WO2022248248A1 - Rechenvorrichtung für ein automatisiert betreibbares fahrzeug - Google Patents

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WO2022248248A1
WO2022248248A1 PCT/EP2022/063030 EP2022063030W WO2022248248A1 WO 2022248248 A1 WO2022248248 A1 WO 2022248248A1 EP 2022063030 W EP2022063030 W EP 2022063030W WO 2022248248 A1 WO2022248248 A1 WO 2022248248A1
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WO
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vehicle
laser
computing device
lidar sensor
sensor data
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Application number
PCT/EP2022/063030
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stefan Junginger
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Zf Friedrichshafen Ag
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Publication date
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    • 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
    • G01S17/93—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
    • 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
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    • G01S7/4802—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
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    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
    • G01S7/4815—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone using multiple transmitters

Definitions

  • Computing device for a vehicle that can be operated automatically
  • the invention relates to a computing device for a vehicle that can be operated automatically, in order to characterize objects. Furthermore, the invention relates to a lidar sensor for a vehicle that can be operated automatically and to a lidar system for a vehicle that can be operated automatically. In addition, the invention relates to a corresponding automated vehicle. Furthermore, the invention relates to a computer-implemented method for characterizing objects, and to a corresponding computer program product.
  • Modern vehicles have a large number of sensors that provide the driver with information and partially or fully automatically control individual vehicle functions.
  • the surroundings of the vehicle and other road users are recorded by sensors. Based on the recorded data, a model of the vehicle environment can be generated and changes in this vehicle environment can be reacted to.
  • a lidar sensor is based on the emission of light signals and the detection of the reflected light.
  • a distance to the point of reflection can be calculated by means of a propagation time measurement and/or measurements of phase shifts. In addition, it is possible to determine a relative speed. Both individual pulses and frequency-modulated signals (chirps) can be used here.
  • a target can be detected by evaluating the received reflections.
  • a distinction is made between scanning and non-scanning systems.
  • a scanning system is usually based on macro- or micro-mirrors and scanning the environment with a light spot, which is referred to as a coaxial system when the transmitted and received light pulse is deflected by the same micro-mirror.
  • a coaxial system when the transmitted and received light pulse is deflected by the same micro-mirror.
  • several transmitting and receiving elements arranged statically next to each other (in particular the so-called focal plane array arrangement).
  • a computing device for a vehicle that can be operated automatically, in order to characterize objects comprises at least one first interface for receiving sensor data from at least one lidar sensor, which data was acquired using at least two different laser wavelengths.
  • the computing device includes at least one computing module that is provided to evaluate the sensor data in order to determine and/or check at least one parameter of at least one detected object that is different from distance and speed.
  • the computing module is intended to determine at least one control or regulating signal for a vehicle control device of the vehicle that can be operated automatically, depending on the determined and/or checked parameter.
  • the computing device comprises at least one second interface in order to provide the control or regulation signal to the vehicle control device.
  • a “vehicle that can be operated automatically” is to be understood in particular as a vehicle with one of the automation levels 1 to 5 of the SAE J3016 standard.
  • the vehicle that can be operated automatically has technical equipment that is required for these automation levels.
  • the technical equipment includes, in particular, environment detection sensors, such as radar sensors, the lidar sensor, cameras and/or acoustic sensors, control units or the like.
  • the vehicle that can be operated automatically is preferably designed as a land vehicle.
  • the vehicle that can be operated automatically can be designed in particular as a passenger car, preferably as a passenger transport vehicle, as a truck, as a construction site vehicle, as an agricultural vehicle or as another vehicle considered appropriate by a person skilled in the art.
  • the vehicle that can be operated automatically can also be designed as an aircraft, for example as a drone, as an airplane, as a helicopter, as a vertical take-off and landing aircraft or the like.
  • “Provided” should be understood to mean, in particular, specially programmed, specially equipped and/or specially designed. Including that one Object is provided for a function should be understood in particular that the object performs the function in at least one operating state.
  • a control unit e.g. an electronic control unit, of the vehicle that can be operated automatically can include the computing device or at least partially form it.
  • the computing device is at least partially integrated into the lidar sensor.
  • a control unit prepares data from sensors as input signals, processes them using the computing device, in particular using the computing module, for example a programmable logic component, an FPGA or ASIC component or a computer platform, and provides logic and/or power levels as controls - or control signal ready.
  • actuators for longitudinal and/or lateral guidance of the vehicle are controlled or regulated, in particular via the second interface, in order to keep the vehicle in lane and/or to predict a trajectory.
  • the control device is preferably integrated into an on-board network of the vehicle, for example into a CAN bus.
  • the control unit is, for example, an electronic control unit for automated driving functions, known in English as a domain ECU.
  • the control unit can be an ADAS (advanced driver assistance system)/AD (autonomous driving) domain ECU for assisted to fully automated, ie autonomous, driving.
  • ADAS advanced driver assistance system
  • AD autonomous driving
  • the computing device in particular the computing module, is implemented, for example, as a system-on-a-chip with a modular hardware concept, ie all or at least a large part of the functions are integrated on a chip and can be expanded in a modular manner.
  • the chip can be integrated into the control unit.
  • the computing device, in particular the computing module includes, for example, a multi-core processor and memory modules.
  • the multi-core processor is configured for signal/data exchange with storage media.
  • the multi-core processor includes a bus system.
  • the memory modules form a working memory.
  • the memory modules are, for example, RAM, DRAM, SDRAM or SRAM.
  • the computing device in particular the computing module, comprises at least one central processing processor, referred to in English as a central processing unit, or CPU for short.
  • the computing device in particular the computing module, preferably also includes at least one graphics processor, referred to in English as a graphic processing unit, or GPU for short.
  • Graphics processors have a special microarchitecture for parallel processing of processes.
  • the graphics processor comprises at least one processing unit that is specially designed to perform tensor and/or matrix multiplication. Tensor and/or matrix multiplication are the central arithmetic operations for deep learning.
  • the computing device in particular the computing module, also includes hardware accelerators for artificial intelligence, for example so-called deep learning accelerators.
  • a classifier is provided in the CUDA programming technique. This means that sections of the classifier's software code are processed directly by the GPU.
  • the computing device or the control unit are preferably configured to be expanded in a modular manner with a plurality of such chips, for example at least four.
  • An interface in particular the first interface and the second interface of the computing unit, is/are preferably provided for data exchange.
  • the data exchange is in the form of a signal transmission of a signal, in particular an electrical signal.
  • the data exchange at the interfaces is preferably carried out with cables or wirelessly.
  • the first interface is preferably provided to supply the computing module with data, in particular sensor data, from at least one lidar sensor connected to the computing module via the first interface in terms of data transmission.
  • the second interface is preferably provided for the purpose of outputting certain signals, in particular control or regulation signals, from the computing module.
  • the second interface is provided to the control or regulation signals to the Issue vehicle control device.
  • the computing module is connected to the vehicle control device via the second interface in terms of signal transmission technology.
  • the vehicle control device is preferably provided to control a locomotion movement, in particular a ferry operation, of the vehicle that can be operated automatically.
  • the vehicle control device includes actuators for longitudinal and lateral guidance of the vehicle that can be operated automatically.
  • the actuators can be controlled by means of the control or regulation signals determined by the computing module.
  • An actuator for the lateral guidance can be designed, for example, as an electric motor of an electromechanical power steering system.
  • the computing device is preferably connected to at least one, in particular polychromatic, lidar sensor which works with at least two different laser wavelengths, in particular emits and receives at least two laser beams with different laser wavelengths.
  • the computing device may be connected to a plurality of lidar sensors, which at least partially monitor a common field of view and which each work with a single laser wavelength that differs from the other.
  • the computing module is intended to evaluate sensor data that includes information from at least two different laser wavelengths for each detected point, in particular a point cloud.
  • the parameter of the at least one detected object to be determined and/or checked can be, for example, a reflectivity of the object, a color of the object, a material of the object, a condition of the object, a presence of the object or the like.
  • the computing module can preferably be provided for determining and/or checking a plurality of different parameters.
  • the object can have a different reflectivity at a first laser wavelength than at a second laser wavelength.
  • the computing module can use the sensor data to generate a reflectivity spectrum of a detected Determine object to characterize the detected object.
  • reflectivity spectra of a large number of objects can be stored in a memory unit of the computing device in order to adjust a determined reflectivity spectrum.
  • the computing module includes at least one artificial neural network that is trained to recognize different objects by their reflectivity spectra.
  • an object to be detected may not be reflective at the first laser wavelength and/or be constructed in such a way that it scatters, polarizes or the like radiation of the first laser wavelength in such a way that it cannot be detected by the lidar sensor.
  • the object can be water, for example in the form of a puddle on a roadway.
  • the computing module would not detect the presence of the object.
  • the object is reflective, particularly at the second laser wavelength, so that a reflection can be detected by the lidar sensor.
  • the sensor data of the first laser wavelength can preferably be checked with the sensor data of the second laser wavelength and the presence of the object can be detected. In particular, a redundant detection of objects can be made possible by the evaluation.
  • the control or regulation signal can in particular include various commands, for example corresponding to issuing a warning signal, performing or preventing emergency braking, performing a change of course, recalculating a navigation route, updating map data or the like.
  • the computing module can preferably determine different control or regulation signals.
  • the control or regulating signal can also include a command corresponding to no action.
  • the configuration of the computing device according to the invention can advantageously enable a characterization of objects detected by means of a lidar sensor.
  • more information about the object can be obtained than with sensor data from a monochromatic lidar sensor.
  • advantageous can control or regulation signals that are precisely matched to the detected object can be determined.
  • a high level of occupant and traffic safety is made possible.
  • the computing module is provided to evaluate the sensor data in order to determine and/or check at least one color of the detected object.
  • an object with a specific color has different, in particular specific, reflectivities at different laser wavelengths.
  • an object with a first color has a different reflectivity at a specific laser wavelength than an object with a different second color.
  • a red object may have high reflectivity for light having a laser wavelength in a red spectral range, e.g., 650 nm, and low reflectivity for light having a laser wavelength in a green spectral range, such as 550 nm.
  • the computing module can be provided to determine the color of the object as a function of the determined reflectivity spectrum of the object.
  • the computing module can be provided for the purpose of checking a color of the object that is to be expected on the basis of a shape, for example, by evaluating the sensor data.
  • an object can be classified as a stop sign on the basis of a shape detected, in particular with the lidar sensor, with a red and white color of the object being to be expected in particular.
  • it could also be an object that is different from a stop sign and happens to have a very similar shape.
  • the computing module can evaluate the sensor data in order to check the expected color of the object.
  • the computing module can preferably confirm the object as a stop sign and, for example, determine a control or regulation signal corresponding to a standstill braking in front of the object.
  • a color of the object can advantageously be taken into account to increase the safety of the occupants and traffic.
  • the computing module is intended to evaluate the sensor data in order to determine at least one material and/or one quality of the detected object to determine and / or to check.
  • an object made of a specific material has different, in particular specific, reflectivities at different laser wavelengths.
  • an object made of a first material has a different reflectivity at a specific laser wavelength than an object made of a different second material.
  • an object made of cotton can have a high reflectivity for light with a laser wavelength in an infrared spectral range, eg 1100 nm
  • an object made of stone can have a low reflectivity for light with a laser wavelength in the infrared spectral range .
  • the computing module can be provided to determine the material of the object as a function of the determined reflectivity spectrum of the object.
  • the computing module is provided to determine different control or regulation signals as a function of different materials that have been determined.
  • the computing module can be provided to determine a control or regulation signal corresponding to further driving, depending on a small detected object made of cotton on the roadway, in particular because the object does not pose any danger to the vehicle that can be operated automatically.
  • the computing module can be provided to determine a control or regulation signal corresponding to an evasive maneuver depending on a known metal object of the same size on the roadway, in particular because the object could damage the vehicle that can be operated automatically.
  • the computing module can be provided to determine, depending on a recognized object made of human skin on the road, a control signal corresponding to an emergency braking operation, in particular because the integrity of the object, in particular a human being, is to be guaranteed.
  • the computing module can be provided to check a material of the object that is to be expected based on a shape, for example, by evaluating the sensor data.
  • an object can be classified as a tree on the basis of a shape detected, in particular with the lidar sensor, with wood in particular being the expected material of the object.
  • the computing module can evaluate the sensor data in order to check the material to be expected.
  • the computing module can preferably confirm the object as a tree and, for example, determine a control or regulation signal corresponding to an addition to the tree in a 3D navigation map.
  • a "quality" of an object is to be understood in particular as a condition of the object that differs from the color and the material of the object.
  • the condition can be, for example, whether the object is dry or moist, whether the object has a rough or smooth surface, whether the object is live or the like.
  • a reflectivity spectrum of a moist stone differs from the same dry stone.
  • the computing module can be provided to, depending on a detected dry stone on the road, a control or regulation signal corresponding to an emergency braking and depending on a detected wet stone on the road, an additional control or regulation signal corresponding to an adaptation of a traction control determine a wet road.
  • a material and/or a composition of the object can be taken into account in order to increase passenger and road safety.
  • the computing module is provided to classify the detected object depending on the determined and/or checked parameter.
  • the computing module is intended to assign the detected object, depending on the determined and/or checked parameter, to at least one specific class that is possible by means of the determined and/or checked parameter, in particular also by means of a plurality of determined and/or checked parameters , e.g. red and white metal stop sign with a dry surface.
  • the computing module can preferably be provided to determine the control or regulation signal as a function of the classification of the detected object.
  • the artificial neural network of the computing module can be trained with different object classes. A very precise object classification and a precise overview of a traffic situation can advantageously be made possible.
  • the computing module is provided to determine at least one control or regulation signal for the vehicle control device according to an automated driving maneuver of the vehicle that can be operated automatically, depending on the determined and/or checked parameter.
  • the computing module is preferably provided to provide the vehicle control device with the control or regulation signal via the second interface.
  • the control or regulation signal includes at least one command for the vehicle control device to carry out the driving maneuver.
  • the computing module can be provided to determine the control or regulation signal corresponding to an automated driving maneuver as an alternative or in addition to other control or regulation signals, for example corresponding to a warning to a vehicle occupant.
  • the driving maneuver can be in the form of a braking maneuver, an acceleration maneuver, an evasive maneuver, a change of route, or another driving maneuver that appears sensible to a person skilled in the art.
  • the driving maneuver is intended to prevent the vehicle from having an accident with the detected object, or at least to reduce the consequences of the accident. Passenger and road safety can advantageously be increased further.
  • a lidar sensor for a vehicle that can be operated automatically is proposed in order to provide at least one computing device according to the invention with sensor data recorded with at least two different laser wavelengths.
  • the lidar sensor is designed in particular as a polychromatic lidar sensor.
  • the lidar sensor includes at least one laser source that is provided to generate at least two laser beams of different wavelengths.
  • the lidar sensor comprises at least one transmission device which is provided to emit the at least two laser beams coaxially with one another.
  • the lidar sensor preferably comprises a number of laser sources corresponding to a number of different laser wavelengths of the lidar sensor.
  • a laser source is provided in each case to generate at least one laser beam of a specific laser wavelength.
  • the lidar sensor comprises at least one laser source that is provided for To generate laser beams of different laser wavelengths.
  • the laser source can be set to different laser wavelengths, that part of the laser radiation from the laser source passes through a laser wavelength-changing unit, for example a frequency-doubling crystal, or the like.
  • the transmission device preferably comprises at least one optical element, to emit the at least two laser beams coaxially with each other.
  • the optics element can be designed in particular as a deflection mirror, as a lens or as another optics element that appears useful to a person skilled in the art.
  • the transmission device is provided to direct the at least two laser beams, at least in sections, onto a common optical path.
  • the lidar sensor can be configured in particular as a continuous-wave lidar sensor, with the transmitter being provided to emit the at least two laser beams continuously, or as a pulse lidar sensor, with the transmitter being provided to transmit the at least two laser beams as emit laser pulses.
  • a lidar sensor can advantageously be provided, which can generate sensor data with different laser wavelengths. Redundancy can advantageously be made possible.
  • the transmission device has at least one coupling unit which is provided to couple the at least two laser beams onto a common optical path.
  • the coupling unit preferably comprises optical waveguides, in particular glass fibers, in order to guide the at least two laser beams at least in sections.
  • the coupling unit can have its own optical waveguide for each laser beam of a specific laser wavelength, in particular for each laser source.
  • the optical waveguides are preferably provided to bring the at least two laser beams together, in particular in at least one coupling element of the coupling unit.
  • the coupling element for example an optical multiplexer, is preferably intended to couple the at least two laser beams onto the common optical path, for example to combine them in a common optical waveguide, direct them to the optical element or the like.
  • the coupling unit is formed at least partially as an interferometer-like structure, as a lens system or the like.
  • the at least two spread Laser beams coaxial with each other on the common optical path. A joint emission of the at least two laser beams and a detection of a joint field of view can advantageously be made possible.
  • the lidar sensor comprises at least one receiving device which is provided for detecting laser radiation reflected on at least one object in a wavelength-resolved manner.
  • the receiving device is provided in particular to differentiate between reflected laser radiation of different laser wavelengths.
  • the receiving device is provided to assign a detected part of the reflected laser radiation to the laser wavelength of the detected part of the reflected laser radiation.
  • the receiving device is preferably provided to generate at least two sensor data items for each detected point of an object, which are assigned to at least two different laser wavelengths. The sensor data can advantageously be generated.
  • the receiving device has at least one separating unit which is provided for separating the reflected laser radiation into at least two laser beams of the different emitted laser wavelengths.
  • the separation unit can in particular have at least one beam splitter, at least one deflection mirror, an optical demultiplexer or the like, in order to separate the reflected laser radiation into at least two laser beams of the different emitted laser wavelengths.
  • the separating unit can be provided to direct the separated laser beams to different detection units of the receiving device.
  • the different laser wavelengths can be recorded separately.
  • the receiving device has at least one detection unit which is provided to determine an intensity of the reflected laser radiation in a wavelength-resolved manner in order to generate the sensor data.
  • the at least one detection unit can be designed in particular as a solid-state photodetector, as a photomultiplier or as another detection unit that appears sensible to a person skilled in the art.
  • the Receiving device has a number of detection units corresponding to a number of laser beams of different laser wavelengths, into which the reflected laser radiation is separated.
  • a detection unit is provided in each case to detect laser radiation of a specific laser wavelength.
  • at least one detection unit is provided to detect laser radiation of different laser wavelengths.
  • the sensitivity of the detection unit can be switched between the different laser wavelengths, or the detection unit can include different detection elements that are selective for laser radiation of different laser wavelengths, for example similar to a Bayer filter of a camera sensor or the like.
  • a wavelength-specific determination of the reflected laser radiation can advantageously be made possible.
  • a lidar system for a vehicle that can be operated automatically is proposed in order to characterize objects.
  • the lidar system comprises at least one computing device according to the invention and at least one lidar sensor according to the invention.
  • a lidar system can be provided that enables a high level of occupant and road safety.
  • a vehicle that can be operated automatically comprises at least one computing device according to the invention and/or at least one lidar sensor according to the invention.
  • the vehicle that can be operated in an automated manner preferably includes the vehicle control device.
  • the vehicle that can be operated in an automated manner preferably includes the computing device and the lidar sensor, in particular the lidar system.
  • a vehicle that can be operated automatically can be provided, which enables a high level of occupant and road safety.
  • a computer-implemented method to characterize objects is proposed.
  • sensor data received with at least two different laser wavelengths are evaluated from at least one lidar sensor, in particular from the aforementioned lidar sensor, by at least one parameter that is different from distance and speed detected object to determine and / or to check.
  • at least one control or regulation signal is determined for a vehicle control device, in particular the aforementioned vehicle control device, of a vehicle, in particular the aforementioned vehicle, that can be operated automatically.
  • the control or regulation signal is made available to the vehicle control device.
  • the computer-implemented method is preferably carried out by the computing device, in particular by the computing module.
  • a computer-implemented method can advantageously be provided, which enables a high level of occupant and traffic safety.
  • the computer program product comprises execution instructions which, when the program is executed by a computing device according to the invention, cause the latter to carry out a method according to the invention.
  • a computer program product can advantageously be provided which enables a high level of occupant and traffic safety.
  • Fig. 1 a vehicle according to the invention that can be operated automatically in a schematic representation
  • FIG. 2 shows the vehicle according to the invention that can be operated automatically from FIG. 1 in a further schematic representation
  • FIG. 3 shows a computing device according to the invention of the vehicle according to the invention that can be operated automatically from FIG. 1 in a schematic representation
  • FIG. 7 shows a lidar sensor according to the invention of the vehicle according to the invention that can be operated automatically from FIG. 1 in a schematic representation
  • FIG. 8 shows a flowchart of a computer-implemented method according to the invention in a schematic representation.
  • FIG. 1 shows a vehicle 2 that can be operated automatically in a schematic representation.
  • the vehicle 2 that can be operated in an automated manner is shown in an area surrounding the vehicle 2 that can be operated in an automated manner.
  • the vehicle 2 that can be operated automatically is designed, for example, as a land vehicle, in particular as a passenger car.
  • Two objects 3, 4 are arranged, for example, on a roadway 28 on which the vehicle 2 that can be operated automatically is moving.
  • an object 3 is embodied as a cotton hat, for example.
  • a further object 4 is designed as a stone in the present exemplary embodiment, for example.
  • the automated vehicle 2 includes a lidar sensor 6.
  • the lidar sensor 6 is intended to detect at least part of the environment, exemplified by a field of view 29 of the lidar sensor 6.
  • the lidar sensor 6 is intended to objects 3, 4 capture.
  • FIG. 2 shows the vehicle 2 that can be operated automatically from FIG. 1 in a further schematic representation.
  • the vehicle 2 that can be operated automatically comprises a vehicle control device 8.
  • the vehicle 2 that can be operated automatically comprises a lidar system 27 in order to characterize objects 3, 4.
  • the lidar system 27 includes the lidar sensor 6.
  • the lidar system 27 includes a computing device 1.
  • the computing device 1 includes at least a first interface 5 for receiving at least two, in the present exemplary embodiment three by way of example, different laser wavelengths recorded sensor data of the lidar sensor 6.
  • the computing device 1 comprises at least one computing module 7.
  • the computing module 7 is provided for evaluating the sensor data in order to determine and/or check at least one parameter of the detected objects 3, 4, which parameter is different from distance and speed.
  • the computing module 7 is intended to determine at least one control or regulation signal for the vehicle control device 8 as a function of the determined and/or checked parameter.
  • the computing device 1 comprises at least one second interface 9 in order to provide the control or regulation signal to the vehicle control device.
  • the first interface 5 is intended to supply the computing module 7 with data, in particular sensor data, from the lidar sensor 6 connected to the computing module 7 in terms of data transmission via the first interface 5 .
  • the second interface 9 is provided for the purpose of outputting certain signals, in particular control or regulation signals, from the computing module 7 .
  • the second interface 9 is intended to output the control or regulation signals to the vehicle control device 8 .
  • the computing module 7 is connected to the vehicle control device 8 via the second interface 9 for transmission purposes.
  • FIG. 3 shows the computing device 1 of the vehicle 2 that can be operated automatically from FIG. 1 in a schematic representation.
  • the computing module 7 is provided to evaluate sensor data which, for each detected point, in particular a point cloud, includes information from three different laser wavelengths, for example in the present exemplary embodiment.
  • the computing module 7 can determine reflectivity spectra of the detected objects 3, 4 from the sensor data in order to characterize the detected objects 3, 4 (cf. FIGS. 4 to 6).
  • the computing module 7 is intended to evaluate the sensor data in order to determine and/or check at least one color of the detected objects 3, 4.
  • the object 3 can have a red color and the further object 4 can have a gray color.
  • the computing module 7 can be provided to determine the color of the objects 3, 4 depending on the specific reflectivity spectra of the objects 3, 4.
  • the computing module 7 can be provided for the purpose of checking a color of the objects 3, 4 that is to be expected, for example due to a shape, by evaluating the sensor data.
  • the further object 4 can be classified as a stone on the basis of a shape detected, in particular with the lidar sensor 6, with a gray color of the further object 4 being to be expected in particular.
  • the computing module 7 can confirm the further object 4 as a stone and, for example, determine a control or regulation signal corresponding to an emergency braking operation, in particular because the further object 4 could damage the vehicle 2 that can be operated automatically.
  • the computing module 7 is provided to evaluate the sensor data in order to determine and/or check at least one material and/or a condition of the detected objects 3, 4.
  • the object 3 is made of cotton, for example, and the further object 4 is made of stone, for example.
  • the object 3 has a high reflectivity for light with a laser wavelength in an infrared spectral range and the other object 4 has a low reflectivity for the light with the laser wavelength in the infrared spectral range.
  • the computing module 7 can be provided to determine the material of the objects 3, 4 as a function of the determined reflectivity spectra of the objects 3, 4.
  • the arithmetic module 7 can be provided to determine a control or regulation signal corresponding to continued driving, depending on the detected object 3 made of cotton on the roadway 28, in particular because the object 3 does not pose any danger to the vehicle 2 that can be operated automatically.
  • the computing module 7 can be provided for the purpose of checking a material of the objects 3, 4 that is to be expected, for example due to a shape, by evaluating the sensor data.
  • the further object 4 can be classified as a stone on the basis of a shape detected, in particular with the lidar sensor 6 , with stone in particular being the material to be expected for the further object 4 .
  • the computing module 7 can confirm the further object 4 as a stone and, for example, a Determine the control or regulation signal corresponding to an emergency braking operation, in particular because the further object 4 could damage the vehicle 2 that can be operated automatically.
  • the computing module 7 can be provided to generate a control or regulation signal corresponding to an emergency braking operation depending on a detected dry additional object 4 on the roadway 28 and, depending on a detected moist additional object 4 on the roadway 28, an additional control or To determine control signal according to an adaptation of a traction control to a wet road surface 28 .
  • the computing module 7 is intended to classify the detected objects 3, 4 depending on the determined and/or checked parameter.
  • the arithmetic module 7 is provided for detecting the objects 3, 4, depending on the determined and/or checked parameter, at least one by means of the determined and/or checked parameter, in particular also by means of a plurality of determined and/or checked parameters, to be assigned specifically to the possible class.
  • the computing module 7 can be provided to determine the control or regulation signal as a function of the classification of the detected objects 3, 4.
  • the computing module 7 is provided to determine at least one control or regulation signal for the vehicle control device 8 corresponding to an automated driving maneuver of the vehicle 2 that can be operated automatically, depending on the determined and/or checked parameter.
  • the control or regulation signal includes at least one command for the vehicle control device to carry out the driving maneuver.
  • the computing module 7 can be provided to determine the control or regulation signal corresponding to an automated driving maneuver as an alternative or in addition to other control or regulation signals, for example corresponding to a warning to a vehicle occupant.
  • FIG. 4 shows a reflectivity spectrum of the detected object 3 in a schematic representation.
  • a wavelength for example of laser radiation, is plotted on an abscissa axis 30 .
  • On an ordinate axis 31 is a percentage Reflectivity of the object 3 applied.
  • a wavelength range from 1100 nm at a first point 32 to 1800 nm at a second point 33 is shown.
  • a reflectivity of 0% at the first point 32 to 100% at a third point 34 is shown.
  • the lidar sensor 6 can, for example, work with laser wavelengths of 1310 nm, 1550 nm and 1625 nm.
  • the reflectivity spectrum of object 3 is characteristic of a cotton hat.
  • the object 3 has a reflectivity of 70.6% at the laser wavelength of 1310 nm, a reflectivity of 45.5% at the laser wavelength of 1550 nm and a reflectivity of 54.4 at the laser wavelength of 1625 nm % on. These values are characteristic of a cotton hat.
  • FIG. 5 shows a reflectivity spectrum of the further detected object 4 in a first, in particular dry, state in a schematic representation.
  • the reflectivity spectrum is characteristic of a dry stone.
  • the further object 4 has a reflectivity of 17% at the laser wavelength of 1310 nm, a reflectivity of 20.9% at the laser wavelength of 1550 nm and a reflectivity of 21.8% at the laser wavelength of 1625 nm. on. These values are characteristic of a dry stone.
  • FIG. 6 shows a reflectivity spectrum of the further detected object 4 in a second, in particular moist, state in a schematic representation.
  • the reflectivity spectrum is characteristic of a wet stone.
  • the further object 4 has a reflectivity of 10.9% at the laser wavelength of 1310 nm, a reflectivity of 15.2% at the laser wavelength of 1550 nm and a reflectivity of 16 at the laser wavelength of 1625 nm. 6% up. These values are characteristic of a wet stone.
  • the reflectivity values differ between the same stone in a dry and wet state.
  • the computing module can distinguish between a dry and a damp stone.
  • FIG. 7 shows a lidar sensor 6 of the vehicle 2 that can be operated automatically from FIG.
  • the lidar sensor 6 is intended to provide the computing device 1 with at least two, in the present exemplary embodiment three, different laser wavelengths as an example.
  • the lidar sensor 6 is designed as a polychromatic lidar sensor.
  • the lidar sensor 6 comprises at least one laser source 10, 11, 12, which is provided for generating at least two, three in the present exemplary embodiment, for example, laser beams 13, 14, 15 of different wavelengths.
  • the lidar sensor 6 comprises at least one transmission device 16, which is intended to emit the laser beams 13, 14, 15 coaxially to one another.
  • the lidar sensor 6 comprises a number of laser sources 10, 11, 12 corresponding to a number of different laser wavelengths of the lidar sensor 6, in the present exemplary embodiment three laser sources 10, 11, 12 by way of example.
  • One laser source 10, 11, 12 is provided for to generate at least one laser beam 13, 14, 15 of a specific laser wavelength.
  • a first laser source 10 is provided for generating a first laser beam 13 with a laser wavelength of 1310 nm
  • a second laser source 11 is provided for generating a second laser beam 14 with a laser wavelength of 1550 nm
  • a third laser source 12 intended to generate a third laser beam 15 of laser wavelength 1625 nm.
  • the transmission device 16 comprises at least one optical element 35, in the present embodiment example a deflection mirror, to the laser beams 13, 14,
  • the transmission device 16 is intended to direct the laser beams 13, 14, 15 at least in sections onto a common optical path 18's.
  • the transmission device 16 has at least one coupling unit 17 which is provided for coupling the laser beams 13, 14, 15 onto the common optical path 18.
  • the coupling unit 17 comprises optical waveguides 36, 37, 38, in particular special glass fibers, in order to guide the laser beams 13, 14, 15 at least in sections.
  • the coupling unit 17 has a specific laser wavelength for each laser beam 13, 14, 15, in particular for each laser source 10, 11, 12 Optical waveguides 36, 37, 38.
  • a first optical fiber 36 is the first laser source 10, a second optical fiber 37 of the second laser source 11 and a third optical fiber 38 of the third laser source 12 associated.
  • the optical waveguides 36, 37, 38 are intended to bring the laser beams 13, 14, 15 together, in particular in at least one coupling element 39 of the coupling unit 17.
  • the coupling element 39 for example an optical multiplexer, is intended to bring the laser beams 13, 14, 15 to couple to the common optical path 18.
  • the laser beams 13, 14, 15 propagate on the common optical path 18 coaxially to one another.
  • the lidar sensor 6 comprises at least one receiving device 19 which is intended to detect laser radiation reflected on the objects 3, 4 in a wavelength-resolved manner.
  • the receiving device 19 is provided to differentiate between reflected laser radiation of different laser wavelengths.
  • the receiving device 19 is provided for assigning a detected part of the reflected laser radiation to the laser wavelength of the detected part of the reflected laser radiation.
  • the receiving device 19 is intended to generate three sensor data for each detected point of an object 3, 4, which are assigned to three different laser wavelengths.
  • the receiving device 19 has at least one separating unit 20, which is provided to separate the reflected laser radiation into at least two, in the present exemplary embodiment three, laser beams 21, 22, 23 of the different emitted laser wavelengths.
  • the receiving device 19 has a deflection mirror 40 in order to direct the reflected laser radiation to the separating unit 20 .
  • the receiving device 19 has at least one detection unit 24, 25, 26, which is provided to determine an intensity of the reflected laser radiation in a wavelength-resolved manner in order to generate the sensor data.
  • the receiving device 19 comprises a number of detection units 24, 25, 26 corresponding to a number of laser beams 21, 22, 23 of different laser wavelengths, into which the reflected laser radiation is separated.
  • One detection unit 24, 25, 26 intended to erfas sen laser radiation of a specific laser wavelength.
  • a first detection unit 24 is provided to detect a fourth laser beam 21 with a laser wavelength of 1310 nm
  • a second detection unit 25 is provided to detect a fifth laser beam 22 with a laser wavelength of 1550 nm and is a third Erfas detection unit 26 provided to detect a sixth laser beam 23 of the laser wavelength 1625 nm.
  • the separating unit 20 is intended to direct the separated laser beams 21 , 22 , 23 to the various detection units 24 , 25 , 26 of the receiving device 19 .
  • FIG. 8 shows a flow chart of a computer-implemented method to characterize the objects 3, 4 in a schematic representation.
  • a first method step 41 the sensor data recorded with the three different laser wavelengths are received by the lidar sensor 6 .
  • the sensor data are evaluated in order to determine and/or check at least one parameter of the detected objects 3, 4, which is different from distance and speed.
  • a third method step 43 at least one control or regulation signal for the vehicle control device 8 of the vehicle 2 that can be operated automatically is determined as a function of the determined and/or checked parameter.
  • the control or regulation signal is provided to the vehicle control device 8 .
  • a computer program product in order to characterize the objects 3, 4, includes execution instructions which, when the program is executed by the computing device 1, cause the latter to carry out the method.

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Abstract

Es wird eine Rechenvorrichtung für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug (2), um Objekte (3, 4) zu charakterisieren, vorgeschlagen, umfassend zumindest eine erste Schnittstelle (5) zu einem Empfang von mit zumindest zwei unterschiedlichen Laser- Wellenlängen erfassten Sensordaten zumindest eines Lidarsensors (6), zumindest ein Rechenmodul (7), das dazu vorgesehen ist, die Sensordaten auszuwerten, um zumindest einen verschieden von Entfernung und Geschwindigkeit ausgebildeten Parameter zumindest eines erfassten Objekts (3, 4) zu ermitteln und/oder zu über- prüfen, und in Abhängigkeit von dem ermittelten und/oder überprüften Parameter zu- mindest ein Steuer- oder Regelsignal für eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung (8) des automatisiert betreibbaren Fahrzeugs (2) zu bestimmen, und zumindest eine zweite Schnittstelle (9), um der Fahrzeugsteuerungseinrichtung (8) das Steuer- oder Regel- signal bereitzustellen.

Description

Rechenvorrichtunq für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug
Die Erfindung bezieht sich auf eine Rechenvorrichtung für ein automatisiert betreib bares Fahrzeug, um Objekte zu charakterisieren. Weiterhin bezieht sich die Erfin dung auf einen Lidarsensor für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug und auf ein Lidarsystem für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug. Zudem bezieht sich die Er findung auf ein entsprechendes automatisiert betreibbares Fahrzeug. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein computerimplementiertes Verfahren, um Objekte zu cha rakterisieren, und auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
Rechenvorrichtungen und Lidarsensoren für automatisiert betreibbare Fahrzeuge sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Moderne Fahrzeuge (Autos, Transporter, Lastwagen, Motorräder etc.) verfügen über eine Vielzahl von Sensoren, die dem Fahrer Informationen zur Verfügung stellen und einzelne Funktionen des Fahrzeugs teil- oder vollautomatisiert steuern. Über Senso ren werden die Umgebung des Fahrzeugs sowie andere Verkehrsteilnehmer erfasst. Basierend auf den erfassten Daten kann ein Modell der Fahrzeugumgebung erzeugt werden und auf Veränderungen in dieser Fahrzeugumgebung reagiert werden.
Ein wichtiges Sensorprinzip für die Erfassung der Umgebung ist dabei die Lidartech- nik (light detection and ranging). Ein Lidarsensor basiert auf der Aussendung von Lichtsignalen und der Detektion des reflektierten Lichts. Mittels einer Laufzeitmes sung und/oder Messungen von Phasenverschiebungen kann ein Abstand zum Ort der Reflexion berechnet werden. Zudem ist die Ermittlung einer Relativgeschwindig keit möglich. Hierbei können sowohl einzelne Pulse als auch frequenzmodulierte Sig nale (Chirps) verwendet werden. Durch eine Auswertung der empfangenen Reflexio nen kann eine Detektion eines Ziels erfolgen. Hinsichtlich der technischen Realisie rung des Lidarsensors wird zwischen scannenden und nichtscannenden Systemen unterschieden. Ein scannendes System basiert dabei zumeist auf Makro- oder Mikro spiegeln und einer Abtastung der Umgebung mit einem Lichtspot, wobei man von ei nem koaxialen System spricht, wenn der gesendete und empfangene Lichtpuls über denselben Mikrospiegel abgelenkt wird. Bei nichtscannenden Systemen sind mehrere Sende- und Empfangselemente statisch nebeneinanderliegend angeordnet (insb. sog. Focal Plane Array-Anordnung).
Es wird eine Rechenvorrichtung für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug, um Ob jekte zu charakterisieren, vorgeschlagen. Die Rechenvorrichtung umfasst zumindest eine erste Schnittstelle zu einem Empfang von mit zumindest zwei unterschiedlichen Laser-Wellenlängen erfassten Sensordaten zumindest eines Lidarsensors. Die Re chenvorrichtung umfasst zumindest ein Rechenmodul, das dazu vorgesehen ist, die Sensordaten auszuwerten, um zumindest einen verschieden von Entfernung und Ge schwindigkeit ausgebildeten Parameter zumindest eines erfassten Objekts zu ermit teln und/oder zu überprüfen. Das Rechenmodul ist dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von dem ermittelten und/oder überprüften Parameter zumindest ein Steuer- oder Re gelsignal für eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung des automatisiert betreibbaren Fahrzeugs zu bestimmen. Die Rechenvorrichtung umfasst zumindest eine zweite Schnittstelle, um der Fahrzeugsteuerungseinrichtung das Steuer- oder Regelsignal bereitzustellen.
Unter einem „automatisiert betreibbaren Fahrzeug“ soll insbesondere ein Fahrzeug mit einer der Automatisierungsstufen 1 bis 5 der Norm SAE J3016 verstanden wer den. Insbesondere weist das automatisiert betreibbare Fahrzeug eine technische Ausrüstung auf, die für diese Automatisierungsstufen gefordert ist. Die technische Ausrüstung umfasst insbesondere Umfelderkennungssensoren, wie beispielsweise Radar-Sensoren, den Lidarsensor, Kameras und/oder Akustik-Sensoren, Steuerge räte o. dgl. Bevorzugt ist das automatisiert betreibbare Fahrzeug als ein Landfahr zeug ausgebildet. Das automatisiert betreibbare Fahrzeug kann insbesondere als ein PKW, bevorzugt als ein Personentransportfahrzeug, als ein LKW, als ein Baustellen fahrzeug, als ein Agrarfahrzeug oder als ein anderes, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Fahrzeug ausgebildet sein. Das automatisiert betreibbare Fahrzeug kann alternativ auch als ein Luftfahrzeug, beispielsweise als eine Drohne, als ein Flugzeug, als ein Helikopter, als ein Senkrechtstart- und -landungsflugzeug o. dgl., ausgebildet sein. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, speziell ausgestattet und/oder speziell ausgelegt verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt die Funktion in zumindest einem Betriebszustand ausführt.
Insbesondere kann ein Steuergerät, z.B. ein elektronisches Steuergerät, des auto matisiert betreibbaren Fahrzeugs die Rechenvorrichtung umfassen oder zumindest teilweise ausbilden. Alternativ oder zusätzlich ist vorstellbar, dass die Rechenvorrich tung zumindest teilweise in den Lidarsensor integriert ist. Ein Steuergerät bereitet Daten von Sensoren als Eingangssignale auf, verarbeitet diese mittels der Rechen vorrichtung, insbesondere mittels des Rechenmoduls, beispielsweise einem pro grammierbaren Logikbaustein, einem FPGA- oder ASIC-Baustein oder einer Compu terplattform, und stellt Logik- und/oder Leistungspegel als Steuer- oder Regelsignal bereit. Mit dem Steuer- oder Regelsignal werden insbesondere über die zweite Schnittstelle Aktuatoren für eine Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs ge steuert oder geregelt, um das Fahrzeug in der Spur zu halten und/oder eine Trajekto- rie zu prädizieren. Das Steuergerät ist vorzugsweise in ein Bordnetz des Fahrzeugs integriert, beispielsweise in einen CAN-Bus. Das Steuergerät ist beispielsweise ein elektronisches Steuergerät für automatisierte Fahrfunktionen, im Englischen Domain ECU genannt. Insbesondere kann das Steuergerät eine ADAS (advanced driver as- sistance System )/AD (autonomous driving) Domain ECU für assistiertes bis vollauto matisiertes, das heißt autonomes, Fahren sein.
Die Rechenvorrichtung, insbesondere das Rechenmodul, ist beispielsweise als ein System -on-a-Chip mit modularem Hardwarekonzept realisiert, das heißt alle oder zu mindest ein großer Teil von Funktionen sind auf einem Chip integriert und können modular erweitert werden. Der Chip ist insbesondere in das Steuergerät integrierbar. Die Rechenvorrichtung, insbesondere das Rechenmodul, umfasst beispielsweise ei nen Mehrkernprozessor und Speichermodule. Der Mehrkernprozessor ist für einen Signal-/Datenaustausch mit Speichermedien konfiguriert. Beispielsweise umfasst der Mehrkernprozessor ein Bussystem. Die Speichermodule bilden einen Arbeitsspei cher. Die Speichermodule sind beispielsweise RAM, DRAM, SDRAM oder SRAM.
Bei einem Mehrkernprozessor sind mehrere Kerne auf einem einzigen Chip, das heißt einem Halbleiterbauelement, angeordnet. Mehrkernprozessoren erreichen eine höhere Rechenleistung und sind kostengünstiger in einem Chip zu implementieren im Vergleich zu Mehrprozessorsystemen, bei denen jeder einzelne Kern in einem Prozessorsockel angeordnet ist und die einzelnen Prozessorsockel auf einer Haupt platine angeordnet sind. Die Rechenvorrichtung, insbesondere das Rechenmodul, umfasst nach einem Aspekt der Erfindung wenigstens einen zentralen Verarbeitungs prozessor, im Englischen als Central Processing Unit, abgekürzt CPU, bezeichnet.
Die Rechenvorrichtung, insbesondere das Rechenmodul, umfasst vorzugsweise auch wenigstens einen Grafikprozessor, im Englischen als Graphic Processing Unit, abgekürzt GPU, bezeichnet. Grafikprozessoren besitzen eine spezielle Mikroarchi tektur zum parallelen Prozessieren von Abläufen. Nach einem Aspekt der Erfindung umfasst der Grafikprozessor wenigstens eine Prozesseinheit, die speziell zum Aus führen von Tensor- und/oder Matrixmultiplikation ausgeführt ist. Tensor- und/oder Matrixmultiplikation sind die zentralen Rechenoperationen für das Deep Learning.
Die Rechenvorrichtung, insbesondere das Rechenmodul, umfasst nach einem As pekt der Erfindung auch Hardware-Beschleuniger für künstliche Intelligenz, zum Bei spiel sogenannte Deep Learning Accelerators. Nach einem weiteren Aspekt der Er findung wird ein Klassifikator in der Programmiertechnik CUDA bereitgestellt. Damit werden Softwarecodeabschnitte des Klassifikators direkt durch die GPU abgearbei tet. Bevorzugt sind die Rechenvorrichtung oder das Steuergerät konfiguriert, modular mit mehreren, beispielsweise mindestens vier, derartiger Chips erweitert zu werden.
Eine Schnittstelle, insbesondere die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle der Recheneinheit, ist/sind vorzugsweise zu einem Datenaustausch vorgesehen. Ins besondere ist der Datenaustausch als eine Signalübertragung eines, insbesondere elektrischen, Signals ausgebildet. Der Datenaustausch an den Schnittstellen erfolgt vorzugsweise kabelgebunden oder kabellos. Vorzugsweise ist die erste Schnittstelle dazu vorgesehen, dem Rechenmodul Daten, insbesondere Sensordaten, von zumin dest einem über die erste Schnittstelle datenübertragungstechnisch mit dem Rechen modul verbundenen Lidarsensor zuzuführen. Vorzugsweise ist die zweite Schnitt stelle dazu vorgesehen, von dem Rechenmodul bestimmte Signale, insbesondere Steuer- oder Regelsignale, auszugeben. Insbesondere ist die zweite Schnittstelle dazu vorgesehen, die Steuer- oder Regelsignale an die Fahrzeugsteuerungseinrichtung auszugeben. Insbesondere ist das Rechenmodul über die zweite Schnittstelle signalübertragungstechnisch mit der Fahrzeugsteue rungseinrichtung verbunden.
Die Fahrzeugsteuerungseinrichtung ist vorzugsweise dazu vorgesehen, eine Fortbe wegung, insbesondere einen Fährbetrieb, des automatisiert betreibbaren Fahrzeugs zu steuern. Insbesondere umfasst die Fahrzeugsteuerungseinrichtung Aktuatoren für Längs- und Querführung des automatisiert betreibbaren Fahrzeugs. Insbesondere sind die Aktuatoren mittels der von dem Rechenmodul bestimmten Steuer- oder Re gelsignale ansteuerbar. Ein Aktuator für die Querführung kann beispielsweise als ein Elektromotor einer elektromechanischen Hilfskraftlenkung ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist die Rechenvorrichtung mit zumindest einem, insbesondere poly chromatischen, Lidarsensor verbunden, der mit zumindest zwei verschiedenen La ser-Wellenlängen arbeitet, insbesondere zumindest zwei Laserstrahlen mit unter schiedlichen Laser-Wellenlängen aussendet und empfängt. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass die Rechenvorrichtung mit mehreren Lidarsensoren verbunden ist, die zumindest abschnittsweise ein gemeinsames Sichtfeld überwachen und die je weils mit einer einzelnen, aber von der anderen verschiedenen, Laser-Wellenlänge arbeiten. Insbesondere ist das Rechenmodul dazu vorgesehen, Sensordaten auszu werten, die zu jedem erfassten Punkt, insbesondere einer Punktwolke, Informationen von zumindest zwei unterschiedlichen Laser-Wellenlängen umfassen.
Der zu ermittelnde und/oder zu überprüfende Parameter des zumindest einen erfass ten Objekts kann beispielsweise eine Reflektivität des Objekts, eine Farbe des Ob jekts, ein Material des Objekts, eine Beschaffenheit des Objekts, ein Vorhandensein des Objekts o. dgl. sein. Vorzugsweise kann das Rechenmodul dazu vorgesehen sein, eine Mehrzahl von verschiedenen Parametern zu ermitteln und/oder zu über prüfen.
Beispielsweise kann das Objekt bei einer ersten Laser-Wellenlänge eine andere Re flektivität aufweisen als bei einer zweiten Laser-Wellenlänge. Insbesondere kann das Rechenmodul aus den Sensordaten ein Reflektivitätsspektrum eines erfassten Objekts ermitteln, um das erfasste Objekt zu charakterisieren. Insbesondere können Reflektivitätsspektren einer Vielzahl von Objekten in einer Speichereinheit der Re chenvorrichtung hinterlegt sein, um ein ermitteltes Reflektivitätsspektrum abzuglei chen. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass das Rechenmodul zumindest ein künstliches neuronales Netzwerk umfasst, das darauf trainiert ist, verschiedene Ob jekte an ihren Reflektivitätsspektren zu erkennen.
Beispielsweise kann ein zu erfassendes Objekt bei der ersten Laser-Wellenlänge nicht reflektiv sein und/oder derart beschaffen, dass es Strahlung der ersten Laser- Wellenlänge derart streut, polarisiert o. dgl. , dass es vom Lidarsensor nicht erfasst werden kann. Das Objekt kann insbesondere Wasser, beispielsweise in Form einer Pfütze auf einer Fahrbahn, sein. Basierend auf diesen Sensordaten allein würde das Rechenmodul insbesondere das Vorhandensein des Objekts nicht erkennen. Mög licherweise ist das Objekt aber insbesondere bei der zweiten Laser-Wellenlänge re flektiv, so dass eine Reflektion vom Lidarsensor erfasst werden kann. Vorzugsweise können mit den Sensordaten der zweiten Laser-Wellenlänge die Sensordaten der ersten Laser-Wellenlänge überprüft und das Vorhandensein des Objekts erkannt werden. Insbesondere kann durch die Auswertung eine redundante Erkennung von Objekten ermöglicht werden.
Das Steuer- oder Regelsignal kann insbesondere verschiedene Befehle, beispiels weise entsprechend einer Ausgabe eines Warnsignals, einer Durchführung oder Un terbindung einer Notbremsung, einer Durchführung einer Kursänderung, einer Neu berechnung einer Navigationsroute, einer Aktualisierung von Kartendaten o. dgl., umfassen. Abhängig von unterschiedlichen Ergebnissen der Ermittlung und/oder Überprüfung des zumindest einen Parameters kann das Rechenmodul vorzugsweise unterschiedliche Steuer- oder Regelsignale bestimmen. Das Steuer- oder Regelsig nal kann insbesondere auch einen Befehl entsprechend keiner Aktion umfassen.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Rechenvorrichtung kann vorteilhaft eine Charakterisierung von mittels eines Lidarsensors erfasster Objekte ermöglicht werden. Vorteilhaft können mehr Informationen über das Objekt als mit Sensordaten eines monochromatischen Lidarsensors gewonnen werden. Vorteilhaft können präzise auf das erfasste Objekt abgestimmte Steuer- oder Regelsignale bestimmt werden. Vorteilhaft kann eine hohe Insassen- und Verkehrssicherheit ermöglicht wer den.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Rechenmodul dazu vorgesehen ist, die Sensordaten auszuwerten, um zumindest eine Farbe des erfassten Objekts zu ermit teln und/oder zu überprüfen. Insbesondere weist ein Objekt mit einer bestimmten Farbe bei unterschiedlichen Laser-Wellenlängen unterschiedliche, insbesondere spe zifische, Reflektivitäten auf. Insbesondere weist ein Objekt mit einer ersten Farbe bei einer bestimmten Laser-Wellenlänge eine andere Reflektivität auf als bei einem Ob jekt mit einer anderen zweiten Farbe. Beispielsweise kann ein rotes Objekt eine hohe Reflektivität für Licht mit einer Laser-Wellenlänge in einem roten Spektralbereich, z.B. 650 nm, und eine niedrige Reflektivität für Licht mit einer Laser-Wellenlänge in einem grünen Spektralbereich, z.B. 550 nm, aufweisen. Insbesondere kann das Re chenmodul dazu vorgesehen sein, die Farbe des Objekts in Abhängigkeit von dem bestimmten Reflektivitätsspektrum des Objekts zu ermitteln.
Insbesondere kann das Rechenmodul dazu vorgesehen sein, durch die Auswertung der Sensordaten eine, beispielsweise aufgrund einer Formgebung zu erwartende, Farbe des Objekts zu überprüfen. Beispielsweise kann ein Objekt aufgrund einer, insbesondere mit dem Lidarsensor, erfassten Formgebung als ein Stoppschild klassi fiziert werden, wobei insbesondere eine rote und weiße Farbe des Objekts zu erwar ten sind. Es könnte sich aber beispielsweise auch um ein von einem Stoppschild ver schiedenes Objekt handeln, das zufällig eine sehr ähnliche Formgebung aufweist.
Das Rechenmodul kann insbesondere die Sensordaten auswerten, um die zu erwar tende Farbe des Objekts zu überprüfen. Vorzugsweise kann das Rechenmodul in Abhängigkeit von einer positiven Überprüfung der Farbe das Objekt als ein Stopp schild bestätigen und beispielsweise ein Steuer- oder Regelsignal entsprechend ei ner Stillstandsbremsung vor dem Objekt bestimmen. Vorteilhaft kann eine Farbe des Objekts zur Erhöhung der Insassen- und Verkehrssicherheit berücksichtigt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass das Rechenmodul dazu vorgesehen ist, die Sensor daten auszuwerten, um zumindest ein Material und/oder eine Beschaffenheit des erfassten Objekts zu ermitteln und/oder zu überprüfen. Insbesondere weist ein Ob jekt aus einem bestimmten Material bei unterschiedlichen Laser-Wellenlängen unter schiedliche, insbesondere spezifische, Reflektivitäten auf. Insbesondere weist ein Objekt aus einem ersten Material bei einer bestimmten Laser-Wellenlänge eine an dere Reflektivität auf als bei einem Objekt aus einem anderen zweiten Material. Bei spielsweise kann ein Objekt aus Baumwolle eine hohe Reflektivität für Licht mit einer Laser-Wellenlänge in einem infraroten Spektralbereich, z.B. 1100 nm, aufweisen und kann ein Objekt aus Stein eine niedrige Reflektivität für das Licht mit der Laser-Wel lenlänge in dem infraroten Spektralbereich aufweisen. Insbesondere kann das Re chenmodul dazu vorgesehen sein, das Material des Objekts in Abhängigkeit von dem bestimmten Reflektivitätsspektrum des Objekts zu ermitteln. Insbesondere ist das Rechenmodul dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von unterschiedlichen ermittelten Materialien unterschiedliche Steuer- oder Regelsignale zu bestimmen. Beispiels weise kann das Rechenmodul dazu vorgesehen sein, in Abhängigkeit von einem kleinen erkannten Objekt aus Baumwolle auf der Fahrbahn, ein Steuer- oder Regel signal entsprechend eines Weiterfahrens zu bestimmen, insbesondere weil von dem Objekt keine Gefahr für das automatisiert betreibbare Fahrzeug ausgeht. Beispiels weise kann das Rechenmodul dazu vorgesehen sein, in Abhängigkeit von einem er kannten Objekt gleicher Größe aus Metall auf der Fahrbahn, ein Steuer- oder Regel signal entsprechend eines Ausweichmanövers zu bestimmen, insbesondere weil das Objekt das automatisiert betreibbare Fahrzeug beschädigen könnte. Beispielsweise kann das Rechenmodul dazu vorgesehen sein, in Abhängigkeit von einem erkannten Objekt aus menschlicher Haut auf der Fahrbahn, en Steuer- oder Regelsignal ent sprechend einer Notbremsung zu bestimmen, insbesondere weil die Unversehrtheit des Objekts, insbesondere eines Menschen, zu gewährleisten ist.
Insbesondere kann das Rechenmodul dazu vorgesehen sein, durch die Auswertung der Sensordaten ein, beispielsweise aufgrund einer Formgebung zu erwartendes, Material des Objekts zu überprüfen. Beispielsweise kann ein Objekt aufgrund einer, insbesondere mit dem Lidarsensor, erfassten Formgebung als ein Baum klassifiziert werden, wobei insbesondere Holz als Material des Objekts zu erwarten ist. Es könnte sich aber beispielsweise auch um ein von einem Baum verschiedenes Objekt han deln, das zufällig eine sehr ähnliche Formgebung aufweist, z.B. einen Strommast. Das Rechenmodul kann insbesondere die Sensordaten auswerten, um das zu erwar tende Material zu überprüfen. Vorzugsweise kann das Rechenmodul in Abhängigkeit von einer positiven Überprüfung des Materials das Objekt als ein Baum bestätigen und beispielsweise ein Steuer- oder Regelsignal entsprechend einer Ergänzung des Baums in einer 3D-Navigationskarte bestimmen.
Unter einer „Beschaffenheit“ eines Objekts soll insbesondere ein von der Farbe und dem Material des Objekts verschiedener Zustand des Objekts verstanden werden.
Die Beschaffenheit kann beispielsweise sein, ob das Objekt trocken oder feucht ist, ob das Objekt eine raue oder glatte Oberfläche aufweist, ob das Objekt unter Strom steht o. dgl. Beispielsweise unterscheidet sich ein Reflektivitätsspektrum eines feuch ten Steins von einem gleichen trockenen Stein. Beispielsweise kann das Rechenmo dul dazu vorgesehen sein, in Abhängigkeit von einem erkannten trockenen Stein auf der Fahrbahn ein Steuer- oder Regelsignal entsprechend einer Notbremsung und in Abhängigkeit von einem erkannten feuchten Stein auf der Fahrbahn zusätzlich ein Steuer- oder Regelsignal entsprechend einer Anpassung einer Traktionskontrolle an eine feuchte Fahrbahn zu bestimmen. Vorteilhaft kann ein Material und/oder eine Be schaffenheit des Objekts zur Erhöhung der Insassen- und Verkehrssicherheit berück sichtigt werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass das Rechenmodul dazu vorgesehen ist, das er fasste Objekt in Abhängigkeit von dem ermittelten und/oder überprüften Parameter zu klassifizieren. Insbesondere ist das Rechenmodul dazu vorgesehen, das erfasste Objekt in Abhängigkeit von dem ermittelten und/oder überprüften Parameter zumin dest einer mittels des ermittelten und/oder überprüften Parameter, insbesondere auch mittels einer Mehrzahl von ermittelten und/oder überprüften Parametern, spezi fisch möglichsten Klasse zuzuordnen, beispielsweise rot-weißes Stoppschild aus Me tall mit trockener Oberfläche. Vorzugsweise kann das Rechenmodul dazu vorgese hen sein, das Steuer- oder Regelsignal in Abhängigkeit von der Klassifizierung des erfassten Objekts zu bestimmen. Insbesondere kann das künstliche neuronale Netz werk des Rechenmoduls mit unterschiedlichen Objektklassen trainiert sein. Vorteil haft kann eine sehr genaue Objektklassifikation und ein präziser Überblick über ein Verkehrsgeschehen ermöglicht werden. Zudem wird vorgeschlagen, dass das Rechenmodul dazu vorgesehen ist, in Abhän gigkeit von dem ermittelten und/oder überprüften Parameter zumindest ein Steuer oder Regelsignal für die Fahrzeugsteuerungseinrichtung entsprechend eines auto matisierten Fahrmanövers des automatisiert betreibbaren Fahrzeugs zu bestimmen. Vorzugsweise ist das Rechenmodul dazu vorgesehen, der Fahrzeugsteuerungsein richtung das Steuer- oder Regelsignal über die zweite Schnittstelle bereitzustellen. Insbesondere umfasst das Steuer- oder Regelsignal zumindest einen Befehl für die Fahrzeugsteuerungseinrichtung, das Fahrmanöver durchzuführen. Insbesondere kann das Rechenmodul dazu vorgesehen sein, das Steuer- oder Regelsignal ent sprechend eines automatisierten Fahrmanövers alternativ oder zusätzlich zu anderen Steuer- oder Regelsignalen, beispielsweise entsprechend einer Warnung eines Fahr zeuginsassen, zu bestimmen. Das Fahrmanöver kann insbesondere als ein Brems manöver, als ein Beschleunigungsmanöver, als ein Ausweichmanöver, als eine Rou tenänderung oder als ein anderes, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Fahrmanöver ausgebildet sein. Insbesondere soll durch das Fahrmanöver ein Unfall des Fahrzeugs mit dem erfassten Objekt verhindert oder Unfallfolgen zumindest re duziert werden. Vorteilhaft kann eine Insassen- und Verkehrssicherheit weiter erhöht werden.
Des Weiteren wird ein Lidarsensor für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug, um zumindest einer erfindungsgemäßen Rechenvorrichtung mit zumindest zwei unter schiedlichen Laser-Wellenlängen erfasste Sensordaten bereitzustellen, vorgeschla gen. Der Lidarsensor ist insbesondere als ein polychromatischer Lidarsensor ausge bildet. Der Lidarsensor umfasst zumindest eine Laserquelle, die dazu vorgesehen ist, zumindest zwei Laserstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen zu erzeugen. Der Li darsensor umfasst zumindest eine Sendeeinrichtung, die dazu vorgesehen ist, die zumindest zwei Laserstrahlen koaxial zueinander auszusenden. Vorzugsweise um fasst der Lidarsensor eine Anzahl von Laserquellen entsprechend einer Anzahl von unterschiedlichen Laser-Wellenlängen des Lidarsensors. Insbesondere ist jeweils eine Laserquelle dazu vorgesehen, zumindest einen Laserstrahl einer bestimmten Laser-Wellenlänge zu erzeugen. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass der Li darsensor zumindest eine Laserquelle umfasst, die dazu vorgesehen ist, Laserstrahlen unterschiedlicher Laser-Wellenlängen zu erzeugen. Insbesondere ist denkbar, dass die Laserquelle auf unterschiedliche Laser-Wellenlängen einstellbar ist, dass ein Teil der Laserstrahlung der Laserquelle eine Laser-Wellenlängen-verän- dernde Einheit, beispielsweise einen frequenzverdoppelnden Kristall, durchläuft o. dgl. Die Sendeeinrichtung umfasst vorzugsweise zumindest ein Optikelement, um die zumindest zwei Laserstrahlen koaxial zueinander auszusenden. Das Optikelement kann insbesondere als ein Ablenkspiegel, als eine Linse oder als ein anderes, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Optikelement ausgebildet sein. Insbesondere ist die Sendeeinrichtung dazu vorgesehen, die zumindest zwei Laserstrahlen zumin dest abschnittsweise auf einen gemeinsamen optischen Pfad zu lenken. Der Lidar- sensor kann insbesondere als ein Dauerstrich-Lidarsensor ausgebildet sein, wobei die Sendeeinrichtung dazu vorgesehen ist, die zumindest zwei Laserstrahlen konti nuierlich auszusenden, oder als ein Puls-Lidarsensor ausgebildet sein, wobei die Sendeeinrichtung dazu vorgesehen ist, die zumindest zwei Laserstrahlen als Laser pulse auszusenden. Vorteilhaft kann ein Lidarsensor bereitgestellt werden, der Sens ordaten mit unterschiedlichen Laser-Wellenlängen erzeugen kann. Vorteilhaft kann eine Redundanz ermöglicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Sendeeinrichtung zumindest eine Kopplungs einheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, die zumindest zwei Laserstrahlen auf einen gemeinsamen optischen Pfad zu koppeln. Die Kopplungseinheit umfasst bevorzugt Lichtwellenleiter, insbesondere Glasfasern, um die zumindest zwei Laserstrahlen zu mindest abschnittsweise zu führen. Insbesondere kann die Kopplungseinheit für je den Laserstrahl einer bestimmten Laser-Wellenlänge, insbesondere für jede Laser quelle, einen eigenen Lichtwellenleiter aufweisen. Vorzugsweise sind die Lichtwellen leiter dazu vorgesehen, die zumindest zwei Laserstrahlen zusammenzuführen, insbe sondere in zumindest ein Kopplungselement der Kopplungseinheit. Vorzugsweise ist das Kopplungselement, beispielsweise ein optischer Multiplexer, dazu vorgesehen, die zumindest zwei Laserstrahlen auf den gemeinsamen optischen Pfad zu koppeln, beispielsweise in einen gemeinsamen Lichtwellenleiter zusammenzuführen, auf das Optikelement zu lenken o. dgl. Alternativ oder zusätzlich ist vorstellbar, dass die Kopplungseinheit zumindest teilweise als ein interferometerartiger Aufbau, als ein Linsensystem o. dgl. ausgebildet ist. Vorzugsweise breiten sich die zumindest zwei Laserstrahlen auf dem gemeinsamen optischen Pfad koaxial zueinander aus. Vorteil haft kann eine gemeinsame Aussendung der zumindest zwei Laserstrahlen und ein Erfassen eines gemeinsamen Sichtfelds ermöglicht werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Lidarsensor zumindest eine Empfangsein richtung umfasst, die dazu vorgesehen ist, an zumindest einem Objekt reflektierte La serstrahlung wellenlängenaufgelöst zu erfassen. Die Empfangseinrichtung ist insbe sondere dazu vorgesehen, zwischen reflektierter Laserstrahlung unterschiedlicher Laser-Wellenlängen zu unterscheiden. Insbesondere ist die Empfangseinrichtung dazu vorgesehen, einen erfassten Teil der reflektierten Laserstrahlung der Laser- Wellenlänge des erfassten Teils der reflektierten Laserstrahlung zuzuordnen. Vor zugsweise ist die Empfangseinrichtung dazu vorgesehen, je erfasstem Punkt eines Objekts zumindest zwei Sensordaten zu erzeugen, die zumindest zwei unterschiedli chen Laser-Wellenlängen zugeordnet sind. Vorteilhaft können die Sensordaten er zeugt werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Empfangseinrichtung zumindest eine Trennein heit aufweist, die dazu vorgesehen ist, die reflektierte Laserstrahlung in zumindest zwei Laserstrahlen der unterschiedlichen ausgestrahlten Laser-Wellenlängen aufzu trennen. Die Trenneinheit kann insbesondere zumindest einen Strahlteiler, zumindest einen Ablenkspiegel, einen optischen Demultiplexer o. dgl. aufweisen, um die reflek tierte Laserstrahlung in zumindest zwei Laserstrahlen der unterschiedlichen ausge strahlten Laser-Wellenlängen aufzutrennen. Insbesondere kann die Trenneinheit dazu vorgesehen sein, die aufgetrennten Laserstrahlen auf verschiedene Erfas sungseinheiten der Empfangseinrichtung zu lenken. Vorteilhaft können die unter schiedlichen Laser-Wellenlängen separat erfasst werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Empfangseinrichtung zumindest eine Er fassungseinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, wellenlängenaufgelöst eine Inten sität der reflektierten Laserstrahlung zu ermitteln, um die Sensordaten zu erzeugen. Die zumindest eine Erfassungseinheit kann insbesondere als ein Festkörper-Pho todetektor, als ein Photomultiplier oder als eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Erfassungseinheit ausgebildet sein. Bevorzugt umfasst die Empfangseinrichtung eine Anzahl von Erfassungseinheiten entsprechend einer An zahl von Laserstrahlen unterschiedlicher Laser-Wellenlängen, in die die reflektierte Laserstrahlung aufgetrennt wird. Insbesondere ist jeweils eine Erfassungseinheit dazu vorgesehen, Laserstrahlung einer bestimmten Laser-Wellenlänge zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich ist denkbar, dass zumindest eine Erfassungseinheit dazu vorgesehen ist, Laserstrahlung verschiedener Laser-Wellenlängen zu erfassen. Bei spielsweise kann die Erfassungseinheit hinsichtlich einer Empfindlichkeit zwischen den verschiedenen Laser-Wellenlängen umgeschaltet werden oder die Erfassungs einheit kann verschiedene Detektionselemente umfassen, die für Laserstrahlung ver schiedener Laser-Wellenlängen selektiv sind, beispielsweise ähnlich zu einem Bayer- Filter eines Kamerasensors, o. dgl. Vorteilhaft kann eine wellenlängenspezifische Er fassung der reflektierten Laserstrahlung ermöglicht werden.
Ferner wird ein Lidarsystem für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug, um Objekte zu charakterisieren, vorgeschlagen. Das Lidarsystem umfasst zumindest eine erfin dungsgemäße Rechenvorrichtung und zumindest einen erfindungsgemäßen Lidar- sensor. Vorteilhaft kann ein Lidarsystem bereitgestellt werden, das eine hohe Insas sen- und Verkehrssicherheit ermöglicht.
Weiterhin wird ein automatisiert betreibbares Fahrzeug vorgeschlagen. Das automa tisiert betreibbare Fahrzeug umfasst zumindest eine erfindungsgemäße Rechenvor richtung und/oder zumindest einen erfindungsgemäßen Lidarsensor. Vorzugsweise umfasst das automatisiert betreibbare Fahrzeug die Fahrzeugsteuerungseinrichtung. Bevorzugt umfasst das automatisiert betreibbare Fahrzeug die Rechenvorrichtung und den Lidarsensor, insbesondere das Lidarsystem. Vorteilhaft kann ein automati siert betreibbares Fahrzeug bereitgestellt werden, das eine hohe Insassen- und Ver kehrssicherheit ermöglicht.
Zudem wird ein computerimplementiertes Verfahren, um Objekte zu charakterisieren, vorgeschlagen. In dem Verfahren werden empfangene mit zumindest zwei unter schiedlichen Laser-Wellenlängen erfasste Sensordaten zumindest eines, insbeson dere des vorgenannten, Lidarsensors ausgewertet, um zumindest einen verschieden von Entfernung und Geschwindigkeit ausgebildeten Parameter zumindest eines erfassten Objekts zu ermitteln und/oder zu überprüfen. In Abhängigkeit von dem er mittelten und/oder überprüften Parameter wird zumindest ein Steuer- oder Regelsig nal für eine, insbesondere die vorgenannte, Fahrzeugsteuerungseinrichtung eines, insbesondere des vorgenannten, automatisiert betreibbaren Fahrzeugs bestimmt. Das Steuer- oder Regelsignal wird der Fahrzeugsteuerungseinrichtung bereitgestellt. Vorzugsweise wird das computerimplementierte Verfahren von der Rechenvorrich tung, insbesondere von dem Rechenmodul, durchgeführt. Vorteilhaft kann ein com puterimplementiertes Verfahren bereitgestellt werden, das eine hohe Insassen- und Verkehrssicherheit ermöglicht.
Des Weiteren wird ein Computerprogrammprodukt, um Objekte zu charakterisieren, vorgeschlagen. Das Computerprogrammprodukt umfasst Ausführungsbefehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine erfindungsgemäße Rechenvorrich tung diese veranlassen, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen. Vorteilhaft kann ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt werden, das eine hohe Insassen- und Verkehrssicherheit ermöglicht.
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel in den folgenden Figuren verdeut licht. Es zeigen:
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes automatisiert betreibbares Fahrzeug in einer schemati schen Darstellung,
Fig. 2 das erfindungsgemäße automatisiert betreibbare Fahrzeug aus Fig. 1 in einer weiteren schematischen Darstellung,
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Rechenvorrichtung des erfindungsgemäßen automati siert betreibbaren Fahrzeugs aus Fig. 1 in einer schematischen Darstellung,
Fig. 4 ein Reflektivitätsspektrum eines erfassten Objekts in einer schematischen Dar stellung, Fig. 5 ein Reflektivitätsspektrum eines weiteren erfassten Objekts in einem ersten Zustand in einer schematischen Darstellung,
Fig. 6 ein Reflektivitätsspektrum des weiteren erfassten Objekts in einem zweiten Zu stand in einer schematischen Darstellung,
Fig. 7 einen erfindungsgemäßen Lidarsensor des erfindungsgemäßen automatisiert betreibbaren Fahrzeugs aus Fig. 1 in einer schematischen Darstellung und
Fig. 8 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen computerimplementierten Ver fahrens in einer schematischen Darstellung.
Figur 1 zeigt ein automatisiert betreibbares Fahrzeug 2 in einer schematischen Dar stellung. Das automatisiert betreibbare Fahrzeug 2 ist in einer Umgebung des auto matisiert betreibbaren Fahrzeugs 2 dargestellt. Das automatisiert betreibbare Fahr zeug 2 ist beispielhaft als ein Landfahrzeug, insbesondere als ein PKW, ausgebildet. Auf einer Fahrbahn 28, auf der sich das automatisiert betreibbare Fahrzeug 2 be wegt, sind beispielhaft zwei Objekte 3, 4 angeordnet. Ein Objekt 3 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft als eine Baumwollmütze ausgebildet. Ein weiteres Objekt 4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft als ein Stein ausgebil det. Das automatisiert betreibbare Fahrzeug 2 umfasst einen Lidarsensor 6. Der Li- darsensor 6 ist dazu vorgesehen, zumindest einen Teil der Umgebung zu erfassen, exemplarisch dargestellt durch ein Sichtfeld 29 des Lidarsensors 6. Der Lidarsensor 6 ist dazu vorgesehen, die Objekte 3, 4 zu erfassen.
Figur 2 zeigt das automatisiert betreibbare Fahrzeug 2 aus Figur 1 in einer weiteren schematischen Darstellung. Das automatisiert betreibbare Fahrzeug 2 umfasst eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung 8. Das automatisiert betreibbare Fahrzeug 2 umfasst ein Lidarsystem 27, um Objekte 3, 4 zu charakterisieren. Das Lidarsystem 27 um fasst den Lidarsensor 6. Das Lidarsystem 27 umfasst eine Rechenvorrichtung 1. Die Rechenvorrichtung 1 umfasst zumindest eine erste Schnittstelle 5 zu einem Empfang von mit zumindest zwei, im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft drei, unterschiedlichen Laser-Wellenlängen erfassten Sensordaten des Lidarsensors 6.
Die Rechenvorrichtung 1 umfasst zumindest ein Rechenmodul 7. Das Rechenmodul 7 ist dazu vorgesehen, die Sensordaten auszuwerten, um zumindest einen verschie den von Entfernung und Geschwindigkeit ausgebildeten Parameter der erfassten Ob jekte 3, 4 zu ermitteln und/oder zu überprüfen. Das Rechenmodul 7 ist dazu vorgese hen, in Abhängigkeit von dem ermittelten und/oder überprüften Parameter zumindest ein Steuer- oder Regelsignal für die Fahrzeugsteuerungseinrichtung 8 zu bestimmen. Die Rechenvorrichtung 1 umfasst zumindest eine zweite Schnittstelle 9, um der Fahr zeugsteuerungseinrichtung das Steuer- oder Regelsignal bereitzustellen.
Die erste Schnittstelle 5 ist dazu vorgesehen, dem Rechenmodul 7 Daten, insbeson dere Sensordaten, von dem über die erste Schnittstelle 5 datenübertragungstech nisch mit dem Rechenmodul 7 verbundenen Lidarsensor 6 zuzuführen. Die zweite Schnittstelle 9 ist dazu vorgesehen, von dem Rechenmodul 7 bestimmte Signale, ins besondere Steuer- oder Regelsignale, auszugeben. Die zweite Schnittstelle 9 ist dazu vorgesehen, die Steuer- oder Regelsignale an die Fahrzeugsteuerungseinrich tung 8 auszugeben. Das Rechenmodul 7 ist über die zweite Schnittstelle 9 signal übertragungstechnisch mit der Fahrzeugsteuerungseinrichtung 8 verbunden.
Figur 3 zeigt die Rechenvorrichtung 1 des automatisiert betreibbaren Fahrzeugs 2 aus Figur 1 in einer schematischen Darstellung. Das Rechenmodul 7 ist dazu vorge sehen, Sensordaten auszuwerten, die zu jedem erfassten Punkt, insbesondere einer Punktwolke, Informationen von im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft drei unterschiedlichen Laser-Wellenlängen umfassen. Das Rechenmodul 7 kann aus den Sensordaten Reflektivitätsspektren der erfassten Objekte 3, 4 ermitteln, um die er fassten Objekte 3, 4 zu charakterisieren (vgl. Figuren 4 bis 6).
Das Rechenmodul 7 ist dazu vorgesehen, die Sensordaten auszuwerten, um zumin dest eine Farbe der erfassten Objekte 3, 4 zu ermitteln und/oder zu überprüfen. Bei spielhaft kann das Objekt 3 eine rote Farbe und kann das weitere Objekt 4 eine graue Farbe aufweisen. Das Rechenmodul 7 kann dazu vorgesehen sein, die Farbe der Objekte 3, 4 in Abhängigkeit von den bestimmten Reflektivitätsspektren der Ob jekte 3, 4 ermitteln. Das Rechenmodul 7 kann dazu vorgesehen sein, durch die Auswertung der Sensor daten eine, beispielsweise aufgrund einer Formgebung zu erwartende, Farbe der Ob jekte 3, 4 zu überprüfen. Beispielsweise kann das weitere Objekt 4 aufgrund einer, insbesondere mit dem Lidarsensor 6, erfassten Formgebung als ein Stein klassifiziert werden, wobei insbesondere eine graue Farbe des weiteren Objekts 4 zu erwarten ist. Das Rechenmodul 7 kann in Abhängigkeit von einer positiven Überprüfung der Farbe das weitere Objekt 4 als einen Stein bestätigen und beispielsweise ein Steuer oder Regelsignal entsprechend einer Notbremsung bestimmen, insbesondere weil das weitere Objekt 4 das automatisiert betreibbare Fahrzeug 2 beschädigen könnte.
Das Rechenmodul 7 ist dazu vorgesehen, die Sensordaten auszuwerten, um zumin dest ein Material und/oder eine Beschaffenheit der erfassten Objekte 3, 4 zu ermit teln und/oder zu überprüfen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Objekt 3 beispielhaft aus einer Baumwolle und ist das weitere Objekt 4 beispielhaft aus Stein ausgebildet. Beispielhaft weist das Objekt 3 eine hohe Reflektivität für Licht mit einer Laser-Wellenlänge in einem infraroten Spektralbereich auf und weist das weitere Ob jekt 4 eine niedrige Reflektivität für das Licht mit der Laser-Wellenlänge in dem infra roten Spektralbereich auf. Das Rechenmodul 7 kann dazu vorgesehen sein, das Ma terial der Objekte 3, 4 in Abhängigkeit von den bestimmten Reflektivitätsspektren der Objekte 3, 4 zu ermitteln. Beispielsweise kann das Rechenmodul 7 dazu vorgesehen sein, in Abhängigkeit von dem erkannte Objekt 3 aus Baumwolle auf der Fahrbahn 28, ein Steuer- oder Regelsignal entsprechend eines Weiterfahrens zu bestimmen, insbesondere weil von dem Objekt 3 keine Gefahr für das automatisiert betreibbare Fahrzeug 2 ausgeht.
Das Rechenmodul 7 kann dazu vorgesehen sein, durch die Auswertung der Sensor daten ein, beispielsweise aufgrund einer Formgebung zu erwartendes, Material der Objekte 3, 4 zu überprüfen. Beispielsweise kann das weitere Objekt 4 aufgrund einer, insbesondere mit dem Lidarsensor 6, erfassten Formgebung als ein Stein klassifiziert werden, wobei insbesondere Stein als Material des weiteren Objekts 4 zu erwarten ist. Das Rechenmodul 7 kann in Abhängigkeit von einer positiven Überprüfung des Materials das weitere Objekt 4 als einen Stein bestätigen und beispielsweise ein Steuer- oder Regelsignal entsprechend einer Notbremsung bestimmen, insbeson dere weil das weitere Objekt 4 das automatisiert betreibbare Fahrzeug 2 beschädi gen könnte.
Beispielsweise kann das Rechenmodul 7 dazu vorgesehen sein, in Abhängigkeit von einem erkannten trockenen weiteren Objekt 4 auf der Fahrbahn 28 ein Steuer- oder Regelsignal entsprechend einer Notbremsung und in Abhängigkeit von einem er kannten feuchten weiteren Objekt 4 auf der Fahrbahn 28 zusätzlich ein Steuer- oder Regelsignal entsprechend einer Anpassung einer Traktionskontrolle an eine feuchte Fahrbahn 28 zu bestimmen.
Das Rechenmodul 7 ist dazu vorgesehen, die erfassten Objekte 3, 4 in Abhängigkeit von dem ermittelten und/oder überprüften Parameter zu klassifizieren. Das Rechen modul 7 ist dazu vorgesehen, die erfassten Objekte 3, 4 in Abhängigkeit von dem er mittelten und/oder überprüften Parameter zumindest einer mittels des ermittelten und/oder überprüften Parameter, insbesondere auch mittels einer Mehrzahl von er mittelten und/oder überprüften Parametern, spezifisch möglichsten Klasse zuzuord nen. Das Rechenmodul 7 kann dazu vorgesehen sein, das Steuer- oder Regelsignal in Abhängigkeit von der Klassifizierung der erfassten Objekte 3, 4 zu bestimmen.
Das Rechenmodul 7 ist dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von dem ermittelten und/oder überprüften Parameter zumindest ein Steuer- oder Regelsignal für die Fahr zeugsteuerungseinrichtung 8 entsprechend eines automatisierten Fahrmanövers des automatisiert betreibbaren Fahrzeugs 2 zu bestimmen. Das Steuer- oder Regelsignal umfasst zumindest einen Befehl für die Fahrzeugsteuerungseinrichtung, das Fahrma növer durchzuführen. Das Rechenmodul 7 kann dazu vorgesehen sein, das Steuer oder Regelsignal entsprechend eines automatisierten Fahrmanövers alternativ oder zusätzlich zu anderen Steuer- oder Regelsignalen, beispielsweise entsprechend ei ner Warnung eines Fahrzeuginsassen, zu bestimmen.
Figur 4 zeigt ein Reflektivitätsspektrum des erfassten Objekts 3 in einer schemati schen Darstellung. Auf einer Abszissenachse 30 ist eine Wellenlänge, beispielsweise von Laserstrahlung, aufgetragen. Auf einer Ordinatenachse 31 ist eine prozentuale Reflektivität des Objekts 3 aufgetragen. Es ist ein Wellenlängenbereich von 1100 nm an einem ersten Punkt 32 bis 1800 nm an einem zweiten Punkt 33 gezeigt. Es ist eine Reflektivität von 0 % an dem ersten Punkt 32 bis 100 % an einem dritten Punkt 34 gezeigt. Der Lidarsensor 6 kann im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft mit Laser-Wellenlängen von 1310 nm, 1550 nm und 1625 nm arbeiten. Das Reflekti- vitätsspektrum des Objekts 3 ist charakteristisch für eine Baumwollmütze. Das Objekt 3 weist bei der Laser-Wellenlänge von 1310 nm eine Reflektivität von 70,6 %, bei der Laser-Wellenlänge von 1550 nm eine Reflektivität von 45,5 % und bei der Laser-Wel lenlänge 1625 nm eine Reflektivität von 54,4 % auf. Diese Werte sind charakteris tisch für eine Baumwollmütze. Je höher die Reflektivität eines Objekts 3, 4 bei einer bestimmten Wellenlänge, desto höher ist eine von dem Lidarsensor 6 erfasste Inten sität von an dem jeweiligen Objekt 3, 4 reflektierter Strahlung dieser Wellenlänge.
Figur 5 zeigt ein Reflektivitätsspektrum des weiteren erfassten Objekts 4 in einem ersten, insbesondere trockenen, Zustand in einer schematischen Darstellung. Das Reflektivitätsspektrum ist charakteristisch für einen trockenen Stein. Das weitere Ob jekt 4 weist bei der Laser-Wellenlänge von 1310 nm eine Reflektivität von 17 %, bei der Laser-Wellenlänge von 1550 nm eine Reflektivität von 20,9 % und bei der Laser- Wellenlänge 1625 nm eine Reflektivität von 21 ,8 % auf. Diese Werte sind charakte ristisch für einen trockenen Stein.
Figur 6 zeigt ein Reflektivitätsspektrum des weiteren erfassten Objekts 4 in einem zweiten, insbesondere feuchten, Zustand in einer schematischen Darstellung. Das Reflektivitätsspektrum ist charakteristisch für einen feuchten Stein. Das weitere Ob jekt 4 weist bei der Laser-Wellenlänge von 1310 nm eine Reflektivität von 10,9 %, bei der Laser-Wellenlänge von 1550 nm eine Reflektivität von 15,2 % und bei der Laser- Wellenlänge 1625 nm eine Reflektivität von 16,6 % auf. Diese Werte sind charakte ristisch für einen feuchten Stein. Die Reflektivitätswerte unterscheiden sich zwischen demselben Stein in einem trockenen und feuchten Zustand. Anhand der ermittelten Beschaffenheit des weiteren Objekts 4 kann das Rechenmodul zwischen einem tro ckenen und feuchten Stein unterscheiden. Figur 7 zeigt einen Lidarsensor 6 des automatisiert betreibbaren Fahrzeugs 2 aus Fi gur 1 in einer schematischen Darstellung. Der Lidarsensor 6 ist dazu vorgesehen, der Rechenvorrichtung 1 mit zumindest zwei, im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft drei, unterschiedlichen Laser-Wellenlängen erfasste Sensordaten bereit zustellen. Der Lidarsensor 6 ist als ein polychromatischer Lidarsensor ausgebildet. Der Lidarsensor 6 umfasst zumindest eine Laserquelle 10, 11, 12, die dazu vorgese hen ist, zumindest zwei, im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft drei, La serstrahlen 13, 14, 15 unterschiedlicher Wellenlängen zu erzeugen. Der Lidarsensor 6 umfasst zumindest eine Sendeeinrichtung 16, die dazu vorgesehen ist, die Laser strahlen 13, 14, 15 koaxial zueinander auszusenden. Der Lidarsensor 6 umfasst eine Anzahl von Laserquellen 10, 11 , 12 entsprechend einer Anzahl von unterschiedli chen Laser-Wellenlängen des Lidarsensors 6, im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft drei Laserquellen 10, 11 , 12. Jeweils eine Laserquelle 10, 11 , 12 ist dazu vorgesehen, zumindest einen Laserstrahl 13, 14, 15 einer bestimmten Laser-Wellen länge zu erzeugen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist beispielhaft eine erste Laserquelle 10 dazu vorgesehen, einen ersten Laserstrahl 13 der Laser-Wellenlänge 1310 nm zu erzeugen, eine zweite Laserquelle 11 dazu vorgesehen, einen zweiten Laserstrahl 14 der Laser-Wellenlänge 1550 nm zu erzeugen und eine dritte Laser quelle 12 dazu vorgesehen, einen dritten Laserstrahl 15 der Laser-Wellenlänge 1625 nm zu erzeugen.
Die Sendeeinrichtung 16 umfasst zumindest ein Optikelement 35, im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft einen Ablenkspiegel, um die Laserstrahlen 13, 14,
15 koaxial zueinander auszusenden. Die Sendeeinrichtung 16 ist dazu vorgesehen, die Laserstrahlen 13, 14, 15 zumindest abschnittsweise auf einen gemeinsamen opti schen Pfad 18 zu lenken.
Die Sendeeinrichtung 16 weist zumindest eine Kopplungseinheit 17 auf, die dazu vorgesehen ist, die Laserstrahlen 13, 14, 15 auf den gemeinsamen optischen Pfad 18 zu koppeln. Die Kopplungseinheit 17 umfasst Lichtwellenleiter 36, 37, 38, insbe sondere Glasfasern, um die Laserstrahlen 13, 14, 15 zumindest abschnittsweise zu führen. Die Kopplungseinheit 17 weist für jeden Laserstrahl 13, 14, 15 einer bestimm ten Laser-Wellenlänge, insbesondere für jede Laserquelle 10, 11 , 12, einen eigenen Lichtwellenleiter 36, 37, 38 auf. Ein erster Lichtwellenleiter 36 ist der ersten Laser quelle 10, ein zweiter Lichtwellenleiter 37 der zweiten Laserquelle 11 und ein dritter Lichtwellenleiter 38 der dritten Laserquelle 12 zugeordnet. Die Lichtwellenleiter 36, 37, 38 sind dazu vorgesehen, die Laserstrahlen 13, 14, 15 zusammenzuführen, ins besondere in zumindest ein Kopplungselement 39 der Kopplungseinheit 17. Das Kopplungselement 39, beispielsweise ein optischer Multiplexer, ist dazu vorgesehen, die Laserstrahlen 13, 14, 15 auf den gemeinsamen optischen Pfad 18 zu koppeln.
Die Laserstrahlen 13, 14, 15 breiten sich auf dem gemeinsamen optischen Pfad 18 koaxial zueinander aus.
Der Lidarsensor 6 umfasst zumindest eine Empfangseinrichtung 19, die dazu vorge sehen ist, an den Objekten 3, 4 reflektierte Laserstrahlung wellenlängenaufgelöst zu erfassen. Die Empfangseinrichtung 19 ist dazu vorgesehen, zwischen reflektierter Laserstrahlung unterschiedlicher Laser-Wellenlängen zu unterscheiden. Die Emp fangseinrichtung 19 ist dazu vorgesehen, einen erfassten Teil der reflektierten Laser strahlung der Laser-Wellenlänge des erfassten Teils der reflektierten Laserstrahlung zuzuordnen. Die Empfangseinrichtung 19 ist dazu vorgesehen, je erfasstem Punkt eines Objekts 3, 4 drei Sensordaten zu erzeugen, die drei unterschiedlichen Laser- Wellenlängen zugeordnet sind.
Die Empfangseinrichtung 19 weist zumindest eine Trenneinheit 20 auf, die dazu vor gesehen ist, die reflektierte Laserstrahlung in zumindest zwei, im vorliegenden Aus führungsbeispiel beispielhaft in drei, Laserstrahlen 21 , 22, 23 der unterschiedlichen ausgestrahlten Laser-Wellenlängen aufzutrennen. Im vorliegenden Ausführungsbei spiel weist die Empfangseinrichtung 19 beispielhaft einen Ablenkspiegel 40 auf, um die reflektierte Laserstrahlung zur Trenneinheit 20 zu lenken.
Die Empfangseinrichtung 19 weist zumindest eine Erfassungseinheit 24, 25, 26 auf, die dazu vorgesehen ist, wellenlängenaufgelöst eine Intensität der reflektierten La serstrahlung zu ermitteln, um die Sensordaten zu erzeugen. Die Empfangseinrich tung 19 umfasst eine Anzahl von Erfassungseinheiten 24, 25, 26 entsprechend einer Anzahl von Laserstrahlen 21 , 22, 23 unterschiedlicher Laser-Wellenlängen, in die die reflektierte Laserstrahlung aufgetrennt wird. Jeweils eine Erfassungseinheit 24, 25, 26 dazu vorgesehen, Laserstrahlung einer bestimmten Laser-Wellenlänge zu erfas sen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist beispielhaft eine erste Erfassungsein heit 24 dazu vorgesehen, einen vierten Laserstrahl 21 der Laser-Wellenlänge 1310 nm zu erfassen, ist eine zweite Erfassungseinheit 25 dazu vorgesehen, einen fünften Laserstrahl 22 der Laser-Wellenlänge 1550 nm zu erfassen und ist eine dritte Erfas sungseinheit 26 dazu vorgesehen, einen sechsten Laserstrahl 23 der Laser-Wellen länge 1625 nm zu erfassen. Die Trenneinheit 20 ist dazu vorgesehen, die aufge trennten Laserstrahlen 21 , 22, 23 auf die verschiedenen Erfassungseinheiten 24, 25, 26 der Empfangseinrichtung 19 zu lenken.
Figur 8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines computerimplementierten Verfahrens, um die Objekte 3, 4 zu charakterisieren, in einer schematischen Darstellung. In einem ersten Verfahrensschritt 41 werden die mit den drei unterschiedlichen Laser-Wellenlängen erfassten Sensordaten von dem Lidarsensor 6 empfangen. In einem zweiten Verfah rensschritt 42 werden die Sensordaten ausgewertet, um zumindest einen verschie den von Entfernung und Geschwindigkeit ausgebildeten Parameter der erfassten Ob jekte 3, 4 zu ermitteln und/oder zu überprüfen. In einem dritten Verfahrensschritt 43 wird in Abhängigkeit von dem ermittelten und/oder überprüften Parameter zumindest ein Steuer- oder Regelsignal für die Fahrzeugsteuerungseinrichtung 8 des automati siert betreibbaren Fahrzeugs 2 bestimmt. In einem vierten Verfahrensschritt 44 wird das Steuer- oder Regelsignal der Fahrzeugsteuerungseinrichtung 8 bereitgestellt.
Ein Com puterprogramm produkt, um die Objekte 3, 4 zu charakterisieren, umfasst Ausführungsbefehle, die bei der Ausführung des Programms durch die Rechenvor richtung 1 diese veranlassen, das Verfahren auszuführen.
Bezuqszeichen Rechenvorrichtung Fahrzeug Objekt Objekt Schnittstelle Lidarsensor Rechenmodul Fahrzeugsteuerungseinrichtung Schnittstelle Laserquelle Laserquelle Laserquelle Laserstrahl Laserstrahl Laserstrahl Sendeeinrichtung Kopplungseinheit optischer Pfad Empfangseinrichtung Trenneinheit Laserstrahl Laserstrahl Laserstrahl Erfassungseinheit Erfassungseinheit Erfassungseinheit Lidarsystem Fahrbahn Sichtfeld Abszissenachse Ordinatenachse Punkt
Punkt
Punkt
Optikelement
Lichtwellenleiter
Lichtwellenleiter
Lichtwellenleiter
Kopplungselement
Ablenkspiegel
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt
Verfahrensschritt

Claims

Patentansprüche
1 . Rechenvorrichtung für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug (2), um Objekte (3, 4) zu charakterisieren, umfassend zumindest eine erste Schnittstelle (5) zu einem Empfang von mit zumindest zwei unterschiedlichen Laser-Wellenlängen erfassten Sensordaten zumindest eines Lidarsensors (6), zumindest ein Rechenmodul (7), das dazu vorgesehen ist, die Sensordaten auszuwerten, um zumindest einen verschie den von Entfernung und Geschwindigkeit ausgebildeten Parameter zumindest eines erfassten Objekts (3, 4) zu ermitteln und/oder zu überprüfen, und in Abhängigkeit von dem ermittelten und/oder überprüften Parameter zumindest ein Steuer- oder Regel signal für eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung (8) des automatisiert betreibbaren Fahrzeugs (2) zu bestimmen, und zumindest eine zweite Schnittstelle (9), um der Fahrzeugsteuerungseinrichtung (8) das Steuer- oder Regelsignal bereitzustellen.
2. Rechenvorrichtung nach Anspruch 1 , wobei das Rechenmodul (7) dazu vorgese hen ist, die Sensordaten auszuwerten, um zumindest eine Farbe des erfassten Ob jekts (3, 4) zu ermitteln und/oder zu überprüfen.
3. Rechenvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Rechenmodul (7) dazu vorgesehen ist, die Sensordaten auszuwerten, um zumindest ein Material und/oder eine Beschaffenheit des erfassten Objekts (3, 4) zu ermitteln und/oder zu überprüfen.
4. Rechenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Re chenmodul (7) dazu vorgesehen ist, das erfasste Objekt (3, 4) in Abhängigkeit von dem ermittelten und/oder überprüften Parameter zu klassifizieren.
5. Rechenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Re chenmodul (7) dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von dem ermittelten und/oder überprüften Parameter zumindest ein Steuer- oder Regelsignal für die Fahrzeugsteu erungseinrichtung (8) entsprechend eines automatisierten Fahrmanövers des auto matisiert betreibbaren Fahrzeugs (2) zu bestimmen.
6. Lidarsensor für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug (2), um zumindest einer Rechenvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zumindest zwei unterschiedlichen Laser-Wellenlängen erfasste Sensordaten bereitzustellen, umfassend zumindest eine Laserquelle (10, 11 , 12), die dazu vorgesehen ist, zumin dest zwei Laserstrahlen (13, 14, 15) unterschiedlicher Laser-Wellenlängen zu erzeu gen, und zumindest eine Sendeeinrichtung (16), die dazu vorgesehen ist, die zumin dest zwei Laserstrahlen (13, 14, 15) koaxial zueinander auszusenden.
7. Lidarsensor nach Anspruch 6, wobei die Sendeeinrichtung (16) zumindest eine Kopplungseinheit (17) aufweist, die dazu vorgesehen ist, die zumindest zwei Laser strahlen (13, 14, 15) auf einen gemeinsamen optischen Pfad (18) zu koppeln.
8. Lidarsensor nach Anspruch 6 oder 7, umfassend zumindest eine Empfangseinrich tung (19), die dazu vorgesehen ist, an zumindest einem Objekt (3, 4) reflektierte La serstrahlung wellenlängenaufgelöst zu erfassen.
9. Lidarsensor nach Anspruch 8, wobei die Empfangseinrichtung (19) zumindest eine Trenneinheit (20) aufweist, die dazu vorgesehen ist, die reflektierte Laserstrahlung in zumindest zwei Laserstrahlen (21 , 22, 23) der unterschiedlichen ausgestrahlten La ser-Wellenlängen aufzutrennen.
10. Lidarsensor nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Empfangseinrichtung (19) zumin dest eine Erfassungseinheit (24, 25, 26) aufweist, die dazu vorgesehen ist, wellen längenaufgelöst eine Intensität der reflektierten Laserstrahlung zu ermitteln, um die Sensordaten zu erzeugen.
11 . Lidarsystem für ein automatisiert betreibbares Fahrzeug (2), um Objekte (3, 4) zu charakterisieren, umfassend zumindest eine Rechenvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und zumindest einen Lidarsensor (6) nach einem der Ansprüche 6 bis 10.
12. Automatisiert betreibbares Fahrzeug, umfassend zumindest eine Rechenvorrich tung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und/oder zumindest einen Lidarsensor (6) nach einem der Ansprüche 6 bis 10.
13. Computerimplementiertes Verfahren, um Objekte (3, 4) zu charakterisieren, wo bei empfangene mit zumindest zwei unterschiedlichen Laser-Wellenlängen erfasste Sensordaten zumindest eines Lidarsensors (6) ausgewertet werden, um zumindest einen verschieden von Entfernung und Geschwindigkeit ausgebildeten Parameter zumindest eines erfassten Objekts (3, 4) zu ermitteln und/oderzu überprüfen, wobei in Abhängigkeit von dem ermittelten und/oder überprüften Parameter zumindest ein Steuer- oder Regelsignal für eine Fahrzeugsteuerungseinrichtung (8) zumindest ei nes automatisiert betreibbaren Fahrzeugs (2) bestimmt wird und wobei der Fahr zeugsteuerungseinrichtung (8) das Steuer- oder Regelsignal bereitgestellt wird.
14. Computerprogrammprodukt, um Objekte (3, 4) zu charakterisieren, umfassend Ausführungsbefehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Rechenvor richtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 diese veranlassen, ein Verfahren nach Anspruch 13 auszuführen.
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