DE102022212819A1 - Method for compressing sensor data of at least one sensor of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zur Komprimierung von Sensordaten (300) wenigstens eines Sensors (40) eines Fahrzeuges (1), umfassend die nachfolgenden Schritte:- Ermitteln der Sensordaten (300), welche für ein mindestens eindimensionales Spektrum (300) eines von dem wenigstens einen Sensor (40) empfangenen Sensorsignals spezifisch sind,- Bestimmen von relevanten Bereichen (302) in den Sensordaten (300), welche für eine Objektauswertung in einer Umgebung (2) des Fahrzeuges (1) vorgesehen sind, wobei die relevanten Bereiche (302) teilweise überlappen,- Detektieren der Überlappung der relevanten Bereiche (302) zur Komprimierung der Sensordaten.The invention relates to a method (100) for compressing sensor data (300) of at least one sensor (40) of a vehicle (1), comprising the following steps:- determining the sensor data (300) which are specific to an at least one-dimensional spectrum (300) of a sensor signal received from the at least one sensor (40),- determining relevant areas (302) in the sensor data (300) which are intended for object evaluation in an environment (2) of the vehicle (1), wherein the relevant areas (302) partially overlap,- detecting the overlap of the relevant areas (302) for compressing the sensor data.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Komprimierung von Sensordaten wenigstens eines Sensors eines Fahrzeuges. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Computerprogramm sowie eine Vorrichtung zu diesem Zweck.The present invention relates to a method for compressing sensor data from at least one sensor of a vehicle. The invention also relates to a computer program and a device for this purpose.
Stand der TechnikState of the art
Die Erkennung von Szenen für autonome Fahrzeuge erfordert eine genaue Detektion und Klassifizierung von Objekten und von anderen Verkehrsteilnehmern. Bekannt ist es aus dem Stand der Technik, zu diesem Zweck ein Radargerät am Fahrzeug einzusetzen.Scene recognition for autonomous vehicles requires precise detection and classification of objects and other road users. It is known from the state of the art to use a radar device on the vehicle for this purpose.
Ein Fahrzeugradar hat aufgrund seiner Robustheit gegenüber Wetter- und Lichtverhältnissen großes Potenzial als Sensor für Fahrassistenzsysteme gezeigt. Dennoch hat sich die zuverlässige Erkennung und Klassifizierung von Radarobjekttypen in Echtzeit als sehr schwierig erwiesen.Vehicle radar has shown great potential as a sensor for driver assistance systems due to its robustness to weather and lighting conditions. However, reliable detection and classification of radar object types in real time has proven to be very difficult.
Um autonomes Fahren zu ermöglichen, ist es daher wünschenswert, die Erkennungs- und Klassifizierungsleistung von Radarsensoren zu verbessern, z. B. um Autos, Fußgänger, Fahrradfahrer, Motorradfahrer und kleine Objekte, wie z. B. Dosen oder Gullydeckel, erkennen und klassifizieren zu können.To enable autonomous driving, it is therefore desirable to improve the detection and classification performance of radar sensors, e.g. to be able to detect and classify cars, pedestrians, cyclists, motorcyclists and small objects such as cans or manhole covers.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Computerprogramm sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung, und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.The subject matter of the invention is a method with the features of claim 1, a computer program with the features of claim 9 and a device with the features of claim 10. Further features and details of the invention emerge from the respective subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the method according to the invention naturally also apply in connection with the computer program according to the invention and the device according to the invention, and vice versa, so that with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention, reference is or can always be made to each other.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient dabei insbesondere zur Komprimierung von Sensordaten wenigstens eines Sensors eines Fahrzeuges. Dabei können die nachfolgenden Schritte vorgesehen sein, welche vorzugsweise nacheinander oder in beliebiger Reihenfolge und/oder automatisch ausgeführt werden:
- - Ermitteln der Sensordaten, welche für ein mindestens ein- oder mindestens zweidimensionales oder mindestens dreidimensionales oder mindestens vierdimensionales Spektrum eines von dem wenigstens einen Sensor empfangenen Sensorsignals spezifisch sind,
- - Bestimmen von relevanten Bereichen in den Sensordaten, welche für eine Objektauswertung, wie eine Objektdetektion und/oder Objektklassifikation und/oder Segmentierung und/oder einer anderen Anwendung, vorzugsweise von mindestens einem oder mehreren Objekten, in einer Umgebung des Fahrzeuges vorgesehen sind, wobei die relevanten Bereiche teilweise überlappen (d. h. eine Überlappung aufweisen),
- - Detektieren der Überlappung der relevanten Bereiche zur Komprimierung der Sensordaten.
- - Determining the sensor data which are specific to an at least one- or at least two-dimensional or at least three-dimensional or at least four-dimensional spectrum of a sensor signal received by the at least one sensor,
- - Determining relevant areas in the sensor data which are intended for an object evaluation, such as object detection and/or object classification and/or segmentation and/or another application, preferably of at least one or more objects, in an environment of the vehicle, wherein the relevant areas partially overlap (ie have an overlap),
- - Detecting the overlap of the relevant areas to compress the sensor data.
Dies hat den Vorteil, dass der Bedarf an Ressourcen wie eines Datenspeichers bei der Verarbeitung der Sensordaten deutlich reduziert werden kann. Außerdem kann auf diese Weise eine verbesserte Verarbeitung der Sensordaten ermöglicht werden, z. B. zur Detektion und/oder Klassifikation von Objekten. Die Sensordaten können z. B. als Radardaten ausgeführt sein, vorzugsweise als Radarspektrum, in welchem abhängig von einer räumlichen Position und/oder relativen Geschwindigkeit und/oder Entfernung und/oder dergleichen Objekte in der Umgebung ausgewertet, also z. B. detektiert und/oder klassifiziert werden können. Entsprechend kann der Sensor als ein Radarsensor oder dergleichen ausgebildet sein. Ferner ist es möglich, dass der Sensor am Fahrzeug derart angebracht ist, dass durch den Sensor eine Umgebung des Fahrzeuges erfasst werden kann. Bspw. ist der Sensor hierzu in Fahrtrichtung ausgerichtet. Die relevanten Bereiche können z. B. dadurch für die Objektauswertung und insbesondere -detektion vorgesehen sein, dass durch eine Auswertung der relevanten Bereiche wenigstens ein Objekt in der Umgebung ausgewertet, vorzugsweise detektiert und/oder klassifiziert, werden kann. Hierzu umfassen die relevanten Bereiche bspw. Datenwerte, welche eine Entfernung und/oder eine Position und/oder eine Relativgeschwindigkeit und/oder dergleichen des Objekts angeben. Insbesondere bei nahe beieinander liegenden Objekten und auch, wenn an einem Objekt mehrere Reflektionen wie Radarreflektionen gemessen werden, können diese Bereiche allerdings auch überlappen.This has the advantage that the need for resources such as a data storage device when processing the sensor data can be significantly reduced. In addition, this can enable improved processing of the sensor data, e.g. for the detection and/or classification of objects. The sensor data can be implemented, for example, as radar data, preferably as a radar spectrum in which objects in the environment can be evaluated, i.e., detected and/or classified, depending on a spatial position and/or relative speed and/or distance and/or the like. Accordingly, the sensor can be designed as a radar sensor or the like. It is also possible for the sensor to be attached to the vehicle in such a way that the sensor can detect the environment of the vehicle. For example, the sensor is aligned in the direction of travel for this purpose. The relevant areas can be provided, for example, for object evaluation and in particular detection in such a way that at least one object in the environment can be evaluated, preferably detected and/or classified, by evaluating the relevant areas. For this purpose, the relevant areas include, for example, data values that indicate a distance and/or a position and/or a relative speed and/or the like of the object. This is particularly the case for objects that are close to one another and also when If several reflections are measured from an object, such as radar reflections, these areas can also overlap.
Es ist möglich, dass zur Komprimierung, insbesondere zur Speicherung und/oder Übertragung, die Sensordaten nicht vollständig beibehalten werden, sondern (nur) die relevanten Bereiche ausgewählt, vorzugsweise gespeichert und/oder übertragen, werden. Würde nun jeder Bereich jeweils komplett ausgewählt werden, kann dies bei Überlappungen der Bereiche zu einer Redundanz der Datenwerte führen. Daher kann es erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Überlappungen detektiert werden, um die Redundanz der Informationen zumindest zu reduzieren. Bspw. werden hierzu die überlappenden Bereiche nur einmal ausgewählt, z. B. gespeichert und/oder übertragen.It is possible that for compression, in particular for storage and/or transmission, the sensor data are not retained in full, but (only) the relevant areas are selected, preferably stored and/or transmitted. If each area were to be selected in full, this could lead to redundancy of the data values if the areas overlap. Therefore, according to the invention, it can be provided that the overlaps are detected in order to at least reduce the redundancy of the information. For example, the overlapping areas are only selected once, e.g. stored and/or transmitted.
Für die Auswertung, vorzugsweise Detektion und/oder Klassifikation, von Objekten mit Hilfe von Radardaten können grundsätzlich Methoden verwendet werden, die entweder Radar-Reflektionen oder Radarspektren oder eine Kombination davon, also sowohl Radarspektren als aus Radar-Reflektionen, als Eingangsdaten verwenden. Um die Radar-Reflektionen zu berechnen, kann das Radar ein Sensorsignal aussenden, es empfangen und daraus die Radarspektren berechnen (z.B. Entfernung-, Doppler- und/oder Winkelspektren). Mögliche Radar-Reflektionen können im Spektrum z. B. durch eine Spitzenwerterkennung wie einen sogenannten „constant false alarm detector“ als Peaks in den Radarspektren detektiert werden. Für diese Reflektionen können verschiedene Attribute wie z.B. Abstand, Relative Radialgeschwindigkeit, Azimutwinkel, Elevationswinkel und/oder Radar Cross Section (RCS) berechnet werden. Die Menge dieser Radar-Reflektionen wird auch als eine Radar Point Cloud bezeichnet.For the evaluation, preferably detection and/or classification, of objects using radar data, methods can generally be used that use either radar reflections or radar spectra or a combination of these, i.e. both radar spectra and radar reflections, as input data. To calculate the radar reflections, the radar can send out a sensor signal, receive it and calculate the radar spectra from it (e.g. distance, Doppler and/or angle spectra). Possible radar reflections can be detected in the spectrum as peaks in the radar spectra, for example by peak detection such as a so-called "constant false alarm detector". Various attributes such as distance, relative radial velocity, azimuth angle, elevation angle and/or radar cross section (RCS) can be calculated for these reflections. The set of these radar reflections is also referred to as a radar point cloud.
Die Radarspektren enthalten im Allgemeinen noch mehr Informationen als die detektierten Radar-Reflektionen. Daher hat es sich als vorteilhaft erwiesen, nicht nur die Radar Point Cloud, sondern die Radarspektren oder die Kombination aus Radarspektren und Radar Point Cloud als Eingangsdaten für einen Algorithmus, z.B. ein künstliches neuronales Netz (NN), zu verwenden. Ein Ansatz mit Radarspektren als Eingangsdaten wird z.B. in [1] beschrieben (wobei die genannten Referenzen am Beschreibungsende angegeben sind). Dabei werden die relevanten Bereiche des Spektrums (Region of Interest, ROI) extrahiert und als Eingang für ein NN verwendet.The radar spectra generally contain even more information than the detected radar reflections. Therefore, it has proven advantageous to use not only the radar point cloud, but the radar spectra or the combination of radar spectra and radar point cloud as input data for an algorithm, e.g. an artificial neural network (NN). An approach using radar spectra as input data is described in [1] (the references mentioned are given at the end of the description). The relevant areas of the spectrum (region of interest, ROI) are extracted and used as input for a NN.
Eine Kombination von Radarspektren und Radar Point Clouds als Eingangsdaten für ein NN wird in [2] verwendet. Dabei werden die relevanten Bereiche des Radarspektrums identifiziert und gemeinsam mit der Radar Point Cloud weiter verwendet.A combination of radar spectra and radar point clouds as input data for a NN is used in [2]. The relevant areas of the radar spectrum are identified and used together with the radar point cloud.
Radar-Spektren als Input für ein neuronales Netz (NN) zu verwenden, kann im Allgemeinen rechenaufwendiger und speicherintensiver sein als Radar Point Cloud basierte Ansätze. Bspw. muss das Radarspektrum gespeichert werden, obwohl es sehr „sparse“ ist und nur ein kleiner Teil des Spektrums für die weitere Prozessierung verwendet wird. Daher kann es sinnvoll sein, dass eine speichereffizientere Methode verwendet wird, um das Radarspektrum effizient zu speichern. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn das Radarspektrum vom Radarsensor zu einer zentralen Recheneinheit übertragen werden soll, da hierfür nur eine beschränkte Bandbreite zur Verfügung stehen kann. Ein komprimiertes Radarspektrum kann mit einer niedrigeren Bandbreite übertragen werden.Using radar spectra as input for a neural network (NN) can generally be more computationally and memory intensive than radar point cloud based approaches. For example, the radar spectrum must be stored even though it is very sparse and only a small part of the spectrum is used for further processing. Therefore, it may be useful to use a more memory efficient method to efficiently store the radar spectrum. This is particularly advantageous when the radar spectrum is to be transmitted from the radar sensor to a central processing unit, as only a limited bandwidth may be available for this. A compressed radar spectrum can be transmitted with a lower bandwidth.
Radar-Spektren als Input für ein neuronales Netz (NN) zu verwenden ist daher häufig rechenaufwendiger und erfordert mehr Speicher als Radar Point Cloud basierte Ansätze.Using radar spectra as input for a neural network (NN) is therefore often more computationally expensive and requires more memory than radar point cloud based approaches.
Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren hat den Vorteil, dass im Voraus identifiziert werden kann, welcher Teil der Radarspektren relevant für die Auswertung wie eine Detektion und/oder Klassifikation eines Objektes ist. Nur dieser Teil braucht somit gespeichert werden. Es wird daher insbesondere ein Verfahren vorgeschlagen, um diesen Teil effizienter zu speichern, und auf diese Weise die zu speichernde Datenmenge zu reduzieren.The method proposed according to the invention has the advantage that it can be identified in advance which part of the radar spectra is relevant for the evaluation, such as detection and/or classification of an object. Only this part therefore needs to be stored. A method is therefore proposed in particular for storing this part more efficiently and in this way reducing the amount of data to be stored.
Des Weiteren ist es im Rahmen der Erfindung optional möglich, dass die detektierte Überlappung der relevanten Bereiche dadurch zur Komprimierung und vorzugsweise zur Redundanzreduktion verwendet wird, dass auf Basis des Detektierens die komprimierten Sensordaten erhalten werden, in welchen die Menge der Überlappung zumindest reduziert oder vollständig eliminiert ist. Dabei können die überlappenden Teile eine redundante Information umfassen, sodass das Detektieren zur Redundanzreduktion durchgeführt wird.Furthermore, it is optionally possible within the scope of the invention that the detected overlap of the relevant areas is used for compression and preferably for redundancy reduction in that, on the basis of the detection, the compressed sensor data are obtained in which the amount of overlap is at least reduced or completely eliminated. The overlapping parts can comprise redundant information, so that the detection is carried out for redundancy reduction.
Des Weiteren ist es denkbar, dass die Sensordaten als das mindestens ein- oder mindestens zweidimensionale (oder mehrdimensionale) Spektrum des empfangenen Sensorsignals ausgeführt sind und aus einer Verarbeitung des empfangenen Sensorsignals resultieren, wobei die Sensordaten in einer mindestens ein- oder mindestens zweidimensionalen oder mehrdimensionalen Form vorliegen können, wobei die relevanten Bereiche jeweils einen mindestens ein- oder mindestens zwei- oder mehrdimensionalen Bereich der Sensordaten kennzeichnen, welcher eine Information über wenigstens einen detektierten Punkt wenigstens oder genau eines (detektierten) Objekts in der Umgebung des Fahrzeuges enthält. Insbesondere können dabei durch eine Spitzenwerterkennung solche Punkte in den Sensordaten ermittelt werden, welche wenigstens ein (detektiertes) Objekt kennzeichnen. Die relevanten Bereiche können z. B. dadurch bestimmt werden, dass ein mindestens ein- oder mindestens zweidimensionaler Bereich um die jeweiligen Punkte herum selektiert wird. Hierdurch können die Überlappungen entstehen, wenn Punkte nahe beieinander angeordnet sind.Furthermore, it is conceivable that the sensor data are designed as the at least one- or at least two-dimensional (or multi-dimensional) spectrum of the received sensor signal and consist of a processing of the received sensor signal, wherein the sensor data can be present in an at least one- or at least two-dimensional or multi-dimensional form, wherein the relevant regions each identify an at least one- or at least two- or multi-dimensional region of the sensor data which contains information about at least one detected point of at least or exactly one (detected) object in the surroundings of the vehicle. In particular, peak value detection can be used to determine those points in the sensor data which identify at least one (detected) object. The relevant regions can be determined, for example, by selecting an at least one- or at least two-dimensional region around the respective points. This can result in overlaps if points are arranged close to one another.
Es kann ferner möglich sein, dass das Bestimmen der relevanten Bereiche die nachfolgenden Schritte umfasst:
- - Detektieren von mehreren relevanten Punkten, also Points of interest (POI), in den Sensordaten, welche für die Objektauswertung und vorzugsweise - detektion in der Umgebung des Fahrzeuges vorgesehen sind, vorzugsweise durch eine Spitzenwerterkennung,
- - Bestimmten der relevanten Bereiche als mindestens ein- oder mindestens zweidimensionale Bereiche um die detektierten relevanten Punkte, sodass vorzugsweise jeder der relevanten Punkte von einem der relevanten Bereiche umgeben ist.
- - Detecting several relevant points, i.e. points of interest (POI), in the sensor data, which are intended for object evaluation and preferably detection in the surroundings of the vehicle, preferably by peak value detection,
- - Determining the relevant regions as at least one- or at least two-dimensional regions around the detected relevant points, so that preferably each of the relevant points is surrounded by one of the relevant regions.
Dies hat den Vorteil, dass nicht nur die POI, also bspw. die Radar-Reflektionen, sondern auch ein Teil der Sensordaten, vorzugsweise des Radarspektrums, für die Objektauswertung bzw. -detektion verwendet werden kann.This has the advantage that not only the POI, e.g. the radar reflections, but also part of the sensor data, preferably the radar spectrum, can be used for object evaluation or detection.
In einer weiteren Möglichkeit kann vorgesehen sein, dass die Sensordaten, und somit auch die relevanten Bereiche der Sensordaten, mehrere Datenwerte in einer mindestens ein- oder mindestens zweidimensionalen Datenstruktur aufweisen, wobei den Datenwerten jeweils Koordinaten zugewiesen sein können, wobei das Detektieren der Überlappung durch eine Auswertung und insbesondere einen Vergleich der Koordinaten der Datenwerte der relevanten Bereiche erfolgt. Die Datenstruktur ist bspw. eine Matrix oder dergleichen.In a further possibility, it can be provided that the sensor data, and thus also the relevant areas of the sensor data, have several data values in an at least one- or at least two-dimensional data structure, wherein the data values can each be assigned coordinates, wherein the detection of the overlap takes place by an evaluation and in particular a comparison of the coordinates of the data values of the relevant areas. The data structure is, for example, a matrix or the like.
Auch ist es optional möglich, dass das Detektieren bei einer Datenübertragung und/oder Datenspeicherung der Sensordaten durchgeführt wird, wobei auf Basis des Detektierens ein mehrmaliges Übertragen und/oder Abspeichern der überlappenden Teile vermieden wird, und bevorzugt nach einem erstmaligen Übertragen und/oder Abspeichern ein erneutes Übertragen und/oder Abspeichern der überlappenden Teile übersprungen wird. Hierzu kann bspw. vor jeder Übertragung und/oder Speicherung von Datenwerten eines relevanten Bereiches überprüft werden, ob die zugehörigen Koordinaten bereits übertragen und/oder gespeichert wurden. Die Überlappungen und vorzugsweise die überlappenden Teile können entsprechend solche Datenwerte der relevanten Bereiche bezeichnen, welche die gleichen Koordinaten in der Datenstruktur aufweisen.It is also optionally possible for the detection to be carried out during data transmission and/or data storage of the sensor data, whereby, on the basis of the detection, multiple transmission and/or storage of the overlapping parts is avoided, and preferably, after a first transmission and/or storage, a renewed transmission and/or storage of the overlapping parts is skipped. For this purpose, for example, before each transmission and/or storage of data values of a relevant area, it can be checked whether the associated coordinates have already been transmitted and/or saved. The overlaps and preferably the overlapping parts can accordingly designate those data values of the relevant areas that have the same coordinates in the data structure.
Ferner kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die nachfolgende Schritte durchgeführt werden:
- - Dekomprimieren der komprimierten Sensordaten, vorzugsweise derart, dass die Überlappungen wiederhergestellt werden,
- - Auswerten der relevanten Bereiche aus den dekomprimierten Sensordaten, vorzugsweise durch ein künstliches neuronales Netz, um auf Basis des Auswertens das Fahrzeug zu steuern.
- - Decompressing the compressed sensor data, preferably in such a way that the overlaps are restored,
- - Evaluating the relevant areas from the decompressed sensor data, preferably using an artificial neural network, in order to control the vehicle based on the evaluation.
Die komprimierten Sensordaten können z. B. an ein Steuergerät des Fahrzeuges und/oder an einen Server außerhalb des Fahrzeuges übertragen werden und dort dekomprimiert und ausgewertet werden.The compressed sensor data can, for example, be transmitted to a control unit of the vehicle and/or to a server outside the vehicle, where it can be decompressed and evaluated.
Das Fahrzeug kann z. B. als ein Kraftfahrzeug und/oder Personenkraftfahrzeug und/oder autonom fahrendes Fahrzeug ausgebildet sein. Ferner kann die Steuerung des Fahrzeuges bspw. durch ein Fahrerassistenzsystem und/oder durch eine autonome Fahrfunktion und/oder durch eine Bremsfunktion wie eine Notbremsung auf Basis des Auswertens der relevanten Bereiche und/oder der Objektauswertung und/oder der Objektdetektion durchgeführt werden.The vehicle can be designed, for example, as a motor vehicle and/or passenger vehicle and/or autonomously driving vehicle. Furthermore, the control of the vehicle can be carried out, for example, by a driver assistance system and/or by an autonomous driving function and/or by a braking function such as emergency braking based on the evaluation of the relevant areas and/or the object evaluation and/or the object detection.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die Sensordaten als ein Radarspektrum oder ein Ultraschallspektrum oder ein Lidar-Spektrum ausgeführt sind.Preferably, it can be provided that the sensor data are implemented as a radar spectrum or an ultrasound spectrum or a lidar spectrum.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Computerprogramm, insbesondere Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogrammes durch einen Computer diesen veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Damit bringt das erfindungsgemäße Computerprogramm die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind.The invention also relates to a computer program, in particular a computer program product, comprising instructions which, when the computer program is executed by a computer, cause the computer to carry out the method according to the invention. The computer program according to the invention therefore brings with it the same advantages as have been described in detail with reference to a method according to the invention.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung, die eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Als die Vorrichtung kann bspw. ein Computer vorgesehen sein, welcher das erfindungsgemäße Computerprogramm ausführt. Der Computer kann wenigstens einen Prozessor zur Ausführung des Computerprogramms aufweisen. Auch kann ein nicht-flüchtiger Datenspeicher vorgesehen sein, in welchem das Computerprogramm hinterlegt und von welchem das Computerprogramm durch den Prozessor zur Ausführung ausgelesen werden kann.The invention also relates to a device for data processing which is set up to carry out the method according to the invention. The device can be, for example, a computer which executes the computer program according to the invention. The computer can have at least one processor for executing the computer program. A non-volatile data memory can also be provided in which the computer program is stored and from which the computer program can be read by the processor for execution.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung kann ein computerlesbares Speichermedium sein, welches das erfindungsgemäße Computerprogramm umfasst. Das Speichermedium ist bspw. als ein Datenspeicher wie eine Festplatte und/oder ein nicht-flüchtiger Speicher und/oder eine Speicherkarte ausgebildet. Das Speichermedium kann z. B. in den Computer integriert sein.The invention can also relate to a computer-readable storage medium which comprises the computer program according to the invention. The storage medium is designed, for example, as a data storage device such as a hard disk and/or a non-volatile memory and/or a memory card. The storage medium can, for example, be integrated into the computer.
Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren auch als ein computerimplementiertes Verfahren ausgeführt sein.Furthermore, the method according to the invention can also be implemented as a computer-implemented method.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung der Sensordaten gemäß Ausführungsvarianten der Erfindung, -
2 +3 weitere beispielhafte Sensordaten in der Form von Radarspektren, -
4 gemessene Sensordaten, -
5 eine Auswertung des Verfahrens gemäß Ausführungsvarianten der Erfindung, -
6 das Verfahren gemäß Ausführungsvarianten der Erfindung.
-
1 a schematic representation of the sensor data according to embodiments of the invention, -
2 +3 further exemplary sensor data in the form of radar spectra, -
4 measured sensor data, -
5 an evaluation of the method according to embodiments of the invention, -
6 the method according to embodiments of the invention.
In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.In the following figures, identical reference numerals are used for the same technical features even in different embodiments.
In
Ferner ist ein Computerprogramm 15 sowie eine Vorrichtung zur Datenverarbeitung 10 gemäß Ausführungsvarianten der Erfindung in
Das vorgeschlagene Verfahren 100 kann die spezielle Struktur der Sensordaten 300 und insbesondere von Radarspektren und der Radar Point Clouds nutzen, um die relevanten Teile der „sparsen“ Sensordaten 300 effizient zu speichern. Des Weiteren kann die spezielle Struktur verwendet werden, um die Daten effizient zu verarbeiten. Das vorgeschlagene Verfahren 100 ist ferner nicht nur für Radar anwendbar, sondern auch für andere Sensoren, bei denen Peaks in einem Spektrum detektiert werden können, wie z.B. Lidar oder Ultraschall. Im Folgenden wird das Verfahren 100 am Beispiel eines Radarspektrums näher beschrieben.The proposed method 100 can use the special structure of the sensor data 300 and in particular of radar spectra and radar point clouds to efficiently store the relevant parts of the sparse sensor data 300. Furthermore, the special structure can be used to efficiently process the data. The proposed method 100 is also applicable not only for radar, but also for other sensors where peaks in a spectrum can be detected, such as Lidar. or ultrasound. The method 100 is described in more detail below using the example of a radar spectrum.
In
Es kann bei Ausführungsvarianten der Erfindung vorgesehen sein, dass die Positionen der detektierten Radar Reflektionen 301, also der POls 301, sowie die weiteren relevanten Bereiche 302 des Spektrums 300 gespeichert werden. Das Speichern kann derart erfolgen, dass die Punkte, bei denen sich die Bereiche 302 überlappen, nur einmal gespeichert werden. Es hat sich herausgestellt, dass dieses Vorgehen oft speichereffizienter ist als eine Speicherung des gesamten Spektrums 300. Es kann dabei auch speichereffizienter sein, als das Spektrum 300 wie eine sparse Matrix zu speichern, bei der z. B. für jeden Pixel welches ungleich 0 ist die Koordinate sowie der Wert des Pixels gespeichert wird. Dies hängt damit zusammen, dass die Spektren 300 im Allgemeinen nicht sparse genug sind, damit solch ein Speicheralgorithmus vorteilhaft wäre. Auch andere herkömmliche Speicheralgorithmen, welche eine Blockstruktur der Matrix voraussetzen, sind oft nicht geeignet. Dies ist dadurch begründet, dass eine solche Blockstruktur im Allgemeinen bei Radarspektren nicht zutrifft. Bei dem vorgeschlagenen Speicheralgorithmus muss hingegen nur für jeden Patch 302 die Koordinate (Position im Spektrum 300) gespeichert werden.In embodiments of the invention, it can be provided that the positions of the detected radar reflections 301, i.e. the POls 301, as well as the other relevant areas 302 of the spectrum 300 are stored. Storage can be carried out in such a way that the points at which the areas 302 overlap are only stored once. It has been found that this procedure is often more storage-efficient than storing the entire spectrum 300. It can also be more storage-efficient than storing the spectrum 300 like a sparse matrix in which, for example, the coordinate and the value of the pixel are stored for each pixel that is not equal to 0. This is due to the fact that the spectra 300 are generally not sparse enough for such a storage algorithm to be advantageous. Other conventional storage algorithms that require a block structure of the matrix are often unsuitable either. This is because such a block structure is generally not applicable to radar spectra. With the proposed storage algorithm, however, only the coordinate (position in the spectrum 300) needs to be stored for each patch 302.
Auch wenn das vorgeschlagene Verfahren 100 im Zusammenhang mit ein- oder mindestens zweidimensionalen Radardaten beschrieben wird, ist es auch für Daten höherer Dimension (z. B. 4D für Range- , Doppler, Azimut-, Elevations-Spektren) anwendbar. Es ist ferner auch für Sensoren anderer Art als Radar anwendbar, z. B. für Lidar oder Ultraschall. Insbesondere resultiert dabei das Spektrum 300 aus einer Messung einer Umgebung 2, vorzugsweise eines Fahrzeuges 1, bevorzugt durch einen Sensor 40 wie ein Radar, Lidar oder Ultraschall-Sensor 40. Das Verfahren 100 kann ferner für Objektauswertungen wie Klassifizierungsaufgaben oder einer Detektion von Objekten oder einer semantischen Segmentierung basierend auf den Sensordaten 300 wie den Spektren eingesetzt werden, z. B. hinsichtlich Fußgänger, anderer Fahrzeuge 1 oder kleinerer Objekte. Auch ist es möglich, dass anhand der Sensordaten 300 wie den Spektren eine Messung einer Entfernung, einer Geschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung durchgeführt wird. Auch ein Tracking von Objekten kann ggf. bereitgestellt werden. Darüber hinaus kann basierend auf der Auswertung der Spektren ein Steuersignal, z. B. für ein Fahrzeug 1, generiert werden. Das Steuersignal kann z. B. zum Bremsen und/oder Lenken und/oder Beschleunigen des Fahrzeuges 1 verwendet werden, z. B. für eine Notbremsung und/oder für ein Fahrerassistenzsystem und/oder für eine autonome Fahrfunktion. Ferner kann das Verfahren 100 gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung dazu dienen, Trainingsdaten zum Trainieren eines neuronalen Netzes zu generieren. Insbesondere kann dabei der Aufwand für das Speichern und/oder die Verarbeitung der Trainingsdaten durch das Verfahren 100 reduziert werden. Ausführungsbeispiele der Erfindung können ferner dazu verwendet werden, um Radar-Hardware zu konstruieren, die den Speicher und die verfügbare Bandbreite effizient nutzt.Even if the proposed method 100 is described in connection with one- or at least two-dimensional radar data, it is also applicable to data of higher dimensions (e.g. 4D for range, Doppler, azimuth, elevation spectra). It is also applicable to sensors of other types than radar, e.g. for lidar or ultrasound. In particular, the spectrum 300 results from a measurement of an environment 2, preferably of a vehicle 1, preferably by a sensor 40 such as a radar, lidar or ultrasound sensor 40. The method 100 can also be used for object evaluations such as classification tasks or a detection of objects or a semantic segmentation based on the sensor data 300 such as the spectra, e.g. with regard to pedestrians, other vehicles 1 or smaller objects. It is also possible that a measurement of a distance, a speed and/or an acceleration is carried out based on the sensor data 300 such as the spectra. Tracking of objects can also be provided if necessary. In addition, a control signal, e.g. for a vehicle 1, can be generated based on the evaluation of the spectra. The control signal can be used, e.g. for braking and/or steering and/or accelerating the vehicle 1, e.g. for emergency braking and/or for a driver assistance system and/or for an autonomous driving function. Furthermore, the method 100 according to embodiments of the invention can be used to generate training data for training a neural network. In particular, the effort for storing and/or processing the training data can be reduced by the method 100. Embodiments of the invention can also be used to construct radar hardware that uses the memory and the available bandwidth efficiently.
Es kann vorgesehen sein, dass Sensordaten 300 von mehreren Sensoren kombiniert und in einem zentralen Steuergerät verarbeitet werden. Die Bandbreite, mit der die Sensordaten 300 von einem Sensor 40 zum zentralen Steuergerät gesendet werden können, ist begrenzt. Es ist daher vorteilhaft, die Sensordaten 300 in einer komprimierten Form zu übertragen und dadurch Bandbreite zu sparen bzw. mit einer begrenzten Bandbreite auszukommen. Daher ist es ein Vorteil von Ausführungsbeispielen der Erfindung, dass die relevanten Bereiche 302 des Radarspektrums effizient komprimiert und gespeichert werden können. Eine weitere Anwendung für Ausführungsbeispiele der Erfindung kann dadurch gegeben sein, dass in einem Radarsensor Radarspektren zwischengespeichert werden, wenn zu einem späteren Zeitpunkt Algorithmen darauf zugreifen. Wird in dieser Zeit parallel schon wieder eine neue Radarmessung durchgeführt, so müssen die neuen Spektren 300 zusätzlich gespeichert werden. Daher ist es vorteilhaft, wenn die Radarspektren komprimiert gespeichert werden, um Speicherplatz zu sparen. Wenn ein Spektrum 300 benötigt wird, kann es wieder dekomprimiert werden.It can be provided that sensor data 300 from several sensors are combined and processed in a central control unit. The bandwidth with which the sensor data 300 can be sent from a sensor 40 to the central control unit is limited. It is therefore advantageous to transmit the sensor data 300 in a compressed form and thereby save bandwidth or manage with a limited bandwidth. It is therefore an advantage of embodiments of the invention that the relevant areas 302 of the radar spectrum can be efficiently compressed and stored. A further application for embodiments of the invention can be provided by temporarily storing radar spectra in a radar sensor when algorithms access them at a later point in time. If a new radar measurement is carried out in parallel during this time, the new spectra 300 must also be stored. It is therefore advantageous if the radar spectra are stored in a compressed form in order to save storage space. When a spectrum 300 is needed, it can be decompressed again.
Auch, wenn die Ausführungsbeispiele anhand von 2-dimensionalen Sensordaten 300 eines Radarsensors erklärt werden, gelten die Ausführungen auch für den Einsatz mit anderen Sensoren und/oder höheren (oder nur einer) Dimensionen, beispielsweise für ein Radar auf 4 Dimensionen. Das Verfahren 100 gemäß Ausführungsbeispielen ist ferner anwendbar auf verschiedene Radarspektren 300, z.B. nicht-kohärent-integrierte Spektren, sogenannte Beamformed-Spektren, oder den komplexen Spektren der verschiedenen Empfangskanälen. Bei komplexen Spektren kann der Real- und Imaginärteil oder der Betrag und die Phase der komplexen Zahl für den jeweils betrachteten Wert gespeichert werden. Das Verfahren ist zudem anwendbar für Daten anderer Sensoren 40.Even if the embodiments are explained using 2-dimensional sensor data 300 of a radar sensor, the explanations also apply to use with other sensors and/or higher (or only one) dimensions, for example for a radar in 4 dimensions. The method 100 according to embodiments is also applicable to different radar spectra 300, e.g. non-cohesive rent-integrated spectra, so-called beamformed spectra, or the complex spectra of the various receiving channels. For complex spectra, the real and imaginary parts or the magnitude and phase of the complex number for the value under consideration can be stored. The method can also be used for data from other sensors 40.
Im Folgenden wird ein rechteckiger Patch, wie in
def compress_spectrum(pois, spectrum): # pois: Liste der Koordinaten der POls # spectrum: Das zu komprimierende Spektrum spectrum_compressed = empty_list_of_values 0 #spectrum_compressed: Variable, in welcher das komprimierte Spektrum gespeichert wird #Erzeugen einer Maske, um zu wissen, wenn ein bestimmter Punkt des Spektrums bereits gespeichert wurde: mask = boolean_array_initialized_to_False() #gehe durch die Liste der Punkte: for p in pois: # erhalte Koordinaten des Patches, welcher zu einem aktuellen POI p gehört: x_coordinates, y_coordinates = compute_patch_coordinates (p) # gehe durch alle Koordinaten des Patches: for x in x_coordinates: for y in y_coordinates: #prüfe, ob der Pixel gespeichert werden soll #falls ja, hinterlege dies in der Maske, damit der Pixel nicht ein weiteres Mal gespeichert wird if mask[x,y] is False: mask[x,y] = True spectrum_compressed.append(spectrum[x,y]]) return pois, spectrum_compressedIn the following, a rectangular patch as shown in
def compress_spectrum(pois, spectrum): # pois: List of coordinates of the POls # spectrum: The spectrum to be compressed spectrum_compressed = empty_list_of_values 0 #spectrum_compressed: Variable in which the compressed spectrum is stored #Creating a mask to know when a certain point of the spectrum has already been saved: mask = boolean_array_initialized_to_False() #go through the list of points: for p in pois: # get coordinates of the patch which corresponds to a current POI p heard: x_coordinates, y_coordinates = compute_patch_coordinates (p) # go through all coordinates of the patch: x_coordinates for y in y_coordinates: #check if the pixel should be saved #if yes, store this in the mask so that the pixel does not have another Times saved if mask[x,y] is False: mask[x,y] = True spectrum_compressed.append(spectrum[x,y]]) return pois, spectrum_compressed
Die Funktion erhält als Eingangsvariablen die ein- oder zweidimensionalen Koordinaten der POI 301 im Spektrum 300 sowie das Spektrum 300, welches komprimiert wird. Es wird für jeden mit „p“ angegebenen POI 301 über die entsprechenden Patch-Koordinaten iteriert. Falls ein Pixelwert in dem jeweiligen Patch noch nicht gespeichert wurde, so wird dieser gespeichert. In einer Maske wird hinterlegt, welche Pixelwerte schon abgespeichert wurden, so dass kein Wert doppelt gespeichert wird.The function receives as input variables the one or two-dimensional coordinates of the POI 301 in the spectrum 300 as well as the spectrum 300 that is being compressed. For each POI 301 specified with "p", the corresponding patch coordinates are iterated over. If a pixel value has not yet been saved in the respective patch, it is saved. A mask stores which pixel values have already been saved so that no value is saved twice.
Die Information, mit welcher das Spektrum 300 wieder dekomprimiert werden kann, ist in der Liste mit den Koordinaten der POI 301 „pois“, dem komprimierten Spektrum „spectrum_compressed“ sowie der Größe des Spektrums „spectrum_size“ enthalten. Vorteilhaft ist es nicht notwendig, dass die Maske gespeichert wird, da diese on-the-fly während des Dekomprimierens berechnet werden kann.The information with which the spectrum 300 can be decompressed again is contained in the list with the coordinates of the POI 301 "pois", the compressed spectrum "spectrum_compressed" and the size of the spectrum "spectrum_size". It is advantageous that the mask does not need to be saved, as it can be calculated on-the-fly during decompression.
Falls der Speicher auf dem Radarsensor stark limitiert ist, kann der Komprimierungsalgorithmus während der Komprimierung speichereffizienter ausgeführt werden. Das komprimierte Ergebnis ist dennoch das Gleiche. Anstatt die Maske in einem extra array zu speichern, kann auf die Speicherung der Maske verzichtet werden. Dies reduziert die Menge des notwendigen Datenspeichers während der Berechnung. Stattdessen wird, sobald ein Wert aus dem Spektrum gespeichert wurde, dieser Wert im Spektrum durch einen invalidvalue ersetzt. Diese Information kann genutzt werden, um im weiteren Verlauf diese Werte nicht nochmals doppelt zu speichern. Hierzu kann verglichen werden, ob der aktuelle betrachtete Pixelwert gleich invalid_value ist. Es muss beachtet werden, dass der invalid _value ein Wert ist, welcher in realen Messungen nicht auftreten kann. Der Pseudocode dazu ist nachfolgend dargestellt:
def compress_spectrum_no_mask(pois, spectrum): # pois: Liste der Koordinaten der POls # spectrum: Das zu komprimierende Spektrum spectrum_compressed = empty_list_of_values 0 invalid value = -1.0 for p in pois: x_coordinates, y_coordinates = compute_patch_coordinates (p) for x in x_coordinates: for y in y_coordinates: #prüfe, ob der Pixel gespeichert werden soll if spectrum[x,y] is not invalid_value: spectrum_compressed.append(spectrum[x,y]]) spectrum[x,y] = invalid_value return pois, spectrum_compressedIf the memory on the radar sensor is very limited, the compression algorithm can be executed more efficiently during compression. The compressed result is still the same. Instead of storing the mask in an extra array, the mask can be omitted. This reduces the amount of data storage required during the calculation. Instead, as soon as a value from the spectrum has been stored, this value in the spectrum is replaced by an invalid value. This information can be used to avoid storing these values twice in the future. To do this, it can be compared whether the current pixel value being considered is equal to invalid_value. It must be noted that the invalid _value is a value that cannot occur in real measurements. The pseudocode for this is shown below:
def compress_spectrum_no_mask(pois, spectrum): # pois: List of coordinates of the POls # spectrum: The spectrum to be compressed spectrum_compressed = empty_list_of_values 0 invalid value = -1.0 for p in pois: x_coordinates, y_coordinates = compute_patch_coordinates (p) x_coordinates for y in y_coordinates: #check if the pixel should be saved if spectrum[x,y] is not invalid_value: spectrum_compressed.append(spectrum[x,y]]) spectrum[x,y] = invalid_value return pois, spectrum_compressed
Der Dekomprimierungsalgorithmus kann analog zum Komprimierungsalgorithmus funktionieren und ist nachfolgend durch Pseudocode vereinfacht dargestellt:
def decompress_spectrum(pois, spectrum_compressed, spectrum_size): # pois: Liste der Koordinaten der POls # spectrum_compressed: Das komprimierte Spektrum # spectrum_size: Größe des Original-Spektrums spectrum_decompressed = array_of_zeros(spectrum_size) mask = boolean_array_initialized_to_False() current_spectrum_index = 0 for p in pois: x_coordinates, y_coordinates = compute_patch_coordinates (p) for x in x_coordinates: for y in y_coordinates: #prüfe, ob der Pixel in spectrum_decompressed geschrieben werden soll if mask[x,y] is False: mask[x,y] = True spectrum_decompressed[x,y] = spectrum_compressed[current_roi_index]]) current_roi_index += 1 return pois, spectrum_decompressedThe decompression algorithm can work analogously to the compression algorithm and is simplified below using pseudocode:
def decompress_spectrum(pois, spectrum_compressed, spectrum_size): # pois: List of coordinates of the POls # spectrum_compressed: The compressed spectrum # spectrum_size: Size of the original spectrum spectrum_decompressed = array_of_zeros(spectrum_size) mask = boolean_array_initialized_to_False() current_spectrum_index = 0 for p in pois: x_coordinates, y_coordinates = compute_patch_coordinates (p) x_coordinates for y in y_coordinates: #check if the pixel is written to spectrum_decompressed should if mask[x,y] is False: mask[x,y] = True spectrum_decompressed[x,y] = spectrum_compressed[current_roi_index]]) current_roi_index += 1 return pois, spectrum_decompressed
Dabei wird das Spektrum als array mit 0 in einer vorgegebenen Größe initialisiert. Es wird wie beim Komprimierungsalgorithmus über die POls und die jeweiligen Patch-Koordinaten x,y iteriert. Für jeden Pixelwerte der noch nicht in „spectrum_decompressed“ gespeichert wurde, wird der nächste Wert von spectrum_compressed an die aktuelle Koordinate x,y gespeichert.The spectrum is initialized as an array with 0 in a given size. As with the compression algorithm, it is iterated over the POls and the respective patch coordinates x,y. For each pixel value that has not yet been saved in "spectrum_decompressed", the next value from spectrum_compressed is saved to the current coordinate x,y.
Analog zum Komprimierungsalgorithmus kann auch beim Dekomprimierungsalgorithmus auf die Berechnung der Maske verzichtet werden, indem das spectrum_decompressed an jeder Stelle mit einem invalid_value initialisiert wird. Es werden dabei nur Werte überschrieben, welche zuvor noch nicht überschrieben wurden, also welche den Wert == invalid_value haben. Zum Schluss werden alle noch verbleibenden Pixel, welche den Wert invalid_value haben, auf 0 gesetzt. Der Pseudocode dazu ist nachfolgend gezeigt:
def decompress_spectrum_no_mask(pois, spectrum_compressed, spectrum_size): # pois: Liste der Koordinaten der POls # spectrum_compressed: Das komprimierte Spektrum # spectrum_size: Größe des Original-Spektrums spectrum_decompressed = create_array_and_set_values_to_invalid_value Q # Funktion, um ein Array zu erstellen und alle Wert auf „invalid_value" zu setzen current_spectrum_index = 0 for p in pois: x_coordinates, y_coordinates = compute_patch_coordinates (p) for x in x_coordinates: for y in y_coordinates: #prüfe, ob der Pixel in spectrum_decompressed geschrieben werden soll if spectrum_decompressed[x,y] == invalid _value: spectrum_decompressed[x,y] = spectrum_compressed[current_roi_index]]) current_roi_index += 1 set_all_pixel_values_which_have_invalid_value to_zero(spectrum_decompresse d, invalid_value) # Funktion, um alle Wert mit„invalid_value" auf 0 zu setzen return pois, spectrum_decompressedAnalogous to the compression algorithm, the decompression algorithm can also dispense with the calculation of the mask by initializing the spectrum_decompressed at each point with an invalid_value. Only values that have not been overwritten before, i.e. those that have the value == invalid_value, are overwritten. Finally, all remaining pixels that have the value invalid_value are set to 0. The pseudocode for this is shown below:
def decompress_spectrum_no_mask(pois, spectrum_compressed, spectrum_size): # pois: List of coordinates of the POls # spectrum_compressed: The compressed spectrum # spectrum_size: Size of the original spectrum spectrum_decompressed = create_array_and_set_values_to_invalid_value Q # Function to create an array and set all values to "invalid_value" current_spectrum_index = 0 for p in pois: x_coordinates, y_coordinates = compute_patch_coordinates (p) x_coordinates for y in y_coordinates: #check if the pixel is written to spectrum_decompressed should if spectrum_decompressed[x,y] == invalid _value: spectrum_decompressed[x,y] = spectrum_compressed[current_roi_index]]) current_roi_index += 1 set_all_pixel_values_which_have_invalid_value to_zero(spectrum_decompresse d, invalid_value) # Function to set all values with "invalid_value" to 0 return pois, spectrum_decompressed
In
In der Tabelle wird der benötigte Speicherplatz für 8bit oder 32bit pro gespeicherten Wert und 16bit pro gespeicherten Index angegeben. Man erkennt, dass für dieses Beispiel „Saving as sparse matrix“ nicht vorteilhaft ist und sogar mehr Speicherplatz benötigt als das unkomprimierte Verfahren. Dies liegt daran, dass die Daten nicht sparse genug sind. Auch die weiteren Verfahren Block Sparse Row, Compressed Sparse Row, Compressed Sparse Column sind nicht geeignet. Das vorgeschlagene Verfahren „compressed“ benötigt am wenigsten Speicher, nur etwa 76% des Speichers bei 32 bit Werten und 85% des Speichers bei 8 bit Werten im Vergleich des unkomprimierten Verfahrens.The table shows the storage space required for 8 bits or 32 bits per stored value and 16 bits per stored index. It can be seen that for this example, "Saving as sparse matrix" is not advantageous and actually requires more storage space than the uncompressed method. This is because the data is not sparse enough. The other methods Block Sparse Row, Compressed Sparse Row, Compressed Sparse Column are also not suitable. The proposed method "compressed" requires the least storage space, only about 76% of the storage space for 32 bit values and 85% of the storage space for 8 bit values compared to the uncompressed method.
Für ein weiteres Beispiel mit nur 100 POls, s.
„Saving as sparse matrix“ benötigt bei 32 Bit Werten weniger als die unkomprimierte Methode, bei 8 Bit Werten ist es weiterhin ungeeignet und benötigt mehr Speicher als die unkomprimierte Methode. Auch die weiteren Methoden brauchen alle mehr Speicherplatz als die vorgeschlagene Verfahren. Auch hier benötigt das vorgeschlagene Verfahren am wenigsten Speicherplatz von ca. 41% und 45% gegenüber dem unkomprimierten Methoden.“Saving as sparse matrix” requires less memory than the uncompressed method for 32-bit values, but it is still unsuitable for 8-bit values and requires more memory than the uncompressed method. The other methods also all require more memory than the proposed method. Here too, the proposed method requires the least memory, at around 41% and 45% compared to the uncompressed methods.
Als weiteres Beispiel ist in
Für die in
In der folgenden Tabelle werden der max. benötigte Speicher und das 0.98 Quantil dargestellt:
Es ist ersichtlich, dass für die vorgeschlagene Methode in 98% der Messungen 49% des Speicherbedarfs genug sind, um den relevanten Teil des Spektrums zu speichern. Damit können „real world“ Messungen effizient mit der vorgeschlagenen Methode komprimiert werden.It can be seen that for the proposed method, in 98% of the measurements, 49% of the memory requirement is enough to store the relevant part of the spectrum. Thus, real world measurements can be efficiently compressed using the proposed method.
Häufig ist es erforderlich, dass für die POls weitere Attribute gespeichert werden, um diese in späteren Prozessierungen zu nutzen. Dies sind für Radarreflexionen beispielsweise die Distanz, Dopplergeschwindigkeit, Azimutwinkel, Elevationswinkel. Im Allgemeinen können aus diesen Attributen die Indizes der Bins im betrachtenden Spektrum berechnet werden, in denen die POls liegen. In diesem Fall ist es nicht nötig die Indizes nochmals zu speichern, d.h. das Speicherbedarf des vorgeschlagenen Verfahrens kann weiter reduziert werden. Beim Dekomprimieren können die benötigten Indizes on-the-fly berechnet werden.It is often necessary to store additional attributes for the POls in order to use them in later processing. For radar reflections, these are, for example, the distance, Doppler velocity, azimuth angle, elevation angle. In general, the indices of the bins in the spectrum under consideration in which the POls are located can be calculated from these attributes. In this case, it is not necessary to store the indices again, i.e. the memory requirements of the proposed method can be further reduced. During decompression, the required indices can be calculated on-the-fly.
In einer weitere Optimierung kann die vorgeschlagene Methode mit einem „run length encoding“ kombiniert werden. Es wird dann nicht die Sequenz der Spektrumswerte gespeichert, sondern es wird gespeichert, wie oft ein Wert hintereinander vorkommt und dann der Wert selbst. Je nach betrachtetem Spektrum kann dies zu einer weiteren Speicherplatzersparnis führen.
- [1] Kanil Patel and Kilian Rambach and Tristan Visentin and Daniel Rusev and Michael Pfeiffer and Bin Yang, „Deep Learning-based Object Classification on Automotive Radar Spectra“, IEEE Radar Conference 2019
- [2] Adriana-Eliza Cozma, Lisa Morgan, Martin Stolz, David Stoeckel, Kilian Rambach, „DeepHybrid: Deep Learning on Automotive Radar Spectra and Reflections for Object Classification“ 2022, https://arxiv.org/abs/2202.08519
- [1] Kanil Patel and Kilian Rambach and Tristan Visentin and Daniel Rusev and Michael Pfeiffer and Bin Yang, “Deep Learning-based Object Classification on Automotive Radar Spectra”, IEEE Radar Conference 2019
- [2] Adriana-Eliza Cozma, Lisa Morgan, Martin Stolz, David Stoeckel, Kilian Rambach, “DeepHybrid: Deep Learning on Automotive Radar Spectra and Reflections for Object Classification” 2022, https://arxiv.org/abs/2202.08519
Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The above explanation of the embodiments describes the present invention exclusively in the context of examples. Of course, individual features of the embodiments can be freely combined with one another, provided they are technically expedient, without departing from the scope of the present invention.
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PATEL, Kanil [u.a.]: Deep learning-based object classification on automotive radar spectra. In: IEEE Radar Conference (RadarConf), 22.-26. April 2019, Boston, MA, USA, 2019, S. 1-6. - ISBN 978-1-7281-1680-8 (p) ; 978-1-7281-1679-2 (e). DOI: 10.1109/RADAR.2019.8835775. URL: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=8835775 [abgerufen am 2020-09-07]. |
Also Published As
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