DE102016007389A1

DE102016007389A1 - Verfahren zur Erfassung einer Umgebung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102016007389A1
Application number: DE102016007389.6A
Authority: DE
Inventors: Martin Keppler
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-06-17
Filing date: 2016-06-17
Publication date: 2016-12-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung einer Umgebung eines Fahrzeugs (1), wobei in der Umgebung vorhandene Objekte (2) mittels zumindest einer Erfassungseinheit (3) erfasst werden. Erfindungsgemäß wird bei einem plötzlichen Verlassen zumindest eines zuvor erfassten Objekts (2) aus einem Erfassungsbereich (E) der Erfassungseinheit (3) anhand von Kartendaten einer digitalen Karte überprüft, ob das Objekt (2) durch zumindest ein in der Umgebung befindliches und in der Karte hinterlegtes Umgebungsobjekt (4) verdeckt ist oder ob das Verlassen des Erfassungsbereichs (E) aus einer Eigenbewegung und/oder Richtungsänderung des Fahrzeugs (1) resultiert.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verwendung eines solchen Verfahrens zum Betrieb einer Fahrerassistenzvorrichtung eines Fahrzeugs.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung einer Umgebung eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verwendung eines solchen Verfahrens.
Aus der DE 10 2013 021 840 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei ein Bild eines Umgebungsbereichs des Kraftfahrzeugs mittels einer Kamera des Fahrerassistenzsystems bereitgestellt wird, eine Mehrzahl von Objekten in dem Bild durch eine Bildverarbeitungseinrichtung detektiert wird und zu jedem Objekt zumindest eine Eigenschaft des jeweiligen Objekts anhand des Bilds durch die Bildverarbeitungseinrichtung ermittelt wird. Weiterhin wird ein Umgebungsmodell zu dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs aus den Eigenschaften der Objekte unter Verwendung eines vorbestimmten Optimierungsalgorithmus durch die Bildverarbeitungseinrichtung erzeugt und Eigenschaften der Objekte werden mit dem Umgebungsmodell durch die Bildverarbeitungseinrichtung verglichen. Ferner erfolgt ein Detektieren von fehlerhaft ermittelten Eigenschaften anhand des Vergleichs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung und eine Verwendung eines solchen Verfahrens anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich der Verwendung durch die im Anspruch 4 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In dem Verfahren zur Erfassung einer Umgebung eines Fahrzeugs werden in der Umgebung vorhandene Objekte mittels zumindest einer Erfassungseinheit erfasst.
Erfindungsgemäß wird bei einem plötzlichen Verlassen zumindest eines zuvor erfassten Objekts aus einem Erfassungsbereich der Erfassungseinheit anhand von Kartendaten einer digitalen Karte überprüft, ob das Objekt durch zumindest ein in der Umgebung befindliches und in der Karte hinterlegtes Umgebungsobjekt verdeckt ist oder ob das Verlassen des Erfassungsbereichs aus einer Eigenbewegung und/oder Richtungsänderung des Fahrzeugs resultiert.
Das Verfahren ermöglicht eine verbesserte Modellierung der Umgebung des Fahrzeugs beim so genannten maschinellen Sehen. Insbesondere bei einer Verwendung des Verfahrens zum Betrieb einer Fahrerassistenzvorrichtung ist es möglich, temporär aus dem Erfassungsbereich der Erfassungseinheit verlorene Objekte weiter als wahrscheinlich zu erachten und entsprechend zu reagieren. Weiterhin ist eine verbesserte Objekterkennung auch bei Verdeckung durch Optimierung einer Empfindlichkeit möglich, woraus eine verbesserte Fahrsicherheit aufgrund einer zuverlässigen und verbesserten Funktion der Fahrerassistenzvorrichtung resultiert.
Die Fahrerassistenzvorrichtung ist beispielsweise ein so genannter Lichtassistent, welcher automatisch ein Fahrlicht des Fahrzeugs schaltet. Bei einer solchen Verwendung wird insbesondere eine Gefahr einer Blendung dem Fahrzeug entgegenkommender oder vorausfahrender Verkehrsteilnehmer verringert.
Auch kann die Fahrerassistenzvorrichtung zum autonomen oder teilautonomen Fahren des Fahrzeugs ausgebildet sein. Aufgrund der verbesserten Modellierung der Umgebung des Fahrzeugs und der verbesserten Objekterkennung kann eine Zuverlässigkeit und Sicherheit des autonomen oder teilautonomen Betriebs signifikant erhöht werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch eine Profildarstellung einer ersten Verkehrssituation,
2 schematisch eine Profildarstellung einer zweiten Verkehrssituation,
3 schematisch eine Draufsicht einer dritten Verkehrssituation und
4 schematisch eine Draufsicht einer vierten Verkehrssituation.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine Profildarstellung einer ersten Verkehrssituation mit einem Fahrzeug 1 und einem dem Fahrzeug 1 entgegenkommenden und ebenfalls als Fahrzeug ausgebildeten Objekt 2 dargestellt.
Das Fahrzeug 1 umfasst in nicht näher dargestellter Weise zumindest eine Fahrerassistenzvorrichtung, welche beispielsweise zur automatischen Steuerung eines Fahrlichts des Fahrzeugs 1 oder zum autonomen oder teilautonomen Fahren des Fahrzeugs 1 ausgebildet ist.
Für einen zuverlässigen Betrieb der Fahrerassistenzvorrichtung ist eine zuverlässige Erfassung einer Umgebung des Fahrzeugs 1, auch als maschinelles Sehen bezeichnet, erforderlich, wobei das Fahrzeug 1 für diese Erfassung zumindest eine Erfassungseinheit 3 mit einem Erfassungsbereich E umfasst. Die Erfassungseinheit 3 umfasst beispielsweise zumindest eine Kamera, zumindest einen Radarsensor, zumindest einen Lidarsensor, zumindest einen Ultraschallsensor und/oder zumindest einen weiteren Sensor, wobei anhand mittels der Erfassungseinheit 3 erfasster Daten ein Abbild oder ein Modell der Umgebung des Fahrzeugs 1 erzeugt wird. Anhand dieses Modells erfolgt der Betrieb der Fahrerassistenzvorrichtung.
Diese zuverlässige Erfassung ist zu einem Zeitpunkt t1 gegeben.
Befährt das Fahrzeug 1 jedoch eine Senke, wie dies beispielsweise zu den Zeitpunkten t2, t3 erfolgt, verlässt das Objekt 2 plötzlich den Erfassungsbereich E der Erfassungseinheit 3.
Wird ein solches plötzliches Verlassen des Objekts 2 aus dem Erfassungsbereich E der Erfassungseinheit 3 erfasst, wird einerseits anhand von Kartendaten einer digitalen Karte überprüft, ob das Objekt 2 durch zumindest ein in der Umgebung befindliches und in der Karte hinterlegtes Umgebungsobjekt 4 (in 4 näher dargestellt) verdeckt ist oder ob das Verlassen des Erfassungsbereichs E aus einer Eigenbewegung und/oder Richtungsänderung des Fahrzeugs 1, insbesondere um eine Hoch- und/oder eine Querachse des Fahrzeugs 1, resultiert. Hierbei werden eine Bewegung des Fahrzeugs 1 und eine Bewegung des Objekts 2 extrapoliert und in der digitalen Karte abgebildet. Die Bewegung des Fahrzeugs 1 und des Objekts 2 wird dabei insbesondere dreidimensional erfasst. Auch werden insbesondere Drehungen des Fahrzeugs 1 und des Objekts 2 um Rotationsachsen erfasst.
Zu dieser Bewegungserfassung des Fahrzeugs 1 selbst umfasst das Fahrzeug 1 beispielsweise zumindest einen Drehratensensor, einen Beschleunigungssensor, eine Erdmagnetfeldmesseinrichtung oder eine Richtungsermittlungseinheit, welche insbesondere mit satellitengestützt ermittelten Daten betrieben wird. Mittels des Drehratensensors und/oder Beschleunigungssensors können beispielsweise ein Gieren und Nicken des Fahrzeugs 1 ermittelt werden. Weiterhin kann das Fahrzeug 1 eine Höhenermittlungseinheit zur Ermittlung einer Höhe einer Bewegungsebene des Fahrzeugs 1 umfassen, wobei die Höhenermittlung mit satellitengestützt ermittelten Daten, mittels eines barometrischen Höhensensors und/oder Beschleunigungssensoren ermittelt wird.
Die Bewegungserfassung des Objekts 2 erfolgt beispielsweise mittels der Erfassungseinheit 3 oder weiterer Umfeldsensoren, wie beispielsweise einer Kamera, welche das Objekt 2 erfasst, trackt und erkennt, dass es sich beispielsweise nach unten bewegt und plötzlich verschwindet – entweder aufgrund einer Verdeckung eines Umgebungsobjekts 4 oder aufgrund des Verlassens des Erfassungsbereichs E.
Umgebungsobjekte 4 sind dabei beispielsweise eine Straße, Bäume, Wald, Leitplanken, ein Gelände oder andere, insbesondere immobile, Objekte.
Wird ermittelt, dass das Verlassen des Objekts 2 aus einer Verdeckung durch ein Umgebungsobjekt 4 oder aus der Eigenbewegung und/oder Richtungsänderung des Fahrzeugs 1 resultiert, wird das Fahrzeug 1, d. h. insbesondere die Fahrerassistenzvorrichtung, derart konditioniert, dass angenommen wird, dass das Objekt 2 als weiterhin wahrscheinlich entgegenkommend erkannt wird, auch wenn es temporär nicht erfasst wird. Dabei wird beispielsweise in Abhängigkeit der Ausbildung der Fahrerassistenzvorrichtung eine automatische Aktivierung einer Fernlichtverteilung unterbunden und/oder eine Empfindlichkeit der Erfassungseinheit 3 bei der Erkennung des Objekts 2 anhand von an Gegenständen, wie beispielsweisen Bäumen, Leitplanken, Gras, Nebel, Staub in der Luft, reflektierten Streulichts erhöht.
Die dargestellte Verkehrssituation zeigt das Fahrzeug 1 und das Objekt 2, wobei sich das Objekt 2 zu einem Zeitpunkt t1 im Erfassungsbereich E der Erfassungseinheit 3 befindet. Anschließend befährt das Fahrzeug 1 ein Gefälle, so dass der Erfassungsbereich E aufgrund einer Drehung des Fahrzeugs 1 um seine Querachse in eine Senke gerichtet ist. Hierdurch verlässt das entgegenkommende Objekt 2 den Erfassungsbereich E. Darauf folgend bewegt sich das Fahrzeug 1 zum Zeitpunkt t2 zwar wieder entlang einer im Wesentlichen horizontalen Ebene, jedoch innerhalb der Senke. Das entgegenkommende Objekt 2 befindet sich dabei aufgrund eines Höhenunterschieds zwischen einer Bewegungsebene des Fahrzeugs 1 und einer Bewegungsebene des Objekts 2 außerhalb des Erfassungsbereichs E der Erfassungseinheit 3.
Um in der dargestellten Verkehrssituation zu ermitteln, dass das Verlassen des Erfassungsbereichs E durch das Objekt 2 temporär ist, ist die digitale Karte insbesondere dreidimensional ausgebildet und enthält Höhen- und/oder Gefälleinformationen.
Analoges gilt für die in 2 dargestellte zweite Verkehrssituation, in welcher das entgegenkommende Objekt 2 zum Zeitpunkt t2 eine Senke durchfährt und sich somit temporär nicht im Erfassungsbereich E der Erfassungseinheit 3 befindet. Um auch in dieser dargestellten Verkehrssituation zu ermitteln, dass das Verlassen des Erfassungsbereichs E durch das Objekt 2 temporär ist, wird die dreidimensionale digitale Karte mit Höhen- und/oder Gefälleinformationen verwendet.
In 3 ist eine dritte Verkehrssituation dargestellt, in welcher das Objekt 2 den Erfassungsbereich E verlässt, weil das Fahrzeug 1 sich aufgrund einer Kurvenbefahrung zum Zeitpunkt t2 im Vergleich zum Zeitpunkt t1 um seine Gierachse gedreht hat. Um in dieser dargestellten Verkehrssituation zu ermitteln, dass das Verlassen des Erfassungsbereichs E durch das Objekt 2 temporär ist, wird eine zwei- oder dreidimensionale digitale Karte mit Informationen über einen Straßenverlauf verwendet.
4 zeigt eine Draufsicht einer vierten Verkehrssituation, in welchen das entgegenkommende Objekt 2 zum Zeitpunkt t2 temporär durch ein beispielsweise als Baum oder eine Felswand ausgebildetes Umgebungsobjekt 4 verdeckt ist. Um in dieser dargestellten Verkehrssituation zu ermitteln, dass das Verlassen des Erfassungsbereichs E durch das Objekt 2 temporär ist, wird eine zwei- oder dreidimensionale digitale Karte mit Informationen über einen Straßenverlauf und insbesondere im Bereich der Straße befindlicher immobiler Umgebungsobjekte 4 verwendet.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Objekt
3: Erfassungseinheit
4: Umgebungsobjekt
E: Erfassungsbereich
t1 bis t3: Zeitpunkt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013021840 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Erfassung einer Umgebung eines Fahrzeugs (1), wobei in der Umgebung vorhandene Objekte (2) mittels zumindest einer Erfassungseinheit (3) erfasst werden, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem plötzlichen Verlassen zumindest eines zuvor erfassten Objekts (2) aus einem Erfassungsbereich (E) der Erfassungseinheit (3) – anhand von Kartendaten einer digitalen Karte überprüft wird, ob das Objekt (2) durch zumindest ein in der Umgebung befindliches und in der Karte hinterlegtes Umgebungsobjekt (4) verdeckt ist oder – ob das Verlassen des Erfassungsbereichs (E) aus einer Eigenbewegung und/oder Richtungsänderung des Fahrzeugs (1) resultiert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung des Fahrzeugs (1) extrapoliert und in der digitalen Karte abgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung des zumindest einen Objekts (2) extrapoliert und in der digitalen Karte abgebildet wird.
Verwendung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Betrieb einer Fahrerassistenzvorrichtung eines Fahrzeugs (1).