-
Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Sensorsystems eines Fahrzeugs, ein entsprechendes Steuergerät sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
-
Stand der Technik
-
Ein Fahrzeug kann ein Sensorsystem aufweisen. Das Sensorsystem kann dazu ausgebildet sein, ein Umfeld des Fahrzeugs vollständig zu erfassen. Das Sensorsystem kann einen oder mehrere Sensoren aufweisen. Dabei kann das gesamte Umfeld kontinuierlich erfasst beziehungsweise abgetastet werden, um alle Veränderungen des Umfelds mit einer möglichst geringen Verzögerung erkennen zu können.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Betreiben eines Sensorsystems eines Fahrzeugs, ein entsprechendes Steuergerät sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des hier vorgestellten Ansatzes ergeben sich aus der Beschreibung und sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
-
Vorteile der Erfindung
-
Bei dem hier vorgestellten Ansatz werden Ressourcen eines Sensorsystems eines Fahrzeugs unterschiedlich auf Dinge beziehungsweise Entitäten in einer Umgebung des Fahrzeugs verteilt. Dabei werden manchen Dingen mehr Ressourcen zugeteilt als anderen Dingen. Die Ressourcen werden abhängig von einer Relevanz der Dinge für das Fahrzeug verteilt. Dingen mit einer geringeren Relevanz werden dabei weniger Ressourcen zugeteilt als Dingen mit einer höheren Relevanz.
-
Die Relevanz der Dinge ist dabei durch A-Priori-Informationen bereits vorab bekannt. Beispielsweise kann ein Vorhandensein eines Dings und seine Relevanz vorab aus einer Karte ausgelesen werden. Ebenso können Dinge im Umfeld erkannt und klassifiziert werden. Dabei kann den Dingen abhängig von ihrer Klasse eine Relevanz zugeordnet werden. Die A-Priori-Informationen sind dabei Erfahrungswerte, die beispielsweise durch ein Training gelernt werden können. Ebenso können die A-Priori-Informationen vorab aufbereitet worden sein und im Fahrzeug abgespeichert worden sein.
-
Durch ein gezieltes Verteilen von Ressourcen in Abhängigkeit von der Relevanz der Entitäten beziehungsweise Dinge kann ein Energieverbrauch des Sensorsystems optimiert werden. Beispielsweise können bei wenig relevanten Dingen Ressourcen und somit Energie eingespart werden. Bei hoch relevanten Dingen können dagegen zusätzliche Ressourcen zugewiesen werden und mehr Energie verbraucht werden. Insgesamt kann eine Ressourcenverteilung und somit eine Energieverteilung durch die A-Priori-Informationen optimiert werden. Durch die optimierte Energieverteilung kann beispielsweise ein Verbrauch des Fahrzeugs verringert werden beziehungsweise eine Reichweite des Fahrzeugs vergrößert werden. Das kann insbesondere bei einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug besonders vorteilhaft sein.
-
Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Sensorsystems eines Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei einer durch das Sensorsystem erfassbaren Entität unter Verwendung von die Entität charakterisierenden, vorab bekannten A-Priori-Informationen Ressourcen des Sensorsystems zugeteilt werden.
-
Ideen zu Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können unter anderem als auf den nachfolgend beschriebenen Gedanken und Erkenntnissen beruhend angesehen werden.
-
Ein Sensorsystem eines Fahrzeugs kann Sensoren und zumindest eine Recheneinheit aufweisen. Die Sensoren können ein Umfeld des Fahrzeugs erfassen. Die Sensoren können aktive und/oder passive Sensoren, wie beispielsweise Kameras, Radarsensoren, Lidarsensoren oder Ultraschallsensoren sein. Dinge, die von den Sensoren erfasst werden, können als Entitäten bezeichnet werden. Die Entitäten können dabei insbesondere Flächen von Objekte im Umfeld oder auch Flächen des Umfelds sein. Die Straße vor dem Fahrzeug kann beispielsweise ebenso als Entität bezeichnet werden, wie ein auf der Straße angeordnetes Hindernis vor dem Fahrzeug oder ein neben der Straße angeordnetes Objekt.
-
Ein Sensor kann in unterschiedlichen Modi beziehungsweise Betriebsarten betrieben werden. Dabei können verschiedene Parameter am Sensor variiert werden. Die Modi können zu unterschiedlichen Erfassungsqualitäten des Sensors führen. Beispielsweise kann der Sensor mit unterschiedliche Auflösungen, unterschiedliche Reichweiten und/oder unterschiedliche Abtastraten betrieben werden. Je nach Betriebsart kann der Sensor unterschiedlich viel Energie für die Erfassung verbrauchen.
-
Der Sensor kann auch mit unterschiedlichen Erfassungsbereichen betrieben werden. Ein maximal möglicher Erfassungsbereich kann eingeschränkt werden. Dann kann zumindest ein Teilbereich des maximalen Erfassungsbereichs nicht erfasst werden. Wenn der Erfassungsbereich eingeschränkt ist, kann der Sensor weniger Energie verbrauchen. Der Erfassungsbereich kann beispielsweise auf Entitäten mit einer hohen Relevanz beschränkt werden. Der Erfassungsbereich kann auch unterteilt beziehungsweise segmentiert werden. In unterschiedlichen Bereichen des Erfassungsbereichs kann der Sensor mit unterschiedlichen Modi betrieben werden.
-
Eine Rechenleistung der Recheneinheit kann variabel sein. Die Rechenleistung kann auf verschiedene Entitäten aufgeteilt werden. Entitäten mit einer hohen Relevanz kann mehr Rechenleistung zugeteilt werden als Entitäten mit geringer Relevanz. Je nach zugeteilter Rechenleistung kann die Recheneinheit eine unterschiedliche Erkennungsqualität aufweisen. Je nach aktueller Rechenleistung kann die Recheneinheit unterschiedlich viel Energie verbrauchen.
-
Die Sensoren und die Recheneinheit können als Ressourcen des Sensorsystems bezeichnet werden.
-
Eine A-Priori-Information kann als Vorabinformation bezeichnet werden. Die A-Priori-Information kann die Relevanz einer Entität für das Fahrzeug abbilden. Die A-Priori-Information kann beispielsweise auf einem Typ der Entität und/oder auf einer Relativposition der Entität zum Fahrzeug basieren. Die A-Priori-Information kann einen Relevanzwert pro Entität umfassen.
-
Orte von statischen Entitäten mit zugehörigen A-Priori-Informationen können in einer ortsbezogenen Datenbank hinterlegt sein. Die A-Priori-Informationen zu der Entität können unter Verwendung einer aktuellen Position des Fahrzeugs aus der Datenbank ausgelesen werden. Eine ortsbezogene Datenbank kann als digitale Karte bezeichnet werden. In der ortsbezogenen Datenbank können beispielsweise Objekte und/oder Bereiche als Entitäten entlang von Straßen mit einer Relevanz für das Fahrzeug verknüpft sein. Beispielsweise kann eine Entität eine Gefahrenstelle vor dem Fahrzeug sein und eine hohe Relevanz aufweisen. Die Gefahrenstelle kann dann mit einer hohen Auflösung, einer hohen Abtastrate und/oder einer hohen Reichweite erfasst werden. Ein Bereich in einer Mindestentfernung zur Straße kann dagegen eine geringe Relevanz aufweisen. Dieser Bereich kann dann mit einer niedrigen Auflösung und/oder einer niedrigen Abtastrate erfasst werden, obwohl eine höhere Auflösung und/oder Abtastrate möglich wäre. Ebenso kann die Reichweite des Sensors und/oder der Erfassungsbereich des Sensors in Richtung dieses weniger relevanten Bereichs so weit reduziert werden, dass er nicht mehr erfasst wird.
-
Der Ort der Entität kann aus der Datenbank ausgelesen werden. Der Entität können so bereits Ressourcen des Sensorsystems zugewiesen werden, bevor das Sensorsystem die Entität erfassen kann. Für wichtige Entitäten kann dann beispielsweise eine hohe Auflösung und/oder eine hohe Reichweite des Sensorsystems eingestellt werden, um sie möglichst früh zu erfassen. Unwichtige Entitäten können dagegen erst kurz vor dem Fahrzeug oder auch gar nicht erfasst werden.
-
Unter Verwendung von Sensordaten des Sensorsystems kann ein Typ der Entität bestimmt werden. Die A-Priori-Informationen zu der Entität können unter Verwendung des Typs aus einer typbezogenen Datenbank ausgelesen werden. Wenn eine Entität beispielsweise einmal als Straßenbegrenzung erkannt wird, kann ihr eine mittlere Relevanz zugeordnet werden. Die Straßenbegrenzung kann beispielsweise unter Einsatz weniger Ressourcen periodisch erfasst werden, während das Fahrzeug daran vorbeifährt, da keine plötzliche Veränderung der statischen Straßenbegrenzung zu erwarten ist.
-
Eine Rechenleistung des Sensorsystems kann unter Verwendung der A-Priori-Informationen zugeteilt werden. Durch eine Anpassung der Rechenleistung kann beispielsweise ein Detailgrad einer Objekterkennung des Sensorsystems eingestellt werden. Beispielsweise kann eine Anzahl an Durchläufen der Objekterkennung eingestellt werden. Entitäten mit einer geringen Relevanz kann dann wenig Rechenleistung zugeteilt werden, während Entitäten mit hoher Relevanz viel Rechenleistung zugeteilt werden kann. Beispielsweise kann einer durch die A-Priori-Informationen als Tunnelwand gekennzeichneten Entität eine reduzierte Rechenleistung zugeteilt werden, da dort keine plötzlichen Veränderungen erwartet werden. Ebenso kann einem Bereich hinter einer seitlichen Leitplanke eine reduzierte Rechenleistung zugeteilt werden, da dieser Bereich durch die Leitplanke von einer Fahrbahn des Fahrzeugs abgetrennt ist. Der Bereich hinter der Leitplanke kann beispielsweise die Gegenfahrbahn auf der Autobahn sein. Ebenso kann in einem hügeligen oder bergigen Umfeld leerer Raum hinter der Leitplanke sein, da ein Gelände hinter der Leitplanke abfallen kann und somit keine Relevanz für das Fahrzeug hat.
-
Zumindest ein Sensorparameter zumindest eines Sensors des Sensorsystems kann unter Verwendung der A-Priori-Informationen eingestellt werden. Ein Sensorparameter kann dabei beispielsweise eine Abtastrate, eine Auflösung, eine Reichweite und/oder ein Erfassungsbereich des Sensors sein. Durch die Sensorparameter kann ein Modus beziehungsweise eine Betriebsart des Sensors beeinflusst werden. Eine Entität, der durch die A-Priori-Informationen eine geringe Relevanz zugeordnet wird, kann beispielsweise mit einer verringerten Abtastrate und/oder einer verringerten Auflösung erfasst werden. Bei der Entität mit der geringen Relevanz kann die Reichweite des Sensors verringert werden und/oder der Erfassungsbereich des Sensors verringert werden beziehungsweise die Entität mit der geringen Relevanz ausgespart werden. Eine Entität, der durch die A-Priori-Informationen eine hohe Relevanz zugeordnet wird, kann beispielsweise mit einer erhöhten Abtastrate und/oder einer erhöhten Auflösung erfasst werden. Bei der Entität mit der höheren Relevanz kann die Reichweite des Sensors erhöht werden und/oder der Erfassungsbereich des Sensors vergrößert werden beziehungsweise die Entität mit der hohen Relevanz soweit möglich erfasst werden.
-
Der Entität kann zumindest eine Sensorart des Sensorsystems unter Verwendung der A-Priori-Informationen zugewiesen werden. Die A-Priori-Information kann eine Erfassbarkeit der Entität für unterschiedliche Sensorarten umfassen. Wenn die Entität beispielsweise durch ein bestimmtes Messprinzip besonders gut erfasst werden kann, können Sensoren des Sensorsystems mit diesem Messprinzip zum Erfassen dieser Entität verwendet werden. Andere Sensorarten können für diese Entität deaktiviert werden oder in einem anderen Modus betrieben werden. Die Sensorarten können auch in Abhängigkeit von einer Entfernung der Entität vom Fahrzeug zugewiesen werden. Beispielsweise können Entitäten in einem Nahbereich um das Fahrzeug besonders gut durch Kameras und Ultraschallsensoren erfasst werden, während entfernte Entitäten besonders gut durch einen Radarsensor und/oder Lidarsensor des Fahrzeugs erfasst werden können.
-
Das Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweise in einem Steuergerät implementiert sein.
-
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das dazu ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante des hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen.
-
Das Steuergerät kann ein elektrisches Gerät mit zumindest einer Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest einer Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, und zumindest einer Schnittstelle und/oder einer Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind, sein. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein sogenannter System-ASIC oder ein Mikrocontroller zum Verarbeiten von Sensorsignalen und Ausgeben von Datensignalen in Abhängigkeit von den Sensorsignalen sein. Die Speichereinheit kann beispielsweise ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein. Die Schnittstelle kann als Sensorschnittstelle zum Einlesen der Sensorsignale von einem Sensor und/oder als Aktorschnittstelle zum Ausgeben der Datensignale und/oder Steuersignale an einen Aktor ausgebildet sein. Die Kommunikationsschnittstelle kann dazu ausgebildet sein, die Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben. Die Schnittstellen können auch Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
-
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
-
Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale des Steuergeräts und des Verfahrens in geeigneter Weise kombiniert, angepasst oder ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen.
-
Figurenliste
-
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, wobei weder die Zeichnung noch die Beschreibung als die Erfindung einschränkend auszulegen sind.
- 1 zeigt eine Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Steuergerät gemäß einem Ausführungsbeispiel.
-
Die Figur ist lediglich schematisch und nicht maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche oder gleichwirkende Merkmale.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
1 zeigt eine Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einem Steuergerät 102 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Fahrzeug 100 weist ein Sensorsystem 104 zur Erfassung eines Umfelds 106 des Fahrzeugs 100 auf. Das Sensorsystem 104 umfasst mehrere Sensoren 108 und zumindest eine Recheneinheit 110. Die Sensoren 108 und die Recheneinheit 110 beziehungsweise ihre Erfassungsleistung und Rechenleistung können als Ressourcen 112 des Sensorsystems 104 bezeichnet werden.
-
Das Steuergerät 102 ist dazu ausgebildet, das Sensorsystem 104 zu betreiben. dabei werden einer durch das Sensorsystem 104 erfassbaren Entität 114 in dem Umfeld 106 unter Verwendung von die Entität 114 charakterisierenden, vorab bekannten A-Priori-Informationen 116 Ressourcen 112 des Sensorsystems 104 zugeteilt. Die Entitäten 114 entsprechen dabei Dingen in dem Umfeld 106. Die Dinge können Objekte in dem Umfeld 106 oder auch Teilbereiche des Umfelds 106 sein. Die A-Priori-Informationen 116 bilden eine Relevanz der Entitäten 114 für das Fahrzeug 100 ab. Je nach Relevanz werden den Entitäten 114 mehr oder weniger Ressourcen 112 zugeteilt.
-
In einem Ausführungsbeispiel wird von einem Navigationssystem 118 des Fahrzeugs 100 eine Position 120 des Fahrzeugs 100 eingelesen. Unter Verwendung der Position 120 werden die A-Priori-Informationen 116 aus einer ortsbezogenen Datenbank 122 ausgelesen. Die ortsbezogene Datenbank 122 entspricht dabei einer digitalen Karte. In der Datenbank 122 sind Orte von statische Entitäten 114 mit zugehörigen A-Priori-Informationen 116 hinterlegt. Beispielsweise sind Orte und A-Priori-Informationen 116 von Infrastruktureinrichtungen in der Datenbank 122 hinterlegt. Infrastruktureinrichtungen mit einer hohen Relevanz sind beispielsweise Signaleinrichtungen und Verkehrsschilder. Infrastruktureinrichtungen mit einer geringen Relevanz sind beispielsweise Verkehrsbauwerke. Für das Fahrzeug 100 ist es beispielsweise unwichtig, einen Brückenpfeiler oder eine Tunnelwand mit hoher Auflösung zu erfassen, da dort keine relevanten Informationen zu gewinnen sind. Dagegen weist ein Verkehrszeichen, insbesondere ein Wechselverkehrszeichen, an dem Brückenpfeiler oder der Tunnelwand sehr wohl eine hohe Relevanz für das Fahrzeug auf. Die Ressourcen 112 des Sensorsystems 104 werden dann so verteilt, dass der Brückenpfeiler oder die Tunnelwand an sich nicht oder nur mit geringem Ressourceneinsatz erfasst werden, wohingegen das Verkehrszeichen mit einem normalen Ressourceneinsatz oder sogar einem erhöhten Ressourceneinsatz erfasst wird.
-
Unter Verwendung der A-Priori-Informationen 116 wird ein Erfassungsbereich 124 für das Sensorsystem 104 definiert. Dabei kann beispielsweise ein Erfassungsvolumen und/oder eine Form des Erfassungsbereichs 124 festgelegt werden.
-
Innerhalb des Erfassungsbereichs 124 können unterschiedliche Modi 126 beziehungsweise Betriebsarten der Sensoren 108 eingestellt werden. Für verschiedene Modi 126 werden Parameter 128 der Sensoren verändert. Beispielsweise können Sensoren 108 angeschaltet oder ausgeschaltet werden. Dabei können je nach A-Priori-Informationen 116 Klassen von Sensoren aktiviert oder deaktiviert werden. Ebenso kann eine Abtastrate von Sensoren 108 verringert oder erhöht werden. Auch eine Auflösung der Sensoren 108 kann verringert oder auch erhöht werden.
-
Die Form des Erfassungsbereichs 124 kann durch weitere Parameter 128 beeinflusst werden. Beispielsweise kann eine Reichweite der Sensoren 108 vergrößert oder verkleinert werden. Ebenso kann bei aktiven Sensoren 108 ein ausgesandter Strahl oder Impuls geformt werden. Zusätzlich können unterschiedliche Teilbereiche des Erfassungsbereichs mit unterschiedlichen Parametern 128 erfasst werden.
-
In einem Ausführungsbeispiel wird eine Entität 114 durch das Sensorsystem 104 erkannt und typisiert. Aufgrund des erkannten Typs 130 werden der erkannten Entität 114 unter Verwendung einer typbezogenen Datenbank 122 A-Priori-Informationen 116 zugeordnet und damit die Ressourcen 112 zugewiesen.
-
In einem Ausführungsbeispiel wird den Entitäten 114 in Abhängigkeit von den A-Priori-Informationen 116 Rechenleistung der Recheneinheit 110 zugewiesen. So kann eine Objekterkennung für wichtige Entitäten mit einer erhöhten Genauigkeit durchgeführt werden, während für unwichtige Entitäten 114 nur eine rudimentäre Objekterkennung durchgeführt wird.
-
Mit anderen Worten wird eine Methode und ein Gerät zur Optimierung der Umgebungserfassung in Bezug auf das Vorhandensein oder Fehlen einer oder mehrerer Entitäten vorgestellt.
-
Modernste Umgebungserfassungssysteme verwenden verschiedene Technologien, um die Umgebung um sie herum zu interpretieren und sicher durch sie zu navigieren. Hochautomatisierte oder autonome Fahrzeuge nutzen beispielsweise eine Kombination aus Videokameras, Radaren, Lidars und Ultraschallsensoren, um sicher in ihrer Umgebung zu navigieren.
-
Die Komplexität und Dynamik der Umgebung, die erfasst und richtig interpretiert werden muss, stellt hohe Anforderungen an Sensorauflösung, Bildrate und Bandbreite. Um alle hochauflösenden Sensordaten zu verstehen, müssen Die Verarbeitungseinheiten leistungsstark und schnell genug sein, um all diese eingehenden Informationen zu verarbeiten. Sowohl der Betrieb der Sensoren als auch die Verarbeitungseinheit verbrauchen Energie.
-
Der hier vorgestellte Ansatz beschreibt ein adaptives Energiemanagementsystem, um die Surround-Erfassung des Fahrzeugs durch adaptive Optimierung der Leistungs- und Ressourcenzuweisung zu optimieren und gleichzeitig die erforderliche Gesamterfassungsleistung auf Systemebene beizubehalten.
-
Das vorgeschlagene System besteht aus intelligenten Sensoren und Steuerungen. Basierend auf den Daten der Sensoren bestimmt das System das Vorhandensein eines oder mehrerer Entitätstypen in einer Umgebung. Das System passt die Umgebungserfassung und seine eigenen Funktionen an die Anwesenheit oder Abwesenheit einer oder mehrerer Entitäten an. So steuert das System den Betrieb der Sensoren und die Funktionalitäten basierend auf dem Wissen über die Umgebung. Das Ziel des adaptiven Betriebs besteht darin, unnötige Energie- und Rechenleistungszuweisungen zu vermeiden und gleichzeitig die Surround-Sensorleistung beizubehalten. Die verbesserte Ressourcenzuweisung kann für eine erhöhte Kraftstoff- / Batterieeffizienz oder für eine verbesserte Leistung verwendet werden.
-
Selbstfahrende Autos und Fahrzeuge mit hohem Automatisierungsgrad verfügen über eine große Anzahl von Surround-Sensoren mit unterschiedlichen Sensormodalitäten wie Kameras, Lidars, Radaren, Ultraschallsensoren. Solche Sensoren decken typischerweise das gesamte 360°-Sichtfeld hochautomatisierter Fahrzeuge ab, um jederzeit eine vollständige Surround-Sensorleistung zu bieten. Es ist wünschenswert, nicht nur eine hohe Abdeckung, sondern auch eine Vielfalt in den Sensormodalitäten zu erreichen, um ergänzende Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs zu erhalten. Weiterhin ist eine ausreichende Redundanz der Informationen auf Sensorebene gewünscht, um eine hohe Zuverlässigkeit für sicherheitskritische Fahrfunktionen zu gewährleisten.
-
Darüber hinaus verfügen selbstfahrende Autos in der Regel über hochgenaue digitale Karten. Solche Karten ermöglichen nicht nur eine genaue Lokalisierung, sondern enthalten auch Informationen über die Straße mit ihren relevanten und meist irrelevanten Regionen. Wenn das Fahrzeug beispielsweise auf einer Autobahn unterwegs ist, ist die Umgebung des Fahrzeugs in über 50 Meter seitlicher Entfernung nicht mehr relevant, da sie sich außerhalb der Straße befindet. Gleiches gilt, wenn auf einer Seite der Straße ein Berg, Tunnel oder Abgrund ist. Heutige Fahrzeuge leuchten solche Bereiche trotz der a priori Informationen über die Nichtrelevanz solcher Bereiche der Umgebung immer noch mit ihren Surround-Sensoren aus.
-
Obwohl in Bezug auf Redundanz die meiste Zeit benötigt, führt eine solche vollständige Erfassung jederzeit zu einem hohen Energieverbrauch (z. B. geringere Batteriereichweite) sowohl in Bezug auf die Erfassungs- als auch auf die Rechenressourcen. Gerade bei batterieelektrischen Fahrzeugen kann ein hoher Energieverbrauch durch das sensorische System ein großer Differenzierungsfaktor sein, der zu einer geringeren maximalen Batteriereichweite führt.
-
Der hier vorgestellte Ansatz schlägt ein Energie- und Ressourcenmanagementsystem vor, das die Ressourcenzuweisung an die Surround-Sensoren des Fahrzeugs auf der Grundlage von A-priori-Kenntnissen über die Umgebung des Fahrzeugs adaptiv optimiert. Dies kann eine Ressourcenzuweisung zwischen verschiedenen Sensormodalitäten (z. B. mehr für Ultraschall, weniger für Radar/Lidar, wenn niedrige Reichweiten von primärem Interesse sind) oder zwischen verschiedenen Abschnitten des Sichtfelds bedeuten.
-
Beispielsweise ist, wenn das Fahrzeug in einem Tunnel auf der rechten Spur fährt, eine vollständige Leistungszuweisung an die Sensoren, die in Richtung Wand senden, nicht sinnvoll. Das vorgeschlagene System weist Sensoren, die den nicht relevanten Teil der Fahrumgebung erfassen, weniger Ressourcen zu.
-
Gleiches gilt für die Computerressourcen, die dynamisch zugeordnet werden können.
-
Das System kann auch Funktionen enthalten, um nicht nur den Sensoren Ressourcen zuzuweisen, sondern auch die Sichtfelder der Sensoren anzupassen, um die Erfassung in nicht relevanten Teilen der Szene zu vermeiden / zu reduzieren.
-
Beispielsweise kann ein rotierendes Lidar mit 360° Sichtfeld basierend auf der Priorisierung des Sichtfelds auf Systemebene seine Leistung anpassen, indem es in bestimmten Abschnitten seines Sichtfelds weniger Punkte erfasst.
-
In einer anderen Implementierung können die individuellen Ressourcenanforderungen verschiedener Sensormodalitäten für die optimale Leistungs- und Ressourcenallokation sowie die Sensorleistung berücksichtigt werden. Beispielsweise können nicht relevante Teile der Szene den Sensoren und der Klassifizierungsfunktion(en) mit dem geringsten Stromverbrauch zugewiesen werden, während anderen Sensoren und Rechenressourcen dynamisch auf die relevanteren Abschnitte des Sichtfelds konzentriert werden.
-
In einer anderen Implementierung kann der maximale Bereich, mit dem die Sensoren arbeiten, entsprechend den A-priori-Szeneninformationen eingestellt werden. Die Kenntnis der Fahrumgebung (z.B. aus hochgenauen Karten) kann genutzt werden, um die Sendeleistung selektiv über das gesamte Sichtfeld entsprechend den relevanten Reichweiten rund um das Fahrzeug zu reduzieren.
-
In einer anderen Implementierung können bestimmte Funktionen oder Merkmale verschiedener Sensorsysteme aktiviert oder deaktiviert werden, um Rechenressourcen zu sparen. Beispielsweise kann die Spurerkennungsfunktion der vorderen Videokamera deaktiviert werden, wenn sie auf Schotter-, Schotter- oder Kopfsteinpflasterstraßen gefahren wird oder wenn keine Fahrspurmarkierungen vorhanden sind, sodass die Spurerkennungsfunktion nutzlos ist.
-
Die adaptive Ressourcenallokation selbst ist ein Optimierungsproblem, wobei ihre Kostenfunktion der Energieverbrauch und die Einschränkung die zuverlässige und sichere Umgebungserfassung ist. Eine solche Optimierung berücksichtigt die Eigenschaften der Fahrzeugsensoren und kann auf Basis mathematischer Modelle erfolgen. Typische Methoden können Multi-Target-Optimierung, Gradientenmethoden oder KI-basierte Algorithmen sein.
-
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass, während insbesondere bei Elektrofahrzeugen große Anstrengungen unternommen werden, um die maximale Batteriereichweite z.B. durch aerodynamische Optimierung zu erhöhen, der Energie-Fußabdruck der Umfelderfassung des Fahrzeugs ein wesentlicher Faktor ist. Die vorgeschlagene Erfindung optimiert den Energieverbrauch des Fahrzeugsensorsystems aus Sensoren und Recheneinheiten basierend auf A-priori-Kenntnissen über die Szene, um eine zuverlässige Sensorleistung bei niedrigeren Energiekosten zu erreichen.
-
Durch die Optimierung der Reichweite und/oder der Funktionsanforderungen der einzelnen Sensoren basierend auf den Eigenschaften der Umgebung, die sie erfassen, reduziert diese Erfindung sowohl den Strahlungs-Footprint der Sensoren als auch den Energiebedarf des Gesamtsystems.
-
Abschließend ist darauf hinzuweisen, dass Begriffe wie „aufweisend“, „umfassend“, etc. keine anderen Elemente oder Schritte ausschließen und Begriffe wie „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließen. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
