DE102016011340A1 - Method for providing environmental data by means of an optical sensor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von Umgebungsdaten zum Betreiben einer Fahrerassistenzeinrichtung (18) in einem Kraftwagen (1), durch Ermitteln eines eine Reflexion (30) eines optischen Signals (10) betreffenden Reflexionssignals durch eine Sensoreinheit (14), und Analysieren des Reflexionssignals durch eine Auswerteeinheit (15) zur Bereitstellung von Umgebungsdaten. Um eine besonders universelle und störungsunempfindliche Bereitstellung von Umgebungsdaten zu ermöglichen, wird ein der Sensoreinheit (14) vorgelagerter Polarisationsfilter (17) zur Unterdrückung von Störreflexionen (40) dynamisch ausgerichtet.The invention relates to a method for providing environmental data for operating a driver assistance device (18) in a motor vehicle (1), by determining a reflection signal concerning a reflection (30) of an optical signal (10) by a sensor unit (14), and analyzing the reflection signal by an evaluation unit (15) for providing environmental data. In order to enable a particularly universal and interference-insensitive provision of environmental data, a polarization filter (17) upstream of the sensor unit (14) is dynamically aligned to suppress spurious reflections (40).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von Umgebungsdaten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Außerdem betrifft die Erfindung einen optischen Sensor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.The invention relates to a method for providing environmental data according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an optical sensor according to the preamble of patent claim 6.
Zur Erhöhung der Sicherheit und des Komforts in einem Kraftwagen ist gemäß des Stands der Technik die Integration von Fahrassistenzsystemen in einen Fahrbetrieb des Kraftwagens vorgesehen. Beispiele für Fahrerassistenzsysteme sind Abstandshaltetempomaten, welche eine Geschwindigkeit und einen Abstand zu einem vorrausfahrenden Kraftwagen regeln, Spurhalteassistenten, welche einen Fahrer beim Verlassen einer Fahrspur warnen und/oder selbsttätig in die Spur zurücklenken können, sowie autonome Fahrsysteme, welche ein autonomes Fahren des Kraftwagen ermöglichen.To increase the safety and comfort in a motor vehicle, the integration of driver assistance systems in a driving operation of the motor vehicle is provided according to the prior art. Examples of driver assistance systems are proximity control systems which regulate a speed and a distance to a preceding vehicle, lane departure warning systems which can warn a driver when leaving a lane and / or can automatically return to the lane, and autonomous driving systems which enable autonomous driving of the vehicle.
Für eine ordnungsgemäße und sichere Funktion der Fahrassistenzsysteme ist eine präzise und zuverlässige Ermittlung von Umgebungsdaten nötig. Beispielweise in Frage kommen optische Sensoren, beispielsweise Lidar, zur Vermessung einer fahrzeugexternen Umgebung. Lidar bezeichnet auch im Deutschen eine dem Radar ähnliche Technik insbesondere zur Abstandsmessung und Geschwindigkeitsmessung, wobei statt Radarwellen Laserstrahlen zum Einsatz kommen. Optische Sensoren in Fahrzeugen haben jedoch oft das Problem, dass intensive Reflexionen beispielsweise von Wasserfilmen auf der Straße und/oder Schneedecken diese zumindest partiell erblinden lassen, also einen ordnungsgemäßen Betrieb unmöglich machen. Daher ist der Einsatz, beispielsweise eines angeschlossenen Fahrerassistenzsystems, nur eingeschränkt möglich. Essentiell für insbesondere hochautomatisierte Fahrerassistenzsysteme ist jedoch die Verfügbarkeit und Verlässlichkeit der zugrunde liegenden Sensoren.Proper and reliable operation of driver assistance systems requires accurate and reliable determination of environmental data. For example, optical sensors, for example Lidar, are suitable for measuring an external environment of the vehicle. Lidar also refers in German a radar-like technology, especially for distance measurement and speed measurement, instead of radar waves laser beams are used. However, optical sensors in vehicles often have the problem that intense reflections of, for example, water films on the road and / or snow covers at least partially blind them, thus making proper operation impossible. Therefore, the use of, for example, a connected driver assistance system, only limited possible. Essential for highly automated driver assistance systems, however, is the availability and reliability of the underlying sensors.
Die
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen besonders universellen und störungsunempfindlichen Betrieb eines optischen Sensors zu ermöglichen.It is an object of the present invention to enable a particularly universal and interference-insensitive operation of an optical sensor.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen und nicht triviale Weiterbildungen sind Teil der Unteransprüche.This object is achieved by a method having the features of claim 1. Advantageous embodiments and non-trivial developments are part of the dependent claims.
Um nun ein Verfahren bereitzustellen, mittels welchem ein besonders universeller und störungsunempfindlicher Betrieb eines optischen Sensors zu ermöglicht wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein der Sensoreinheit vorgelagerter Polarisationsfilter zur Unterdrückung von Störreflexionen dynamisch ausgerichtet wird. Störreflexionen hoher Intensität, beispielsweise hervorgerufen durch einen nassen Fahrbahnbelag oder Schnee und/oder Eis, senden polarisiertes Licht aus. Im Zuge eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Polarisationsfilter insbesondere dahingehend ausgerichtet, dass derartige Störreflexionen herausgefiltert werden. Der Polarisationsfilter dient demnach nicht der Messung unterschiedlicher Polarisationsrichtungen, sondern der Filterung intensiver Störreflexionen, die insbesondere das Reflexionssignal so stark überlagern würden, dass der Sensor partiell erblindet. Dadurch ist ein störungsfreier Betrieb des optischen Sensors insbesondere bei nasser Fahrbahn und schwierigen Lichtverhältnissen gewährleistet.In order to provide a method by means of which a particularly universal and interference-insensitive operation of an optical sensor is made possible, it is provided according to the invention that a polarization filter arranged upstream of the sensor unit is dynamically aligned for the purpose of suppressing spurious reflections. Spurious reflections of high intensity, for example caused by a wet road surface or snow and / or ice, emit polarized light. In the course of a method according to the invention, the polarization filter is aligned in particular in such a way that such spurious reflections are filtered out. Accordingly, the polarization filter does not serve the measurement of different polarization directions, but rather the filtering of intense spurious reflections, which in particular would superimpose the reflection signal so strongly that the sensor partially goes blind. As a result, a trouble-free operation of the optical sensor is ensured, especially on wet roads and difficult lighting conditions.
Der optische Sensor kann Teil eines beliebigen optischen Erfassungssystems sein. Beispiele für optische Erfassungssysteme sind ein Lidar-System oder ein kamerabasiertes System, insbesondere mit einer in Normalfahrtrichtung ausgerichteten Kameraanordnung (Mono-Kamera oder Stereo-Kamera), einer Rückfahrkamera oder einer Kameraanordnung zur Umgebungserkennung, für das sich der englische Fachbegriff Surroundview durchgesetzt hat.The optical sensor may be part of any optical detection system. Examples of optical detection systems are a lidar system or a camera-based system, in particular with a aligned in normal direction camera arrangement (mono camera or stereo camera), a rear view camera or a camera arrangement for environmental detection, for which the English technical term Surroundview has prevailed.
Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch einen optischen Sensor mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 7.In addition, the object is achieved by an optical sensor having the features according to claim 7.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or alone in the single figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.
Dabei zeigt die einzige Fig. in einer schematischen Seitenansicht einen Kraftwagen mit einem Lidar-System, welches einen optischen Sensor umfasst, dem ein Polarisationsfilter mit einem Flüssigkristall vorgelagert ist, wobei mittels des Lidar-Systems eine Entfernung zu einem vorrausfahrenden Kraftwagen gemessen wird.The single FIGURE shows a schematic side view of a motor vehicle with a lidar system, which comprises an optical sensor, which is preceded by a polarizing filter with a liquid crystal, wherein by means of the lidar system, a distance to a vehicle ahead driving is measured.
In der
In dem in der Fig. gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst der Kraftwagen
Das Lidar-System
Das Lidar-System
In der Fig. ist außerdem ein Schneehaufen
Dem Lidar-System
Da die Störreflexion
Die Filterpolarisationsrichtung kann beispielsweise eingestellt werden, während kein Reflex
Die hier beschriebene Nutzung eines Polarisationsfilters
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel deckt der Polarisationsfilter
Ein Polarisationsfilter
Durch den der Sensoreinheit vorgelagerter Polarisationsfilter
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kraftwagenmotor vehicle
- 22
- SonneSun
- 33
- vorrausfahrender Kraftwagenpreceding motor vehicle
- 44
- Schneehaufensnowdrifts
- 1010
- Laserstrahllaser beam
- 1212
- Lidar-SystemLidar system
- 1313
- Lasereinheitlaser unit
- 1414
- optischer Sensoroptical sensor
- 1515
- Auswerteeinheitevaluation
- 1717
- Polarisationsfilterpolarizing filter
- 1818
- AbstandshaltetempomatsSpacer cruise control
- 2020
- Sonnenlichtsunlight
- 3030
- Reflexionreflection
- 4040
- StörreflexionenFalse reflections
- DD
- Abstanddistance
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102013220250 A1 [0004] DE 102013220250 A1 [0004]
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ID=58011282
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DE102016011340.5A Withdrawn DE102016011340A1 (en) | 2016-09-21 | 2016-09-21 | Method for providing environmental data by means of an optical sensor |
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-
2016
- 2016-09-21 DE DE102016011340.5A patent/DE102016011340A1/en not_active Withdrawn
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