WO2022017882A1 - Verfahren und fahrerassistenzsystem zur verarbeitung von umfelddaten der umgebung eines fahrzeugs - Google Patents

Verfahren und fahrerassistenzsystem zur verarbeitung von umfelddaten der umgebung eines fahrzeugs Download PDF

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Ralf Kleemann
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Definitions

  • the invention relates to a method for processing environment data of the environment of a vehicle, comprising obtaining reflection points using at least one environment sensor of the vehicle by emitting a signal and receiving signal reflections reflected from objects in the environment. Further aspects of the invention relate to a computer program and a driver assistance system, which are set up to carry out the method. Furthermore, the invention relates to a vehicle which includes such a driver assistance system.
  • Modern vehicles have a large number of driver assistance systems which support a driver in carrying out various driving maneuvers.
  • parking assistants are known which recognize parking spaces and can automatically guide a vehicle into the parking space.
  • the driver assistance systems depend on environmental data that describe the vehicle's surroundings. Accordingly, the vehicles have environmental sensors such as radar sensors, lidar sensors, cameras or ultrasonic sensors to record environmental data.
  • DE 10 2016 209 810 A1 discloses a method for detecting a parking space, in which the surroundings of a vehicle are first detected with a sensor. The recorded data is then classified. This classification distinguishes between parked vehicles and curbs, for example.
  • DE 10 2016 220075 A1 discloses a motor vehicle and method for 360° surroundings detection.
  • the sensor data are first fed to a pre-processing device.
  • This preprocessor is designed to convert the sensor data into a fences representation, wherein such a fences representation can also be referred to as a polyline representation, which is suitable for representing free spaces.
  • DE 10220837 A1 discloses a device for searching for parking spaces using radar, with echo signals from the sensors being able to be combined to form two-dimensional data fields.
  • a method for processing data surrounding a vehicle includes obtaining reflection points using at least one environment sensor of the vehicle by emitting a signal and receiving signal reflections reflected from objects in the environment, the reflection points including a relative location of the reflection point.
  • the reflection points obtained are saved in an environment map.
  • reflection points stored in the environment map are associated with data objects, the data objects being stored in the environment map and the reflection points associated with a data object being removed from the environment map.
  • data about the surroundings of a vehicle are recorded using one or more environment sensors.
  • reflection points are obtained via the environment sensors, each of which describes at least one relative position of a point from which a signal from an environment sensor was reflected on an object in the environment.
  • This relative position is specified by the environment sensor, for example with reference to the position of the environment sensor or with reference to a reference point on the vehicle.
  • attributes can be assigned to the reflection points, which in particular can more closely characterize the reflecting object. For example, these attributes can describe surface properties of the object such as highly reflective or weakly reflective.
  • the reflection points are saved in an environment map. Provision can also be made to use absolute coordinates instead of relative coordinates, for example with reference to a reference point on the vehicle.
  • the vehicle is preferably localized using a positioning system, for example using satellite-supported systems, by recognizing landmarks with surroundings sensors of the vehicle and/or by evaluating radio signals which are suitable for position determination.
  • the data objects represent a form of pre-processing of the data received from the surroundings sensors, which facilitates the use of the surroundings data for downstream assistance systems.
  • a data object is preferably represented in the environment map by information about its geometric dimensions. Since the reflection points each originate from a specific object in the environment, the data object obtained usually also represents an object in the environment. It is of course possible for a data object to store further properties which can be determined in particular from the position of the original reflection points and in particular from the attributes assigned to the original reflection points. Thus, a data object can store different properties of the represented object.
  • a data object preferably contains information as a property as to whether the object in the environment represented by the data object can or cannot be driven over by the vehicle.
  • height information assigned to the reflection points as an attribute can be evaluated. Become a data object Assigned to reflection points with height information marked as low, the data object is classified as passable. If reflection points with height information marked as high are assigned to the data object, the data object is accordingly classified as not being able to be driven over.
  • the data objects are preferably designed as line objects in the case of a two-dimensional environment map and as wall objects in the case of a three-dimensional environment map. It is provided that in the two-dimensional case reflection points lying on a line are assigned to a line object and in the three-dimensional case reflection points lying on a surface are assigned to a wall object.
  • the line objects obtained can be stored, for example, by their respective starting points and end points in the environment map.
  • the memory required to store the line object is constant and does not increase, no matter how many reflection points were on this line.
  • Preserved wall objects can be stored in the environment map, for example, by their starting subpoint, starting top point, ending subpoint and ending top point. However, other storage options are also conceivable.
  • a wall object can also be represented by a baseline with a starting and ending point and a height.
  • the method can be applied to all environment sensors with which the relative position of a reflection point can be determined in addition to a distance.
  • the at least one environment sensor is preferably a scanning sensor, with a single environment sensor determining the direction and distance of a reflection point. In the case of a scanning sensor, the signals from the sensor are emitted in different directions one after the other, so that a field of view of the sensor is gradually covered with the emitted signal.
  • the at least one scanning environment sensor is preferably a radar sensor, a lidar sensor or a combination of several of these sensors.
  • a single scanning environment sensor is sufficient for applying the proposed method, but of course several such scanning environment sensors can also be used. Different types of sensors can also be mixed here.
  • At least one scanning environment sensor it is also conceivable to use a plurality of environment sensors, which each determine the distance from a reflection point, with the relative position of a reflection point being obtained by lateration.
  • An example of such an environment sensor is an ultrasound-based distance sensor.
  • at least two such surroundings sensors are used, the fields of view of which at least partially overlap.
  • the field of vision indicates the area in which the environment sensors can detect objects in the environment.
  • the created environment map is preferably made available to a downstream driver assistance system or a downstream module of the driver assistance system. This can in particular be a lane departure warning system or a parking assistant.
  • lanes and/or parking spaces are identified using the data objects stored in the environment map.
  • a parking space between two parked vehicles can be determined by checking a distance between two adjacent data objects.
  • a lane can be located, for example, using the position and alignment of a data object representing a lane boundary.
  • a line object classified as passable which runs parallel to a direction of travel, can be classified as a curb and accordingly serve as a reference for lane detection.
  • the lanes and the parking spaces can be recognized in particular by evaluating geometric dimensions and the position of the objects represented by the data objects.
  • the method is preferably run through repeatedly as long as the surroundings are detected with the at least one surroundings sensor.
  • a computer program is also proposed according to which one of the methods described herein is carried out when the computer program is executed on a programmable computer device.
  • the computer program can be, for example, a module for implementing a driver assistance system or a subsystem thereof in a vehicle, or an application for driver assistance functions, which can be executed on a smartphone or tablet, for example.
  • the computer program may be stored on a machine-readable storage medium, such as a permanent or rewritable storage medium, or associated with a computing device, or on a removable CD-ROM, DVD, Blu-ray Disc, or USB stick. Additionally or alternatively, the computer program may be made available on a computing device, such as a server, for download, e.g., over a data network such as the Internet or a communications link such as a telephone line or wireless connection.
  • a driver assistance system with the features of the further independent claim is also proposed, which is particularly suitable for carrying out one of the methods described above.
  • the driver assistance system includes at least one environment sensor and a control unit, the driver assistance system being set up to carry out one of the methods described herein.
  • the at least one environment sensor is preferably set up to detect a relative position of a reflection point.
  • the driver assistance system is also set up in particular to support a driver when parking and/or leaving a parking space and/or when staying in a lane.
  • a further aspect of the invention relates to a vehicle which includes such a driver assistance system.
  • Each of the reflection points represents a location from which a signal emitted by an environment sensor was reflected.
  • Corresponding control devices for driver assistance systems therefore usually require a large amount of memory and computing power.
  • the proposed method significantly reduces the amount of data to be stored and processed, since instead of a large number of reflection points, only the geometric information on a single data object such as a line object or a wall object has to be stored.
  • a memory for storing the environment map is designed as a ring memory, for example, in which newer data gradually replaces the oldest data
  • the resulting data reduction can increase the number of objects simultaneously recorded in the environment map.
  • Objects in the environment map can be stored for a longer period of time and it is possible to create larger and/or more detailed environment maps with the same storage requirements.
  • the subsequent processing of the environment data in downstream driver assistance systems is also significantly improved by combining the reflection points into data objects, since, for example, only a distance between two adjacent data objects needs to be checked to detect a parking space between two parked vehicles.
  • the position of a lane can be determined simply with reference to the position and alignment of a data object representing a lane boundary.
  • the validation of the results of the system is also simplified, since the correctness of a large number of raw data points does not have to be validated, but only to what extent logically summarized objects (e.g. curbs or boundary walls) are correctly recorded.
  • the data objects created according to the invention can advantageously be used for such a validation.
  • Figure 1 shows schematically the detection of a vehicle's surroundings on a road
  • FIG. 2 shows the combination of reflection points into data objects for the situation shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a vehicle 1 driving on a road 2 .
  • the road 2 has a lane 6 for each direction of travel.
  • the road 2 is delimited by a curb 4 on both sides.
  • the distance between the two parked vehicles 30 is large enough for another vehicle to park there, so that there is a parking space 32 between the two parked vehicles 30.
  • a pedestrian 8 is walking adjacent to one side of the street 2 .
  • the vehicle 1 has a driver assistance system 10 with an environment sensor 12 and a control unit 14.
  • the environment sensor 12 transmits signals and signal reflections reflected at the objects 20 are received again.
  • Reflection points 16 are obtained via the received signal reflections, each representing a location on the surface of one of the objects 20 at which the transmitted signal was reflected.
  • the reflection points 16 are each entered in an environment map, which is stored, for example, in a memory of the control unit 14 .
  • surroundings sensor 12 is able to determine the height of an object 20 and to assign the determined height to reflection points 16 as an attribute. This allows a distinction to be made between low reflection points 17 and high reflection points 18 .
  • control unit 14 For example, Considerable memory and computing resources are required in control unit 14 for permanent storage of all reflection points 16 in the environment map.
  • FIG. 2 shows the result of combining reflection points 16 into line objects 40, 42 for the situation illustrated in FIG. 1.
  • a line object 40, 42 represents all reflection points 16 that lie on or near a line.
  • a line object 40, 42 is represented by start and end points, so that for a line object 40, 42 only the positions of two points in the environment map have to be stored.
  • all reflection points 16 can be assigned to a line object 40, 42, except for one reflection point 16 assigned to pedestrian 8.
  • the low reflection points 17 representing the curbs 4 are each assigned to a low line object 42
  • the high reflection points 18 representing the parked vehicles 30 are each assigned to a high line object 40 .
  • low line objects 42 are classified as traversable and high line objects 40 are correspondingly classified as non-traversable.
  • the environment map with the line objects 40, 42 stored therein can then be used to provide driver assistance functions.
  • the position of the lanes 6 with respect to the curbs 4 classified as low line objects 42 can be determined and the gap between the two parked vehicles 30 can be identified as a parking lot 32 via a distance between the high line objects 40 , for example.

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Abstract

Es wird Verfahren zur Verarbeitung von Umfelddaten der Umgebung eines Fahrzeugs (1) bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Erhalten von Reflexionspunkten (16) unter Verwendung mindestens eines Umfeldsensors (12) des Fahrzeugs (1) durch Aussenden eines Signals und Empfangen von an Objekten (20) in der Umgebung reflektierten Signalreflexionen, wobei die Reflexionspunkte (16) eine relative Lage des Reflexionspunkts (16) umfassen. Ferner umfasst das Verfahren das Speichern der Reflexionspunkte (16) in einer Umfeldkarte, das Zuordnen von in der Umfeldkarte gespeicherten Reflexionspunkten (16) zu Datenobjekten, wobei die Datenobjekte in der Umfeldkarte gespeichert werden, und das Entfernen der einem Datenobjekt zugeordneten Reflexionspunkte (16) aus der Umfeldkarte. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Computerprogramm sowie ein Fahrerassistenzsystem (10), welche jeweils zur Ausführung des Verfahrens eingerichtet sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug (1), welches ein solches Fahrerassistenzsystem (10) umfasst.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Fahrerassistenzsystem zur Verarbeitung von Umfelddaten der
Umgebung eines Fahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung von Umfelddaten der Umgebung eines Fahrzeugs umfassend das Erhalten von Reflexionspunkten unter Verwendung mindestens eines Umfeldsensors des Fahrzeugs durch Aussenden eines Signals und Empfangen von an Objekten in der Umgebung reflektierten Signalreflexionen. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Computerprogramm sowie ein Fahrerassistenzsystem, welche zur Ausführung des Verfahrens eingerichtet sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, welches ein solches Fahrerassistenzsystem umfasst.
Stand der Technik
Moderne Fahrzeuge verfügen über eine Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen, welche einen Fahrer bei der Ausführung verschiedener Fahrmanöver unterstützen. Beispielsweise sind Einparkassistenten bekannt, welche Parklücken erkennen und ein Fahrzeug automatisch in die Parklücke führen können. Für ihre Funktion sind die Fahrerassistenzsysteme auf Umfelddaten angewiesen, welche die Umgebung des Fahrzeugs beschreiben. Entsprechend verfügen die Fahrzeuge über Umfeldsensoren wie beispielsweise Radarsensoren, Lidarsensoren, Kameras oder Ultraschallsensoren, um Umfelddaten zu erfassen.
Aus DE 10 2016 209 810 Al ist ein Verfahren zur Erkennung einer Parklücke bekannt, bei dem zunächst die Umgebung eines Fahrzeuges mit einem Sensor erfasst wird. Anschließend erfolgt eine Klassifizierung der aufgenommenen Daten. Bei dieser Klassifizierung wird beispielsweise zwischen parkenden Fahrzeugen und Bordsteinkanten unterschieden.
DE 10 2016 220075 Al offenbart ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur 360°- Umfelderfassung. Bei dem Verfahren werden die Sensordaten zunächst einer Vorverarbeitungseinrichtung zugeführt. Diese Vorverarbeitungseinrichtung ist dazu ausgelegt, die Sensordaten in eine Fences-Darstellung umzuwandeln, wobei eine solche Fences-Darstellung auch als Linienzugdarstellung bezeichnet werden kann, welche geeignet ist Freiräume darzustellen.
DE 10220837 Al offenbart eine Vorrichtung zur Parklückensuche mittels Radar, wobei Echosignale der Sensoren zu zweidimensionalen Datenfeldern kombiniert werden können.
Problematisch an den bekannten Verfahren zur Verarbeitung von Umfelddaten ist, dass eine große Datenmenge anfällt, welche viel Speicher und Ressourcen benötigt.
Offenbarung der Erfindung
Es wird ein Verfahren zur Verarbeitung von Umfelddaten der Umgebung eines Fahrzeugs vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst das Erhalten von Reflexionspunkten unter Verwendung mindestens eines Umfeldsensors des Fahrzeugs durch Aussenden eines Signals und Empfangen von an Objekten in der Umgebung reflektierten Signalreflexionen, wobei die Reflexionspunkte eine relative Lage des Reflexionspunkts umfassen. Die erhaltenen Reflexionspunkte werden in einer Umfeldkarte gespeichert. Zudem ist vorgesehen, dass in der Umfeldkarte gespeicherte Reflexionspunkte Datenobjekten zugeordnet werden, wobei die Datenobjekte in der Umfeldkarte gespeichert werden und die einem Datenobjekt zugeordneten Reflexionspunkte aus der Umfeldkarte entfernt werden.
Bei dem Verfahren werden unter Verwendung eines oder mehrerer Umfeldsensoren Daten über die Umgebung eines Fahrzeugs erfasst. Dabei werden über die Umfeldsensoren Reflexionspunkte erhalten, welche jeweils zumindest eine relative Lage eines Punkts beschreiben, von dem aus ein Signal eines Umfeldsensors an einem Objekt in der Umgebung reflektiert wurde. Diese relative Lage wird vom Umfeldsensor beispielsweise mit Bezug zur Position des Umfeldsensors oder mit Bezug zu einem Referenzpunkt am Fahrzeug angegeben. Des Weiteren können den Reflexionspunkten Attribute zugeordnet werden, welche insbesondere das reflektierende Objekt näher charakterisieren können. Beispielsweise können diese Attribute Oberflächeneigenschaften des Objekts wie stark reflektierend oder schwach reflektierend beschreiben. Die Reflexionspunkte werden in einer Umfeldkarte gespeichert. Dabei kann vorgesehen sein, anstelle von relativen Koordinaten, beispielsweise mit Bezug zu einem Referenzpunkt am Fahrzeug, auch absolute Koordinaten zu verwenden. Bei Verwendung absoluter Koordinaten erfolgt bevorzugt eine Lokalisierung des Fahrzeugs unter Verwendung eines Positionierungssystems, beispielsweise unter Verwendung von satellitengestützten Systemen, durch das Erkennen von Landmarken mit Umfeldsensoren des Fahrzeugs und/oder durch Auswerten von Funksignalen, welche für eine Positionsbestimmung geeignet sind.
Bei dem Verfahren ist vorgesehen, in der Umfeldkarte gespeicherte Reflexionspunkte Datenobjekten zuzuordnen und, wenn eine derartige Zuordnung erfolgt, den ursprünglichen Reflexionspunkt aus der Umfeldkarte zu löschen. Auf diese Weise wird die Anzahl der in der Umfeldkarte zu speichernden Informationen erheblich reduziert. Des Weiteren stellen die Datenobjekte eine Form der Vorverarbeitung der von den Umfeldsensoren erhaltenen Daten dar, die die Nutzung der Umfelddaten für nachgeschaltete Assistenzsysteme erleichtert.
Bevorzugt wird ein Datenobjekt in der Umfeldkarte durch Angaben zu dessen geometrischen Abmessungen repräsentiert. Da die Refelxionspunkte jeweils von einem bestimmten Objekt in der Umgebung stammen, repräsentiert das erhaltene Datenobjekt üblicherweise ebenfalls ein Objekt in der Umgebung. Selbstverständlich ist es dabei möglich, dass ein Datenobjekt weitere Eigenschaften speichert, welche insbesondere aus der Lage der ursprünglichen Relexionspunkte und insbesondere aus den den ursprünglichen Reflexionspunkten zugeordneten Attributen ermittelt werden können. Somit kann ein Datenobjekt verschiedene Eigenschaften des repräsentierten Objekts speichern.
Bevorzugt enthält ein Datenobjekt als Eigenschaft eine Angabe darüber, ob das von dem Datenobjekt repräsentierte Objekt in der Umgebung durch das Fahrzeug überfahrbar ist oder nicht überfahrbar ist.
Für eine Ermittlung, ob das repräsentierte Objekt überfahrbar ist oder nicht, kann insbesondere eine als Attribut den Reflexionspunkten zugeordnete Höheninformation ausgewertet werden. Werden einem Datenobjekt Reflexionspunkte mit als niedrig gekennzeichneter Höheninformation zugeordnet, so wird das Datenobjekt als überfahrbar eingestuft. Werden Reflexionspunkte mit als hoch gekennzeichneter Höheninformation dem Datenobjekt zugeordnet, so wird das Datenobjekt entsprechend als nicht überfahrbar eingestuft.
Für die Zuordnung der Reflexionspunkte zu einem Datenobjekt können verschiedene dem Fachmann grundsätzlich bekannte Algorithmen zum Clustern von Punkten verwendet werden. Dabei können insbesondere jeweils die Abstände und die relative Lage zwischen zwei Reflexionspunkten bewertet werden.
Bevorzugt sind die Datenobjekte im Fall einer zweidimensionalen Umfeldkarte als Linienobjekte und im Fall einer dreidimensionalen Umfeldkarte als Wandobjekte ausgebildet. Dabei ist vorgesehen, dass im zweidimensionalen Fall jeweils auf einer Linie liegende Reflexionspunkte einem Linienobjekt und im dreidimensionalen Fall auf einer Fläche liegende Reflexionspunkte einem Wandobjekt zugeordnet werden.
Bei einer Prüfung, ob ein Reflexionspunkt auf einer Linie oder einer Fläche liegt, sind vorgegebene Toleranzen mit umfasst, so dass alle Reflexionspunkte, die sich in einem durch die Toleranzen vorgegebenen Bereich befinden, als auf der Linie bzw. auf der Fläche liegend angesehen werden.
Die erhaltenen Linienobjekte können beispielsweise durch Ihre jeweiligen Anfangspunkte und Endpunkte in der Umfeldkarte abgespeichert werden.
Dadurch ist der für die Speicherung des Linienobjekts erforderliche Speicherplatz konstant und erhöht sich nicht, egal wie viele Reflexionspunkte auf dieser Linie lagen. Alternativ wäre es auch denkbar, ein Linienobjekt durch den Schwerpunkt der Linie und Angaben zur Ausrichtung und Länge des Linienobjekts in der Umfeldkarte zu speichern.
Erhaltene Wandobjekte können beispielsweise durch ihren Anfangsunterpunkt, Anfangsoberpunkt, Endunterpunkt und Endoberpunkt in der Umfeldkarte gespeichert werden. Es sind jedoch auch andere Möglichkeiten der Speicherung denkbar. Beispielsweise kann ein Wandobjekt auch durch eine Grundlinie mit Anfangspunkt und Endpunkt sowie einer Höhe repräsentiert werden. Das Verfahren ist auf alle Umfeldsensoren anwendbar, mit denen neben einem Abstand auch die relative Lage eines Reflexionspunkts bestimmt werden kann. Bevorzugt ist der mindestens eine Umfeldsensor ein scannender Sensor, wobei jeweils ein einziger Umfeldsensor Richtung und Entfernung eines Reflexionspunkts bestimmt. Bei einem scannenden Sensor werden die Signale des Sensors nacheinander in verschiedene Richtungen ausgesendet, so dass nach und nach ein Sichtfeld des Sensors mit dem ausgesendeten Signal überstrichen wird.
Bevorzugt ist der mindestens eine scannende Umfeldsensor ein Radarsensor, ein Lidarsensor oder eine Kombination mehrerer dieser Sensoren.
Für das Anwenden des vorgeschlagenen Verfahrens ist ein einziger scannender Umfeldsensor ausreichend, es können jedoch selbstverständlich auch mehrere solcher scannenden Umfeldsensoren eingesetzt werden. Dabei können auch unterschiedliche Typen von Sensoren gemischt werden.
Zusätzlich oder alternativ zu dem Einsatz zumindest eines scannenden Umfeldsensors ist es auch denkbar, mehrere Umfeldsensoren zu verwenden, welche jeweils den Abstand zu einem Reflexionspunkt bestimmen, wobei die relative Lage eines Reflexionspunkts durch Lateration erhalten wird. Ein Beispiel für einen derartigen Umfeldsensor ist ein ultraschallbasierter Abstandssensor. In diesem Fall werden zumindest zwei derartige Umfeldsensoren verwendet, deren Sichtbereiche zumindest teilweise überlappen. Der Sichtbereich gibt dabei jeweils den Bereich an, in dem die Umfeldsensoren Objekte in der Umgebung erkennen können.
Die erstellte Umfeldkarte wird bevorzugt einem nachgelagerten Fahrerassistenzsystem oder einem nachgelagerten Modul des Fahrerassistenzsystems zur Verfügung gestellt. Dabei kann es sich insbesondere um einen Spurhalteassistenten oder um einen Parkassistenten handeln.
Entsprechend ist bevorzugt, dass Fahrspuren und/oder Parkplätze, insbesondere Parklücken zwischen zwei geparkten Fahrzeugen, unter Verwendung der in der Umfeldkarte gespeicherten Datenobjekte erkannt werden. Beispielsweise kann eine Parklücke zwischen zwei geparkten Fahrzeugen durch das Prüfen eines Abstands zwischen zwei benachbarten Datenobjekten ermittelt werden. Eine Lage einer Fahrspur kann beispielsweise unter Verwendung von Position und Ausrichtung eines eine Fahrbahnbegrenzung repräsentierenden Datenobjekts erfolgen. Beispielsweise kann ein als überfahrbar eingestuftes Linienobjekt, welches parallel zu einer Fahrtrichtung verläuft, als eine Bordsteinkante eingestuft werden und entsprechend als eine Referenz für eine Fahrspurerkennung dienen.
Das Erkennen der Fahrspuren und der Parkplätze kann insbesondere durch Auswerten geometrischer Abmessungen sowie der Position der von den Datenobjekten repräsentierten Objekte erfolgen.
Das Verfahren wird bevorzugt wiederholt durchlaufen, solange eine Umfelderfassung mit dem mindestens einen Umfeldsensor erfolgt.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Computerprogramm vorgeschlagen, gemäß dem eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird. Bei dem Computerprogramm kann es sich beispielsweise um ein Modul zur Implementierung eines Fahrassistenzsystems oder eines Subsystems hiervon in einem Fahrzeug handeln oder um eine Applikation für Fahrassistenzfunktionen, welche beispielsweise auf einem Smartphone oder Tablet ausführbar ist. Das Computerprogramm kann auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert werden, etwa auf einem permanenten oder wiederbeschreibbaren Speichermedium oder in Zuordnung zu einer Computereinrichtung oder auf einer entfernbaren CD-ROM, DVD, Blu-Ray Disc oder einem USB-Stick. Zusätzlich oder alternativ kann das Computerprogramm auf einer Computereinrichtung wie etwa auf einem Server zum Herunterladen bereitgestellt werden, z.B. über ein Datennetzwerk wie das Internet oder eine Kommunikationsverbindung wie etwa eine Telefonleitung oder eine drahtlose Verbindung.
Erfindungsgemäß wird außerdem ein Fahrassistenzsystem mit den Merkmalen des weiteren unabhängigen Anspruchs vorgeschlagen, welches sich insbesondere zur Ausführung eines der oben beschriebenen Verfahren eignet. Das Fahrerassistenzsystem umfasst mindestens einen Umfeldsensor und ein Steuergerät, wobei das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren auszuführen. Der mindestens eine Umfeldsensor ist dabei bevorzugt dazu eingerichtet, eine relative Lage eines Reflexionspunkts zu erfassen.
Das Fahrerassistenzsystem ist ferner insbesondere eingerichtet, einen Fahrer beim Ein- und/oder Ausparken und/oder beim Halten einer Fahrspur zu unterstützen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches ein solches Fahrerassistenzsystem umfasst.
Vorteile der Erfindung
Bei der Erfassung des Umfelds eines Fahrzeugs, wobei insbesondere Objekte in der Umgebung erfasst werden, fallen insbesondere bei Radarsensoren und LiDAR-Sensoren große Datenmengen in Form einer Vielzahl von Reflexionspunkten an. Jeder der Reflexionspunkte repräsentiert dabei einen Ort, von dem ein von einem Umfeldsensor ausgesendetes Signal reflektiert wurde.
Durch diese große Anzahl an Reflexionspunkten fallen bei der Speicherung und Auswertung der Sensordaten große Datenmengen an. Entsprechende Steuergeräte für Fahrerassistenzsystem benötigen daher üblicherweise viel Speicher und Rechenleistung. Durch das vorgeschlagene Verfahren wird die zu speichernde und zu verarbeitende Menge an Daten erheblich reduziert, da jeweils anstelle einer Vielzahl von Reflexionspunkten lediglich die geometrischen Angaben zu einem einzigen Datenobjekt wie einem Linienobjekt oder einem Wandobjekt gespeichert werden müssen.
Ist ein Speicher für das Speichern der Umfeldkarte beispielsweise als Ringspeicher ausgelegt, bei dem neuere Daten nach und nach die jeweils ältesten Daten ersetzen, so kann durch die sich ergebende Datenreduktion die Menge der gleichzeitig in der Umfeldkarte erfassten Objekte erhöht werden. Objekte in der Umfeldkarte können für einen längeren Zeitraum gespeichert werden und es ist möglich, größere und/oder detaillierte Umfeldkarten bei gleichem Speicherbedarf zu erstellen. Auch die spätere Verarbeitung der Umfelddaten in nachgelagerten Fahrerassistenzsystemen gestaltet sich durch das Zusammenfassen der Reflexionspunkte zu Datenobjekten erheblich, da beispielsweise für das Erkennen einer Parklücke zwischen zwei geparkten Fahrzeugen lediglich ein Abstand zwischen zwei benachbarten Datenobjekten geprüft werden muss. Ebenso kann beispielsweise eine Lage einer Fahrspur einfach mit Bezug zur Position und Ausrichtung eines eine Fahrbahnbegrenzung repräsentierenden Datenobjekts erfolgen.
Ebenfalls vereinfacht sich die Validierung der Ergebnisse des Systems, da nicht die Richtigkeit einer Unzahl an Rohdatenpunkten validiert werden muss, sondern lediglich validiert werden muss inwiefern logisch zusammenfassbare Objekte (z.B. Bord stein kante oder Begrenzungsmauer) korrekt erfasst werden. Die erfindungsgemäß erstellten Datenobjekte können vorteilhafterweise für eine solche Validierung eingesetzt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 zeigt schematisch das Erkennen eines Umfelds eines Fahrzeugs auf einer Straße und
Figur 2 zeigt das Zusammenfassen von Reflexionspunkten zu Datenobjekten für die in Figur 1 dargestellte Situation.
Ausführungsformen der Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar. Figur 1 zeigt ein Fahrzeug 1, welches auf einer Straße 2 fährt. Die Straße 2 weist für jede Fahrtrichtung eine Fahrspur 6 auf. In der dargestellten Situation befinden sich verschiedene Objekte 20 im Umfeld des Fahrzeugs 1. Die Straße 2 ist an beiden Seiten jeweils durch einen Bordstein 4 begrenzt. Am Rand der Straße 2 befinden sich zwei geparkte Fahrzeuge 30. Der Abstand zwischen den beiden geparkten Fahrzeugen 30 ist groß genug, dass dort ein weiteres Fahrzeug parken kann, so dass sich zwischen den beiden geparkten Fahrzeugen 30 ein Parkplatz 32 befindet. Des Weiteren ist angrenzend an einer Seite der Straße 2 ein Fußgänger 8 unterwegs.
Das Fahrzeug 1 verfügt über ein Fahrerassistenzsystem 10 mit einem Umfeldsensor 12 und einem Steuergerät 14. Durch den Umfeldsensor 12 werden Signale ausgesendet und an den Objekten 20 reflektierte Signalreflexionen werden wieder Empfangen. Über die empfangen Signalreflexionen werden Reflexionspunkte 16 erhalten, welche jeweils einen Ort auf der Oberfläche eines der Objekte 20 repräsentieren, an dem das ausgesandte Signal reflektiert wurde. Die Reflexionspunkte 16 werden jeweils in eine Umfeldkarte eingetragen, welche beispielsweise in einem Speicher des Steuergeräts 14 abgelegt ist.
In dem in Figur 1 dargestellten Beispiel ist der Umfeldsensor 12 in der Lage, die Höhe eines Objekts 20 zu bestimmen und die ermittelte Höhe als Attribut den Reflexionspunkten 16 zuzuordnen. Dadurch kann zwischen niedrigen Reflexionspunkten 17 und hohen Reflexionspunkten 18 unterschieden werden.
Wie aus der Darstellung der Figur 1 ersichtlich, wird durch den Umfeldsensor 12 eine Punktwolke mit vielen Reflexionspunkten 16 generiert, welche jeweils gespeichert und verarbeitet werden müssen, um Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs 1 wie die Lage der Fahrspuren 6 und Positionen von Parkplätzen 32 zu erhalten. Für eine dauerhafte Speicherung aller Reflexionspunkte 16 in der Umfeldkarte sind erhebliche Speicher- und Rechenressourcen in dem Steuergerät 14 erforderlich.
Daher ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Reflexionspunkte 16 zu Datenobjekten zusammenzufassen. Figur 2 zeigt für die in Figur 1 dargestellte Situation das Ergebnis des Zusammenfassens der Reflexionspunkte 16 zu Linienobjekten 40, 42. Ein Linienobjekt 40, 42 repräsentiert dabei alle Reflexionspunkte 16, welche auf bzw. in der Nähe einer Linie liegen. Ein Linienobjekt 40, 42 wird dabei durch Start- und Endpunkte repräsentiert, so dass für ein Linienobjekt 40, 42 nur die Positionen von zwei Punkten in der Umfeldkarte gespeichert werden müssen.
In der in Figur 1 und 2 dargestellten Situation können bis auf einen dem Fußgänger 8 zugeordneten Reflexionspunkt 16 alle Reflexionspunkte 16 einem Linienobjekt 40, 42 zugeordnet werden. Die die Bordsteine 4 repräsentierenden niedrigen Reflexionspunkte 17 werden dabei jeweils einem niedrigen Linienobjekt 42 zugeordnet, die die geparkten Fahrzeuge 30 repräsentierenden hohen Reflexionspunkte 18 werden jeweils einem hohen Linienobjekt 40 zugeordnet. Niedrige Linienobjekte 42 werden zudem als überfahrbar eingestuft und hohe Linienobjekte 40 werden entsprechend als nicht-überfahrbar eingestuft.
Die Umfeldkarte mit den darin gespeicherten Linienobjekten 40, 42 kann anschließend für das Bereitstellen von Fahrerassistenzfunktionen verwendet werden. Beispielsweise kann die Lage der Fahrspuren 6 mit Bezug auf die als niedrige Linienobjekte 42 eingestuften Bordsteine 4 ermittelt werden und die Lücke zwischen den beiden geparkten Fahrzeugen 30 kann beispielsweise über einen Abstand zwischen den hohen Linienobjekten 40 als Parkplatz 32 identifiziert werden.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Verarbeitung von Umfelddaten der Umgebung eines Fahrzeugs (1) umfassend die Schritte
- Erhalten von Reflexionspunkten (16) unter Verwendung mindestens eines Umfeldsensors (12) des Fahrzeugs (1) durch Aussenden eines Signals und Empfangen von an Objekten (20) in der Umgebung reflektierten Signalreflexionen, wobei die Reflexionspunkte (16) eine relative Lage des Reflexionspunkts (16) umfassen,
- Speichern der Reflexionspunkte (16) in einer Umfeldkarte,
- Zuordnen von in der Umfeldkarte gespeicherten Reflexionspunkten (16) zu Datenobjekten, wobei die Datenobjekte in der Umfeldkarte gespeichert werden und
- Entfernen der einem Datenobjekt zugeordneten Reflexionspunkte (16) aus der Umfeldkarte.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Datenobjekt in der Umfeldkarte durch Angaben zu dessen geometrischen Abmessungen repräsentiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Datenobjekt eine Angabe darüber enthält, ob das von dem Datenobjekt repräsentierte Objekt (20) in der Umgebung durch das Fahrzeug (1) überfahrbar ist oder nicht überfahrbar ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenobjekte als Linienobjekte (40, 42) im Fall einer zweidimensionalen Umfeldkarte und als Wandobjekte im Fall einer dreidimensionalen Umfeldkarte ausgebildet sind, wobei im zweidimensionalen Fall jeweils auf einer Linie liegende Reflexionspunkte (16) einem Linienobjekt (40, 42) und im dreidimensionalen Fall auf einer Fläche liegende Reflexionspunkte (16) einem Wandobjekt zugeordnet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Umfeldsensor (12) ein scannender Sensor ist, wobei jeweils ein einziger Umfeldsensor (12) Richtung und Entfernung eines Reflexionspunkts (16) bestimmt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Umfeldsensor (12) ein Radarsensor, ein Lidarsensor oder eine Kombination mehrerer dieser Sensoren ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Fahrspuren (6) und/ oder Parkplätze (32) unter Verwendung der in der Umfeldkarte gespeicherten Datenobjekte erkannt werden.
8. Computerprogramm, das das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausführt, wenn es auf einem Computer abläuft.
9. Fahrerassistenzsystem (10) umfassend mindestens einen Umfeldsensor (12) und ein Steuergerät (14), wobei das Fahrerassistenzsystem (10) eingerichtet ist, eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.
10. Fahrzeug (1) umfassend ein Fahrerassistenzsystem (10) nach Anspruch 9.
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