EP3983757A1 - Verfahren zum optimieren eines umfeldmodells - Google Patents

Verfahren zum optimieren eines umfeldmodells

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Publication number
EP3983757A1
EP3983757A1 EP20725143.0A EP20725143A EP3983757A1 EP 3983757 A1 EP3983757 A1 EP 3983757A1 EP 20725143 A EP20725143 A EP 20725143A EP 3983757 A1 EP3983757 A1 EP 3983757A1
Authority
EP
European Patent Office
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environment
sensor set
measurement data
environment model
models
Prior art date
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Ceased
Application number
EP20725143.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jerg Pfeil
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP3983757A1 publication Critical patent/EP3983757A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
    • G01C21/28—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network with correlation of data from several navigational instruments
    • G01C21/30—Map- or contour-matching
    • G01C21/32—Structuring or formatting of map data
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/86—Combinations of radar systems with non-radar systems, e.g. sonar, direction finder
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/86—Combinations of radar systems with non-radar systems, e.g. sonar, direction finder
    • G01S13/862—Combination of radar systems with sonar systems
    • G—PHYSICS
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    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S13/931—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
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    • G01S17/87—Combinations of systems using electromagnetic waves other than radio waves
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    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for optimizing an environment model using at least one control device.
  • the invention also relates to a control device, a computer program and a machine-readable storage medium.
  • Different sensors are used in vehicles that can be operated automatically to identify and classify static and dynamic objects.
  • camera sensors radar sensors
  • Ultrasonic sensors and inertial sensors are used. These sensors enable the immediate local environment to be modeled
  • Vehicles which is often combined with map data. This enables long-term driving maneuvers of the vehicles to be implemented.
  • a method for optimizing an environment model by at least one control device is provided.
  • the control device can be, for example, a control device external to the vehicle, which is designed as a server unit or as a cloud system.
  • the control device can be a control device arranged inside the vehicle.
  • measurement data are received from a first sensor set and at least one second sensor set.
  • first sensor set Preferably the first sensor set and at least one second sensor set.
  • the sensor set has a first scanning area and the second sensor set has a second scanning area, it being possible for the first scanning area and the second scanning area to overlap in areas in an overlapping area.
  • the scanning areas of the respective sensor sets can also be used without an overlap or the
  • Overlap area can be used for performing the method.
  • An environment model is created for each sensor set based on the measurement data received from the respective sensor set.
  • an environment model can be created using measurement data from several sensor sets.
  • the at least two environment models are then merged to form an optimized environment model.
  • a control device is provided, the control device being set up to carry out the method.
  • the control device can be, for example, a control device internal to the vehicle or a control device external to the vehicle.
  • the vehicle-external control device can be, for example, a control device internal to the vehicle or a control device external to the vehicle.
  • the vehicle-external control device can be, for example, a control device internal to the vehicle or a control device external to the vehicle.
  • Control unit can receive and evaluate measurement data from vehicles in order to verify and optimize the environment models.
  • a control device configured internally in the vehicle can, for example, be connected to a vehicle control system for executing automated driving functions or can be designed as part of the automated vehicle control system. This allows the control unit to access measurement data from the sensors used in the vehicle and the environment models created.
  • the control device can have a communication unit for establishing data-conducting communication connections to other vehicles or to control devices of other vehicles.
  • a computer program which comprises instructions that are used when executing the
  • Computer program by a computer or a control device cause the latter to carry out the method according to the invention.
  • a machine-readable storage medium is provided on which the computer program according to the invention is stored.
  • the vehicle-internal control unit is, for example, in one
  • a sensor set can consist of one or more sensors.
  • the sensors can be designed differently or in the same way.
  • the sensors can be part of an environment sensor system of a vehicle.
  • the sensor set can be LIDAR sensors, radar sensors, and
  • the sensor set can also represent a part, a group of the environment sensor system or the entire environment sensor system.
  • further sensors such as acceleration sensors or odometers, can also be implemented in the sensor set.
  • Redundancy of measurement data can be created, which enables a review and optimization of the respective environment models. For example, if discrepancies are found between the environment models in Overlap area, a check can be initiated or an averaging of the measurement data can be carried out in order to achieve optimization.
  • the at least two environment models created can be combined to form an optimized environment model which can map a larger area or a larger scanning area.
  • the optimized environment model can map a larger area or a larger scanning area.
  • the environment model can already have a
  • Performance of the sensor set are provided.
  • the method can be carried out by several sensor sets operated in parallel.
  • the respective sensor sets can preferably be spatially spaced from one another.
  • the sensor sets can have a different alignment of the scanning areas and monitor an identical scene or the overlapping area of the respective scanning areas at least in areas.
  • Measurement data determined on such a redundant basis can be used to create an optimized environment model, which can represent a sensor environment more realistically.
  • a larger area can be mapped by the resulting environment model by using the measurement data from several sensor sets.
  • the area shown can optionally also be used without the
  • Overlap area be carried out.
  • the information or the results of the environment model calculation can preferably be stored and used at a later point in time.
  • the use of this information can be initiated, for example, when a vehicle moves in a direction or an area of one of the scanning areas of the sensor sets. This can take place, for example, when changing lanes, turning and the like.
  • the method can be used both on and off test tracks
  • the at least two sensor sets are arranged in one vehicle or in different vehicles.
  • the at least two sensor sets can have a different position and a different orientation, so that the respective
  • the environment model of a first sensor set which is based on measurement data from the first scanning area
  • the environment model of a second sensor set which is based on measurement data from the second scanning area.
  • environment models can be strung together as long as desired, with at least two environment models being able to overlap in areas.
  • the optimized environment model can be created, which is achieved through the spatial separation of the vehicles or sensor sets and / or through a different perspective of the Sensor sets and / or more special
  • Sensor characteristics shows a higher accuracy than the environment models of the individual sensor sets or vehicles.
  • This measure enables the errors in the individual environment models to be determined and optimized.
  • This principle can also be applied in series if several vehicles or sensor sets work with compatible and transferable input data, so that a single vehicle has more input data available to perceive its surroundings.
  • a vehicle can have several sensor sets in order to detect possible systematic errors in individual sensor sets.
  • the uncertainty or flawedness of the environment model can be reduced.
  • merging the at least two environment models results in an inaccuracy of the received Measurement data reduced in the overlap area. Based on a comparison of the resulting environment models in the overlap area, the
  • Environment models are verified. If, for example, there is a deviation in the results, a review or recalculation of the environment models can be initiated. Alternatively or in addition, a mean value can be formed from the environment models or an offset can be taken into account to compensate for deviations in order to create an optimized environment model.
  • an expanded scanning area is mapped by the optimized environment model, which area corresponds to the first scanning area and the second scanning area.
  • the respective environment model which area corresponds to the first scanning area and the second scanning area.
  • the sensor sets can preferably
  • Vehicles can be arranged, each vehicle having a control device that can be connected to the respective sensor sets.
  • the control units can communicate with each other across all vehicles and, for example, exchange measurement data and environment models. It can be a
  • Synchronization of measurement data and information between the vehicles can be realized, which results in an increase in the possible range of the respective sensor sets and the precision of the environment models.
  • Environment models are exchanged between at least two control units via a communication link.
  • the respective sensor sets are preferably connected to control units.
  • a control device can also be part of a sensor set.
  • Several control units can exchange data and information, such as measurement data, environment models and calculation results, with one another via wireless communication links.
  • the communication link can for example be based on a GSM, UMTS, LTE, 4G, 5G, WLAN, radio and similar transmission standard.
  • the at least two environment models are compared, verified and / or merged into one optimized environment model executed by at least one vehicle-external or vehicle-internal control unit.
  • the information from the different sensor sets or vehicles can thus be exchanged or synchronized continuously or at defined time intervals during a journey.
  • the measurement data and environment models from the different sensor sets can be transmitted to a control unit external to the vehicle, which subsequently checks and verifies the respective environment models and measurement data. In this way, an optimized environment model can be created outside the vehicle as a reference model for other vehicles and sensor sets.
  • the environment model of the first sensor set and / or the environment model of the second sensor set is completed, corrected and / or expanded by merging the at least two environment models.
  • errors in the individual environment models can be determined and corrected, compensated or optimized.
  • parameters of the environment models can be adapted or the measurement data on which the creation of the respective environment models is based corrected.
  • the measurement data and / or the environment models of the different sensor sets can preferably have the same time base.
  • the common time base can be set, for example, by GPS signals or a common clock generator.
  • Fig. 1 is a schematic plan view of an arrangement for
  • FIG. 2 shows a schematic diagram to illustrate the method according to an embodiment.
  • FIG. 1 shows a schematic top view of an arrangement 1 to illustrate a method 2 according to the invention.
  • the arrangement 1 has a first vehicle 4 and a second vehicle 6. Both vehicles 4, 6 can be designed as vehicles that can be operated automatically and that create an environment model for planning and executing actions.
  • Arrangement 1 have any number of vehicles.
  • the first vehicle 4 has a first control device 8.
  • the first control device 8 is connected to a first sensor set 10.
  • the first sensor set 10 can for example have a LIDAR sensor and one or more radar sensors.
  • the control device 8 can in particular measure data from the first
  • the first control device 8 is connected to a machine-readable storage medium 12 which is used to store data and on which, for example, an executable by the first control device 8
  • Computer program can be stored in order to carry out method 2.
  • the second vehicle 6 has a second control device 14, which is connected to a second sensor set 16 in a data-conducting manner. As a result, the second control device 14 can receive measurement data from the second sensor set 16.
  • the second sensor set 16 is arranged on the rear of the second vehicle 6. There is also a second
  • machine-readable storage medium 18 is provided, which can be read by the second control unit 14.
  • the second machine-readable storage medium 18 can be configured analogously to the first machine-readable storage medium 12.
  • Sensor set 16 can have, for example, LIDAR sensors and camera sensors.
  • the two control units 8, 14 can use a wireless
  • Communication link 20 data and information with one another
  • control units 8, 14 can communicate via the wireless communication link 20 with a control unit 22 external to the vehicle and also exchange data and information.
  • the first sensor set 10 is set up to scan a first scanning area 24.
  • a second scanning area 26 is scanned by the second sensor set 16.
  • the first scanning area 24 and the second scanning area 26 have an overlap area 28 in which they overlap.
  • the measurement data of the sensor sets 10, 16 are thus redundantly available in the overlap area 28.
  • the scanning areas 24, 26 are partially covered or shaded by neighboring vehicles 30.
  • the scanning areas 24, 26 and the impact of the vehicles 30 are illustrated schematically.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram to illustrate method 2 according to an exemplary embodiment.
  • Method 2 is used to optimize an environment model using at least one control device 8, 14, 22.
  • measurement data 31 are received from a first sensor set 10 and measurement data 32, 33 from at least one second sensor set 16.
  • the measurement data are transmitted via a
  • Communication link 20 is exchanged between control units 8, 14, 22.
  • the communication connection 20 can for example be a WLAN, GSM, LTE or a similar wireless connection.
  • the measurement data preferably have a common time base or are determined in a synchronized manner.
  • the sensor sets 10, 16 each have a scanning area 24, 26 which overlap in an overlapping area 28.
  • an environment model 34, 35, 36 is created for each sensor set 10, 16 based on the received measurement data 31, 32, 33 of the respective sensor set 10, 16. This can be done by the vehicle
  • Control devices 8, 14 take place.
  • the at least two environment models 34, 35, 36 are compared and verified with one another, for example, using the overlap area 28.
  • an overlap area between the first two environment models 34, 35 and an overlap area between each further Pair of environment models 35, 36 are used for comparison and verification.
  • a comparison, verification and / or merging of the at least two environment models 34, 35, 36 results in an optimized environment model
  • This step can be carried out by the control units 8, 14 on the vehicle or by the control unit 22 external to the vehicle.
  • the at least two environment models 34, 35, 36 can thus be optimized into one
  • the arrows illustrate a possible feedback of the optimized environment model 37 in order to improve the respective environment models 34, 35, 36 of the sensor sets 10, 16.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
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Abstract

Offenbart ist ein Verfahren zum Optimieren eines Umfeldmodells durch mindestens ein Steuergerät, wobei Messdaten von einem ersten Sensorset und mindestens einem zweiten Sensorset empfangen werden, wobei das erste Sensorset einen ersten Abtastbereich und das zweite Sensorset einen zweiten Abtastbereich aufweist und wobei der erste Abtastbereich und der zweite Abtastbereich sich in einem Überlappungsbereich bereichsweise überschneiden, für jedes Sensorset basierend auf den empfangenen Messdaten des jeweiligen Sensorsets ein Umfeldmodell erstellt wird, die mindestens zwei Umfeldmodelle anhand des Überlappungsbereich miteinander verglichen und verifiziert werden, die mindestens zwei Umfeldmodelle zu einem optimierten Umfeldmodell zusammengeführt werden. Des Weiteren sind eine Übergabeanordnung ein Steuergerät, ein Computerprogramm sowie ein maschinenlesbares Speichermedium offenbart.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zum Optimieren eines Umfeldmodells
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Optimieren eines Umfeldmodells durch mindestens ein Steuergerät. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät, ein Computerprogramm sowie ein maschinenlesbares Speichermedium.
Stand der Technik
Zur Erkennung und Klassifizierung von statischen und dynamischen Objekten werden in automatisiert betreibbaren Fahrzeugen unterschiedliche Sensoren eingesetzt. Beispielsweise werden Kamerasensoren, Radarsensoren
Ultraschallsensoren und Inertialsensoren verwendet. Diese Sensoren ermöglichen eine Modellierung des unmittelbaren lokalen Umfelds der
Fahrzeuge, welche oft mit Kartendaten kombiniert wird. Dadurch wird die Umsetzung langfristiger Fahrmanöver der Fahrzeuge ermöglicht.
Um ein derartiges Umfeldmodell zu erstellen, werden Messdaten mehrerer Sensoren eines Fahrzeugs fusioniert. Durch die Funktionsweise der
verschiedenen Sensoren entsteht jedoch ein fehlerbehaftetes bzw.
ungenauigkeitsbehaftetes Umfeldmodell, welches für eine präzise langfristige Umsetzung von Fahrmanövern möglichst realitätsnah sein muss.
Problematisch ist insbesondere das Fehlen von Referenzen zum Überprüfen der Richtigkeit des erstellten Umfeldmodells und der Genauigkeit der sensorbasiert ermittelten Messdaten, auf welchen das Umfeldmodell basiert.
Offenbarung der Erfindung
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, ein Verfahren vorzuschlagen, durch welches erstellte Umfeldmodelle überprüft und ihre Genauigkeit verbessert werden kann. Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Optimieren eines Umfeldmodells durch mindestens ein Steuergerät bereitgestellt. Das Steuergerät kann beispielsweise ein fahrzeugexternes Steuergerät sein, welches als eine Servereinheit oder als ein Cloud-System ausgeführt ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuergerät ein fahrzeugintern angeordnetes Steuergerät sein.
In einem Schritt werden Messdaten von einem ersten Sensorset und mindestens einem zweiten Sensorset empfangen. Bevorzugterweise weist das erste
Sensorset einen ersten Abtastbereich und das zweite Sensorset einen zweiten Abtastbereich auf, wobei der erste Abtastbereich und der zweite Abtastbereich sich in einem Überlappungsbereich bereichsweise überschneiden können. Je nach Ausgestaltung und Anwendungsfall können die Abtastbereiche der jeweiligen Sensorsets auch ohne eine Überschneidung bzw. den
Überlappungsbereich zum Durchführen des Verfahrens einsetzbar sein.
Es wird für jedes Sensorset basierend auf den empfangenen Messdaten des jeweiligen Sensorsets ein Umfeldmodell erstellt. Alternativ oder zusätzlich kann anhand von Messdaten mehrerer Sensorsets ein Umfeldmodell erstellt werden.
In einem weiteren Schritt des Verfahrens werden die mindestens zwei
Umfeldmodelle anhand des Überlappungsbereichs miteinander verglichen und verifiziert.
Anschließend werden die mindestens zwei Umfeldmodelle zu einem optimierten Umfeldmodell zusammengeführt.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Steuergerät bereitgestellt, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, das Verfahren auszuführen. Das Steuergerät kann beispielsweise ein fahrzeuginternes oder ein fahrzeugexternes Steuergerät sein. Beispielsweise kann das fahrzeugextern ausgeführte
Steuergerät Messdaten von Fahrzeugen empfangen und auswerten können, um die Umfeldmodelle zu verifizieren und zu optimieren. Ein fahrzeugintern ausgestaltetes Steuergerät kann beispielsweise mit einer Fahrzeugsteuerung zum Ausführen von automatisierten Fahrfunktionen verbunden oder als ein Teil der automatisierten Fahrzeugsteuerung ausgeführt sein. Hierdurch kann das Steuergerät auf Messdaten der im Fahrzeug eingesetzten Sensoren und auf die erstellten Umfeldmodelle zugreifen. Darüber hinaus kann das Steuergerät eine Kommunikationseinheit zum Herstellen von datenleitenden Kommunikationsverbindungen zu anderen Fahrzeugen bzw. zu Steuergeräten anderer Fahrzeugen aufweisen.
Darüber hinaus wird nach einem Aspekt der Erfindung ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des
Computerprogramms durch einen Computer oder ein Steuergerät diesen veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein maschinenlesbares Speichermedium bereitgestellt, auf dem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist.
Das fahrzeugintern ausgeführte Steuergerät ist beispielsweise in einem
Fahrzeug angeordnet, welches gemäß der BASt Norm assistiert,
teilautomatisiert, hochautomatisiert und/oder vollautomatisiert bzw. fahrerlos betreibbar sein kann.
Ein Sensorset kann aus einem oder mehreren Sensoren bestehen. Die Sensoren können unterschiedlich oder gleichartig ausgestaltet sein. Insbesondere können die Sensoren Bestandteil einer Umfeldsensorik eines Fahrzeugs sein.
Insbesondere kann das Sensorset LIDAR-Sensoren, Radarsensoren,
Ultraschallsensoren, Kamerasensoren und dergleichen aufweisen. Das
Sensorset kann auch ein Teil, eine Gruppe der Umfeldsensorik oder die gesamte Umfeldsensorik darstellen. Darüber hinaus können auch weitere Sensoren, wie beispielsweise Beschleunigungssensoren oder Odometer in das Sensorset implementiert sein.
Durch das Verfahren kann insbesondere im Überlappungsbereich eine
Redundanz an Messdaten geschaffen werden, welche eine Überprüfung und Optimierung der jeweiligen Umfeldmodelle ermöglicht. Beispielsweise kann bei festgestellten Abweichungen zwischen den Umfeldmodellen im Überlappungsbereich eine Überprüfung eingeleitet oder eine Mittelwertbildung der Messdaten durchgeführt werden, um eine Optimierung zu erzielen.
Insbesondere können die mindestens zwei erstellten Umfeldmodelle zu einem optimierten Umfeldmodell zusammengefasst werden, welches ein größeres Gebiet bzw. einen größeren Abtastbereich abbilden kann. Das optimierte
Umfeldmodell kann aufgrund des Überlappungsbereichs bereits eine
Optimierung oder eine Verifizierung der jeweiligen Messdaten aufweisen. Hierbei können entweder die den Umfeldmodellen zugrundeliegenden Messdaten oder das resultierende optimierte Umfeldmodell angepasst werden.
Es kann somit eine Referenz zum Überprüfen und Optimieren einer
Leistungsfähigkeit des Sensorsets bereitgestellt werden. Insbesondere kann das Verfahren durch mehrere parallel betriebene Sensorsets durchgeführt werden.
Die jeweiligen Sensorsets können vorzugsweise räumlich voneinander beabstandet sein. Besonders bevorzugt können die Sensorsets eine voneinander abweichende Ausrichtung der Abtastbereiche aufweisen und zumindest bereichsweise eine gleiche Szene bzw. den Überlappungsbereich der jeweiligen Abtastbereiche überwachen. Auf einer derartigen redundanten Grundlage ermittelte Messdaten können zum Erstellen eines optimierten Umfeldmodells genutzt werden, welches eine Sensorumgebung realitätsnäher abbilden kann. Alternativ oder zusätzlich kann durch die Verwendung der Messdaten mehrerer Sensorsets eine größere Fläche durch das resultierende Umfeldmodell abgebildet werden. Die abgebildete Fläche kann optional auch ohne den
Überlappungsbereich ausgeführt sein. Die Informationen bzw. die Resultate der Umfeldmodell-Berechnung können vorzugsweise gespeichert und zu einem späteren Zeitpunkt verwendet werden. Die Nutzung dieser Informationen kann beispielsweise dann eingeleitet werden, wenn sich ein Fahrzeug in eine Richtung oder einen Bereich eines der Abtastbereiche der Sensorsets bewegt. Dies kann beispielsweise bei einem Spurwechsel, einem Abbiegevorgang und dergleichen erfolgen.
Das Verfahren kann hierbei sowohl auf Teststrecken bzw. abseits von
öffentlichen Straßen als auf öffentlichen Straßen eingesetzt werden. Es können verdeckte oder unzureichend sichtbare Objekte sowie Objekte in einer größeren Entfernung von einem Sensorset von einem oder mehreren näher gelegenen Sensorsets abgetastet bzw. detektiert werden. Durch das Zusammenschließen der durch verschiedene Sensorsets erlangten Informationen kann ein optimiertes Umfeldmodell generiert werden, welches als Referenz für andere Umfeldmodelle dient. Insbesondere kann durch die Fusion von Messdaten bzw. Informationen mehrerer, räumlich naheliegender Sensorsets, welche beispielsweise auf Fahrzeugen angeordnet sind, ein optimiertes Umfeldmodell mit einer reduzierten Unsicherheit erstellt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die mindestens zwei Sensorsets in einem Fahrzeug oder in unterschiedlichen Fahrzeugen angeordnet. Hierdurch können die mindestens zwei Sensorsets eine unterschiedliche Position und eine unterschiedliche Ausrichtung aufweisen, sodass sich die jeweiligen
Abtastbereiche bis auf einen gemeinsamen Überlappungsbereich voneinander unterscheiden. Hierdurch kann beispielsweise das Umfeldmodell eines ersten Sensorsets, welches auf Messdaten aus dem ersten Abtastbereich basiert, um das Umfeldmodell eines zweiten Sensorsets erweitert werden, welches auf Messdaten aus dem zweiten Abtastbereich basiert. Hierdurch kann eine beliebig lange Aneinanderreihung von Umfeldmodellen realisiert werden, wobei sich mindestens zwei Umfeldmodelle bereichsweise Überlagern können. Auf Basis dieser synchronisierten Informationen und Messdaten, die auf einem frühen Sensorlevel, wie beispielsweise Positionen oder Reflektionen von LIDAR- Sensoren basieren, kann das optimierte Umfeldmodell erstellt werden, welches durch die räumliche Trennung der Fahrzeuge bzw. Sensorsets und/oder durch einen anderen Blickwinkel der Sensorsets und/oder spezieller
Sensorcharakteristika eine höhere Genauigkeit ausweist, als die Umfeldmodelle der einzelnen Sensorsets bzw. Fahrzeuge.
Durch diese Maßnahme können die Fehler der einzelnen Umfeldmodelle ermittelt und optimiert werden. Dieses Prinzip kann auch in Serie bzw. in Reihe angewandt werden, wenn mehrere Fahrzeuge bzw. Sensorsets mit kompatiblen und übertragbaren Eingangsdaten arbeiten, sodass ein einzelnes Fahrzeug mehr Eingangsdaten zur Verfügung hat, um seine Umgebung wahrzunehmen. Darüber hinaus kann ein Fahrzeug mehrere Sensorsets aufweisen, um mögliche systematische Fehler einzelner Sensorsets aufzudecken. Insbesondere kann durch die Zuführung von mehreren vielfältigeren Informationen die Unsicherheit bzw. Fehlerhaftigkeit des Umfeldmodells gesenkt werden.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird durch ein Zusammenführen der mindestens zwei Umfeldmodelle eine Ungenauigkeit der empfangenen Messdaten im Überlappungsbereich verringert. Basierend auf einem Vergleich der resultierenden Umfeldmodelle im Überlappungsbereich können die
Umfeldmodelle verifiziert werden. Ist beispielsweise eine Abweichung der Ergebnisse vorhanden, kann eine Überprüfung oder Neuberechnung der Umfeldmodelle eingeleitet werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Mittelwert aus den Umfeldmodellen gebildet werden oder ein Offset zur Kompensierung von Abweichungen berücksichtigt werden, um ein optimiertes Umfeldmodell zu erstellen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird durch das Zusammenführen der mindestens zwei Umfeldmodelle ein erweiterter Abtastbereich durch das optimierte Umfeldmodell abgebildet, welches dem ersten Abtastbereich und dem zweiten Abtastbereich entspricht. Darüber hinaus können die jeweiligen
Umfeldmodelle über die Abtastbereiche hinaus interpoliert werden, um eine Prädiktion durchzuführen. Bevorzugterweise können die Sensorsets auf
Fahrzeugen angeordnet sein, wobei jedes Fahrzeug ein mit den jeweiligen Sensorsets verbindbares Steuergerät aufweist. Die Steuergeräte können fahrzeugübergreifend miteinander kommunizieren und beispielsweise Messdaten und Umfeldmodelle untereinander austauschen. Es kann hierdurch eine
Synchronisierung von Messdaten und Informationen zwischen den Fahrzeugen realisiert werden, welche in einer Erhöhung der möglichen Reichweite der jeweiligen Sensorsets und der Präzision der Umfeldmodelle resultiert.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel werden die Messdaten von mindestens zwei Sensorsets und/oder Daten von mindestens zwei
Umfeldmodellen über eine Kommunikationsverbindung zwischen mindestens zwei Steuergeräten ausgetauscht. Die jeweiligen Sensorsets sind vorzugsweise mit Steuergeräten verbunden. Je nach Ausgestaltung kann ein Steuergerät auch Bestandteil eines Sensorsets sein. Mehrere Steuergeräte können über drahtlose Kommunikationsverbindungen Daten und Informationen, wie beispielsweise Messdaten, Umfeldmodelle sowie Berechnungsergebnisse, untereinander austauschen. Die Kommunikationsverbindung kann beispielsweise auf einem GSM, UMTS, LTE, 4G, 5G, WLAN, Funk und dergleichen Übertragungsstandard basieren.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Vergleichen, Verifizieren und/oder Zusammenführen der mindestens zwei Umfeldmodelle zu einem optimierten Umfeldmodell durch mindestens ein fahrzeugexternes oder fahrzeuginternes Steuergerät ausgeführt. Es können somit die Informationen der unterschiedlichen Sensorsets bzw. Fahrzeuge während einer Fahrt kontinuierlich oder in definierten zeitlichen Abständen ausgetauscht oder synchronisiert werden. Alternativ oder zusätzlich können die Messdaten und Umfeldmodelle der unterschiedlichen Sensorsets an eine fahrzeugexterne Steuereinheit übermittelt werden, welche die jeweiligen Umfeldmodelle und Messdaten nachträglich überprüft und verifiziert. Somit kann fahrzeugextern ein optimiertes Umfeldmodell als ein Referenzmodell für andere Fahrzeuge und Sensorsets geschaffen werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung wird durch ein Zusammenführen der mindestens zwei Umfeldmodelle das Umfeldmodell des ersten Sensorsets und/oder das Umfeldmodell des zweiten Sensorsets vervollständigt, korrigiert und/oder erweitert. Hierdurch können Fehler der einzelnen Umfeldmodelle ermittelt eine Korrektur, Kompensation oder Optimierung durchgeführt werden. Hierzu können beispielsweise Parameter der Umfeldmodelle angepasst oder die der Erstellung der jeweiligen Umfeldmodelle zugrundeliegenden Messdaten korrigiert werden.
Bevorzugterweise können die Messdaten und/oder die Umfeldmodelle der unterschiedlichen Sensorsets eine gleiche Zeitbasis aufweisen. Die gemeinsame Zeitbasis kann beispielsweise durch GPS Signale oder einen gemeinsamen Taktgeber eingestellt werden.
Im Folgenden werden anhand von stark vereinfachten schematischen
Darstellungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigen
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine Anordnung zum
Veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
Fig. 2 ein schematisches Diagramm zum Veranschaulichen des Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Anordnung 1 zum Veranschaulichen eines erfindungsgemäßen Verfahrens 2. Die Anordnung 1 weist ein erstes Fahrzeug 4 und ein zweites Fahrzeug 6 auf. Beide Fahrzeuge 4, 6 können als automatisiert betreibbares Fahrzeuge ausgeführt sein, welche ein Umfeldmodell zum Planen und Ausführen von Aktionen erstellen. Zum
Veranschaulichen sind zwei Fahrzeuge 4, 6 dargestellt, jedoch kann die
Anordnung 1 eine beliebige Anzahl an Fahrzeugen aufweisen.
Das erste Fahrzeug 4 weist ein erstes Steuergerät 8 auf. Das erste Steuergerät 8 ist mit einem ersten Sensorset 10 verbunden. Das erste Sensorset 10 kann beispielsweise einen LIDAR-Sensor und einen oder mehrere Radarsensoren aufweisen. Das Steuergerät 8 kann insbesondere Messdaten des ersten
Sensorsets 10 empfangen und auswerten.
Darüber hinaus ist das erste Steuergerät 8 mit einem maschinenlesbaren Speichermedium 12 verbunden, welches zum Speichern von Daten dient und auf welchem beispielsweise ein durch das erste Steuergerät 8 ausführbare
Computerprogramm hinterlegt sein kann, um das Verfahren 2 durchzuführen.
Das zweite Fahrzeug 6 weist ein zweites Steuergerät 14 auf, welches mit einem zweiten Sensorset 16 datenleitend verbunden ist. Hierdurch kann das zweite Steuergerät 14 Messdaten von dem zweiten Sensorset 16 empfangen.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel ist das zweite Sensorset 16 heckseitig am zweiten Fahrzeug 6 angeordnet. Des Weiteren ist ein zweites
maschinenlesbares Speichermedium 18 vorgesehen, welches vom zweiten Steuergerät 14 lesbar ist.
Das zweite maschinenlesbare Speichermedium 18 kann analog zum ersten maschinenlesbaren Speichermedium 12 ausgestaltet sein. Das zweite
Sensorset 16 kann beispielsweise LIDAR-Sensoren und Kamerasensoren aufweisen.
Die beiden Steuergeräte 8, 14 können über eine drahtlose
Kommunikationsverbindung 20 Daten und Informationen miteinander
austauschen. Darüber hinaus können die Steuergerät 8, 14 über die drahtlose Kommunikationsverbindung 20 mit einer fahrzeugexternen Steuereinheit 22 kommunizieren und ebenfalls Daten und Informationen austauschen. Das erste Sensorset 10 ist dazu eingerichtet einen ersten Abtastbereich 24 abzutasten. Ein zweiter Abtastbereich 26 wird durch das zweite Sensorset 16 abgetastet. Der erste Abtastbereich 24 und der zweite Abtastbereich 26 weisen einen Überlappungsbereich 28 auf, in welchem sie sich überschneiden. Im Überlappungsbereich 28 liegen somit die Messdaten der Sensorsets 10, 16 redundant vor.
Die Abtastebereiche 24, 26 werden durch benachbarte Fahrzeuge 30 teilweise verdeckt bzw. abgeschattet. Die Abtastebereiche 24, 26 und die Auswirkung der Fahrzeuge 30 ist schematisch veranschaulicht.
In der Figur 2 ist ein schematisches Diagramm zum Veranschaulichen des Verfahrens 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Das Verfahren 2 dient zum Optimieren eines Umfeldmodells durch mindestens ein Steuergerät 8, 14, 22.
In einem Schritt werden Messdaten 31 von einem ersten Sensorset 10 und Messdaten 32, 33 von mindestens einem zweiten Sensorset 16 empfangen. Die Messdaten werden gemäß dem Ausführungsbeispiel über eine
Kommunikationsverbindung 20 zwischen den Steuergeräten 8, 14, 22 ausgetauscht. Die Kommunikationsverbindung 20 kann beispielsweise eine WLAN, GSM, LTE oder eine ähnliche drahtlose Verbindung sein. Die Messdaten weisen vorzugsweise eine gemeinsame Zeitbasis oder werden synchronisiert ermittelt.
Die Sensorsets 10, 16 weisen jeweils einen Abtastbereich 24, 26 auf, welche sich in einem Überlappungsbereich 28 überschneiden.
In einem weiteren Schritt wird für jedes Sensorset 10, 16 basierend auf den empfangenen Messdaten 31 , 32, 33 des jeweiligen Sensorsets 10, 16 ein Umfeldmodell 34, 35, 36 erstellt. Dies kann durch die fahrzeugseitigen
Steuergeräte 8, 14 erfolgen.
Die mindestens zwei Umfeldmodelle 34, 35, 36 werden beispielsweise anhand des Überlappungsbereichs 28 miteinander verglichen und verifiziert.
Insbesondere kann ein Überlappungsbereich zwischen den ersten zwei Umfeldmodellen 34, 35 und ein Überlappungsbereich zwischen jedem weiteren Paar an Umfeldmodellen 35, 36 zum Vergleichen und Verifizieren genutzt werden.
Ein Vergleichen, Verifizieren und/oder Zusammenführen der mindestens zwei Umfeldmodelle 34, 35, 36 resultiert hierbei in einem optimierten Umfeldmodell
37. Dieser Schritt kann durch die fahrzeugseitigen Steuergeräte 8, 14 oder durch das fahrzeugexterne Steuergerät 22 durchgeführt werden. Somit können die mindestens zwei Umfeldmodelle 34, 35, 36 zu einem optimierten
Umfeldmodell 37 zusammengeführt werden
Die Pfeile veranschaulichen eine mögliche Rückkopplung des optimierten Umfeldmodells 37, um die jeweiligen Umfeldmodelle 34, 35, 36 der Sensorsets 10, 16 zu verbessern.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren (2) zum Optimieren eines Umfeldmodells (34, 35, 36) durch
mindestens ein Steuergerät (8, 14, 22), wobei
Messdaten (31) von einem ersten Sensorset (10) und Messdaten (32, 33) von mindestens einem zweiten Sensorset (16) empfangen werden, wobei das erste Sensorset (10) einen ersten
Abtastbereich (24) und das zweite Sensorset (16) einen zweiten Abtastbereich (26) aufweist, wobei der erste Abtastbereich (24) und der zweite Abtastbereich (26) sich in einem
Überlappungsbereich (28) bereichsweise überschneiden, für jedes Sensorset (10, 16) basierend auf den empfangenen Messdaten (31 , 32, 33) des jeweiligen Sensorsets (10, 16) ein Umfeldmodell (34, 35, 36) erstellt wird,
die mindestens zwei Umfeldmodelle (34, 35, 36) anhand des Überlappungsbereichs (28) miteinander verglichen und verifiziert werden,
die mindestens zwei Umfeldmodelle (34, 35, 36) zu einem optimierten Umfeldmodell (37) zusammengeführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die mindestens zwei Sensorsets (10, 16) in einem Fahrzeug (4, 6) oder in unterschiedlichen Fahrzeugen angeordnet sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei durch ein Zusammenführen der mindestens zwei Umfeldmodelle (34, 35, 36) eine Ungenauigkeit der empfangenen Messdaten (31 , 32, 33) zumindest im
Überlappungsbereich (28) verringert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei durch das
Zusammenführen der mindestens zwei Umfeldmodelle (34, 35, 36) ein erweiterter Abtastbereich durch das optimierte Umfeldmodell (37) abgebildet wird, welches dem ersten Abtastbereich (24) und dem zweiten
Abtastbereich (26) entspricht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Messdaten (31 , 32, 33) von mindestens zwei Sensorsets (10, 16) und/oder Daten von mindestens zwei Umfeldmodellen (34, 35, 36) über eine Kommunikations verbindung (20) zwischen mindestens zwei Steuergeräten (8, 14, 22) ausgetauscht werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Vergleichen,
Verifizieren und/oder Zusammenführen der mindestens zwei
Umfeldmodelle (34, 35, 36) zu einem optimierten Umfeldmodell (37) durch mindestens ein fahrzeugexternes (22) oder fahrzeuginternes Steuergerät (8, 14) ausgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei durch ein
Zusammenführen der mindestens zwei Umfeldmodelle (34, 35, 36) das Umfeldmodell (34) des ersten Sensorsets (10) und/oder das
Umfeldmodell (35) des zweiten Sensorsets (16) vervollständigt, korrigiert und/oder erweitert wird.
8. Steuergerät (8, 14, 22), welches dazu eingerichtet ist, das Verfahren (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
9. Computerprogramm, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer oder ein Steuergerät (8, 14, 22) diesen veranlassen, das Verfahren (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.
10. Maschinenlesbares Speichermedium (12, 18), auf welchem das
Computerprogramm gemäß Anspruch 9 gespeichert ist.
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