingabe empfangen und kann die für die korrespondierende Adresse gespeicherte horizontale Schwellengröße HTD (d. h. die Daten der vierten LUT) ausgeben. Die fünfte LUT kann die Koordinaten eines Horizontalitäts-Inspektionszielpunktes (d. h. die Adresse der fünften LUT) als Eingabe empfangen und den für die entsprechende Adresse gespeicherten horizontalen Schwellenwinkel HTA (d. h. die Daten der fünften LUT) ausgeben.
Wenn die erhaltene/erlangte Größe D(h) nicht kleiner als die horizontale Schwellengröße HTD ist oder wenn der erhaltene/erlangte Winkel A(h) nicht kleiner als der horizontale Schwellenwinkel HTA ist, wird ermittelt (z.B. bestimmt), dass der Punkt PNT (f, n) des n-ten Kanals ein Punkt ist, der die Horizontalität nicht erfüllt (Schritt 420).
Wenn jedoch die erhaltene/erlangte Größe D(h) kleiner als die horizontale Schwellengröße HTD ist und der erhaltene Winkel A(h) kleiner als der horizontale Schwellenwinkel HTA ist, wird ermittelt (z.B. bestimmt), dass der Punkt PNT (f, n) des n-ten Kanals ein Punkt ist, der die Horizontalität erfüllt (Schritt 422).
Nach Schritt 420 oder Schritt 422 wird geprüft, ob fF ist (Schritt 424). Das heißt, ob die ersten (f = 1) bis F-ten (f = F) Horizontalitätsprüfungsprozesse vollständig an den Punkten der M Kanäle durchgeführt wurden, wird überprüft.
Wenn f nicht F ist, wird f um 1 erhöht (Schritt 426). Wenn nach Schritt 426 die Vertikalität in Schritt 412 erfüllt ist, wird Schritt 414 ausgeführt, um den Horizontalitätsvektor zu aktualisieren, und die Schritte 416 bis 422 werden an dem aktualisierten Horizontalitätsvektor ausgeführt.
Wenn jedoch f F ist, wird geprüft, ob n M-1 ist (Schritt 428). Das heißt, ob die Horizontalitätsprüfung an den Punkten des 0-ten bis (M-1)-ten Kanals vollständig durchgeführt wurden, wird überprüft.
Wenn n M-1 ist, geht der Prozess zu Schritt 226. Wenn jedoch n nicht M-1 ist, wird n um 1 erhöht, f wird auf 1 gesetzt, und danach geht der Prozess zu Schritt 412 (Schritt 430). Wenn nach Schritt 430 die Vertikalität in Schritt 412 erfüllt ist, wird Schritt 414 ausgeführt, um den Horizontalitätsvektor zu aktualisieren, und die Schritte 416 bis 422 werden an dem aktualisierten Horizontalitätsvektor ausgeführt.
Das heißt, ob der Punkt PNT (f, n) des n-ten Kanals (0 ≤ n ≤ M-1), der in der f-ten sequentiellen Position erfasst wird, die Horizontalität erfüllt, kann durch Ausführen der in 7 gezeigten Schritte 414 bis 422 überprüft werden.
Im Folgenden wird zum besseren Verständnis des in 7 gezeigten Prozesses die in 3 gezeigte Horizontalprüfeinheit 124 und der in 7 gezeigte Schritt 224A unter Bezugnahme auf 8 beschrieben werden. Die Ausführungsform ist jedoch nicht auf den in 8 gezeigten Prozess beschränkt.
8 ist ein Diagramm zum besseren Verständnis der Horizontalprüfeinheit 124 und des Schritts 224A. Hier haben SP, EP und RP die gleiche Bedeutung wie die jeweiligen in 6 gezeigten SP, EP und RP, und MW1, MW2 und MW3 bezeichnen sich bewegende Fenster, die sich in die durch den Pfeil AR angegebene Richtung bewegen.
Bezugnehmend auf 8 wird - wenn f 1 ist und n 0 ist - geprüft, ob der Punkt p41 (PNT (1,0)) des zuerst erfassten (f =1) 0-ten Kanals die Vertikalität erfüllt (Schritt 412). Da der Punkt p41 (PNT (1, 0)) wie in 8 gezeigt andere Punkte p61, p62 und p63 vertikal überlappt, erfüllt er die Vertikalität.
Daher wird ein Horizontalitätsvektor hv zwischen dem Punkt P41 (PNT (1,0)) des zuerst erfassten (f =1) 0-ten Kanals und dem Punkt P51 (PNT (2,0)) des als zweites erfassten (f =2) 0-ten Kanals erhalten/erlangt/erzeugt/berechnet (Schritt 414). Danach wird geprüft, ob die Größe D(h) des Horizontalitätsvektors hv kleiner als die horizontale Schwellengröße HTD ist und ob der Winkel A(h) des Horizontalitätsvektors hv kleiner als der horizontale Schwellenwinkel HTA ist (Schritt 418). Da die Anzahl (z. B. 5) der Punkte p51, p52, p53, p54 und p55, die die Vertikalität innerhalb des sich bewegenden Fensters MW1 erfüllen, zu dem der Punkt p41 gehört, größer ist als eine vorbestimmte Anzahl (z. B. 3), ist zu diesem Zeitpunkt die Größe D(h) des Horizontalitätsvektors hv kleiner als die horizontale Schwellengröße HTD, und ist der Winkel A(h) des Horizontalitätsvektors hv kleiner als der horizontale Schwellenwinkel HTA. Daher wird bestimmt, dass der Punkt p41 des 0-ten Kanals ein Punkt mit Horizontalität ist (Schritt 422).
Ähnlich wie bei dem oben beschriebenen Prozess zum Prüfen, ob der Punkt p41 eine Horizontalität aufweist, wird eine Horizontalitätsprüfung an dem in der nachfolgenden f + 1-ten sequentiellen Position erfassten Punkt p51 des 0-ten Kanals durchgeführt, der Vertikalität aufweist, indem das sich bewegende Fenster MW1 um einen ersten Bewegungsbetrag Δ1 in die durch den Pfeil AR angegebenen Richtung bewegt wird, wird eine Horizontalitätsprüfung an dem in der nachfolgenden f + 2-ten sequentiellen Position erfassten Punkt p52 des 0-ten Kanals durchgeführt, der Vertikalität aufweist, indem das sich bewegende Fenster MW1 um einen zweiten Bewegungsbetrag Δ2 in die durch den Pfeil AR angegebenen Richtung weiter bewegt wird, und wird eine Horizontalitätsprüfung an dem in der nachfolgenden f + 3-ten sequentiellen Position erfassten Punkt p53 des 0-ten Kanals durchgeführt, der Vertikalität aufweist, indem das sich bewegende Fenster MW1 um einen dritten Bewegungsbetrag Δ3 in die durch den Pfeil angegebene Richtung AR weiter bewegt wird.
Obwohl ermittelt wird, dass der Punkt p42 des 0-ten Kanals ein Punkt mit Vertikalität ist, gibt es anschließend keinen Punkt, der die Vertikalität innerhalb des sich bewegenden Fensters MW2 erfüllt, zu dem der Punkt p42 gehört. Deshalb kann, obwohl der Punkt p42 eine Vertikalität aufweist, bestimmt werden, dass er keine Horizontalität aufweist (Schritt 420).
Gemäß der Ausführungsform können die Punkte p71 und p72 verwendet werden anstatt entfernt zu werden, auch wenn ermittelt wird, dass die Punkte p71 und p72 Punkte sind, die zu der Struktur korrespondieren, wenn sie als Punkte ermittelt werden, die als Ergebnis/gemäß einer späteren Überprüfung/Verifizierung nicht zu der Struktur korrespondieren. Jedoch, obwohl ermittelt wird, dass der Punkt p8 ein Punkt ist, der nicht zu der Struktur korrespondiert, kann dieser Punkt p8 entfernt werden, wenn er als Ergebnis einer späteren Überprüfung/Verifizierung als ein Punkt ermittelt wird, der zu der Struktur korrespondiert.
Indessen kann nach Schritt 224 die Punktfiltereinheit 126 Punkte mit Rauschen aus den Punkten entfernen, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen, indem eine Dichteüberprüfung durchgeführt wird (Schritt 226). Obwohl ein bestimmter Punkt sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllt, ist es sehr wahrscheinlich, dass der Punkt, der sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllt, ein Punkt mit Rauschen ist (z. B. ein Blatt oder ein Ast des Baumes 30, wie in 6 gezeigt, oder ein ungewöhnlicher Teil einer Höhenstruktur).), wenn die Dichte des Punkts gering ist.
9 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform 226A von Schritt 226, der in 4 gezeigt ist. Der in 9 gezeigte Schritt 226Akann von der in 3 gezeigten Punktfiltereinheit 126 durchgeführt werden.
Bezugnehmend auf 9 wird ein Baum basierend auf Punkten konstruiert, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen (Schritt 510). Beispielsweise kann ein (k-d)-Baum für Punkte erzeugt werden, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen.
Nach Schritt 510 wird die Anzahl von Punkten erfasst, die den jeweiligen Punkten des konstruierten Baums am nächsten sind (Schritt 512).
Nach Schritt 512 wird geprüft, ob die erkannte Anzahl größer als eine Schwellenwertzahl ist (Schritt 514). Wenn die erfasste Zahl größer als die Schwellenwertzahl ist, werden Punkte, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen, als Punkte ermittelt (z.B. bestimmt), die sich auf eine Höhenstruktur beziehen und die kein Rauschen aufweisen (Schritt 516). Wenn jedoch die erfasste Anzahl nicht größer als die Schwellenwertzahl ist, können Punkte, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen, als Punkte mit Rauschen ermittelt (z.B. bestimmt) und entfernt werden (Schritt 518).
10A zeigt den Zustand, in dem Rauschen nicht entfernt wird, bevor Schritt 226A ausgeführt wird, und 10B zeigt den Zustand, in dem Rauschen durch Ausführen von Schritt 226A entfernt wird. In 10B ist ein Punkt 530 ein Restpunkt zum Erkennen einer Höhenstruktur, nachdem Schritt 226A ausgeführt wurde.
Wie in 10A gezeigt, ist zu sehen, dass eine große Anzahl bedeutungsloser Punkte in einer Höhenstruktur aufgrund von Rauschen wie Bäumen oder ungewöhnlichen Teilen der Struktur verteilt ist. Wenn dieses Rauschen nicht entfernt wird, verringert sich die Wahrscheinlichkeit, einen Cluster (beispielsweise eine Gruppe, eine Ansammlung, einen Haufen von beispielsweise Punkten) zur Erkennung einer Höhenstruktur zu erzeugen.
Wenn andererseits das Rauschen entfernt wird, wie in 10B gezeigt, kann die Wahrscheinlichkeit der Erzeugung eines Clusters zur Erkennung einer Höhenstruktur zunehmen.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform 130A der in 1 gezeigten Informationserzeugungseinheit 130 und eine Ausführungsform 230A des in 2 gezeigten Schrittes 230 unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
11 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform 130A der Informationserzeugungseinheit 130, die in 1 gezeigt ist, und 12 ist ein Flussdiagramm einer Ausführungsform 230A des Schrittes 230, die in 2 gezeigt ist.
Die in 11 gezeigte Informationserzeugungseinheit 130A kann eine Kartenerzeugungseinheit 132, eine Punktmarkierungseinheit 134 und eine Konturerzeugungs- und Ortsschätzungseinheit 138 enthalten. Zusätzlich kann die Informationserzeugungseinheit 130A ferner eine Nachbearbeitungseinheit 136 enthalten.
Nach Schritt 220 empfängt die Kartenerzeugungseinheit 132 durch einen Eingangsanschluss IN2 Punkte, die sich auf eine Höhenstruktur beziehen, die von der Punktextraktionseinheit 120 (120A) extrahiert wurden, und erzeugt eine Gitterkarte basierend auf diesen Punkten (Schritt 610). Beispielsweise kann eine kreisförmige zweidimensionale (2D) Gitterkarte erzeugt werden, um eine Clusterbildung auf 2D-Pixelbasis durchzuführen.
13A zeigt den Zustand, bevor Schritt 610 ausgeführt wird, und 13B zeigt den Zustand, nachdem Schritt 610 ausgeführt wurde.
In Bezug auf einen Punkt 620, der sich auf eine in 13A gezeigte Höhenstruktur bezieht, die durch die Punktextraktionseinheit 120 (120A) extrahiert wird, kann eine kreisförmige 2D-Gitterkarte 622 erzeugt werden, wie in 13B gezeigt.
14A zeigt den Zustand, bevor Schritt 612 in Pixeleinheiten ausgeführt wird (beispielsweise auf jedes Pixel angewandt wird), und 14B zeigt den Zustand, nachdem Schritt 612 ausgeführt wurde.
Nach Schritt 610 kennzeichnet/markiert die Punktmarkierungseinheit 134 Punkte auf der in 14A gezeigten Gitterkarte in einer zweidimensionalen Form, wie in 14B gezeigt (Schritt 612). Zum Beispiel kann das Kennzeichnen in einer auf 2D-Pixel-basierenten Region in einer wachsenden Weise bzw. in Art eines Bereichswachstums durchgeführt werden. Wenn das Kennzeichnen auf diese Weise durchgeführt wird, kann eine Vielzahl von Gruppen 630 erhalten werden, wie in 14B gezeigt.
15A ist ein Diagramm zur Erläuterung des Prozesses der Durchführung des Bereichswachstums, 15B zeigt den Zustand, bevor das Bereichswachstum durchgeführt wird, und 15C zeigt den Zustand, nachdem das Bereichswachstum durchgeführt wurde.
Gemäß einem Clustererzeugungsverfahren unter Verwendung des Bereichswachstums wird ein Bereich erweitert, wobei die Suche auf Basis eines Startpixels 640 durchgeführt wird, wie in 15A gezeigt ist. Pixel können beispielsweise unter Verwendung eines Tiefensuche (DFS bzw. Depth First Search)-Algorithmus gesucht werden. In 15A ist ein Voxel 650 gezeigt, der mit der gleichen Identifikation (ID) wie das Startpixel 640 gekennzeichnet ist. Bezugnehmend auf 15C ist zu sehen, dass erzeugte Pixel, wenn sie neben dem Startpixel liegen, gekennzeichnet sind.
Nach Schritt 612 entfernt die Nachbearbeitungseinheit 136 eine Gruppe mit einer Größe, die kleiner als eine Gruppenschwellengröße ist, aus den Gruppen, die durch die Punktmarkierungseinheit 134 gekennzeichnet sind (Schritt 616). Infolge der Kennzeichnung können als kleine Objekte erzeugte Cluster durch Nachbearbeitung entfernt werden.
Nach Schritt 616 kann die Konturerzeugungs- und Ortsschätzungseinheit (z.B. Konturerzeugungs- und Ortsberechnungseinheit) 138 die Kontur einer Höhenstruktur erzeugen, indem sie die Konturen der Gruppen verbindet, die von der Nachbearbeitungseinheit 136 nicht entfernt werden, kann die Konturerzeugungs- und Ortsschätzungseinheit 138 den Ort, an dem die erzeugte Kontur vorhanden ist, als Ort der Höhenstruktur schätzen, und kann die Konturerzeugungs- und Ortsschätzungseinheit 138 die erzeugte Kontur und den geschätzten Ort als Information über die Höhenstruktur über einen Ausgangsanschluss OUT3 ausgeben (Schritt 618).
Wenn Schritt 616 weggelassen wird, kann die Konturerzeugungs- und Ortsschätzungseinheit 138 die Kontur einer Höhenstruktur erzeugen, indem die Konturen der durch die Punktmarkierungseinheit 134 gekennzeichneten Gruppen verbunden werden, und kann die Konturerzeugungs- und Ortsschätzungseinheit 138 den Ort, an dem die erzeugte Kontur vorhanden ist, als Ort der Hochstruktur schätzen.
16A zeigt den Zustand, bevor die Kontur einer Höhenstruktur erzeugt wird, und 16B zeigt den Zustand, nachdem die Kontur einer Höhenstruktur erzeugt wurde.
Nach Schritt 616 kann eine Kurvenanpassung auf Basis des in 16A gezeigten markierten Clusterpixels 660 durchgeführt werden, wodurch die Kontur 670 einer Höhenstruktur erzeugt wird, wie in 16B gezeigt (Schritt 618). Die Kurvenanpassung kann in Einheiten von markierten Clustern durchgeführt werden, und die markierten Cluster können in Form einer Kombination von geraden Linien durch eine allgemeine Regressionsmethode angepasst werden.
Gemäß der Vorrichtung 100 und dem Verfahren 200 zum Erkennen einer Höhenstruktur gemäß der Ausführungsform ist es möglich, einen Fehler eines globalen Positionierungssystems (GPS) eines Host-Fahrzeugs unter Verwendung von Informationen über eine Höhenstruktur schnell zu korrigieren, welches von der in 1 gezeigten Informationserzeugungseinheit 130 ausgegeben wird durch den Ausgangsanschluss OUT1. Beispielsweise können Informationen über eine Höhenstruktur verwendet werden, um das Host-Fahrzeug bei der genauen Schätzung seines Standorts zu unterstützen. Dementsprechend kann die Ausführungsform das Host-Fahrzeug dabei unterstützen, ein autonomes Fahrermittlungsmodul (z.B. Fahrbestimmungsmodul) genau zu betreiben.
Da eine Höhenstruktur höchstwahrscheinlich ein Orientierungspunkt für ein entsprechendes Gebiet ist, können außerdem die Vorrichtung 100 und das Verfahren 200 zum Erkennen einer Höhenstruktur gemäß der Ausführungsform zusätzlich auch in der Kalibrierungslogik zur Verbesserung der Leistung der Ausführung von Funktionen im Zusammenhang mit dem Erkennen der Umgebung (z. B. einer Straßengrenze oder eines Straßenrandes oder einer Straßenbegrenzung) verwendet werden.
Zusätzlich kann gemäß/mittels der Vorrichtung 100 und dem Verfahren 200 zum Erkennen einer Höhenstruktur gemäß der Ausführungsform die Leistung der Verfolgung eines dynamischen Objekts (insbesondere eines sich drehenden (z.B. eines wendenden) Objekts) in bestimmten Situation verbessert werden, da eine Einschätzung (z.B. Berechnung) einer Situation, wie z.B. einer Überschneidung) (beispielsweise einer Kurve, einer Verzweigung, einer Einfahrt oder einer Kreuzung), möglich ist.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, sind die Vorrichtung und das Verfahren zum Erkennen einer Höhenstruktur unter Verwendung eines LiDAR-Sensors gemäß der Ausführungsform in der Lage, einen Fehler eines globalen Positionierungssystems (GPS) eines Host-Fahrzeugs unter Verwendung von Informationen über eine Höhenstruktur schnell zu korrigieren, das Host-Fahrzeug dabei zu unterstützen, ein autonomes Fahrermittelungsmodul (z.B. Fahrbestimmungsmodul) genau zu betreiben, da die Informationen über eine Höhenstruktur verwendet werden können, um die genaue Schätzung/Berechnung des Standorts des Host-Fahrzeugs zu unterstützen, in der Kalibrierungslogik zur Verbesserung der Leistung bei der Ausführung von Funktionen im Zusammenhang mit dem Erkennen der Umgebung (z. B. einer Straßengrenze) verwendet zu werden, und die Leistung bei der (Nach-)Verfolgung eines dynamischen Objekts (insbesondere eines sich drehenden (z.B. wendenden) Objekts) in einer bestimmten Situation zu verbessern.
Die durch die Offenbarung/Erfindung erreichbaren Effekte/Vorteile sind jedoch nicht auf die oben genannten Effekte beschränkt, und andere hier nicht erwähnte Effekte/Vorteile werden vom Fachmann aus der obigen Beschreibung klar verstanden.
Die oben beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen/Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, ohne von den Aufgaben/dem Gegenstand der vorliegenden Offenbarung/Erfindung abzuweichen, es sei denn, sie sind nicht miteinander kompatibel.
Zusätzlich kann für jedes Element oder jeden Prozess, der in keiner der verschiedenen Ausführungsformen detailliert beschrieben ist, auf die Beschreibung eines Elements oder eines Prozesses mit demselben Bezugszeichen in einer anderen Ausführungsform Bezug genommen werden, sofern nicht anders angegeben.
Obwohl die vorliegende Offenbarung/Erfindung insbesondere unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen davon gezeigt und beschrieben wurde, werden diese Ausführungsformen nur zur Veranschaulichung erläutert und schränken die vorliegende Offenbarung/Erfindung nicht ein, und es wird dem Fachmann klar sein, dass verschiedene Änderungen bei Details und Form vorgenommen werden können, ohne von den wesentlichen Merkmalen der hier dargelegten Ausführungsformen abzuweichen. Beispielsweise können die in den Ausführungsformen dargelegten jeweiligen Konfigurationen modifiziert und angewendet werden. Ferner sollten Unterschiede in solchen Modifikationen und Anwendungen so ausgelegt werden, dass sie in den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung/Erfindung fallen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Vorrichtung (100) zum Erkennen einer Höhenstruktur unter Verwendung eines Lichtdetektions- und Entfernungssensors (LiDAR), wobei die Vorrichtung (100) aufweist: eine Objekterfassungseinheit (110), die konfiguriert ist, um eine Punktwolke, die durch Erfassen eines Objekts erlangt wurde, als LiDAR-Daten auszugeben, eine Punktextraktionseinheit (120), die konfiguriert ist, um Punkte, die der Höhenstruktur zugeordnet sind, aus Punkten zu extrahieren, die in den LiDAR-Daten enthalten sind, wobei die Höhenstruktur ein Objekt mit einer Höhe ist, die größer oder gleich einem vorbestimmten Niveau (RL) ist, und eine Informationserzeugungseinheit (130), die konfiguriert ist, um: eine Kontur der Höhenstruktur zu erzeugen, einen Ort der Höhenstruktur zu schätzen unter Verwendung der extrahierten Punkte, und die generierte Kontur und den geschätzten Ort als Informationen auszugeben, die die Höhenstruktur darstellen.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Punktextraktionseinheit (120) ferner aufweist: eine Vertikalprüfeinheit (122), die konfiguriert ist, um Punkte, die eine Vertikalität erfüllen, aus den in den LiDAR-Daten enthaltenen Punkten auszuwählen, eine Horizontalprüfeinheit (124), die konfiguriert ist, um Punkte, die eine Horizontalität erfüllen, aus den Punkten auszuwählen, die die Vertikalität erfüllen, und eine Punktfiltereinheit (126), die konfiguriert ist, um aus Punkten Punkte mit Rauschen zu entfernen, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen, durch eine Dichteüberprüfung.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei die Vertikalprüfeinheit konfiguriert ist, um: wenn Punkte eines 0-ten bis (M-1)-ten Kanals gleichzeitig bei jedem vorbestimmten Winkelwerte (x) erfasst werden, wobei M eine positive ganze Zahl von 2 oder mehr ist, und wenn ein Punkt jedes Kanals einen Punkt eines anderen Kanals vertikal überlappt, zu ermitteln, dass der Punkt von jedem Kanal die Vertikalität erfüllt.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Vertikalprüfeinheit (122) konfiguriert ist, um: um zu überprüfen, ob ein Punkt eines m-ten (1 ≤ m ≤ M) Kanals die Vertikalität erfüllt, einen Vertikalitätsvektor zwischen einem Punkt (PNT (f, m)) (1 ≤ f ≤ F, F = 360 / x) des m-ten Kanals und einem Punkt (PNT (f, m-k)) eines (m-k)-ten (1 ≤ k ≤ M) Kanals zu erlangen, eine Größe (D(v)) und einen Winkel (A(v)) des Vertikalitätsvektors zu erlangen, und zu ermitteln, dass der Punkt des m-ten Kanals ein Punkt ist, der die Vertikalität erfüllt, wenn die erlangte Größe (D(v)) kleiner als eine vertikale Schwellengröße (VTD) ist und der erlangte Winkel (D(a)) kleiner als ein vertikaler Schwellenwinkel (VTA) ist.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2-4, wobei die Horizontalprüfeinheit (124) konfiguriert ist, um: eine Größe und eine Bewegungsrichtung eines sich bewegenden Fensters (MW1, MW2, MW3) auszuwählen, eine Anzahl von Punkten zu erfassen, die die Vertikalität innerhalb eines sich bewegenden Fensters (MW1, MW2, MW3) erfüllen, zu dem Punkte gehören, die die Vertikalität unter den Punkten des 0-ten bis (M-1)-ten Kanals erfüllen, und zu ermitteln, dass die Punkte, die die Vertikalität erfüllen, auch die Horizontalität erfüllen, wenn die erfasste Anzahl größer als eine vorbestimmte Anzahl ist.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Horizontalprüfeinheit (124) konfiguriert ist, um: um zu überprüfen, ob ein Punkt (PNT (f, n)) eines n-ten Kanals (0 ≤ n ≤ M-1), der in einer f-ten sequentiellen Position erfasst wird, die Horizontalität erfüllt, einen Horizontalitätsvektor zwischen einem Punkt (PNT (f +) 1, n)) des n-ten Kanals, der in einer f + 1-ten sequentiellen Position erfasst wird, und dem Punkt (PNT (f, n)) des n-ten Kanals zu erlangen, der in der f-ten sequentiellen Position erfasst wird, wenn der Punkt (PNT (f, n)) des n-ten Kanals ein Punkt ist, der die Vertikalität erfüllt, eine Größe (D(h)) und einen Winkel (A(h)) des Horizontalitätsvektors zu erlangen, und zu ermitteln, dass der Punkt (PNT (f, n)) des n-ten Kanals ein Punkt ist, der die Horizontalität erfüllt, wenn die erlangte Größe (D(h)) kleiner als eine horizontale Schwellengröße (HTD) ist und der erlangte Winkel (A(h)) kleiner als ein horizontaler Schwellenwinkel (HTA) ist.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Punktfiltereinheit (126) konfiguriert ist, um: einen Baum zu konstruieren basierend auf Punkten, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen, eine Anzahl von Punkten zu erfassen, die innerhalb eines vorbestimmten Bereichs der jeweiligen Punkte des konstruierten Baums liegen, zu ermitteln, dass Punkte, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen, Punkte mit Rauschen sind, wenn die erfasste Anzahl nicht größer als eine Schwellenwertzahl ist, und die Punkte mit Rauschen zu entfernen.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Informationserzeugungseinheit (130) ferner aufweist: eine Kartenerzeugungseinheit (132), die konfiguriert ist, um eine Gitterkarte basierend auf den extrahierten Punkten zu erzeugen, die der Höhenstruktur zugeordnet sind, eine Punktmarkierungseinheit (134), die konfiguriert ist, um Punkte auf der Gitterkarte zu kennzeichnen, und eine Konturerzeugungs- und Ortsschätzungseinheit (138), die konfiguriert ist, um: eine Kontur der Höhenstruktur zu erzeugen durch Verbinden von Konturen von Gruppen, die durch die Punktmarkierungseinheit (134) gekennzeichnet wurden, und einen Ort, an dem die erzeugte Kontur vorhanden ist, als einen Ort der Höhenstruktur zu schätzen.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 8, wobei die Informationserzeugungseinheit (130) ferner aufweist: eine Nachbearbeitungseinheit (136), die konfiguriert ist, um eine Gruppe mit einer Größe, die kleiner als eine Gruppenschwellengröße ist, aus den von der Punktmarkierungseinheit (134) gekennzeichneten Gruppen zu entfernen.
Verfahren (200) zum Erkennen einer Höhenstruktur unter Verwendung eines Lichtdetektions- und Entfernungssensors (LiDAR), wobei das Verfahren (200) aufweist: Erfassen einer Punktwolke (210) als LiDAR-Daten durch Erfassen eines Objekts, Extrahieren von Punkten (220), die einer Höhenstruktur zugeordnet sind, aus Punkten, die in den LiDAR-Daten enthalten sind, wobei die Höhenstruktur ein Objekt mit einer Höhe ist, die größer oder gleich einem vorbestimmten Niveau ist, Erzeugen einer Kontur (230) der Höhenstruktur, Schätzen eines Ortes der Höhenstruktur unter Verwendung der extrahierten Punkte, und Ermitteln, dass die erzeugte Kontur und der geschätzte Ort Informationen sind, die die Höhenstruktur darstellen.
Verfahren (200) nach Anspruch 10, wobei das Extrahieren der Punkte (220) aufweist: Auswählen von Punkten (222), die Vertikalität erfüllen, aus den in den LiDAR-Daten enthaltenen Punkten, Auswählen von Punkten (224), die Horizontalität erfüllen, aus den Punkten, die die Vertikalität erfüllen, und Entfernen von Punkten mit Rauschen (226) aus Punkten, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen, durch eine Dichteüberprüfung.
Verfahren (200) nach Anspruch 11, wobei das Auswählen der Punkte (222), die die Vertikalität erfüllen, aufweist: wenn Punkte eines 0-ten bis (M-1)-ten Kanals gleichzeitig bei jedem vorbestimmten Winkelwerte (x) erfasst werden, wobei M eine positive ganze Zahl von 2 oder mehr ist, und wenn ein Punkt jedes Kanals einen Punkt eines anderen Kanals vertikal überlappt, Ermitteln (320), dass der Punkt von jedem Kanal die Vertikalität erfüllt.
Verfahren (200) nach Anspruch 12, wobei das Bestimmen (320), dass der Punkt jedes Kanals die Vertikalität erfüllt, aufweist: Überprüfen, ob ein Punkt eines m-ten (1 ≤ m ≤ M) Kanals die Vertikalität erfüllt, Erlangen eines Vertikalitätsvektors (312) zwischen einem Punkt (PNT (f, m)) (1 ≤ f ≤ F, F = 360 / x) des m-ten Kanals und einem Punkt (PNT (f, m-k)) eines (m-k)-ten (1) ≤ k ≤ M) Kanals, Erlangen einer Größe (D(v)) und eines Winkels (A(v)) des Vertikalitätsvektors (314), und, wenn die erlangte Größe (D(v)) kleiner als eine vertikale Schwellengröße (VTD) ist und der erlangte Winkel (V(a)) kleiner als ein vertikaler Schwellenwinkel (VTA) ist, Ermitteln (316), dass der Punkt des m-ten Kanals ein Punkt ist, der die Vertikalität erfüllt.
Verfahren (200) nach Anspruch 13, wobei das Auswählen von Punkten (224), die die Horizontalität erfüllen, aufweist: Auswählen einer Größe und einer Bewegungsrichtung eines sich bewegenden Fensters (MW1, MW2, MW3), Erfassen der Anzahl von Punkten, die die Vertikalität innerhalb eines sich bewegenden Fensters erfüllen, zu dem Punkte gehören, die die Vertikalität unter den Punkten des 0-ten bis (M-1)-ten Kanals erfüllen, und Ermitteln, dass die Punkte, die die Vertikalität erfüllen, auch die Horizontalität erfüllen, wenn die erfasste Anzahl größer als eine vorbestimmte Anzahl ist.
Verfahren (200) nach Anspruch 14, wobei das Ermitteln, dass Punkte, die die Vertikalität erfüllen, die Horizontalität erfüllen, aufweist: Überprüfen (412), ob ein Punkt (PNT (f, n)) eines n-ten Kanals (0 < n ≤ M-1), der in einer f-ten sequentiellen Position erfasst wird, die Horizontalität erfüllt, Erlangen eines Horizontalitätsvektors (414) zwischen einem Punkt (PNT (f + 1, n)) des n-ten Kanals, der in einer f + 1-ten sequentiellen Position erfasst wird, und dem Punkt (PNT (f, n)) des n-ten Kanals, der in der f-ten sequentiellen Position erfasst wird, wenn der Punkt (PNT (f, n)) des n-ten Kanals ein Punkt ist, der die Vertikalität erfüllt, Erlangen einer Größe (D(h)) und eines Winkels (A(h)) des Horizontalitätsvektors (416), und, wenn die erhaltene Größe (D(h)) kleiner als eine horizontale Schwellengröße (HTD) ist und der erlangte Winkel (A(h)) kleiner als ein horizontaler Schwellenwinkel (HTA) ist, Ermitteln (422), dass der Punkt (PNT (f, n)) des n-ten Kanals ein Punkt ist, der die Horizontalität erfüllt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei das Entfernen von Punkten mit Rauschen (226) durch die Dichteüberprüfung aufweist: Konstruieren eines Baums (210) basierend auf Punkten, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen, Erfassen der Anzahl von Punkten (512), die innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von jeweiligen Punkten des konstruierten Baums liegen, wenn die erfasste Zahl nicht größer als eine Schwellenwertzahl ist, Ermitteln (518), dass Punkte, die sowohl die Vertikalität als auch die Horizontalität erfüllen, Punkte mit Rauschen sind, und Entfernen der Punkte mit Rauschen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, wobei das Erzeugen der Kontur (230) der Höhenstruktur und das Schätzen des Ortes der Höhenstruktur aufweist: Erzeugen einer Gitterkarte (610) basierend auf den extrahierten Punkten, die der Höhenstruktur zugeordnet sind, Kennzeichnen der Punkte auf der Gitterkarte (612), Erzeugen der Kontur der Höhenstruktur (618) durch Verbinden von Konturen gekennzeichneter Gruppen, und Schätzen eines Ortes, an dem die erzeugte Kontur vorhanden ist, als den Ort der Höhenstruktur.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Erzeugen der Kontur (230) der Höhenstruktur und das Schätzen des Ortes der Höhenstruktur ferner aufweist: Entfernen einer Gruppe (616) mit einer Größe, die kleiner als eine Gruppenschwellengröße ist, aus den gekennzeichneten Gruppen.