EP3788404A1 - Verfahren zum bestimmen eines rollwinkels eines optoelektronischen sensors mittels abtastpunkten eines sensorbildes sowie optoelektronischer sensor - Google Patents

Verfahren zum bestimmen eines rollwinkels eines optoelektronischen sensors mittels abtastpunkten eines sensorbildes sowie optoelektronischer sensor

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Publication number
EP3788404A1
EP3788404A1 EP19719862.5A EP19719862A EP3788404A1 EP 3788404 A1 EP3788404 A1 EP 3788404A1 EP 19719862 A EP19719862 A EP 19719862A EP 3788404 A1 EP3788404 A1 EP 3788404A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
optoelectronic sensor
roll angle
space coordinate
motor vehicle
determined
Prior art date
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Pending
Application number
EP19719862.5A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Nikolai SERGEEV
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Publication of EP3788404A1 publication Critical patent/EP3788404A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
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    • G06V20/50—Context or environment of the image
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    • G06V20/582—Recognition of moving objects or obstacles, e.g. vehicles or pedestrians; Recognition of traffic objects, e.g. traffic signs, traffic lights or roads of traffic signs

Definitions

  • the invention relates to a method for determining at least one roll angle of an optoelectronic sensor of a motor vehicle.
  • the optoelectronic sensor comprises a transmitting device, a receiving unit with at least two receiving elements and an evaluation unit.
  • the transmitting device By means of the transmitting device light beams are emitted in an environment of the motor vehicle.
  • Light beams are received by the receiving unit and by means of
  • Evaluation unit shown as a sampling point in a sensor image generated by the optoelectronic sensor. Furthermore, the invention relates to an optoelectronic sensor.
  • the lidar sensor supplies a 3D point cloud, which comprises scanning points reflected on the ground and on at least one motor vehicle.
  • the 3D point cloud is compared to a 3D reference point cloud and misalignment of the
  • Object of the present invention is to provide a method and an optoelectronic sensor, by means of which a roll angle of the optoelectronic sensor can be determined improved.
  • One aspect of the invention relates to a method for determining a roll angle of an optoelectronic sensor of a motor vehicle.
  • the optoelectronic sensor comprises at least one transmitting device, at least one receiving unit and a
  • the method comprises the following steps:
  • the receiving unit receives reflected light on an object by the receiving unit, wherein the received light beams are represented by the evaluation as sampling points in a sensor image generated by the optoelectronic sensor image of the environment of the motor vehicle.
  • the objects may be, for example, other vehicles, traffic signs, or persons.
  • reflections from the road surface or the surface on which the vehicle is located can be received.
  • Roll angle is between at least one scanning axis and at least one
  • the scanning axis is formed by at least one scanning point of a ground structure and a reference point of a reference axis of the optoelectronic sensor.
  • a sampling point of a soil structure is used as a starting point for the determination of the roll angle.
  • a Abtastachse is determined, for example in the form of a straight line, which is defined by the sampling point and by the reference point.
  • the roll angle is determined as the angle between the scanning axis and the reference axis.
  • a scanning plane and a reference plane can also be clamped in order to determine the roll angle.
  • Optoelectronic sensor are spanned a scanning plane.
  • the angle between the scanning plane and the reference plane corresponds here again to the roll angle.
  • the roll angle is in particular a rotation of the optoelectronic sensor about a vehicle longitudinal axis of the motor vehicle.
  • the reference axis is determined depending on a pitch angle and a yaw angle of the optoelectronic sensor.
  • the yaw angle which is a rotation of the optoelectronic sensor to a
  • Vehicle vertical axis describes, and the pitch angle, which describes a rotation of the optoelectronic sensor about a vehicle transverse axis, already determined before the determination of the roll angle.
  • the optoelectronic sensor has a
  • Evaluation unit by means of which the optoelectronic sensor was advantageously already calibrated or corrected by the pitch angle and the yaw angle, so that an improved determination of the roll angle can be performed.
  • the pitch angle and the yaw angle can be determined such that by means of at least two sampling points of a first receiving element
  • a sensor coordinate system is determined.
  • a reference coordinate system may be defined by at least one sampling point of the first Receiving element are determined with at least one sampling point of a second receiving element, wherein depending on a selection of the sampling point of the first receiving element, the sampling point of the second receiving element is predetermined.
  • the sampling points of the first and the second receiving element which are responsible for the generation of the reference coordinate system
  • horizontal angle is an angle within a plane that is spanned by a vehicle longitudinal and a vehicle transverse axis.
  • the sensor coordinate system can be compared with the reference coordinate system and depending on the comparison of the pitch angle and / or the yaw angle of the
  • optoelectronic sensor can be determined.
  • the optoelectronic sensor can be designed in particular as a lidar sensor or as a laser scanner.
  • a distance threshold value is determined and the roll angle is determined accordingly only when the distance threshold value is exceeded by the lateral distance. For example, this one
  • Distance threshold corresponding to at least half the vehicle width.
  • a mounting height of the optoelectronic sensor on the motor vehicle is used as the basis for the reference point.
  • the reference point is predetermined by a known installation position in the vehicle. If the installation height or the installation position is known, then, for example, the vertical distance of the sensor to a roadway or to a surface below the
  • the roadway or the surface can be used as a basis for determining the reference axis or the reference plane.
  • the roll angle can be determined simply and yet reliably in many driving situations.
  • the sampling point has a first space coordinate, a second space coordinate and a third space coordinate and the roll angle by an arctangent function of the ratio of the second space coordinate to the third
  • Space coordinate is determined.
  • the first spatial coordinate lies in the vehicle longitudinal direction (X_A)
  • A is the sampling point and a is the roll angle.
  • the roll angle can be determined by averaging the respective roll angle.
  • a second received sampling point is used as the reference point.
  • the second received sampling point may originate from a second line on the roadway.
  • the two received sampling points have a sufficiently large lateral distance from each other, so that advantageously the roll angle can be determined.
  • the scanning axis is then laid between the first sampling point and the second sampling point. Between the reference axis passing through the second sampling point and the scanning axis, an angle corresponding to the roll angle can be determined. This makes it possible, in particular, that the roll angle can be reliably determined independently of a mounting height of the optoelectronic sensor.
  • the shoring height can, for example, due to the suspension of the
  • Motor vehicle and / or due to a removal of the tire surface and / or due to a load of the motor vehicle vary.
  • the sampling point has a first spatial coordinate (X_A), a second spatial coordinate (Y_A) and a third spatial coordinate (Z_A), and the second sampling point has a further first spatial coordinate (X_B), another second spatial coordinate (Y_B) and has a further third spatial coordinate (Z_B) and the Roll angle is determined by an arctangent function of the ratio of the difference of the other third spatial coordinate and the third spatial coordinate and the difference of the other second spatial coordinate and the second spatial coordinate.
  • the first and further first spatial coordinates lie in the vehicle longitudinal direction (X coordinate), the second and further second spatial coordinates in the vehicle transverse direction (Y coordinate) and the third and further third spatial coordinates in the vehicle vertical direction (Z coordinate):
  • A is the first sampling point and B is the second sampling point and a
  • Sample point corresponds. This makes it possible, in particular, regardless of a mounting height of the optoelectronic sensor, which may vary in particular, for example, due to the suspension of the motor vehicle and / or due to erosion of the tire surface and / or due to a load of the motor vehicle, the roll angle can be reliably determined.
  • the optoelectronic sensor is calibrated depending on the roll angle. With the evaluation of the optoelectronic sensor, the roll angle can be determined and then depending on the roll angle
  • the optoelectronic sensor to be calibrated.
  • Evaluation unit can be corrected so that when using the optoelectronic sensor, a corrected sensor image can be provided for evaluation for other assistance systems.
  • a corrected sensor image can be provided for evaluation for other assistance systems.
  • an improved optoelectronic sensor in the autonomous, ferry operation of the motor vehicle, can be provided, which can be used reliably and safely in road traffic.
  • the determination of the roll angle during an operation, in particular a ferry operation, of the motor vehicle is performed.
  • the current roll angle of the motor vehicle is performed.
  • a driving situation here for example, driving on a highway, a Parking process or a stand z. B. at a traffic light or an intersection.
  • Determining the roll angle can also be calibrated at the different loading conditions of the optoelectronic sensor.
  • the optoelectronic sensor can be improved in several driving situations, so that road safety can be improved for a large number of different driving situations.
  • an improved at least semi-autonomous operation in particular during autonomous operation of the motor vehicle, an improved
  • Motor vehicle can be realized thereby, which can lead to an increase in road safety.
  • At least one sampling point of a lane marking recognized in the sensor image is used. This can be exploited that road markings on many roads
  • road markings may also have highly reflective particles. Consequently, these lane markings can be recognized well.
  • lane markings may have a sufficiently large lateral distance from each other and may also be aligned parallel to one another. This can be reliably determined with recognized in the sensor image road markings.
  • a guard rail and / or a wall, in particular a tunnel wall can also be used for the method.
  • the method can be carried out very reliably. Since, in particular guardrails and / or walls, in particular tunnel walls, are also aligned parallel to each other and these can be used reliably for the process. In particular, it is also possible that curves can be taken into account in the method.
  • guardrails and walls in particular tunnel walls, it can therefore be soil structures in the sense of the invention.
  • a respective roll angle is determined for a plurality of sampling points and the roll angle of
  • Optoelectronic sensor as a statistical mean of the respective specific roll angle the sampling points determined.
  • the specific roll angle of a respective sampling point is verified by further determinations of roll angles, and in particular by the determination of the roll angle via the statistical mean, inaccuracies can be compensated. This allows the
  • Roll angle of the optoelectronic sensor can be reliably determined.
  • Another aspect of the invention relates to an optoelectronic sensor having at least one transmitting device for emitting light beams and having at least one receiving unit.
  • the receiving unit is configured to receive light beams reflected from an object.
  • the optoelectronic sensor has a
  • Evaluation unit which is adapted to represent the received light beams as sampling points in a sensor image of the environment of the motor vehicle. Furthermore, the evaluation unit is designed to determine a roll angle between at least one scanning axis and at least the reference axis.
  • the scan axis is defined by at least one received sample point of a soil structure and a
  • Optoelectronic sensor has physical features that a
  • Fig. 1 is a schematic plan view of a motor vehicle with a
  • Fig. 2 is a schematic plan view of a first receiving situation by the
  • Fig. 3 is a schematic transverse view of the embodiment of the
  • Fig. 5 is a schematic transverse view of the embodiment of the
  • Fig. 1 shows a motor vehicle 1 with a driver assistance system 2.
  • Driver assistance system 2 for example, an object 3, which is located in a
  • a distance between the motor vehicle 1 and the object 3 can be determined by means of the driver assistance system 2.
  • the driver assistance system 2 comprises at least one optoelectronic sensor 5.
  • the optoelectronic sensor 5 may be designed as a lidar sensor or as a laser scanner.
  • the optoelectronic sensor 5 comprises a transmitting device 6, with which light beams 8 can be emitted or emitted.
  • the optoelectronic sensor 5 is arranged on a front region of the motor vehicle 1.
  • the Optoelectronic sensor 5 can also be arranged on other areas, for example on a rear area or on a side area of motor vehicle 1. The present example is therefore not exhaustive, but merely serves to illustrate an essential idea.
  • the transmitting device 6 With the transmitting device 6, the light beams 8 within a predetermined detection range E or a predetermined angular range
  • the light beams 8 may be emitted in a predetermined horizontal angle range.
  • Optoelectronic sensor 5 a deflection device, not shown, with which the
  • Light beams 8 can be deflected into the environment 4 and thus the
  • Detection area E is scanned.
  • the optoelectronic sensor 5 comprises a receiving unit 7, which may have, for example, a photodiode. With the receiving unit 7, the light beams 9 reflected by the object 3 can be received as a received signal. Furthermore, the optoelectronic sensor 5 may have a control device, which may be formed for example by a microcontroller or a digital signal processor. The optoelectronic sensor 5 can have an evaluation unit 10, by means of which the reflected light beams 9 can be evaluated as sampling points 15, 16, 20, 21 (see FIGS. 3 and 4).
  • the driver assistance system 2 further comprises a control device 1 1, which may be formed for example by an electronic control unit (ECU-electronic control unit) of the motor vehicle 1.
  • ECU-electronic control unit electronicelectronic control unit
  • Control device 1 1 is connected to the data transmission with the optoelectronic sensor 5.
  • the data transmission can, for example, via the data bus of the
  • Fig. 2 shows a schematic plan view of a first receiving situation.
  • the optoelectronic sensor 5 is directed with its reception area E on a roadway 12.
  • the motor vehicle 1 is not shown, but only the optoelectronic sensor 5, which is arranged on the motor vehicle 1.
  • On the roadway 12 is a soil structure 13, which is in particular formed linearly and in the present case is designed as a first road marking 14.
  • the first lane marking 14 has at least one first sampling point 15.
  • FIG. 3 shows a schematic transverse view of the first receiving situation from FIG.
  • FIG. 3 shows a vehicle transverse axis Y and a vehicle vertical axis Z.
  • a roll angle ⁇ is determined, which is to be found, in particular, between the vehicle transverse axis Y and the vehicle vertical axis Z.
  • the roll angle a is a rotation about a vehicle longitudinal axis X which is presently indicated in the origin.
  • FIG. 3 shows the sampling point 15 and a reference point 17, which in the present case is likewise arranged at the origin.
  • a scanning axis 18 is placed between the reference point 17 and the sampling point 15, a scanning axis 18 is placed.
  • a reference axis 19 is also dependent on the reference point 17, a pitch angle and a yaw angle of the optoelectronic sensor 5.
  • the reference axis 19 by the yaw angle and the pitch angle of the
  • the roll angle a is in particular the angle between the scanning axis 18 and the reference axis 19.
  • the scanning point 15 and the reference point 17 are in particular determined such that they have at least one predetermined lateral distance from one another.
  • reference point 17 in particular a mounting height of the optoelectronic sensor 5 on the motor vehicle 1 can be used as a basis.
  • the sampling point 15 has a first spatial coordinate X_A in the X direction, a second spatial coordinate Y_A in the Y direction, and a third spatial coordinate Z_A in the Z direction.
  • the roll angle a is determined by an arctangent function of the ratio of the second spatial coordinate Y_A to the third spatial coordinate Z_A:
  • the motor vehicle 1 is not darteils, but only the optoelectronic sensor 5, which is arranged on the motor vehicle 1.
  • the roadway 12 has a floor structure 13, which in this example is designed as two lane markings 14, 22.
  • the first lane marking 14 has at least one first sampling point 15.
  • the second road marking 22 has at least in the sensor image.
  • both the first lane mark 14 and the second lane mark 22 may have a plurality of sampling points 15, 20 and a respective roll angle a between the scanning points 15, 16 of the first lane marking 14 and the sampling points 20, 21 of the second lane marking 22 are determined and the roll angle a of the optoelectronic sensor 5 as a statistical average of the respective specific roll angle a of the sampling points 15, 16, 20, 21 are determined.
  • the second received sampling point 20 is used as the reference point 17.
  • the second received sampling point 20 is used as the reference point 17.
  • Loading conditions of the motor vehicle 1 may vary, the roll angle a can be determined.
  • FIG. 5 shows a schematic transverse view of the second receiving situation from FIG. 4.
  • the roll angle ⁇ between the sampling point 15 and the second sampling point 20 is determined.
  • the scanning axis 18 is placed between the scanning point 15 and the second scanning point 20.
  • the reference axis 19 is determined depending on the second sampling point 20, the pitch angle and the yaw angle. It is
  • the second sampling point 20 likewise has a further first spatial coordinate X_B in the X direction, a further second spatial coordinate Y_B in the Y direction and a further third spatial coordinate Z_B in the Z direction.
  • the roll angle a can then by an arctangent function of
  • Ratio of the difference of the other third spatial coordinate Z_B and the third spatial coordinate Z_A and the difference of the other second spatial coordinate Y_B and the second spatial coordinate Y_A are determined:
  • the optoelectronic sensor 5 is calibrated or corrected as a function of the determined roll angle a.
  • the evaluation unit 10 of the optoelectronic sensor 5 can determine the roll angle ⁇ and send it to the control device 10 in a correspondingly corrected manner.
  • this can improve the evaluation of the information of the Optoelectronic sensor 5 are provided for the control device 1 1, so that the safety in traffic can be increased.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Rollwinkels (α) eines optoelektronischen Sensors (5) eines Kraftfahrzeugs (1), wobei der optoelektronische Sensor zumindest eine Sendeeinrichtung (6), zumindest eine Empfangseinheit (7) und zumindest eine Auswerteeinheit (10) umfasst, mit folgenden Schritten: - Aussenden von Lichtstrahlen (8) in eine Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1) durch die Sendeeinrichtung (7) - Empfangen von an einem Objekt (3) reflektierten Lichtstrahlen (8) durch die Empfangseinheit (7), wobei die empfangenen Lichtstrahlen (8) durch die Auswerteeinheit (10) als Abtastpunkte (17A, 17B, 17C) in einem vom optoelektronischen Sensor (5) erzeugten Sensorbild von der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) dargestellt werden, wobei der Rollwinkel (α) zwischen zumindest einer Abtastachse (18) und zumindest einer Referenzachse (19) durch die Auswerteeinheit (10) bestimmt wird, wobei die Abtastachse (18) durch zumindest einen Abtastpunkt (15, 16, 20, 21) einer Bodenstruktur (13) und einem Referenzpunkt (17) der Referenzachse (19) des optoelektronischen Sensors (5) gebildet wird. Ferner betrifft die Erfindung einen optoelektronischen Sensor (5).

Description

Verfahren zum Bestimmen eines Rollwinkels eines optoelektronischen Sensors mittels Abtastpunkten eines Sensorbildes sowie optoelektronischer Sensor
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen zumindest eines Rollwinkels eines optoelektronischen Sensors eines Kraftfahrzeugs. Der optoelektronische Sensor umfasst eine Sendeeinrichtung, eine Empfangseinheit mit zumindest zwei Empfangselementen und eine Auswerteeinheit. Mittels der Sendeeinrichtung werden Lichtstrahlen in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs ausgesendet. Die an einem Objekt reflektieren
Lichtstrahlen werden mittels der Empfangseinheit empfangen und mittels der
Auswerteeinheit als Abtastpunkt in einem vom optoelektronischen Sensor erzeugten Sensorbild dargestellt. Ferner betrifft die Erfindung einen optoelektronischen Sensor.
Aus dem Stand der Technik sind bereits Verfahren zur Detektion von Fehlausrichtungen von Lidarsensoren bekannt. Beispielsweise offenbart die US 9,052,721 B1 ein solches Verfahren. Der Lidar-Sensor liefert dazu eine 3D-Punktwolke, die am Boden und an mindestens einem Kraftfahrzeug reflektierte Abtastpunkte umfasst. Die 3D-Punktwolke wird mit einer 3D-Referenzpunktwolke verglichen und eine Fehlausrichtung des
Lidarsensors berechnet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es ein Verfahren sowie einen optoelektronischen Sensor zu schaffen, mittels welchem ein Rollwinkel des optoelektronischen Sensors verbessert bestimmt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie durch einen optoelektronischen Sensor gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Rollwinkels eines optoelektronischen Sensors eines Kraftfahrzeugs. Der optoelektronsiche Sensor umfasst zumindest eine Sendeeinrichtung, zumindest eine Empfangseinheit und eine
Auswerteeinheit. Das Verfahren weist folgende Schritte auf:
- Aussenden von Lichtstrahlen in eine Umgebung des Kraftfahrzeugs durch die
Sendeeinrichtung
- Empfangen von an einem Objekt reflektierten Lichtstrahlen durch die Empfangseinheit, wobei die empfangenen Lichtstrahlen durch die Auswerteeinheit als Abtastpunkte in einem vom optoelektronischen Sensor erzeugten Sensorbild von der Umgebung des Kraftfahrzeugs dargestellt werden. Bei den Objekten kann es sich beispielsweise um weitere Fahrzeuge, Verkehrszeichen, oder Personen handeln. Zusätzlich können Reflektionen von der Fahrbahnoberfläche bzw. der Oberfläche auf der sich das Fahrzeug befindet empfangen werden. Der
Rollwinkel wird zwischen zumindest einer Abtastachse und zumindest einer
Referenzachse durch die Auswerteeinheit bestimmt. Die Abtastachse wird hierbei durch zumindest einen Abtastpunkt einer Bodenstruktur und einem Referenzpunkt einer Referenzachse des optoelektronischen Sensors gebildet.
Mit anderen Worten wird ein Abtastpunkt einer Bodenstruktur als Ausgangspunkt für die Bestimmung des Rollwinkels herangezogen. Mit dem Abtastpunkt und einem
Referenzpunkt, der durch eine Referenzachse gegeben ist, wird eine Abtastachse bestimmt beispielsweise in Form einer Geraden, die durch den Abtastpunkt und durch den Referenzpunkt gelegt wird. Der Rollwinkel wird als Winkel zwischen der Abtastachse und der Referenzachse bestimmt. Alternativ kann auch eine Abtastebene sowie eine Referenzebene aufgespannt werden, um den Rollwinkel zu bestimmen. Hierbei kann mit dem Abtastpunkt, der Referenzpunkt und einer bekannten Position des
optoelektronischen Sensors eine Abtastebene aufgespannt werden. Der Winkel zwischen der Abtastebene und der Referenzebene entspricht hierbei wieder dem Rollwinkel. Die zweidimensionale Darstellung mittels Abtast- und Referenzachse ist allerdings einfacher in der Anwendung. Beim Rollwinkel handelt es sich insbesondere um eine Drehung des optoelektronischen Sensors um eine Fahrzeuglängsachse des Kraftfahrzeugs.
In einer Ausführungsform wird die Referenzachse abhängig von einem Nickwinkel und einem Gierwinkel des optoelektronischen Sensors bestimmt. Vorteilhafterweise wird der Gierwinkel, welcher eine Drehung des optoelektronischen Sensors um eine
Fahrzeughochachse beschreibt, und der Nickwinkel, welcher eine Drehung des optoelektronischen Sensors um eine Fahrzeugquerachse beschreibt, bereits vor der Bestimmung des Rollwinkels bestimmt. Der optoelektronische Sensor weist eine
Auswerteeinheit auf, mittels welcher der optoelektronische Sensor vorteilhafterweise bereits um den Nickwinkel und den Gierwinkel kalibriert beziehungsweise korrigiert wurde, sodass eine verbesserte Bestimmung des Rollwinkels durchgeführt werden kann.
Beispielsweise können der Nickwinkel und der Gierwinkel derart bestimmt werden, dass mittels zumindest zwei Abtastpunkten eines ersten Empfangselements der
Empfangseinheit ein Sensorkoordinatensystem bestimmt wird. Zusätzlich kann ein Referenzkoordinatensystem durch zumindest einen Abtastpunkt des ersten Empfangselementes mit zumindest einem Abtastpunkt eines zweiten Empfangselements bestimmt werden, wobei abhängig von einer Auswahl des Abtastpunktes des ersten Empfangselementes der Abtastpunkt des zweiten Empfangselementes vorgegeben ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Abtastpunkte des ersten und des zweiten Empfangselementes, die für die Erzeugung des Referenzkoordinatensystems
herangezogen werden, einen gleichen horizontalen Winkel aufweisen. Bei dem
horizontalen Winkel handelt es sich um einen Winkel innerhalb einer Ebene, die von einer Fahrzeuglängs- und einer Fahrzeugquerachse aufgespannt wird.
Das Sensorkoordinatensystem kann mit dem Referenzkoordinatensystem verglichen und abhängig von dem Vergleich der Nickwinkel und/oder der Gierwinkel des
optoelektronischen Sensors bestimmt werden.
Der optoelektronische Sensor kann insbesondere als Lidar-Sensor oder als Laserscanner ausgebildet sein.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung werden der Abtastpunkt und der Referenzpunkt derart bestimmt, dass diese zumindest einen vorbestimmten lateralen Abstand
zueinander aufweisen. Es kann vorgesehen sein, dass ein Abstandsschwellwert bestimmt wird und erst bei einem Überschreiten des Abstandsschwellwerts durch den lateralen Abstand der Rollwinkel entsprechend bestimmt wird. Beispielsweise kann dieser
Abstandsschwellwert zumindest einer halben Fahrzeugbreite entsprechen.
In einer weiteren Ausführungsform wird für den Referenzpunkt eine Verbauhöhe des optoelektronischen Sensors am Kraftfahrzeug zu Grunde gelegt. Mit anderen Worten wird der Referenzpunkt durch eine bekannte Einbauposition im Fahrzeug vorgegeben. Ist die Verbauhöhe bzw. die Einbauposition bekannt, so kann beispielsweise der vertikale Abstand des Sensors zu einer Fahrbahn bzw. zu einer Oberfläche unterhalb des
Kraftfahrzeugs abgeschätzt werden. Die Fahrbahn bzw. die Oberfläche kann als Basis zur Bestimmung der Referenzachse bzw. zur Referenzebene herangezogen werden. Alternativ kann die Verbauhöhe bzw, die Einbauposition als Referenzposition
herangezogen werden. Dadurch ist es ermöglicht, dass zwischen dem Referenzpunkt als Verbauhöhe des optoelektronischen Sensors und dem empfangenen Abtastpunkt der Rollwinkel bestimmt wird. Es ist dadurch nicht notwendig insbesondere zwei Abtastpunkte zu empfangen, um den Rollwinkel bestimmen zu können. Dadurch kann einfach und dennoch zuverlässig in vielen Fahrsituationen der Rollwinkel bestimmt werden.
Insbesondere kann bei bekannter Verbauhöhe bzw. Einbauposition der Rollwinkel der Rollwinkel anhand einer einzigen Bodenstruktur bestimmt werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn nur eine Bodenstruktur im Sensorbild erfasst wird, da eine zweite Bodenstruktur fehlt oder verdeckt sein kann.
Ebenfalls ist vorgesehen, dass der Abtastpunkt eine erste Raumkoordinate, eine zweite Raumkoordinate und eine dritte Raumkoordinate aufweist und der Rollwinkel durch eine Arcustangensfunktion des Verhältnisses der zweiten Raumkoordinate zur dritten
Raumkoordinate bestimmt wird. Insbesondere liegt die erste Raumkoordinate in der Fahrzeuglängsrichtung (X_A), die zweite Raumkoordinate in der Fahrzeugquerrichtung (Y_A) und die dritte Raumkoordinate in Fahrzeughochrichtung (Z_A):
A (X_A, Y_A, Z A);
a = atan((Z_A)/Y_A));
, wobei A dem Abtastpunkt und a dem Rollwinkel entspricht. Sollten mehrere
Abtastpunkte einer Linie empfangen werden und dadurch mehrere jeweilige Rollwinkel bestimmt werden, so kann der Rollwinkel durch eine Mittelwertbildung der jeweiligen Rollwinkel bestimmt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird als Referenzpunkt ein zweiter empfangener Abtastpunkt zu Grunde gelegt. Insbesondere kann der zweite empfangene Abtastpunkt von einer zweiten Linie auf der Fahrbahn stammen.
Insbesondere weisen die beiden empfangenen Abtastpunkte einen genügend großen lateralen Abstand zueinander auf, sodass vorteilhaft der Rollwinkel bestimmt werden kann. Insbesondere wird dann zwischen dem ersten Abtastpunkt und dem zweiten Abtastpunkt die Abtastachse gelegt. Zwischen der Referenzachse, die durch den zweiten Abtastpunkt verläuft, und der Abtastachse kann ein Winkel bestimmt werden, welcher dem Rollwinkel entspricht. Dadurch ist es insbesondere ermöglicht, dass unabhängig von einer Verbauhöhe des optoelektronischen Sensorsder Rollwinkel zuverlässig bestimmt werden kann. Die Verbauhöhe kann beispielsweise aufgrund der Federung des
Kraftfahrzeugs und/oder aufgrund einer Abtragung der Reifenoberfläche und/oder aufgrund einer Beladung des Kraftfahrzeugs variieren.
Es hat ist ferner vorgesehen, dass der Abtastpunkt eine erste Raumkoordinate (X_A), eine zweite Raumkoordinate (Y_A) und eine dritte Raumkoordinate (Z_A) aufweist und der zweite Abtastpunkt eine weitere erste Raumkoordinate (X_B), eine weitere zweite Raumkoordinate (Y_B) und eine weitere dritte Raumkoordinate (Z_B) aufweist und der Rollwinkel durch eine Arcustangensfunktion des Verhältnisses der Differenz der weiteren dritten Raumkoordinate und der dritten Raumkoordinate und der Differenz der weiteren zweiten Raumkoordinate und der zweiten Raumkoordinate bestimmt wird. Insbesondere liegt die erste und weitere erste Raumkoordinate in der Fahrzeuglängsrichtung (X- Koordinate), die zweite und weitere zweite Raumkoordinate in der Fahrzeugquerrichtung (Y-Koordinate) und die dritte und weitere dritte Raumkoordinate in Fahrzeughochrichtung (Z-Koordinate): Formel
A (X_A, Y_A, Z A);
B (X_B, Y B, Z_B);
a = atan ( (Z_B-Z_A)/( Y_B- Y_A) ;
, wobei A dem ersten Abtastpunkt und B dem zweiten Abtastpunkt und a dem
Abtastpunkt entspricht. Dadurch ist es insbesondere ermöglicht, dass unabhängig von einer Verbauhöhe des optoelektronischen Sensors, welche insbesondere variieren kann beispielsweise aufgrund der Federung des Kraftfahrzeugs und/oder aufgrund einer Abtragung der Reifenoberfläche und/oder aufgrund einer Beladung des Kraftfahrzeugs, der Rollwinkel zuverlässig bestimmt werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsform wird der optoelektronische Sensor abhängig von dem Rollwinkel kalibriert. Mit der Auswerteeinheit des optoelektronischen Sensors kann der Rollwinkel bestimmt und abhängig von dem Rollwinkel dann der
optoelektronische Sensor kalibriert werden. Insbesondere kann die Fehlausrichtung des optoelektronischen Sensors durch die Bestimmung des Rollwinkels mittels der
Auswerteeinheit korrigiert werden, sodass bei einer Benutzung des optoelektronischen Sensors ein korrigiertes Sensorbild zur Auswertung für weitere Assistenzsysteme bereitgestellt werden kann. Insbesondere kann somit beim semi-autonomen,
insbesondere beim autonomen, Fährbetrieb des Kraftfahrzeugs ein verbesserter optoelektronische Sensor zur Verfügung gestellt werden, der zuverlässig und sicher im Straßenverkehr benutzt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Bestimmen des Rollwinkels während eines Betriebes, insbesondere eines Fährbetriebs, des Kraftfahrzeugs durchgeführt. Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, dass der aktuelle Rollwinkel des
optoelektronischen Sensors während der Fahrt bestimmt werden kann und bei jeder Fahrsituation der optoelektronische Sensor entsprechend kalibriert bzw. korrigiert werden kann. Eine Fahrsituation kann hierbei beispielsweise die Fahrt auf einer Autobahn, ein Einparkvorgang oder auch ein Stand z. B. an einer Ampel bzw. einer Kreuzung sein. Insbesondere bei beispielsweise unterschiedlichen Beladungszuständen des
Kraftfahrzeugs kann die jeweilige Fehlausrichtung variieren. Durch die aktuelle
Bestimmung des Rollwinkels kann auch bei den unterschiedlichen Beladungszuständen der optoelektronische Sensor kalibriert werden. Dadurch lässt sich der optoelektronische Sensor in mehreren Fahrsituationen verbessert betreiben, sodass die Sicherheit im Straßenverkehr für eine Vielzahl an unterschiedlichen Fahrsituationen verbessert werden kann. Insbesondere während eines zumindest semi-autonomen Betriebs, insbesondere während eines autonomen Betriebs, des Kraftfahrzeugs kann eine verbesserte
Erkennung von einer Fahrbahnführung und/oder Objekten in der Umgebung des
Kraftfahrzeugs dadurch realisiert werden, wodurch es zu einer Erhöhung der Sicherheit im Straßenverkehr kommen kann.
Zur Bestimmung des Rollwinkels wird in einer weiteren Ausführungsform zumindest ein Abtastpunkt einer im Sensorbild erkannten Fahrbahnmarkierung verwendet wird. Hierbei kann ausgenutzt werden, dass Fahrbahnmarkierungen auf vielen Fahrbahnen
aufgebracht sind. In vielen Ländern können Fahrbahnmarkierungen zudem stark reflektierende Partikel aufweisen. Folglich können diese Fahrbahnmarkierungen gut erkannt werden. Zusätzlich können Fahrbahnmarkierungen einen ausreichend großen lateralen Abstand zueinander aufweisen und können zudem parallel zueinander ausgerichtet sein. Damit kann mit im Sensorbild erkannten Fahrbahnmarkierungen der Rollwinkel zuverlässig bestimmt werden.
Ferner können auch eine Leitplanke und/oder eine Wan, insbesondere eine Tunnelwand, für das Verfahren herangezogen werden. Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, dass auch dort, wo keine Fahrbahnmarkierungen sind, das Verfahren sehr zuverlässig durchgeführt werden kann. Da insbesondere Leitplanken und/oder Wände, insbesondere Tunnelwände, ebenfalls parallel zueinander ausgerichtet sind können auch diese zuverlässig für das Verfahren herangezogen werden. Insbesondere ist es auch ermöglicht, dass Kurven bei dem Verfahren berücksichtigt werden können.
Bei Fahrbahnmarkierungen, Leitplanken sowie Wänden, insbesondere Tunnelwänden kann es sich folglich um Bodenstrukturen im Sinne der Erfindung handeln.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird für eine Mehrzahl von Abtastpunkten ein jeweiliger Rollwinkel bestimmt und der Rollwinkel des
optoelektronischen Sensors als statistisches Mittel der jeweiligen bestimmten Rollwinkel der Abtastpunkte bestimmt. Insbesondere ist es dadurch ermöglicht, dass der bestimmte Rollwinkel eines jeweiligen Abtastpunkts durch weitere Bestimmungen von Rollwinkeln verifiziert wird und durch die Bestimmung des Rollwinkels über das statistische Mittel können insbesondere Ungenauigkeiten ausgeglichen werden. Dadurch kann der
Rollwinkel des optoelektronischen Sensors zuverlässig bestimmt werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen optoelektronischen Sensor mit zumindest einer Sendeeinrichtung zum Aussenden von Lichtstrahlen und mit zumindest einer Empfangseinheit. Die Empfangseinheit ist zum Empfangen von an einem Objekt reflektierten Lichtstrahlen ausgebildet. Der optoelektronische Sensor weist eine
Auswerteeinheit auf, welche dazu ausgebildet ist, die empfangenen Lichtstrahlen als Abtastpunkte in einem Sensorbild von der Umgebung des Kraftfahrzeugs darzustellen. Ferner die Auswerteeinheit dazu ausgelegt einen Rollwinkel zwischen zumindest einer Abtastachse und zumindest der Referenzachse zu bestimmen. Die Abtastachse wird durch zumindest einen empfangenen Abtastpunkt einer Bodenstruktur und einem
Referenzpunkt einer Referenzachse des optoelektronischen Sensors gebildet.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Verfahrens sind als vorteilhafte
Ausgestaltungsformen des optoelektronischen Sensors anzusehen. Der
optoelektronische Sensor weist dazu gegenständliche Merkmale auf, die eine
Durchführung des Verfahrens oder eine vorteilhafte Ausgestaltungsform davon ermöglichen.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und
Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten
Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.
Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einer
Ausführungsform eines optoelektronischen Sensors;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf eine erste Empfangssituation durch die
Ausführungsform des optoelektronischen Sensors in;
Fig. 3 eine schematische Queransicht auf die Ausführungsform des
optoelektronischen Sensors aus Fig. 2;
Fig. 4 eine weitere schematische Draufsicht auf eine zweite Empfangssituation durch die Ausführungsform des optoelektronischen Sensors; und
Fig. 5 eine schematische Queransicht auf die Ausführungsform des
optoelektronischen Sensors aus Fig. 4.
In den Figuren werden gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einem Fahrerassistenzsystem 2. Mit dem
Fahrerassistenzsystem 2 kann beispielsweise ein Objekt 3, welches sich in einer
Umgebung 4 des Kraftfahrzeugs 1 befindet erfasst werden. Insbesondere kann mittels des Fahrerassistenzsystems 2 ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Objekt 3 bestimmt werden.
Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst zumindest einen optoelektronischen Sensor 5. Der optoelektronische Sensor 5 kann als Lidarsensor oder als Laserscanner ausgebildet sein. Der optoelektronische Sensor 5 umfasst eine Sendeeinrichtung 6, mit der Lichtstrahlen 8 ausgesendet beziehungsweise emittiert werden können. Der optoelektronische Sensor 5 ist vorliegend an einem Frontbereich des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Der optoelektronische Sensor 5 kann auch an anderen Bereichen, beispielsweise an einem Heckbereich oder an einem Seitenbereich, des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet werden. Das vorliegende Beispiel ist also nicht abschließend zu betrachten, sondern dient lediglich zur Veranschaulichung eines wesentlichen Gedankens.
Mit der Sendeeinrichtung 6 können die Lichtstrahlen 8 innerhalb eines vorbestimmten Erfassungsbereichs E beziehungsweise eines vorbestimmten Winkelbereichs
ausgesendet werden. Beispielsweise können die Lichtstrahlen 8 in einem vorbestimmten horizontalen Winkelbereich ausgesendet werden. Darüber hinaus umfasst der
optoelektronische Sensor 5 eine nicht dargestellte Ablenkeinrichtung, mit der die
Lichtstrahlen 8 in die Umgebung 4 abgelenkt werden können und damit der
Erfassungsbereich E abgetastet wird.
Darüber hinaus umfasst der optoelektronische Sensor 5 eine Empfangseinheit 7, die beispielsweise eine Fotodiode aufweisen kann. Mit der Empfangseinheit 7 können die von dem Objekt 3 reflektierten Lichtstrahlen 9 als Empfangssignal empfangen werden. Ferner kann der optoelektronische Sensor 5 eine Steuerungseinrichtung, die beispielsweise durch eine Mikrocontroller oder einen digitalen Signalprozessor gebildet sein kann, aufweisen. Der optoelektronische Sensor 5 kann eine Auswerteeinheit 10 aufweisen, mittels welcher die reflektierten Lichtstrahlen 9 als Abtastpunkte 15, 16, 20, 21 (siehe Fig. 3 und Fig. 4) ausgewertet werden können. Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst ferner eine Steuerungseinrichtung 1 1 , die beispielsweise durch ein elektronisches Steuergerät (ECU-electronic control unit) des Kraftfahrzeugs 1 gebildet sein kann. Die
Steuerungseinrichtung 1 1 ist zur Datenübertragung mit dem optoelektronischen Sensor 5 verbunden. Die Datenübertragung kann beispielsweise über den Datenbus des
Kraftfahrzeugs 1 erfolgen.
Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine erste Empfangssituation. Der optoelektronische Sensor 5 ist mit seinen Empfangsbereich E auf eine Fahrbahn 12 gerichtet. Zur vereinfachten Übersicht ist das Kraftfahrzeug 1 nicht dargeteilt, sondern lediglich der optoelektronische Sensor 5, der am Kraftfahrzeug 1 angeordnet ist. Auf der Fahrbahn 12 befindet sich eine Bodenstruktur 13, welche insbesondere linienförmig ausgebildet ist und vorliegend als eine erste Fahrbahnmarkierung 14 ausgebildet ist. Die erste Fahrbahnmarkierung 14 weist zumindest einen ersten Abtastpunkt 15 auf. Ferner ist es möglich, dass weitere von der Fahrbahnmarkierung 14 reflektierte Lichtstrahlen 8 durch den optoelektronischen Sensor 5 empfangen werden können und jeweils als Abtastpunkt 16 im Sensorbild dargestellt werden.. Fig. 3 zeigt eine schematische Queransicht auf die die erste Emfpangssituation aus Fig.
2. Fig. 3 zeigt eine Fahrzeugquerachse Y sowie eine Fahrzeughochachse Z. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Rollwinkel a bestimmt, welcher insbesondere zwischen der Fahrzeugquerachse Y und der Fahrzeughochachse Z aufzufinden ist.
Insbesondere ist der Rollwinkel a eine Drehung um eine Fahrzeuglängsachse X welche vorliegend im Ursprung angezeigt ist. Ferner zeigt die Fig. 3 den Abtastpunkt 15 und einen Referenzpunkt 17, welcher vorliegend ebenfalls im Ursprung angeordnet ist.
Zwischen dem Referenzpunkt 17 und dem Abtastpunkt 15 wird eine Abtastachse 18 gelegt. Eine Referenzachse 19 ist ebenfalls abhängig von dem Referenzpunkt 17, von einem Nickwinkel und einem Gierwinkel des optoelektronischen Sensors 5. Insbesondere kann die Referenzachse 19 um den Gierwinkel und den Nickwinkel des
optoelektronischen Sensors 5 korrigiert sein. Der Rollwinkel a ist insbesondere der Winkel zwischen der Abtastachse 18 und der Referenzachse 19.
Der Abtastpunkt 15 und der Referenzpunkt 17 sind insbesondere derart bestimmt, dass diese zumindest einen vorbestimmten lateralen Abstand zueinander aufweisen. Als Referenzpunkt 17 kann insbesondere eine Verbauhöhe des optoelektronischen Sensors 5 am Kraftfahrzeug 1 zu Grunde gelegt werden.
Der Abtastpunkt 15 weist insbesondere eine erste Raumkoordinate X_A in X-Richtung, eine zweite Raumkoordinate Y_A in Y-Richtung und eine dritte Raumkoordinate Z_A in Z- Richtung auf. Der Rollwinkel a ist durch eine Arcustangensfunktion des Verhältnisses der zweiten Raumkoordinate Y_A zur dritten Raumkoordinate Z_A bestimmt:
A (X_A, Y_A, Z A);
a = atan((Z_A)/Y_A));
Fig. 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf zweite Empfangssituation. Zur
vereinfachten Übersicht ist das Kraftfahrzeug 1 nicht dargeteilt, sondern lediglich der optoelektronische Sensor 5, der am Kraftfahrzeug 1 angeordnet ist. Im vorliegenden Beispiel weist die Fahrbahn 12 eine Bodenstruktur 13 auf, die in diesem Beispiels als zwei Fahrbahnmarkierungen 14, 22 ausgebildet ist. Die erste Fahrbahnmarkierung 14 weist zumindest einen ersten Abtastpunkt 15 auf. Die zweite Fahrbahnmarkierung 22 weist im Sensorbild zumindest auf. Insbesondere kann, wie vorliegend vorgesehen, sowohl die erste Fahrbahnmarkierung 14 als auf die zweite Fahrbahnmarkierung 22 eine Mehrzahl von Abtastpunkten 15, 20 aufweisen und ein jeweiliger Rollwinkel a zwischen den Abtastpunkten 15, 16 der ersten Fahrbahnmarkierung 14 und den Abtastpunkten 20, 21 der zweiten Fahrbahnmarkierung 22 bestimmt werden und der Rollwinkel a des optoelektronischen Sensors 5 als statistisches Mittel der jeweiligen bestimmten Rollwinkel a der Abtastpunkte 15, 16, 20, 21 bestimmt werden.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass als Referenzpunkt 17 der zweite empfangene Abtastpunkt 20 zu Grunde gelegt wird. Dadurch ist es insbesondere möglich, dass unabhängig von der Verbauhöhe des optoelektronischen Sensors 5, welche
insbesondere aufgrund von Verschleiß am Reifen und/oder von unterschiedlichen
Beladungszuständen des Kraftfahrzeugs 1 variieren kann, der Rollwinkel a bestimmt werden kann.
Fig. 5 zeigt eine schematische Queransicht auf die zweite Empfangssituation aus Fig. 4. Im folgenden Beispiel wird der Rollwinkel a zwischen dem Abtastpunkt 15 und dem zweiten Abtastpunkt 20 bestimmt. Die Abtastachse 18 wird zwischen dem Abtastpunkt 15 und dem zweiten Abtastpunkt 20 gelegt. Die Referenzachse 19 wird abhängig von dem zweiten Abtastpunkt 20, dem Nickwinkel und dem Gierwinkel bestimmt. Es ist
insbesondere vorgesehen, dass der erste Abtastpunkt 15 die erste Raumkoordinate X_A in X-Richtung, die zweite Raumkoordinate Y_A in Y-Richtung und die dritte
Raumkoordinate Z_A in Z-Richtung aufweist. Ferner weist der zweite Abtastpunkt 20 ebenfalls eine weitere erste Raumkoordinate X_B in X-Richtung, eine weitere zweite Raumkoordinate Y_B in Y Richtung und eine weitere dritte Raumkoordinate Z_B in Z- Richtung auf. Der Rollwinkel a kann dann durch eine Arcustangensfunktion des
Verhältnisses der Differenz der weiteren dritten Raumkoordinate Z_B und der dritten Raumkoordinate Z_A und der Differenz der weiteren zweiten Raumkoordinate Y_B und der zweiten Raumkoordinate Y_A bestimmt werden:
A (X_A, Y_A, Z A);
B (X_B, Y_B, Z_B);
a = atan ( (Z_B-Z_A)/( Y_B- Y_A) ;
Es ist insbesondere vorgesehen, dass abhängig von dem bestimmten Rollwinkel a der optoelektronische Sensor 5 kalibriert beziehungsweise korrigiert wird. Insbesondere kann dazu die Auswerteeinheit 10 des optoelektronischen Sensors 5 den Rollwinkel a bestimmen und entsprechend korrigiert an die Steuerungseinrichtung 10 senden.
Insbesondere kann dadurch eine verbesserte Auswertung der Information des optoelektronischen Sensors 5 für die Steuerungseinrichtung 1 1 zu Verfügung gestellt werden, sodass die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht werden kann.
Es ist insbesondere vorgesehen, dass die Bestimmung des Rollwinkels a während eines Fährbetriebs des Kraftfahrzeugs 1 durchgeführt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung eines Rollwinkels (a) eines optoelektronischen Sensors (5) eines Kraftfahrzeugs (1 ), wobei der optoelektronische Sensor zumindest eine Sendeeinrichtung (6), zumindest eine Empfangseinheit (7) und zumindest eine Auswerteeinheit (10) umfasst, mit folgenden Schritten:
- Aussenden von Lichtstrahlen (8) in eine Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1 ) durch die Sendeeinrichtung (7)
- Empfangen von an einem Objekt (3) reflektierten Lichtstrahlen (8) durch die Empfangseinheit (7), wobei die empfangenen Lichtstrahlen (8) durch die
Auswerteeinheit (10) als Abtastpunkte (17A, 17B, 17C) in einem vom
optoelektronischen Sensor (5) erzeugten Sensorbild von der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1 ) dargestellt werden ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Rollwinkel (a) zwischen zumindest einer Abtastachse (18) und zumindest einer Referenzachse (19) durch die Auswerteeinheit (10) bestimmt wird, wobei die Abtastachse (18) durch zumindest einen Abtastpunkt (15, 16, 20, 21 ) einer Bodenstruktur (13) und einem Referenzpunkt (17) der Referenzachse (19) des optoelektronischen Sensors (5) gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Referenzachse (19) abhängig von einem Nickwinkel und einem Gierwinkel des optoelektronischen Sensors (5) bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abtastpunkt (15) und der Referenzpunkt (17) derart bestimmt werden, dass diese zumindest einen vorbestimmten lateralen Abstand zueinander aufweisen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass für den Referenzpunkt (17) eine Verbauhöhe des optoelektronischen Sensors (5) am Kraftfahrzeug (1 ) zu Grunde gelegt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abtastpunkt (15) eine erste Raumkoordinate (X_A), eine zweite
Raumkoordinate (Y_A) und eine dritte Raumkoordinate (Z_A) aufweist und der Rollwinkel (a) durch eine Arcustangensfunktion des Verhältnisses der zweiten Raumkoordinate (Y_A) zur dritten Raumkoordinate (Z_A) bestimmt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
als Referenzpunkt (17) ein zweiter Abtastpunkt (20) einer zweiten Bodenstruktur zu Grunde gelegt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abtastpunkt (15) eine erste Raumkoordinate (X_A), eine zweite
Raumkoordinate (Y_A) und eine dritte Raumkoordinate (Z_A) aufweist und der zweite Abtastpunkt (20) eine weitere erste Raumkoordinate (X_B), eine weitere zweite Raumkoordinate (Y_B) und eine weitere dritte Raumkoordinate (Z_B) aufweist und der Rollwinkel (a) durch eine Arcustangensfunktion des Verhältnisses der Differenz der weiteren dritten Raumkoordinate (Z_B) und der dritten
Raumkoordinate (Z_A) und der Differenz der weiteren zweiten Raumkoordinate (Y_B) und der zweiten Raumkoordinate (Y_A) bestimmt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
abhängig von dem Rollwinkel (a) der optoelektronische Sensor (5) mittels der Auswerteeinheit (10) kalibriert wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Bestimmen des Rollwinkels (a) während eines Fährbetriebs des Kraftfahrzeugs (1 ) durchgeführt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zur Bestimmung des Rollwinkels (a) zumindest ein Abtastpunkt zumindest einer im Sensorbild erkannten Fahrbahnmarkierung verwendet wird.
1 1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
für eine Mehrzahl von Abtastpunkten (15, 16, 20, 21 ) ein jeweiliger Rollwinkel (a) bestimmt wird und der Rollwinkel (a) des optoelektronischen Sensors (5) als statistisches Mittel der jeweiligen bestimmten Rollwinkel (a) der Abtastpunkte (15, 16, 20 ,21 ) bestimmt wird.
12. Optoelektronischer Sensor (5) für ein Kraftfahrzeug (1 ) mit zumindest einer
Sendeeinrichtung (6) zum Aussenden von Lichtstrahlen (8) in eine Umgebung (4) des Kraftfahrzeugs (1 ), mit zumindest einer Empfangseinheit (7) zum Empfangen von an einem Objekt (3) reflektierten Lichtstrahlen (8) und mit einer Auswerteeinheit (10), die dazu ausgebildet ist die empfangenen Lichtstrahlen (8) als Abtastpunkte (15, 16, 20, 21 ) in einem Sensorbild (14) von der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1 ) darzustellen,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Auswerteeinheit (10) weiterhin dazu ausgebildet ist einen Rollwinkel (a) zwischen zumindest einer Abtastachse (18) und zumindest einer Referenzachse (19) zu bestimmen, wobei die Abtastachse (18) durch zumindest einen Abtastpunkt (15, 16, 20, 21 ) einer Bodenstruktur (13) und einem Referenzpunkt (17) der Referenzachse (19) des optoelektronischen Sensors (5) gebildet wird.
EP19719862.5A 2018-05-04 2019-04-25 Verfahren zum bestimmen eines rollwinkels eines optoelektronischen sensors mittels abtastpunkten eines sensorbildes sowie optoelektronischer sensor Pending EP3788404A1 (de)

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