EP4732046A1 - Verfahren zum erzeugen einer eine umgebung eines fahrzeugs beschreibenden umgebungsinformation, umfelderfassungseinrichtung, fahrzeug und computerprogrammprodukt - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Erzeugen einer eine Umgebung eines Fahrzeugs (1) beschreibenden Umgebungsinformation, wobei das Fahrzeug (1) eine Sensoreinrichtung mit wenigstens einen Umgebungssensor (4) aufweist und die Umgebungsinformation wenigstens eine Rasterkarte umfasst, wobei die Rasterkarte eine Vielzahl von Zellen, welche jeweils einem Teilbereich des Umgebungsbereichs des Fahrzeugs zugeordnet sind und welchen jeweils ein Belegungswert zugewiesen ist, aufweist, mit den Schritten: a) Aussenden eines Sensorsignals durch den Umgebungssensor (4); b) Empfangen eines reflektierten Signalanteils des Sensorsignals durch den Umgebungssensor (4); c) Zuordnen des reflektierten Signalanteils zu einer oder mehreren Zellen der Rasterkarte ausgehend von einer aktuellen Position des Umgebungssensors (4); d) Verändern der jeweiligen Belegungswerte der Zellen, denen der reflektierte Signalanteil zugewiesen wird, um jeweils einen variablen Zählwert, wobei der Zählwert von einem Winkel zwischen der jeweiligen Zelle und der aktuellen Position des Umgebungssensors (4) und/oder von einer derjeweiligen Zelle zugeordneten Erfassungsintensität abhängt.

Description

Beschreibung

Verfahren zum Erzeugen einer eine Umgebung eines Fahrzeugs beschreibenden Umgebungsinformation, Umfelderfassungseinrichtung, Fahrzeug und Computerprogrammprodukt

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen einer eine Umgebung eines Fahrzeugs beschreibenden Umgebungsinformation, wobei das Fahrzeug eine Sensoreinrichtung mit wenigstens einen Umgebungssensor aufweist und die Umgebungsinformation wenigstens eine Rasterkarte umfasst, wobei die Rasterkarte eine Vielzahl von Zellen, welche jeweils einem Teilbereich des Umgebungsbereichs des Fahrzeugs zugeordnet sind und welchen jeweils ein Belegungswert zugewiesen ist, aufweist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Umgebungserfassungseinrichtung, ein Fahrzeug und ein Computerprogrammprodukt.

Ein Umgebungssensor in einem Kraftfahrzeug dient üblicherweise der Umfelderkennung, wobei zum Beispiel basierend auf einer Laufzeit zwischen einem ausgesendeten Messsignal und einem empfangenen Echo des von einem Objekt reflektierten Messsignals ein Abstand, oder anders ausgedrückt, die Entfernung zu dem Objekt, bestimmt wird. Ein solcher Umgebungssensor ist regelmäßig als ein Radarsensor oder als ein Ultraschallsensor ausgestaltet, wobei besonders Ultraschallsensoren weit verbreitet und heutzutage in nahezu allen Personenkraftfahrzeugen verbaut sind.

Ultraschallsensoren umfassen üblicherweise eine Sendeeinrichtung, welche Ultraschallsignale als Messsignale, die sich in der Luft mit Schallgeschwindigkeit von etwa 340 Meter pro Sekunde fortpflanzen, aussendet. Dazu wird gewöhnlich eine Membran des Ultraschallsensors mit einem entsprechenden Wandlerelement zu mechanischen Schwingungen angeregt. Das Ultraschallsignal wird an Objekten in der Umgebung als ein Echo reflektiert und von einer Empfängereinrichtung des Ultraschallsensors detektiert. Anhand der Laufzeitdifferenz zwischen dem Sendezeitpunkt und dem Empfangszeitpunkt kann unter Berücksichtigung der Ausbreitungsgeschwindigkeit des Ultraschallsignals der Abstand bzw. die Entfernung zum Objekt bestimmt werden. Hierbei kann auch die Amplitude des reflektierten Ultraschallsignals bzw. des Echos ermittelt werden.

Üblicherweise werden Ultraschallsensoren für Kraftfahrzeuge zur Umfelderfassung in einem Bereich bis etwa sieben Meter eingesetzt. Besondere Bedeutung spielen Ultraschallsensoren insbesondere bei semi-automatischen oder automatischen Fahrmanövern, vor allem im Zusammenhang mit Parkanwendungen, etwa der Parkdistanzmessung, Parklückensuche oder beim Parken. Dabei wird das Kraftfahrzeug üblicherweise relativ zu den Objekten bewegt, wobei während des Bewegens zu vorbestimmten Zeitpunkten jeweils ein Messzyklus durchgeführt wird. Bei jedem Messzyklus wird dabei mit einem Ultraschallsensor ein Ultraschallsignal ausgesendet.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Verfahren und entsprechende Assistenzsysteme bekannt, welche dem Fahrer mithilfe von Ultraschallsensoren unterschiedliche Informationen über die Umgebung des Kraftfahrzeugs zur Verfügung stellen und ihn beim Manövrieren des Kraftfahrzeugs und insbesondere beim Lokalisieren einer Parklücke und beim Einparken des Kraftfahrzeugs in die Parklücke unterstützen.

Es existieren beispielsweise Assistenzsysteme, die mit einer Parklückenlokalisierung ausgestattet sind und dem Fahrer anzeigen, ob in der unmittelbaren Umgebung des Kraftfahrzeugs eine Parklücke vorhanden ist bzw. ob eine vorhandene Parklücke groß genug ist, um das Kraftfahrzeug darin parken zu können. Derartige Assistenzsystem benötigen zur sicheren Lokalisierung und Abmessung einer Parklücke Informationen über sich in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindliche Objekte, die beispielsweise parkende Fahrzeuge, Bordseine, Wände oder Mauern sein können.

Derartige Objekte können zum Beispiel dadurch erkannt werden, dass reflektierte Ultraschallsignale, welche eine Abstandbestimmung ermöglichen, verschiedenen Abschnitten oder Zellen einer Umgebungskarte zugewiesen werden. Abhängig davon, wie oft einem Abschnitt bzw. einer Zelle bereits ein reflektiertes Ultraschallsignal zugeordnet wurde, kann auf das Vorhandensein eines Objekts in dem Abschnitt bzw. in der entsprechenden Zelle geschlossen werden.

DE 10 2020 215253 A1 beschreibt ein Verfahren zur Erkennung von Parklücken mittels zumindest eines Ultraschallsensors eines Fahrzeugs. Dabei wird jeweils ein reflektierter Signalanteil zu einem Satz von mehreren Zellen eines Rasters einer Umfeldkarte basierend auf der Laufzeit des Ultraschallsignals zwischen dem Aussenden und Empfangen des reflektierten Signalanteils zugewiesen und die Belegungswerte dieser Zellen werden jeweils um einen bestimmten Wert erhöht. Anschließend wird eine Belegungsinformation basierend auf den Belegungswerten der Zellen des Satzes von Zellen bestimmt, indem diejenige Zelle des Satzes von Zellen, die den maximalen Belegungswert aufweist, bestimmt wird. Falls der maximale Belegungswert einen ersten Schwellwert überschreitet, wird ein Zähler, der der Zelle mit dem maximalen Belegungswert zugeordnet ist, um einen Inkrementalwert verändert. Anschließend wird dieser Zähler mit einem zweiten Schwellwert verglichen und es wird ein Belegungsstatus der Zelle abhängig von dem Vergleichsergebnis festgelegt.

Bei einer Verwendung von derartigen Umfeldkarten kann es jedoch hinsichtlich der Unterscheidbarkeit von verschieden geformten Objekten zu Herausforderungen kommen.

Aus US 2003/0128153 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem mit Hilfe von Entfernungssensoren Messwerte gewonnen werden, wobei die Messwerte zur Erstellung einer Liste von potentiellen Objekten, denen jeweils eine Mehrzahl der Messwerte zugewiesen sind, verwendet werden. Für jedes Objekt der Liste wird anschließend eine Mehrzahl von unterschiedlichen Positionen, welche das Objekt unter Annahme verschiedener möglicher Objektformen haben kann, bestimmt. Abhängig von einer Differenz zwischen den für die potentiellen Objekte ermittelten Positionen und den gemessenen Entfernungen wird jeder Objektform ein Fehlermaß zugewiesen, wobei die Objektform mit dem kleinsten Fehlermaß als tatsächliche Objektform angenommen wird. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Erzeugen einer eine Umgebung eines Fahrzeugs beschreibenden Umgebungsinformation anzugeben, welches insbesondere das Auftreten von falsch positiven und/oder falsch negativen Objektzuweisungen zu den Zellen einer als Rasterkarte ermittelten Umgebungsinformation reduziert.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist für ein Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass es folgende Schritte umfasst: a) Aussenden eines Sensorsignals durch den Umgebungssensor; b) Empfangen eines reflektierten Signalanteils des Sensorsignals durch den Umgebungssensor; c) Zuordnen des reflektierten Signalanteils zu einer oder mehreren Zellen der Rasterkarte ausgehend von einer aktuellen Position des Umgebungssensors; d) Verändern der jeweiligen Belegungswerte der Zellen, denen der reflektierte Signalanteil zugewiesen wird, um jeweils einen variablen Zählwert, wobei der Zählwert von einem Winkel zwischen der jeweiligen Zelle und der aktuellen Position des Umgebungssensors und/oder von einer derjeweiligen Zelle zugeordneten Erfassungsintensität abhängt.

Zunächst wird ein Sensorsignal durch den Umgebungssensor des Fahrzeugs ausgesendet. Bei dem Umgebungssensor kann es sich insbesondere um einen Ultraschallsensor, welcher als Sensorsignal ein Ultraschallsignal in die Umgebung des Fahrzeugs aussendet, handeln. Alternativ sind auch andere Ausgestaltungen des Umgebungssensors, zum Beispiel als Radarsensor, als Lidarsensor oder ähnliches, möglich. Beim Aussenden des Sensorsignals kann lediglich ein einziger Umgebungssensor ein Sensorsignal senden oder es können gleichzeitig oder zeitlich hintereinander mehrere Umgebungssensoren jeweils Sensorsignale aussenden. Anschließend wird ein reflektierter Signalanteil des Sensorsignals durch den Umgebungssensor empfangen. Der reflektierte Signalanteil (nachfolgend auch als Echo bezeichnet) kann dabei entweder von demselben Umgebungssensor, der das Sensorsignal gesendet hat, oder von einem anderen Umgebungssensor (sog. Kreuz-Echo) empfangen werden.

Weiterhin wird eine Rasterkarte bereitgestellt, die sich auf einen Umgebungsbereich des Fahrzeugs bezieht. Die Rasterkarte kann zum Beispiel in einem Datenspeicher einer zur Durchführung des Verfahrens eingerichteten Steuereinrichtung als Datenstruktur bereitgestellt bzw. angelegt werden. Die Rasterkarte weist eine Vielzahl von Zellen auf, wobei jede Zelle einem Teilbereich des Umgebungsbereichs des Fahrzeugs zugeordnet ist. Die Rasterkarte bzw. die Zellen der Rasterkarte werden vorzugsweise mit der jeweiligen Position des Fahrzeugs mitbewegt, d.h. die Rasterkarte weist einen festen Bezug zu der Fahrzeugposition auf und bezieht sich nicht auf einen ortsfesten Umgebungsbereich.

Jeder Zelle der Rasterkarte ist ein Belegungswert zugeordnet. Der Belegungswert einer Zelle ist insbesondere ein Maß dafür, wie oft empfangene Echos bereits dieser Zelle zugeordnet wurden. Der Belegungswert kann insbesondere dazu verwendet werden, um zu ermitteln, ob die jeweilige Zelle belegt ist, also ob sich innerhalb dieser Zelle ein Objekt befindet. Abhängig von ihrer Größe können Objekte sich dabei auch über eine Mehrzahl von Zellen erstrecken. Die Rasterkarte kann dabei als eine wahrscheinlichkeitsbasierte Karte (engl.: probabilistic map) aufgefasst werden.

Ein reflektierter Signalanteil, welcher von wenigstens einem der Umgebungssensoren empfangen wurde, wird einer oder mehrerer der Zellen zugeordnet. Die Zuordnung kann dabei insbesondere anhand eines aus dem empfangenen Signalanteil ermittelten Entfernungswerts erfolgen. Dabei kann der reflektierte Signalanteil allen Zellen, die zumindest teilweise in der ermittelten Entfernung liegen, zugeordnet werden. Die Zuordnung des Signalanteils zu den Zellen bewirkt anschließend, dass die Belegungswerte dieser Zellen aufgrund des Empfangs des Signalanteils verändert werden. Bei Zellen, denen der Signalanteil nicht zugeordnet wurde, erfolgt entsprechend keine Veränderung des Belegungswerts. Die Zuordnung des reflektierten Signalanteils erfolgt unter Berücksichtigung der aktuellen Position des Umgebungssensors, d.h. sie erfolgt insbesondere in Abhängigkeit des ermittelten Entfernungswerts in Bezug zu der aktuellen Sensorposition bzw. in Bezug zu der aktuellen Position des Fahrzeugs.

Das Verändern der jeweiligen Belegungswerte der Zellen, denen der reflektierte Signalanteil zugewiesen wird, erfolgt jeweils um einen variablen Zählwert. Der Zählwert, um den der Belegungswert verändert wird, hängt dabei von einem Winkel zwischen der jeweiligen Zelle und der aktuellen Position des Umgebungssensors und/oder von einer derjeweiligen Zelle zugeordneten Erfassungsintensität ab. Es wird also bei der Veränderung des Belegungswerts einer Zelle berücksichtigt, welchen Winkel diese Zelle zu der aktuellen Sensorposition hat, und/oder welche Erfassungsintensität, insbesondere welche Erfassungshäufigkeit und/oder Erfassungsdauer der Zelle bisher zugewiesen wurde. Dies führt dazu, dass bei einer Zuweisung des reflektierten Signalanteils zu mehreren Zellen der jeweilige Belegungswert der einzelnen Zellen zumindest teilweise mit einem unterschiedlichen Zählwert verändert, insbesondere erhöht, wird.

Dadurch, dass der Winkel zwischen der jeweiligen Zelle und der aktuellen Sensorposition und/oder die Erfassungsintensität berücksichtigt werden, kann vorteilhaft das Auftreten von falsch positiven Objektdetektionen bei der Ermittlung der Umgebungsinformation reduziert werden.

Ein Verändern des Belegungswerts in Abhängigkeit des Winkels ermöglicht es, dass bei der Ermittlung einer Objektbelegung punktförmige Objekte und linienförmige Objekte ähnlichere Belegungswerte aufweisen als es ohne Berücksichtigung des Winkels bzw. bei Verwendung eines unveränderlichen bzw. nicht winkelabhängigen Zählwerts der Fall wäre.

Wenn sich ein punktförmiges Objekt in der Umgebung des sich bewegenden

Fahrzeugs befindet, werden verschiedene Echos aufgrund des durch die Echos beschriebenen Entfernungswerte immer zumindest derjenigen Zelle zugeordnet, die an der tatsächlichen Objektposition liegt. Mit anderen Worten, die durch die den reflektierten Signalanteilen zugewiesenen Entfernungswerten beschriebenen Kreise oder Kreissegmente schneiden sich alle in demselben Punkt, sodass bei Zuweisung des reflektierten Signalanteils zu allen Zellen, welche von den Kreisen bzw. Kreissegmenten geschnitten werden, zumindest in einer Zelle für jeden reflektierten Signalanteil eine Veränderung des Belegungswerts erfolgt. Dieser Zusammenhang ist grafisch in Fig. 8 dargestellt.

Im Falle eines linienförmigen Objekts, beispielsweise eines parallel neben dem vorbeifahrenden Fahrzeugs geparkten, weiteren Fahrzeugs, werden die Echos stets aus derselben Richtung uns aus derselben Entfernung, beziehungsweise mit einem gleichen Entfernungswert, reflektiert. Dies führt dazu, dass Zellen zwischen dem linienförmigen Objekt und dem Umgebungssensor öfter eine Veränderung ihres Belegungswerts erfahren. Dieser Zusammenhang ist grafisch in Fig. 9 dargestellt.

Die vorangehend genannten Unterschiede führen dazu, dass bei einem punktförmigen Objekt einer einzelnen Zelle sehr häufig der reflektierte Signalanteil zugeordnet wird, sodass der Belegungswert ebenfalls sehr häufig verändert, insbesondere erhöht, wird. Bei einem linienförmigen Objekt ist dies nicht der Fall, da die reflektierten Signalanteile jeweils unterschiedlichen Zellen zugeordnet werden, welche entsprechend bei Verwendung eines konstanten Zählwerts zur Erhöhung des Belegungswerts jeweils einen geringeren Gesamtbelegungswert aufweisen würden.

Bei einem Vergleich des Belegungswerts mit einem Grenzwert für die Unterscheidung, ob einer Zelle belegt ist oder nicht, würden somit insbesondere punktförmige Objekte angezeigt werden, wobei linienförmige Objekte untergehen können, wenn der Grenzwert zu hoch gewählt wird. Bei der Verwendung eines zu niedrigen Grenzwerts können sich umgekehrt zu viele falsch positive Objektdetektionen zwischen dem Objekt und dem Umgebungssensor ergeben. Durch die Berücksichtigung des Winkels durch die Verwendung des winkelabhängigen Zählwerts kann dieser Effekt bei der Erfassung zumindest teilweise ausgeglichen werden, wodurch die Rasterkarte und somit die Umgebungsinformation verbessert werden können.

Insbesondere bei einer Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Kraftfahrzeug ergibt sich das Problem, dass das Kraftfahrzeug oft mit stark veränderlichen Geschwindigkeiten bewegt wird. Beispielsweise vor der Durchführung eines Parkmanövers, welches auf Grundlage der ermittelten Umgebungsinformation erfolgen soll, kann das Fahrzeug sehr niedrige Geschwindigkeiten, bis hin zu temporären Stillstand, annehmen.

Dies bewirkt, dass Objekte, welche sich in der unmittelbaren Nähe des Kraftfahrzeugs befinden, öfter detektiert werden, als weiter entfernte Objekte. Mit anderen Worten weisen näher am Fahrzeug liegende Objekte eine höhere Erfassungsintensität, insbesondere eine höhere Erfassungsdauer und/oder eine höhere Erfassungshäufigkeit, als weiter entfernte Zellen auf. Dadurch erfahren die Zellen, welche näher am Fahrzeug liegen, öfter eine Veränderung ihres Belegungswerts als weiter entfernt liegende Zellen, sodass beispielsweise bei der Verwendung eines konstanten Zählwerts zur Erhöhung des Belegungswerts nähere Objekte als klarer erscheinen bzw. bei einer Verwendung eines Grenzwerts, analog zu der vorangehenden Beschreibung, es zum Untergang einzelner Objekte oder zum Erhalt von übermäßig vielen falsch positiven Objektdetektionen kommen kann. Durch eine Berücksichtigung eines Zählwerts, welcher von der Erfassungsintensität abhängt, kann dieser Effekt berücksichtigt und zumindest teilweise kompensiert werden, sodass auch dadurch die Rasterkarte bzw. die Umgebungsinformation verbessert werden können.

Es ist möglich, dass parallel mehrere unterschiedliche Belegungsinformationen bestimmt werden, insbesondere basierend auf Informationen, die durch mehrere an unterschiedlichen Positionen am Fahrzeug angeordnete Umgebungssensoren ermittelt werden. Mit anderen Worten können zeitlich parallel Informationen von unterschiedlichen Umgebungssensoren, die an verschiedenen Positionen am Fahrzeug vorgesehen sind, dazu verwendet werden, um Belegungswerte von Zellen zu verändern und nach der Veränderung der Belegungswerte daraus resultierende Belegungsinformationen zu gewinnen. Dadurch kann durch mehrere Sensorinformationen parallel ein Umgebungsbild generiert bzw. ein bestehendes Umgebungsbild aktualisiert werden.

Die Schritte a) bis d) können insbesondere mehrfach in Folge ausgeführt werden. Die mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelte Umgebungsinformation kann zum Beispiel innerhalb eines Fahrerassistenzsystems, insbesondere zum Erkennen und/oder zum assistierten Anfahren von Parklücken in der Umgebung des Fahrzeugs, verwendet werden. Es ist insbesondere möglich, dass sich das Fahrzeug zwischen dem Aussenden mehrerer Sensorsignale bewegt.

Es ist möglich, dass die Ego-Bewegung des Fahrzeugs, die im Zeitraum zwischen dem Aussenden und dem Empfangen des Sensorsignals auftritt, kompensiert wird. Dadurch ist es möglich, die im Zeitraum zwischen dem Senden und dem Empfangen des Sensorsignals auftretende Lageveränderung des Fahrzeugs gegenüber einem stillstehenden Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs zu kompensieren. Das Erfassen von Umgebungsobjekten an verschiedenen Fahrzeugpositionen kann dabei als eine Umgebungserfassung mittels einer synthetischen Apertur aufgefasst werden.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass zur Bestimmung der Belegungsinformationen auch Kreuzechos zwischen unterschiedlichen Ultraschallsensoren ausgewertet werden. In anderen Worten trägt damit auch ein reflektierter Signalanteil, der von einem anderen Ultraschallsensor als dem sendenden Sensor empfangen wird, zur Bestimmung der Belegungsinformationen und damit zu einer verbesserten Ermittlung der Umgebungsinformation bei.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist das Raster ein mit dem Fahrzeug mitbewegtes Raster. Das Raster kann beispielsweise eine Länge und/oder Breite aufweisen, das der 3- bis 6-fachen Länge des Fahrzeugs entspricht, und beispielsweise eine Erstreckung von 20m mal 20m haben. Dadurch wird mittels des Rasters der unmittelbare Umgebungsbereich des Fahrzeugs umfasst, der durch am Fahrzeug vorgesehene Umgebungssensoren wie Ultraschallsensoren erfasst werden kann. Dadurch können vorteilhaft Speicher- und Rechenressourcen, insbesondere in einer zur Durchführung des Verfahrens ausgebildeten Steuereinrichtung, eingespart werden.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass als von dem Winkel zwischen der jeweiligen Zelle und der aktuellen Position des Umgebungssensors abhängendem Zählwert ein komplexer Zählwert verwendet wird. Es kann also ein einen Realteil und einen Imaginärteil umfassender Zählwert, durch welchen der Winkel zwischen der jeweiligen Zelle und der aktuellen Position des Umgebungssensors abgebildet werden kann, verwendet werden. Dabei kann auch der Belegungswert eine komplexe Zahl bestehend aus einem Realteil und einem Imaginärteil sein.

Dabei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass für jede Zelle der Realteil und der Imaginärteil des Zählwerts separat aufaddiert werden, wobei der Belegungswert der Zelle dem Betrag der aus dem aufaddierten Realteilen und Imaginärteilen gebildeten komplexen Zahl entspricht. Da der Realteil und der Imaginärteil in Abhängigkeit des Winkels zwischen einer Zelle und der aktuellen Sensorposition bei punktförmigen Objekten negativ werden können, ergibt sich beim Aufaddieren bei punktförmigen Objekten insgesamt ein geringerer Belegungswert. Dies ermöglicht eine Angleichung an die Belegungswerte, welche in der Regel für linienförmige Objekte ermittelt werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass als ein von der Erfassungsintensität der jeweiligen Zelle abhängiger Zählwert ein von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängiger Zählwert, insbesondere ein mit einem geschwindigkeitsabhängigen Faktor multiplizierter Zählwert, verwendet wird. Bevorzugt kann der Betrag des geschwindigkeitsabhängigen Zählwerts dabei proportional zu der Geschwindigkeit des Fahrzeugs sein. Folglich wird der Belegungswert einer Zelle bei einem langsam fahrenden Fahrzeug mit einem geringeren Zählwert verändert als bei einem schnell fahrenden Fahrzeug. Durch den geschwindigkeitsabhängigen Zählwert kann der Effekt ausgeglichen werden, dass bei einer langsamen Fahrt des Fahrzeugs einzelne Zellen häufiger erfasst werden, da diese öfter im Erfassungsbereichs des Sensors liegen. Bei einem sich schneller bewegenden Fahrzeug können einzelne Zellen schneller aus dem Erfassungsbereichs des Umgebungssensors gelangen, sodass diese in der Regel weniger oft erfasst werden. Durch eine Berücksichtigung der Fahrzeuggeschwindigkeit bei dem Zählwert, welche für die Veränderung des Belegungswert herangezogen wird, kann dieser Effekt ausgeglichen werden. Vorteilhaft wird erreicht, dass die Objekte in der Umgebungskarte mit einer ähnlichen Schärfe erscheinen. Bei einem Aufaddieren der Zählwerte zu hohe Belegungswerte für Objekte, welche bei langsamer Fahrzeug erfasst wurden, können somit vermieden werden. Dies bewirkt vorteilhaft eine Verbesserung der Rasterkarte und somit auch der Umgebungsinformation.

Die Verwendung eines geschwindigkeitsabhängigen Faktors, welcher mit einem festen Inkrement oder einem anderweitig veränderlichen Zählwert multipliziert wird, bietet dabei eine einfache Umsetzbarkeit der Geschwindigkeitsabhängigkeit des Zählwerts. Insbesondere bietet sich so die Möglichkeit, in einfacher Weise ein festes Inkrement oder einen bereits veränderlichen Zählwert mit mehreren Faktoren zu multiplizieren, um mehrfache Abhängigkeiten des Zählwert abzubilden und somit den variablen Zählwert zu bilden. Insbesondere kann eine Kombination eines geschwindigkeitsabhängigen Faktors mit einem komplexwertigen Zählwert und/oder mit von der Erfassungsintensität der Zelle abhängigen Faktoren, wie sie im nachfolgenden beschrieben werden, vorgesehen sein.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass als ein von der Erfassungsintensität der jeweiligen Zelle abhängiger Zählwert ein von einer Erfassungshäufigkeit der Zelle abhängiger Zählwert, insbesondere ein mit einem von der Erfassungshäufigkeit abhängigen Faktor multiplizierter Zählwert, verwendet wird. Der von der Erfassungsintensität abhängige Zählwert kann bevorzugt umgekehrt proportional zu einer der jeweiligen Zelle zugewiesenen Erfassungshäufigkeit sein. Mit anderen Worten kann der Zählwert immer kleiner werden, je häufiger die Zelle bereits erfasst wurde. Für die Bestimmung der Erfassungshäufigkeit kann jeder Zelle eine Erfassungshäufigkeitsinformation zugewiesen werden, welche angibt, wie oft bereits ein reflektierter Signalanteil der jeweiligen Zelle zugewiesen wurde. Die Erfassungshäufigkeit einer Zelle kann dabei zum Beispiel initial null sein und bei jeder Zuweisung eines Signalanteils um ein Inkrement von eins erhöht werden.

Die Berücksichtigung der Erfassungshäufigkeit bewirkt, dass Zellen, welche oft erfasst werden, eine weniger große Veränderung ihres Belegungswerts erfahren als Zellen, welche weniger häufig erfasst werden. Auf diese Weise können die Belegungswerte von näheren und weiter entfernten Objekten vorteilhaft aneinander angeglichen werden. Zusätzlich dazu können dabei auch Unterschiede in der Erfassungshäufigkeit ausgeglichen werden, welche auf eine Geschwindigkeitsänderung des Fahrzeugs zurückgehen.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass als ein von der Erfassungsintensität der jeweiligen Zelle abhängiger Zählwert ein von einer Erfassungsdauer abhängiger Zählwert, insbesondere ein mit einem von der Erfassungsdauer der jeweiligen Zelle abhängigen Faktor multiplizierter Zählwert, verwendet wird. Bevorzugt kann der von der Erfassungsintensität abhängige Zählwert umgekehrt proportional zu einer der jeweiligen Zelle zugewiesenen Erfassungshäufigkeit sein. Dazu kann zum Beispiel für jede Zelle hinterlegt werden, wie lange, d.h. für welche Zeitdauer, die jeweilige Zelle im Erfassungsbereich des Umgebungssensors war, wobei der Zählwert mit zunehmender Erfassungsdauer abnimmt. Der Effekt der Berücksichtigung der Erfassungsdauer entspricht dabei im Wesentlichem dem der Berücksichtigung der Erfassungshäufigkeit.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass als ein von der Erfassungsintensität der jeweiligen Zelle abhängiger Zählwert ein von einer Reflexionsdichte abhängiger Zählwert, insbesondere ein mit einem von der Reflexionsdichte der jeweiligen Zelle abhängigen Faktor multiplizierter Zählwert, verwendet wird. Die Reflexionsdichte kann dabei insbesondere das Verhältnis zwischen der Anzahl der der jeweiligen Zelle zugewiesenen reflektierten Signalanteilen zu der Anzahl der in Richtung der jeweiligen Zelle ausgesendeten Sensorsignalen beschreiben. Ein von der Reflexionsdichte abhängiger Faktor kann dabei proportional zu der Reflexionsdichte sein.

Die Anzahl der in Richtung der jeweiligen Zelle ausgesendeten Sensorsignale kann dabei für jede Zelle als gesonderte Information hinterlegt sein, beispielsweise in Form einer weiteren Rasterkarte, welche diese Anzahl als Belegungswert der einzelnen Zellen enthält. Die Anzahl der in Richtung einer der Zellen ausgesendeten Sensorsignale kann dabei bei einem Aussenden des Sensorsignals für alle diejenigen Zellen erhöht werden, welche innerhalb eines Sensorsichtfelds und innerhalb einer Sensorsichtweite des Umgebungssensors liegen.

Zusätzlich oder alternativ zu einem winkelabhängigen Zählwert und/oder einem von der Erfassungsintensität abhängigen Zählwert können auch weitere Abhängigkeiten des Zählwerts vorgesehen werden. Insbesondere können auch weitere Faktoren, welche beispielsweise von einer Amplitude des reflektierten Signalanteils, einem Azimutwinkel des reflektierten Signalanteils und/oder ähnlichem abhängen, verwendet und auf den veränderlichen Zählwert angewendet werden.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass der Betrag des Belegungswerts einer oder mehrerer Zellen mit einem Grenzwert verglichen wird, wobei bei Überschreiten des Grenzwerts ein Belegungszustand der Zelle auf belegt gesetzt wird. Eine Zelle mit einem eine Belegung der Zelle beschreibenden Belegungszustand beschriebt einen räumlichen Abschnitt in der Umgebung des Fahrzeugs, welcher von einem Objekt bzw. von einem Teil eines Objekts blockiert ist.

Weiterhin kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass jeder der Zellen eine die Anzahl der bisher zugewiesenen Signalanteile beschreibende Erfassungshäufigkeitsinformation zugewiesen wird, wobei zusätzlich auch diejenigen Zellen als belegt gekennzeichnet werden, bei denen die Erfassungshäufigkeitsinformation einen weiteren Grenzwert überschreitet. Dadurch kann vermieden werden, dass bei einem vollständigen Umkreisen eines punktförmigen Objekts bei der Verwendung eines winkelabhängigen Zählwerts, insbesondere eines komplexen Zählwerts, aufgrund der durch die Überstreichung des gesamten Winkelbereichs von 0 bis 360° erfolgten zumindest teilweisen Auslöschung der den Belegungswert bildenden Summanden eine solche Zelle fälschlicherweise als nicht belegt angesehen wird. Mit anderen Worten können auch Zellen als belegt markiert werden, welche keinen oder nur einen geringen Belegungswert aufweisen, wenn ihnen bereits eine durch den weiteren Grenzwert vorgegebene Anzahl an reflektierten Signalanteilen zugewiesen wurde.

Ob das Zuweisen einer Erfassungshäufigkeit Informationen zu den Zellen notwendig ist, kann maßgeblich von dem Szenario abhängen, in dem die Umfeldinformation ermittelt werden soll. Bei der Verwendung der Umfeldinformation für eine Parklückenerkennung, beispielsweise im Rahmen eines Fahrerassistenzsystems, ist ein vollständiges Umfahren von Objekten sehr unwahrscheinlich, sodass eine Verwendung der Erfassungshäufigkeitsinformation nicht unbedingt erforderlich ist.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Umgebungserfassungseinrichtung umfassend eine Sensoreinrichtung mit wenigstens einen Umgebungssensor sowie eine Steuereinrichtung, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Umgebungserfassungseinrichtung.

Außerdem betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, welches Befehle enthält, die eine Recheneinrichtung eines die Recheneinrichtung sowie eine Sensoreinrichtung mit wenigstens einem Umgebungssensor umfassenden Systems zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zu veranlassen. Die Recheneinrichtung kann insbesondere eine Steuereinrichtung einer Umgebungserfassungseinrichtung eines Fahrzeugs sein. Sämtliche vorangehend in Bezug zu dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen Vorteile und Ausgestaltungen gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Umgebungserfassungseinrichtung, für das erfindungsgemäße Fahrzeug sowie für das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt und umgekehrt.

Auch die in Bezug zu der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungseinrichtung, dem erfindungsgemäßen Fahrzeugs sowie dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt beschriebenen Vorteile und Ausgestaltungen sind untereinander übertragbar.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Diese sind schematische Darstellungen und zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs umfassend ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Umgebungserfassungseinrichtung,

Fig. 2 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3 ein Beispiel einer mittels eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens erstellten Umgebungsinformation,

Fig. 4 ein Beispiel einer mittels eines Verfahrens gemäß dem Stand der Technik erzeugten Umgebungsinformation,

Fig. 5 die in Fig. 3 dargestellte Umgebungsinformation nach Anwendung eines Grenzwerts zur Ermittlung von als belegt geltenden Zellen,

Fig. 6 die in Fig. 4 dargestellte Umgebungsinformation nach Anwendung des Grenzwerts zur Ermittlung von als belegt geltenden Zellen, Fig. 7 die in Fig. 4 dargestellte Umgebungsinformation nach Anwendung eines weiteren Grenzwerts zur Ermittlung von als belegt geltenden Zellen,

Fig. 8 eine Erfassung eines punktförmigen Objekts durch ein vorbeifahrendes Fahrzeug und

Fig. 9 eine Erfassung eines linienförmigen Objektes durch ein vorbeifahrendes Fahrzeug.

In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugs 1 dargestellt. Bei dem Fahrzeug 1 kann es sich zum Beispiel um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder ein anderes Kraftfahrzeug handeln. Es ist möglich, dass es sich bei dem Fahrzeug 1 um ein schienengebundenes Fahrzeug handelt und/oder dass das Fahrzeug 1 ein unmotorisiertes Fahrzeug, beispielsweise ein Anhänger oder dergleichen, ist oder ein solches unmotorisiertes Fahrzeug als ein Gespann umfasst.

Das Fahrzeug 1 umfasst ein Ausführungsbeispiel einer Umfelderfassungseinrichtung 2, welche eine Steuereinrichtung 3 sowie mehrere Umgebungssensoren 4 umfasst. Die Umgebungssensoren 4 sind beispielsweise als Ultraschallsensoren ausgebildet. Alternativ dazu ist eine Ausbildung der Umgebungssensoren 4 als Radarsensoren, als Lidarsensoren o. ä. möglich. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst das Fahrzeug 1 zwölf Umgebungssensoren 4, wobei sechs Umgebungssensoren an der Front des Fahrzeugs 1 und sechs Umgebungssensoren an dem Heck des Fahrzeugs 1 angeordnet sind. Die Anzahl und/oder die Anordnung der Umgebungssensoren 4 ist dabei rein beispielhaft.

Mithilfe der Umgebungssensoren 4 können Sensorsignale, vorliegend Ultraschallsignale, in die Umgebung des Fahrzeugs 1 ausgesendet werden. An Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs 1 reflektierte Signalanteile können von einem oder mehreren der Umgebungssensoren 4 wieder empfangen werden. Die reflektierten Signalanteile können dabei auch als Echos bezeichnet werden.

Die Steuereinrichtung 3 der Umfelderfassungseinrichtung 2 ist zur Durchführung eines Verfahrens zum Erzeugen einer eine Umgebung des Fahrzeugs 1 beschreibenden Umgebungsinformation ausgebildet. Die Umgebungsinformation umfasst dabei eine Rasterkarte, welche eine Vielzahl von Zellen umfasst. Die Rasterkarte kann zum Beispiel als eine Datenstruktur in einer Speichereinrichtung der Steuereinrichtung 3 angelegt bzw. bereitgestellt werden.

Die Zellen der Rasterkarte sind jeweils einem Teilbereich des Umgebungsbereichs des Fahrzeugs 1 zugeordnet und den Zellen ist jeweils ein Belegungswert zugewiesen. Jede der Zellen beschreibt dabei einen Abschnitt eines räumlichen Bereichs um das Fahrzeug 1 herum. Die Zellen können zum Beispiel rechteckig sein, wobei auch andere geometrische Formen der Zellen möglich sind. Die Rasterkarte kann zum Beispiel Abmessungen von 20 m auf 20 m haben, wobei die Zellen, je nach gewünschter Auflösung der Rasterkarte, zum Beispiel Längen und Breiten im Zentimeterbereich aufweisen können.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiels des Verfahrens zur Ermittlung der Umfeld Information dargestellt. Dabei umfasst Schritt S1 das Aussenden eines Sensorsignals durch wenigstens einen der Umgebungssensoren 4. Das in die Umgebung des Fahrzeugs 1 ausgesendete Ultraschallsignale kann an Objekten reflektiert werden, wobei anschließend ein reflektierter Signalanteil als ein Echo wieder in Richtung des Fahrzeugs 1 zurückgeworfen wird und von wenigstens einem der Umgebungssensoren 4 empfangen werden kann.

Anschließend wird in einem Schritt S2 das an einem Objekt reflektierte Ultraschallsignal bzw. der reflektierte Signalanteil von einem der Umgebungssensoren 4 der Umgebungserfassungseinrichtung 2 bzw. des Fahrzeugs 1 wieder empfangen. Der reflektierte Signalanteil kann dabei von demselben Umgebungssensor 4 empfangen werden, welcher das Ultraschallsignal ausgesendet hat, und/oder es kann auch ein Empfang des reflektierten Signalanteils durch einen weiteren der Umgebungssensoren 4 des Fahrzeugs 1 erfolgen.

In Schritt S3 erfolgt das Zuordnen des reflektierten und empfangenen Signalanteils zu einer oder mehrerer der Zellen der Rasterkarte ausgehend von einer aktuellen Position des empfangenden Umgebungssensors 4. Die Position des Umgebungssensoren 4 kann sich bei Empfang insbesondere von einer Position beim Aussenden unterscheiden, wenn das Fahrzeug 1 in Bewegung ist, sich also in der Zeit zwischen dem Aussenden des Sendesignals und dem Empfang des reflektierten Signalanteils bewegt hat.

Die Zuordnung des reflektierten und empfangenen Signalanteils zu einer oder mehrerer der Zellen erfolgt insbesondere in Abhängigkeit eines von dem reflektierten Signalanteils beschriebenen Entfernungswerts, welcher den Abstand zwischen dem Umgebungssensoren 4 und dem Objekt, an dem das vormals ausgesendete Sensorsignal reflektiert wurde, beschreibt. Dabei ist es möglich, dass die Bewegung des Fahrzeugs zwischen dem Aussenden des Sensorsignals und dem Empfang des entsprechenden Echos bei dieser räumlichen Zuordnung berücksichtigt wird.

Ein empfangener, reflektierter Signalanteil, dem ein bestimmter Entfernungswert zugeordnet ist, kann all denjenigen Zellen zugeordnet werden, welche sich in einem dem Entfernungswert entsprechenden Radius um den Ultraschallsensor herum befinden. Dabei kann die Zuordnung auf die Zellen beschränkt werden, welche grundsätzlich im Erfassungsbereich des Umgebungssensoren 4, und somit zum Beispiel entlang eines Kreissegments, liegen.

In Schritt S4 erfolgt anschließend ein Verändern des Belegungswerts derjenigen Zellen, denen der reflektierte Signalanteil vorangehend zugeordnet wurde. Das Verändern des Belegungswerts erfolgt dabei in Abhängigkeit eines variablen Zählwerts, wobei der Zählwert von einem Winkel zwischen der jeweiligen Zelle und der aktuellen Position des Umgebungssensors und/oder von einer derjeweiligen Zelle zugeordneten Erfassungsintensität abhängt. Das Verändern des Belegungswerts erfolgt dabei insbesondere durch ein Addieren des Zählwerts zu dem bisher bestehenden Belegungswert, wobei initial ein Belegungswert von null für jede der Zellen angenommen werden kann.

Dabei kann als ein von dem Winkel zwischen der jeweiligen Zelle und der aktuellen Position des Umgebungssensors 4 abhängender Zählwert ein komplexer Zählwert verwendet werden. Der Belegungswert m(x,y)t einer Zelle kann dabei gemäß der folgenden Formel berechnet werden: (cos 0_x,y,x,y + j sin Qx,y,x,y ) (1 ) wobei m x,y _ den vorangegangenen Belegungswert der Zelle, j die komplexe Einheit und cos 0_x,y,x,y den Winkel zwischen der jeweiligen Zeile und der aktuellen Sensorposition beschreibt.

Als Winkel 0_x,y,x,y kann dabei zum Beispiel der Winkel zwischen einer positionsfesten x-Achse als Bezug und einem Vektor ausgehend von der aktuellen Sensorposition (x,y) und der Position der jeweiligen Zelle verwendet werden. Dabei kann der Winkel d_x,y,x,y als berechnet werden.

Die Verwendung eines derartigen winkelabhängigen Zählwerts zur Bildung des Belegungswerts der Zellen der Rasterkarte hat den Vorteil, dass bei einem linienförmigen Objekt immer der gleiche Winkel 6_x,y,x,y vorliegt, sodass die Zählwerte beim Aufaddieren betragsmäßig in etwa so schnell wachsen wie bei punktförmigen Objekten, bei denen die Erfassung unter einem veränderlichen Winkel erfolgt. Für die Bildung des Belegungswerts können dabei der Realteil und der Imaginärteil des winkelabhängigen Zählwerts jeweils gesondert addiert werden. Bei punktförmigen Objekten, welche bei sich bewegendem Fahrzeug 1 fortlaufend unter unterschiedlichen Winkeln erfasst werden, tritt der Effekt auf, dass abhängig von dem Winkel der Realteil und/oder der Imaginärteil negativ werden können, sodass bei dem Aufaddieren des entsprechenden Real- bzw. Imaginärteils auch eine Reduktion des Betrags der Belegungsinformation auftreten kann. Dies führt maßgeblich dazu, dass insgesamt die Belegungswerte bzw. die Beträge der komplexwertigen Summen der Zählwerte geringer ansteigen als bei dem Verwenden eines konstanten und nicht veränderlichen Inkrements als Zählwert.

Es ist möglich, dass in einem nachfolgenden Schritt S5 (in Fig. 2 nicht dargestellt) ein Vergleich des jeweiligen Belegungswerts der Zellen der Rasterkarte mit einem Grenzwert erfolgt, wobei all diejenigen Zellen als durch ein Umgebungsobjekt belegt gekennzeichnet werden, bei denen der Belegungswert, insbesondere der Betrag des Belegungswerts, einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.

Um zu vermeiden, dass bei dem vollständigen Umfahren bzw. Umkreisen eines punktförmigen Objekts, bei welchem die Erfassung des Objekts in dem gesamten Winkelbereich zwischen 0° und 360° erfolgt, eine Belegungsinformation von 0 erhalten wird, kann zusätzlich für die einzelnen Zellen eine Erfassungshäufigkeitsinformation gespeichert werden, welche angibt, wie oft der entsprechenden Zeile bereits ein reflektierter Signalanteil zugeordnet wurde. Zellen, bei welchen der Belegungswert unterhalb des Grenzwerts liegt, aberweiche eine über einem weiteren grenzwertliegende Erfassungshäufigkeit aufweisen, können als Zellen, in denen ein punktförmiges Objekt liegt, angesehen und entsprechend als belegt gekennzeichnet werden.

Zusätzlich oder alternativ zu der Verwendung des winkelabhängigen Zählwerts kann auch ein von der Erfassungsintensität der jeweiligen Zelle abhängender Zählwert verwendet werden. Dabei kann zum Beispiel ein Zählwert verwendet werden, welcher von der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 abhängt. Ein von einer Erfassungsintensität abhängiger Zählwert kann insbesondere ein von der Erfassungsintensität abhängiger Faktor T sein, welcher mit einem konstanten Wert zur Bildung des Zählwerts multipliziert wird. Insbesondere ist es auch möglich, dass ein von der Erfassungsintensität abhängiger Faktor T auch mit einem komplexen Zählwert, welcher wie vorangehend beschrieben von dem Winkel zwischen der jeweiligen Zelle und der aktuellen Position des Umgebungssensoren abhängt, multipliziert wird. In diesem Fall ergibt sich die Ermittlung eines Belegungswerts gemäß folgender Formel: (cos 0_x,y,x,y + j sin 9_x.y.x,y ) * T (3) wobei der Faktor T zum Beispiel von einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängt. Es ist dabei möglich, dass als Faktor T zum Beispiel direkt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 gemäß verwendet wird. Alternativ sind auch andere Arten einer Geschwindigkeitsabhängigkeit des Faktors T möglich.

Das Verwenden des von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 abhängigen Faktors hat dabei den Vorteil, dass bei einem sich langsam bewegenden Fahrzeug 1 nur kleine Zählwerte zur Bildung des Belegungswerts addiert werden, wodurch kompensiert werden kann, dass bei einer langsamen Bewegung des Fahrzeugs 1 entsprechend Objekte im Umfeld des Fahrzeugs 1 öfter erkannt werden, als wenn das Fahrzeug 1 sich schneller bewegen würde.

Der Effekt des variablen Zählwerts bei einer Veränderung der Belegungsinformation der Zellen einer als Umgebungsinformation ermittelten Rasterkarte soll anhand des nachfolgenden Beispiels anschaulich gemacht werden.

In Fig. 3 ist eine Umgebungsinformation dargestellt, welche anhand Formel (3) ermittelt wurde. In Fig. 4 ist zum Vergleich eine auf denselben Sensordaten basierende Umgebungsinformation dargestellt, welche nur mit einem konstanten, d.h. nicht variablen, Zählwert c gemäß der Formel m(x,y) = m(x,y) + c (5) ermittelt wurde. Fig. 3 und Fig. 4 zeigen dabei jeweils die den Zellen zugeordneten Belegungswerte als Graustufen, wobei sich die Belegungswerte durch den Betrag der Summe aus den jeweils aufaddierten Zählwerten ergeben. Die Zählwerte wurden aus reflektierten Sensorsignalen gebildet, welche während einer zumindest zeitweisen Bewegung des Fahrzeugs 1 entlang einer Parklücke 5 zwischen zwei Fremdfahrzeugen 6, 7 empfangen wurden. Zwischen den Fremdfahrzeugen 6, 7 ist die Parklücke 5 zu einer Seite weiterhin von einem Bordstein 8 begrenzt.

Wie in den jeweils mit einem Rechteck markierten Bereichen 9 und 10, die jeweils einer Ecke eines der Fremdfahrzeugen 6, 7 entsprechen, zu erkennen ist, führt das erfindungsgemäße Verfahren zu einer verminderten Detektion von falsch positiv als belegt gekennzeichneten Zellen. Die Konturen der die Parklücke 5 begrenzenden Fremdfahrzeuge 6, 7 bzw. des Bordsteins 8 treten deutlicher hervor. Durch die Verwendung des geschwindigkeitsabhängigen Zählwerts, welcher vorliegend durch die Verwendung der Geschwindigkeit selbst als geschwindigkeitsabhängigem Faktor gebildet wird, kann erreicht werden, dass im Bereich 11 weniger falsch positive Detektionen auftreten.

Die in Fig. 4 halbkreisförmig angeordneten Zellen mit hohen Belegungswerten im Bereich 11 basieren auf reflektierten Sensorsignalen, welche bei einem Stillstand des Fahrzeugs 1 , d.h. einer Geschwindigkeit von null, empfangen wurden. Bei einem Berechnen der Belegungswerte der Zellen gemäß Formel (3) wird, wie in Fig. 3 erkannt werden kann, das Auftreten hoher Belegungswerte in diesem Bereich durch die Verwendung des geschwindigkeitsabhängigen Faktors unterbunden.

Wie in Fig. 5 bis Fig. 7 dargestellt ist, wirkt sich die Berechnung der Belegungswerte gemäß Formel (3) auch auf das Ermitteln eines Belegungszustandes der einzelnen Zellen aus. Wie aus den Fig. 5 bis 7 zu sehen ist, ergibt sich bei Verwendung eines einzelnen Grenzwerts für gemäß Formel (3) ermittelte Belegungswerte ein wesentlich klareres Bild der Fahrzeugumgebung (Fig.5) als bei der Berechnung der Belegungswerte gemäß Formel (5) (Fig. 6 und 7), wobei in Figuren 6 und 7 die Belegungszustände jeweils unter Verwendung eines unterschiedlichen Grenzwerts ermittelt wurden. Die Grenzwerte geben dabei jeweils an, ab welchem Betrag der Belegungsinformation eine Zelle als belegt (in den Figuren schwarz) markiert wird. Zellen mit einem Betrag der Belegungsinformation unterhalb des Grenzwerts gelten als nicht belegt (in den Figuren weiß).

Der Grenzwert für die Ermittlung der Belegungszustände, so wie sie in Fig. 5 dargestellt sind, wurde dabei so gewählt, dass eine minimale Anzahl an falsch-positiven Detektionen auftreten, ohne dass tatsächliche Detektionen entfernt wurden, sodass auch die Anzahl der Zellen mit falsch-negativen Belegungszuständen möglichst gering ist. Bei Verwendung desselben Grenzwerts bei den anhand Formel (5) ermittelten Belegungszuständen ergibt sich eine hohe Anzahl an falsch-positiven Belegungszuständen. Dies ist deutlich in Fig. 6 zu erkennen, bei der für die Ermittlung von belegten Zellen derselbe Grenzwert wie bei der Fig. 5 zugrundeliegenden Auswertung herangezogen wurde.

Wenn der Grenzwert reduziert wird, um bei gemäß Formel (5) ermittelten Belegungszuständen die Anzahl der falsch-positiv als belegt erkannten Zellen zu reduzieren, steigt die Anzahl der falsch-negativen Detektionen an, so wie es in Fig. 7 zu erkennen ist. Die Konturen der Fremdfahrzeuge 6, 7 und des Bordsteins 8 treten nicht mehr so deutlich hervor, da sie teilweise entlang fälschlicherweise als nicht belegt markierter Zellen verlaufen.

Zusätzlich oder alternativ zu einem geschwindigkeitsabhängigen Zählwert kann auch ein Zählwert verwendet werden, welcher von der Erfassungsintensität der jeweiligen Zelle abhängt. Die Erfassungsintensität kann dabei insbesondere die Erfassungshäufigkeit und/oder die Erfassungsdauer beschreiben, wobei die Erfassungshäufigkeit die Anzahl der bisher an die jeweilige Zelle zugewiesenen reflektierten Signalanteile und die Erfassungsdauer die Zeit, in der die Zelle im Erfassungsbereichs des Umgebungsansicht 4 gelegen ist, beschreibt. Ein von der Erfassungsintensität abhängiger Zählwert kann durch einen von der Erfassungsintensität abhängigen Faktor T gebildet werden. Der Faktor kann dabei insbesondere umgekehrt proportional zu der Erfassungsintensität sein. Dabei kann zum Beispiel ein Faktor

T (x,y) = l/n (6) verwendet werden, wobei n die Anzahl der bisher der jeweiligen Zelle zugewiesenen reflektierten Signalanteile beschreibt.

Analog dazu kann auch ein von der Erfassungsdauer umgekehrt proportional ermittelter Faktor T verwendet werden. Mit solchen von der Erfassungsintensität abhängigen Zählwerten können Ergebnisse vergleichbar zu dem geschwindigkeitsabhängigen Zählwert erreicht werden. Insbesondere können die Faktoren auch mit einem komplexen Zählwert kombiniert werden, um auch gleichförmige Belegungswerte für punktförmige und linienförmige Objekte zu erreichen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann als ein von der Erfassungsintensität der jeweiligen Zelle abhängiger Zählwert ein von einer Reflexionsdichte abhängiger Zählwert verwendet werden. Dazu kann ein Faktor T verwendet werden, welcher proportional zu einer Reflexionsdichte der jeweiligen Zelle ist, wobei die Reflexionsdichte das Verhältnis zwischen der Anzahl der der jeweiligen Zelle zugewiesenen reflektierten Signalanteilen zu der Anzahl der in Richtung der jeweiligen Zelle ausgesendeten Sensorsignalen beschreibt.

Der Faktor T kann zum Beispiel als berechnet werden, wobei #TR die Anzahl der der jeweiligen Zelle zugeordneten reflektierten Signalanteile und #Tx die Anzahl der in Richtung der jeweiligen Zelle ausgesendeten Sensorsignale beschreibt. Die Anzahl der in Richtung der jeweiligen Zelle ausgesendeten Sensorsignale kann dabei für jede Zelle der Rasterkarte als gesonderte Information hinterlegt sein, beispielsweise in Form einer weiteren Rasterkarte, welche diese Anzahl als Belegungswert der einzelnen Zellen enthält, oder jeweils durch eine diese Anzahl beschreibende und jeweils einer der Zellen zugeordnete Anzahlinformation.

Die Anzahl der in Richtung einer der Zellen ausgesendeten Sensorsignale kann dabei bei einem Aussenden des Sensorsignals in Schritt a) des Verfahrens für alle diejenigen Zellen der Rasterkarte erhöht werden, welche innerhalb eines Sensorsichtfelds des Umgebungssensors 4, also innerhalb eines Azimut-Winkelbereichs, und innerhalb einer vorgegebenen Sensorsichtweite des aussendenden Umgebungssensors 4 liegen.

In Fig. 8 ist eine Situation dargestellt, in der ein punktförmiges Objekt 12 aus verschiedenen Sensorpositionen pi von dem Umgebungssensor 4 erfasst wird. Die Situation kann zum Beispiel auftreten, wenn sich das Fahrzeug 1 entlang der x-Achse bewegt.

Gezeigt ist für jede der Sensorpositionen pi ein Kreis 13 mit einem der ermittelten Entfernung zwischen dem Umgebungssensor 4 und dem Objekt 12 entsprechenden Radius, wobei insbesondere diejenigen Zellen in der Rasterkarte eine Veränderung ihres Belegungswert erfahren, welche von dem gezeigten Kreis geschnitten werden. Ersichtlich schneiden sich alle Kreise 13 in einem Punkt P, sodass zumindest eine diesen Punkt umfassende Zelle eine hohe Anzahl an zugewiesenen reflektierten Signalanteilen bzw. Veränderungen ihres Belegungswerts aufweist.

In Fig. 9 ist eine Situation dargestellt, in der ein linienförmiges Objekt 14 aus verschiedenen Sensorpositionen pi von dem Umgebungssensor 4 erfasst wird, wobei auch diese Situation auftreten kann, wenn sich das Fahrzeug 1 entlang der x-Achse bewegt. Gezeigt ist für jede der Sensorpositionen pi ein Kreis 13 mit einem der ermittelten Entfernung zwischen dem Umgebungssensor 4 und dem Objekt 14 entsprechenden Radius, wobei auch in diesem Fall insbesondere diejenigen Zellen in der Rasterkarte eine Veränderung ihres Belegungswerts erfahren, welche von dem gezeigten Kreis geschnitten werden. Ersichtlich schneiden sich die Kreise in einer Mehrzahl von Punkten P, wobei diese jeweils etwas vor dem linienförmigen Objekt 14 angeordnet sind. Dies führt dazu, dass diese Punkte umfassenden Zellen öfter eine Veränderung ihres Belegungswert erfahren als die Zellen, durch die das linienförmige Objekt 14 verläuft.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Erzeugen einer eine Umgebung eines Fahrzeugs (1 ) beschreibenden Umgebungsinformation, wobei das Fahrzeug (1 ) eine Sensoreinrichtung mit wenigstens einen Umgebungssensor (4) aufweist und die Umgebungsinformation wenigstens eine Rasterkarte umfasst, wobei die Rasterkarte eine Vielzahl von Zellen, welche jeweils einem Teilbereich des Umgebungsbereichs des Fahrzeugs zugeordnet sind und welchen jeweils ein Belegungswert zugewiesen ist, aufweist, mit den Schritten: a) Aussenden eines Sensorsignals durch den Umgebungssensor (4); b) Empfangen eines reflektierten Signalanteils des Sensorsignals durch den Umgebungssensor (4); c) Zuordnen des reflektierten Signalanteils zu einer oder mehreren Zellen der Rasterkarte ausgehend von einer aktuellen Position des Umgebungssensors (4); d) Verändern der jeweiligen Belegungswerte der Zellen, denen der reflektierte Signalanteil zugewiesen wird, um jeweils einen variablen Zählwert, wobei der Zählwert von einem Winkel zwischen der jeweiligen Zelle und der aktuellen Position des Umgebungssensors (4) und/oder von einer derjeweiligen Zelle zugeordneten Erfassungsintensität abhängt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als von dem Winkel zwischen der jeweiligen Zelle und der aktuellen Position des Umgebungssensors (4) abhängendem Zählwert ein komplexer Zählwert verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Zelle der Realteil und der Imaginärteil des Zählwerts separat aufaddiert werden, wobei der Belegungswert der Zelle dem Betrag der aufaddierten Zählwerte entsprechen.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als ein von der Erfassungsintensität der jeweiligen Zelle abhängiger Zählwert ein von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (1) abhängiger Zählwert, insbesondere ein mit einem geschwindigkeitsabhängigen Faktor multiplizierter Zählwert, verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag des geschwindigkeitsabhängigen Zählwerts proportional zu der Geschwindigkeit ist.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als ein von der Erfassungsintensität der jeweiligen Zelle abhängiger Zählwert ein von einer Erfassungshäufigkeit der Zelle abhängiger Zählwert, insbesondere ein mit einem von der Erfassungshäufigkeit abhängigen Faktor multiplizierter Zählwert, verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als ein von der Erfassungsintensität der jeweiligen Zelle abhängiger Zählwert ein von einer Erfassungsdauer abhängiger Zählwert, insbesondere ein mit einem von der Erfassungsdauer der jeweiligen Zelle abhängigen Faktor multiplizierter Zählwert, verwendet wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als ein von der Erfassungsintensität der jeweiligen Zelle abhängiger Zählwert ein von einer Reflexionsdichte abhängiger Zählwert, insbesondere ein mit einem von der Reflexionsdichte der jeweiligen Zelle abhängigen Faktor multiplizierter Zählwert, verwendet wird.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Erfassungsintensität abhängige Zählwert umgekehrt proportional zu einer Erfassungshäufigkeit und/oder einer Erfassungsdauer der Zelle ist, und/oder dass der von der Erfassungsintensität abhängige Zählwert proportional zu einer Reflexionsdichte der Zelle ist.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrag des Belegungswerts einer oder mehrerer Zellen mit einem Grenzwert verglichen wird, wobei bei Überschreiten des Grenzwerts ein Belegungszustand der Zelle auf belegt gesetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der Zellen eine die Anzahl der bisher zugewiesenen Signalanteile beschreibende Erfassungshäufigkeitsinformation zugewiesen wird, wobei zusätzlich auch diejenigen Zellen als belegt gekennzeichnet werden, bei denen die Erfassungshäufigkeitsinformation einen weiteren Grenzwert überschreitet.

12. Umgebungserfassungseinrichtung umfassend eine Sensoreinrichtung mit wenigstens einen Umgebungssensor (4) sowie eine Steuereinrichtung (3), wobei die Steuereinrichtung (3) dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche auszuführen.

13. Fahrzeug umfassend eine Umgebungserfassungseinrichtung (2) nach Anspruch 12.

14. Computerprogrammprodukt, welches Befehle enthält, eine Recheneinrichtung eines die Recheneinrichtung sowie eine Sensoreinrichtung mit wenigstens einem Umgebungssensor umfassenden Systems zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zu veranlassen.