DE102023134894A1 - DETERMINING THE POSITION OF A LINEAR OBJECT - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren (160) zum Bestimmen einer Lage eines linienartigen Objekts (170) auf Grundlage einer Echoinformation einer Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung (140), die zumindest einen Ultraschallwandler (130) enthält, vorgeschlagen, das enthält: Bereitstellen (S3) der Echoinformation, welche mindestens drei Echosignale beschreibt, wobei Sende- und Empfangspositionen der Echosignale zwei- oder dreidimensional verteilt sind; und Bestimmen (S5, S6, S7) einer Lage eines linienartigen Objekts (170) auf Grundlage der Echoinformation und eines Echo-basierten Lagebestimmungs-Modells eines linienartigen Objekts (170). A method (160) for determining a position of a linear object (170) based on echo information from a vehicle ultrasonic transducer arrangement (140) containing at least one ultrasonic transducer (130) is proposed, which method includes: providing (S3) the echo information describing at least three echo signals, wherein transmission and reception positions of the echo signals are distributed two- or three-dimensionally; and determining (S5, S6, S7) a position of a linear object (170) based on the echo information and an echo-based position determination model of a linear object (170).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Lage eines linienartigen Objekts, wie beispielsweise eines Bordsteins, eines Handlaufs, einer Schranke und/oder eines Laternenmasts, auf Grundlage einer Echoinformation einer Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung, die zumindest einen Ultraschallwandler enthält. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogrammprodukt, eine Steuervorrichtung und ein Fahrzeug.The present invention relates to a method for determining the position of a linear object, such as a curb, a handrail, a barrier, and/or a lamppost, based on echo information from a vehicle ultrasonic transducer arrangement containing at least one ultrasonic transducer. Furthermore, the present invention relates to a computer program product, a control device, and a vehicle.
Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnungen zeichnen sich u.a. dadurch aus, dass die einzelnen Ultraschallwandler Echosignale auf Sendeimpulse von unterschiedlichen Ultraschallwandlern hin empfangen und auswertbar verfügbar machen können. Jedoch enthält eine Ultraschallinformation, welche mehrere Echosignale beschreibt, üblicherweise keine Angabe eines gemessenen Winkels, unter dem das jeweilige Echosignal von dem jeweiligen empfangenden Ultraschallwandler empfangen wurde. Dies macht es schwierig, eine Lage eines Objekts im Raum zu bestimmen.Vehicle ultrasonic transducer arrays are characterized, among other things, by the fact that the individual ultrasonic transducers can receive echo signals in response to transmitted pulses from different ultrasonic transducers and make them available for analysis. However, ultrasonic information describing multiple echo signals typically does not contain an indication of the measured angle at which the respective echo signal was received by the respective receiving ultrasonic transducer. This makes it difficult to determine the position of an object in space.
Beispielsweise offenbart die
Die
Die
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, Mittel vorzusehen, um eine Lage eines linienartigen Objekts anhand einer Echoinformation bestimmen zu können.Against this background, one object of the present invention is to provide means for determining a position of a line-like object on the basis of echo information.
Unter einem linienartigen Objekt sollen hier insbesondere ein Bordstein, ein Handlauf, eine Schranke und/oder ein Laternenmast verstanden werden.A linear object is understood here to mean, in particular, a curb, a handrail, a barrier and/or a lamppost.
Eine Lage eines linienartigen Objekts kann beispielsweise eine Position und eine Ausrichtung bzw. Hauptachsenrichtung des linienartigen Objekts enthalten bzw. durch diese angegeben werden. Eine Lage eines linienartigen Objekts kann beispielsweise mehrere Positionen entlang des linienartigen Objekts enthalten bzw. durch diese angegeben werden.A position of a linear object can, for example, contain or be specified by a position and an orientation or principal axis direction of the linear object. A position of a linear object can, for example, contain or be specified by multiple positions along the linear object.
Demgemäß wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Lage eines linienartigen Objekts auf Grundlage einer Echoinformation einer Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung, welche Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung zumindest einen Ultraschallwandler enthält, vorgeschlagen. Das vorgeschlagene Verfahren enthält: Bereitstellen der Echoinformation, welche mindestens drei Echosignale beschreibt, wobei Sende- und Empfangspositionen der Echosignale zwei- oder dreidimensional verteilt sind. Das vorgeschlagene Verfahren enthält außerdem: Bestimmen einer Lage eines linienartigen Objekts auf Grundlage der Echoinformation und eines Echo-basierten Lagebestimmungs-Modells eines linienartigen Objekts.Accordingly, a method for determining a position of a linear object based on echo information from a vehicle ultrasonic transducer arrangement, which vehicle ultrasonic transducer arrangement contains at least one ultrasonic transducer, is proposed. The proposed method includes: providing echo information that describes at least three echo signals, wherein the transmission and reception positions of the echo signals are distributed two- or three-dimensionally. The proposed method also includes: determining a position of a linear object based on the echo information and an echo-based position determination model of a linear object.
Es wird also vorgeschlagen, ein spezielles Lagebestimmungs-Modell bzw. ein speziell auf das Bestimmen einer Lage eines linienartigen Objekts aus einer Echoinformation eingerichtetes Lagebestimmungs-Modell einzusetzen bzw. bereitzustellen und anzuwenden. Somit kann eine Lage eines linienartigen Objekts mit hoher Genauigkeit bei gleichzeitig relativ geringem Rechenaufwand erkannt werden.It is therefore proposed to use, provide, and apply a special attitude determination model, or a model specifically designed to determine the position of a linear object from echo information. This allows the position of a linear object to be detected with high accuracy while requiring relatively little computational effort.
Das vorgeschlagene Verfahren ist bevorzugt ein Computer-implementiertes Verfahren, damit die Lage des linienartigen Objekts häufig und schnell bestimmbar ist. Unter einem Computer kann vorzugsweise eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug verstanden werden.The proposed method is preferably a computer-implemented method so that the position of the linear object can be determined frequently and quickly. A computer can preferably be understood as a control device for a vehicle.
Die Echoinformation kann zur leichteren Austauschbarkeit zwischen unterschiedlichen Vorrichtungen oder Verfahren insbesondere die Form eines Datensatzes und vorzugsweise eines digitalen Datensatzes haben.The echo information may, in particular, be in the form of a data set and preferably a digital data set, to facilitate interchangeability between different devices or methods.
Die Echoinformation kann beispielsweise eine Zeitreihe mit mehreren Echosignalen enthalten. Die Echoinformation kann beispielsweise mehrere Zeitreihen mit jeweils einem Echosignal enthalten. Die Echoinformation kann beispielsweise wenigstens eine Zeitreihe mit jeweils einem Echosignal und wenigstens eine Zeitreihe mit jeweils mehreren Echosignalen enthalten.The echo information may, for example, contain a time series with multiple echo signals. The echo information may, for example, contain multiple time series, each with one echo signal. The echo information may, for example, contain at least one time series, each with one echo signal, and at least one time series, each with multiple echo signals.
Vorzugsweise ist zu jedem Echosignal eine Sendeposition bekannt, welche eine Position eines sendenden Ultraschallwandlers zum Zeitpunkt eines Sendens eines Ultraschallsignals ist, woraufhin das Echosignal empfangen ist. Vorzugsweise ist zu jedem Echosignal eine Empfangsposition bekannt, welche eine Position eines empfangenden Ultraschallwandlers zum Zeitpunkt eines Empfangens des Echosignals ist.Preferably, a transmission position is known for each echo signal, which is a position of a transmitting ultrasonic transducer at the time of transmission of an ultrasonic signal, after which the echo signal is received. Preferably, a reception position is known for each echo signal, which is a position of a receiving ultrasonic transducer at the time of reception of the echo signal.
Man kann unter einem linienartigen Objekt beispielsweise auch ein Objekt verstehen, dessen Ultraschall-Reflexionspunkte eine Hauptachse haben, wobei beispielsweise eine Erstreckung entlang der Hauptachse zumindest das 4-fache, vorzugsweise zumindest das 8-fache und bevorzugt zumindest 12-fache einer Erstreckung senkrecht zu der Hauptachse beträgt. Man kann unter einem linienartigen Objekt beispielsweise auch ein Objekt verstehen, dessen Ultraschall-Reflexionspunkte näherungsweise entlang einer Geraden im Raum verteilt sind, wobei man diese Gerade als eine erste Hauptachse einer Reflexionspunktewolke auffassen kann. Man kann unter einem linienartigen Objekt beispielsweise auch eine Reflexionspunktewolke verstehen, bei welcher senkrechte Abstände von Reflexionspunkten zu der ersten Hauptachse der Reflexionspunktewolke kleiner als 10 cm, bevorzugt kleiner als 6 cm und besonders bevorzugt kleiner als 2 cm sind. Man kann beispielsweise auch von einer durch eine Objektgeometrie eines linienartigen Objekts beeinflussten charakteristischen Verteilung von Reflexionspunkten sprechen.A linear object can also be understood, for example, as an object whose ultrasonic reflection points have a main axis, where, for example, an extension along the main axis is at least 4 times, preferably at least 8 times, and more preferably at least 12 times an extension perpendicular to the main axis. A linear object can also be understood, for example, as an object whose ultrasonic reflection points are approximately distributed along a straight line in space, where this straight line can be regarded as a first main axis of a reflection point cloud. A linear object can also be understood, for example, as a reflection point cloud in which perpendicular distances between reflection points and the first main axis of the reflection point cloud are less than 10 cm, preferably less than 6 cm, and particularly preferably less than 2 cm. One can also speak, for example, of a characteristic distribution of reflection points influenced by an object geometry of a linear object.
Das vorgeschlagene Verfahren kann optional enthalten: Bereitstellen einer Positionsinformation, welche Relativpositionen der Sende- und Empfangspositionen zueinander beschreibt, insbesondere - falls mehrere Ultraschallwandler vorhanden sind - Relativpositionen der Ultraschallwandler der Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung zueinander. Das vorgeschlagene Verfahren kann optional enthalten: Bestimmen der Lage des linienartigen Objekts auch auf Grundlage der Positionsinformation. Mit anderen Worten, das vorgeschlagene Verfahren kann optional enthalten: Bestimmen der Lage des linienartigen Objekts auf Grundlage der Echoinformation, der Positionsinformation und eines Echo-basierten Lagebestimmungs-Modells für linienartige Objekte. Durch genaue Kenntnis der Relativpositionen der Sende- und Empfangspositionen ist es möglich, die Lage des linienartigen Objekts genau zu bestimmen.The proposed method may optionally include: providing position information describing the relative positions of the transmitting and receiving positions to one another, in particular—if multiple ultrasonic transducers are present—the relative positions of the ultrasonic transducers of the vehicle ultrasonic transducer arrangement to one another. The proposed method may optionally include: determining the position of the linear object based on the position information. In other words, the proposed method may optionally include: determining the position of the linear object based on the echo information, the position information, and an echo-based attitude determination model for linear objects. By knowing the relative positions of the transmitting and receiving positions precisely, it is possible to determine the position of the linear object.
Dieses vorgeschlagene Verfahren ist beispielsweise zuverlässig durchführbar für ein stehendes Fahrzeug mit drei Ultraschallwandlern in einer mindestens zweidimensionalen Anordnung. Dieses vorgeschlagene Verfahren ist beispielsweise zuverlässig durchführbar für ein fahrendes Fahrzeug mit zwei Ultraschallwandlern. Dieses vorgeschlagene Verfahren ist beispielsweise zuverlässig durchführbar für ein stehendes Fahrzeug mit einem mindestens zweidimensional bewegten Ultraschallwandler, wie einem Ultraschallwandler in einem sich bewegenden Scheibenwischer. Die Liste ist nicht abschließend. Es handelt sich also um ein Verfahren mit breitem Nutzen.This proposed method can be reliably implemented, for example, for a stationary vehicle with three ultrasonic transducers in at least a two-dimensional arrangement. This proposed method can be reliably implemented, for example, for a moving vehicle with two ultrasonic transducers. This proposed method can be reliably implemented, for example, for a stationary vehicle with an ultrasonic transducer moving in at least two dimensions, such as an ultrasonic transducer in a moving windshield wiper. This list is not exhaustive. It is therefore a method with broad utility.
Die Positionsinformation, wie eine Relativposition mehrerer Ultraschallwandler des Fahrzeugs bzw. der Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung, kann beispielsweise als Parameter in dem Lagebestimmungs-Modell enthalten sein. Die Positionsinformation, wie eine für ein Fortbewegen des Fahrzeugs zwischen den Sende- und Empfangspositionen indikative Information, kann beispielsweise zusammen mit der Echoinformation erfasst und bereitgestellt werden. Es sind auch Mischformen denkbar, etwa eine Kombination aus bekannten Einbaupositionen und einem zusätzlichen Fortbewegen des Fahrzeugs. Eine für ein Fortbewegen des Fahrzeugs zwischen den Sende- und Empfangspositionen indikative Information kann beispielsweise ein Vektor sein, um den sich das Fahrzeug zwischen zwei Sende- und Empfangspositionen fortbewegt hat. Vorzugsweise wird das Verfahren für Parkvorgänge oder dergleichen mit dementsprechend niedriger Geschwindigkeit verwendet, sodass ein Fortbewegen des Fahrzeugs zwischen einem Senden einer Ultraschallwelle und einem Empfangen einer Reflektion derselben vernachlässigbar sein kann.The position information, such as a relative position of several ultrasonic transducers of the vehicle or of the vehicle's ultrasonic transducer arrangement, can be included, for example, as a parameter in the attitude determination model. The position information, such as information indicative of vehicle movement between the transmission and reception positions, can be acquired and provided, for example, together with the echo information. Mixed forms are also conceivable, such as a combination of known installation positions and additional vehicle movement. Information indicative of vehicle movement between the transmission and reception positions can, for example, be a vector by which the vehicle has moved between two transmission and reception positions. The method is preferably used for parking operations or the like at a correspondingly low speed, so that vehicle movement between transmitting an ultrasonic wave and receiving a reflection thereof can be negligible.
Die Positionsinformation kann zur leichteren Verfügbarkeit insbesondere die Form eines Datensatzes und vorzugsweise eines digitalen Datensatzes haben.For ease of availability, the position information may in particular be in the form of a data record, preferably a digital data record.
Beispielsweise kann das vorgeschlagene Verfahren die Form haben: ein Verfahren zum Bestimmen einer Lage eines linienartigen Objekts auf Grundlage einer Echoinformation einer Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung, welche Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung zumindest zwei Ultraschallwandler enthält, wobei das vorgeschlagene Verfahren enthält: Bereitstellen der Echoinformation, welche mindestens drei Echosignale beschreibt, wobei Sende- und Empfangspositionen der Echosignale zwei- oder dreidimensional verteilt sind; und Bestimmen einer Lage eines linienartigen Objekts auf Grundlage der Echoinformation und eines Echo-basierten Lagebestimmungs-Modells eines linienartigen Objekts. Es ist also eine bevorzugte Ausführungsform, dass zwei oder mehr Ultraschallwandler in der Ultraschallwandleranordnung existieren. Bei diesem Verfahren beschreibt die bereitgestellte Echoinformation vorzugsweise Echosignale, die während einer Fahrt eines Fahrzeugs empfangen sind, welches Fahrzeug die Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung hat. Außerdem enthält die bereitgestellte Positionsinformation vorzugsweise eine Relativposition der zumindest zwei Ultraschallwandler der Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung zueinander und sie ist vorzugsweise indikativ für eine Relativbewegung der Fahrt.For example, the proposed method may take the form of: a method for determining a position of a linear object based on echo information from a vehicle ultrasonic transducer arrangement, which vehicle ultrasonic transducer arrangement contains at least two ultrasonic transducers, wherein the proposed method includes: providing echo information describing at least three echo signals, wherein transmission and reception positions of the echo signals are distributed two- or three-dimensionally; and determining a position of a linear object based on the echo information and an echo-based position determination model of a linear object. Thus, a preferred embodiment includes two or more ultrasonic transducers in the ultrasonic transducer arrangement. In this method, the provided echo information preferably describes echo signals received during a journey of a vehicle having the vehicle ultrasonic transducer arrangement. Furthermore, the provided position information preferably contains a relative position of the at least two ultrasonic transducers of the vehicle ultrasonic transducer arrangement to one another, and it is preferably indicative of a relative movement of the journey.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat das vorgeschlagene Verfahren die Form: ein Verfahren zum Bestimmen einer Lage eines linienartigen Objekts auf Grundlage einer Echoinformation einer Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung, die zumindest drei Ultraschallwandler enthält, enthaltend: Bereitstellen der Echoinformation, welche mindestens drei Echosignale beschreibt, wobei Sende- und Empfangspositionen der Echosignale zwei- oder dreidimensional verteilt sind; und Bestimmen einer Lage eines linienartigen Objekts auf Grundlage der Echoinformation und eines Echo-basierten Lagebestimmungs-Modells eines linienartigen Objekts. Dabei kann es sein, dass das Verfahren enthält: Bereitstellen einer Positionsinformation, welche Relativpositionen der Ultraschallwandler zueinander beschreibt; wobei die Lage des linienartigen Objekts auch auf Grundlage der Positionsinformation bestimmt wird. Diese Ausführungsform ist beispielsweise auch bei einem stehenden Fahrzeug bzw. bei stehenden Ultraschallwandlern zuverlässig ausführbar.According to a preferred embodiment, the proposed method takes the form of a method for determining a position of a linear object based on echo information from a vehicle ultrasonic transducer arrangement containing at least three ultrasonic transducers, comprising: providing echo information describing at least three echo signals, wherein the transmission and reception positions of the echo signals are distributed two- or three-dimensionally; and determining a position of a linear object based on the echo information and an echo-based position determination model of a linear object. The method may include providing position information describing the relative positions of the ultrasonic transducers to one another; wherein the position of the linear object is also determined based on the position information. This embodiment can be reliably implemented, for example, even with a stationary vehicle or stationary ultrasonic transducers.
Das vorgeschlagene Verfahren kann optional enthalten: Bereitstellen zumindest einer Anfangslage für das linienartige Objekt. Das vorgeschlagene Verfahren kann optional enthalten: wiederholtes Ausführen eines Näherungsschritts, wobei jeweils auf Grundlage einer Startlage für das linienartige Objekt und der Echoinformation mittels des Lagebestimmungs-Modells eine Endlage für das linienartige Objekt bestimmt wird, wobei als die Startlage zuerst die Anfangslage und bei jeder weiteren Ausführung die Endlage der vorhergehenden Ausführung verwendet werden. Es hat sich herausgestellt, dass ein mehrmaliges Ausführen bzw. Anwenden des Lagebestimmungs-Modells eine deutlich genauere Bestimmung der Lage des linienartigen Objekts bewirkt. Vorzugsweise werden drei bis acht, insbesondere vier bis sechs, Anfangslagen bereitgestellt. Vorzugsweise wird eine Anfangslage nach der anderen bereitgestellt und wird dann der Näherungsschritt wiederholt ausgeführt. Dies kann nach einer mit ausreichender Güte bestimmten Lage des linienförmigen Objekts gemäß einem Abbruchkriterium beendet werden ohne restliche Anfangslagen durchzuprobieren.The proposed method can optionally include: providing at least one initial position for the linear object. The proposed method can optionally include: repeatedly executing an approximation step, wherein an end position for the linear object is determined in each case based on a starting position for the linear object and the echo information using the position determination model, wherein the initial position is used first as the starting position and the end position of the previous execution is used for each subsequent execution. It has been found that repeatedly executing or applying the position determination model results in a significantly more accurate determination of the position of the linear object. Preferably, three to eight, in particular four to six, initial positions are provided. Preferably, one initial position is provided after the other, and then the approximation step is repeatedly executed. This can be terminated after a position of the linear object has been determined with sufficient quality according to a termination criterion without trying out the remaining initial positions.
Das Lagebestimmungs-Modell ist vorzugsweise Gleichungs-basiert bzw. Formel-basiert. Vorzugsweise enthält das Lagebestimmungs-Modell eine Gleichung oder einen Satz von Gleichungen, welche bzw. welcher wenigstens ein linienartiges Objekt Echosignal-basiert beschreibt. Somit können eine oder mehrere Gleichungen bzw. Formeln als Rechenvorschrift/-en bereitgestellt werden, um deterministisch und/oder nachvollziehbar die Lage des linienartigen Objekts zu bestimmen.The attitude determination model is preferably equation-based or formula-based. The attitude determination model preferably contains an equation or a set of equations that describes at least one linear object based on an echo signal. Thus, one or more equations or formulas can be provided as calculation rules to deterministically and/or comprehensibly determine the position of the linear object.
Im Folgenden wird der Begriff „Sender-Empfänger-Kombination“ verwendet. Dieser bezeichnet jeweils eine ausgewählte Kombination eines sendenden Ultraschallwandlers und eines empfangenden Ultraschallwandlers, welche derselbe Ultraschallwandler oder unterschiedliche Ultraschallwandler sein können. Die Sender-Empfänger-Kombination kann als eine Permutation bezeichnet sein. Mit anderen Worten kann es sein, dass eine Sender-Empfänger-Kombination einen der Ultraschallwandler als sendenden Ultraschallwandler definiert und einen der Ultraschallwandler als empfangenden Ultraschallwandler definiert. Mit anderen Worten bedeutet die Sender-Empfänger-Kombination beispielsweise eine Auswahl eines Ultraschallwandlers der Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung als einen sendenden Ultraschallwandler und eines anderen bzw. unterschiedlichen Ultraschallwandlers oder desselben Ultraschallwandlers der Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung als einen empfangenden Ultraschallwandler für eine nachfolgende Betrachtung bzw. Untersuchung.The term "transmitter-receiver combination" is used below. This refers to a selected combination of a transmitting ultrasonic transducer and a receiving ultrasonic transducer, which can be the same ultrasonic transducer or different ultrasonic transducers. The transmitter-receiver combination can be referred to as a permutation. In other words, a transmitter-receiver combination can define one of the ultrasonic transducers as the transmitting ultrasonic transducer and one of the ultrasonic transducers as the receiving ultrasonic transducer. In other words, the transmitter-receiver combination means, for example, a selection of one ultrasonic transducer of the vehicle ultrasonic transducer arrangement as a transmitting ultrasonic transducer and another or different ultrasonic transducer or the same ultrasonic transducer of the vehicle ultrasonic transducer arrangement as a receiving ultrasonic transducer for subsequent consideration or examination.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren kann es sein, dass mehreren und vorzugweise allen Sender-Empfänger-Kombinationen jeweils eine Reflexionsposition bzw. Reflexionsstelle zugeordnet ist. Es ist insbesondere allen im weiteren Ablauf des Verfahrens berücksichtigten Sender-Empfänger-Kombinationen jeweils eine Reflexionsposition zugeordnet. Unter der Reflexionsposition kann man insbesondere eine Position einer Ultraschallreflexion eines Ultraschallsignals von dem sendenden Ultraschallwandler an dem linienartigen Objekt zu dem empfangenden Ultraschallwandler der Sender-Empfänger-Kombination verstehen. Die Reflexionsposition ist insbesondere eine Position im dreidimensionalen Raum, welche sich auf und/oder an dem linienartigen Objekt befindet. Die Reflexionsposition kann diejenige Stelle bedeuten, welcher das stärkste Echosignal der Sender-Empfänger-Kombination entspricht. Die Reflexionsposition kann diejenige Stelle bedeuten, welcher das stärkste Echosignal in einer Zeitreihe der Sender-Empfänger-Kombination entspricht. Die Reflexionsposition kann diejenige Stelle bedeuten, welcher das stärkste Echosignal in einem Zeitfenster und/oder in einem Signalstärkefenster einer Zeitreihe der Sender-Empfänger-Kombination entspricht.In the proposed method, a reflection position or reflection point can be assigned to several, and preferably all, transmitter-receiver combinations. In particular, a reflection position is assigned to all transmitter-receiver combinations considered in the further course of the method. The reflection position can be understood in particular as a position of an ultrasonic reflection of an ultrasonic signal from the transmitting ultrasonic transducer on the linear object to the receiving ultrasonic transducer of the transmitter-receiver combination. The reflection position is in particular a position in three-dimensional space that is located on and/or at the linear object. The reflection position can mean the point to which the strongest echo signal of the transmitter-receiver combination corresponds. The reflection position can mean the point to which the strongest echo signal in a time series of the transmitter-receiver combination corresponds. The reflection position can mean the location corresponding to the strongest echo signal in a time window and/or in a signal strength window of a time series of the transmitter-receiver combination.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren kann es sein, dass die Echoinformation für jedes Echosignal den sendenden Ultraschallwandler und den empfangenden Ultraschallwandler identifiziert bzw. bezeichnet. Beispielsweise kann die Sender-Empfänger-Kombination explizit in einem Datensatz der Echoinformation angegeben sein. Beispielsweise kann sich die Sender-Empfänger-Kombination aus einer Frequenzinformation und/oder einer Zeitinformation ergeben, welche für das jeweilige Echosignal aus der Echoinformation entnehmbar ist.In the proposed method, the echo information may identify or designate the transmitting ultrasonic transducer and the receiving ultrasonic transducer for each echo signal. For example, the transmitter-receiver combination may be explicitly specified in a data set of the echo information. For example, the transmitter-receiver combination may result from frequency information and/or time information, which can be extracted from the echo information for the respective echo signal.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren kann es sein, dass eine Menge aller Reflexionspositionen einen Schwerpunkt und/oder eine 1. Hauptkomponente aufweist. Der Schwerpunkt ist beispielsweise eine Position im Raum, die einem arithmetischen Mittel aller Reflexionspositionskoordinaten entspricht. Die 1. Hauptkomponente ist beispielsweise ein Vektor im Raum, für welchen eine Summe der quadrierten senkrechten Abstände aller Reflexionspositionen zu diesem Vektor minimal ist.In the proposed method, a set of all reflection positions may have a centroid and/or a first principal component. The centroid is, for example, a position in space that corresponds to the arithmetic mean of all reflection position coordinates. The first principal component is, for example, a vector in space for which the sum of the squared perpendicular distances of all reflection positions to this vector is minimal.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren kann es optional sein, dass das Lagebestimmungs-Modell mehrere Gleichungen bzw. Formeln bzw. Terme enthält, welche jeweils für eine Sender-Empfänger-Kombination zwei Signalweglängen vergleicht bzw. eine Signalweglängendifferenz dazwischen angibt. Die erste der beiden Signalweglängen ist eine Weglänge von dem sendenden Ultraschallwandler dieser Sender-Empfänger-Kombination zu der Reflexionsposition dieser Sender-Empfänger-Kombination und weiter zu dem empfangenden Ultraschallwandler dieser Sender-Empfänger-Kombination. Die zweite der beiden Signalweglängen ist eine Weglänge auf Grundlage einer Laufzeit des Echosignals dieser Sender-Empfänger-Kombination. Die zweite Signalweglänge kann insbesondere mittels einer dem Verfahren bereitgestellten Umgebungstemperatur bestimmt werden. Die Gleichungen dieser Option beschränken also die Position der jeweiligen Reflexionsposition mittels der Signallaufzeit zwischen den Ultraschallwandlern der jeweiligen Sender-Empfänger-Kombination.In the proposed method, it may optionally be possible for the attitude determination model to contain several equations, formulas, or terms, each of which compares two signal path lengths for a transmitter-receiver combination or specifies a signal path length difference between them. The first of the two signal path lengths is a path length from the transmitting ultrasonic transducer of this transmitter-receiver combination to the reflection position of this transmitter-receiver combination and further to the receiving ultrasonic transducer of this transmitter-receiver combination. The second of the two signal path lengths is a path length based on a propagation time of the echo signal of this transmitter-receiver combination. The second signal path length can be determined, in particular, using an ambient temperature provided to the method. The equations of this option therefore limit the position of the respective reflection position using the signal propagation time between the ultrasonic transducers of the respective transmitter-receiver combination.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren kann es optional sein, dass das Lagebestimmungs-Modell mehrere Gleichungen bzw. Formeln bzw. Terme enthält, welche jeweils für eine Sender-Empfänger-Kombination eine Abweichung a) eines Vektors zwischen dem Schwerpunkt und der Reflexionsposition der Sender-Empfänger-Kombination zu b) der 1. Hauptkomponente angeben. Die Gleichungen dieser Option sind also geeignet zum Beschränken der Positionen der jeweiligen Reflexionsposition, sodass diese mit der 1. Hauptkomponente zusammenfallen bzw. sich möglichst nahe auf und/oder an einer Geraden befinden. Man kann bei diesen Gleichungen von einer Kollinearitäts-Forderung sprechen.In the proposed method, the attitude determination model can optionally contain multiple equations, formulas, or terms, each of which specifies, for a transmitter-receiver combination, a deviation of a) a vector between the center of gravity and the reflection position of the transmitter-receiver combination from b) the first principal component. The equations of this option are therefore suitable for constraining the positions of the respective reflection positions so that they coincide with the first principal component or are as close as possible to and/or on a straight line. These equations can be described as a collinearity requirement.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren kann es optional sein, dass das Lagebestimmungs-Modell mehrere Gleichungen bzw. Formeln bzw. Terme enthält, welche jeweils eine Winkel-Differenz zwischen zwei Winkeln angeben. Ein erster dieser beiden Winkel ist ein Winkel zwischen einerseits einem Vektor von dem sendenden Ultraschallwandler der jeweiligen Sender-Empfänger-Kombination zu der Reflexionsposition der jeweiligen Sender-Empfänger-Kombination und andererseits der 1. Hauptkomponente der Menge der Reflexionspositionen. Ein zweiter dieser beiden Winkel ist ein Winkel zwischen einerseits einem Vektor von der Reflexionsposition dieser Sender-Empfänger-Kombination zu dem empfangenden Ultraschallwandler dieser Sender-Empfänger-Kombination und andererseits der 1. Hauptkomponente der Menge der Reflexionspositionen. Diese Gleichungen beschränken also die Positionen der jeweiligen Reflexionsposition, sodass diese das Reflexionsgesetz bezüglich der jeweiligen Sender-Empfänger-Kombination erfüllen. Mit anderen Worten, es kann gefordert sein, dass ein Einfallswinkel eines Ultraschallimpulses von dem sendenden Ultraschallwandler zu dem linienartigen Objekt gleich einem Ausfallswinkel eines Ultraschallechos von dem linienartigen Objekt zu dem empfangenden Ultraschallwandler sein soll.In the proposed method, it may optionally be possible for the attitude determination model to contain several equations, formulas, or terms, each of which specifies an angular difference between two angles. A first of these two angles is an angle between, on the one hand, a vector from the transmitting ultrasonic transducer of the respective transmitter-receiver combination to the reflection position of the respective transmitter-receiver combination and, on the other hand, the first principal component of the set of reflection positions. A second of these two angles is an angle between, on the one hand, a vector from the reflection position of this transmitter-receiver combination to the receiving ultrasonic transducer of this transmitter-receiver combination and, on the other hand, the first principal component of the set of reflection positions. These equations therefore restrict the positions of the respective reflection positions so that they satisfy the reflection law with respect to the respective transmitter-receiver combination. In other words, it may be required that an angle of incidence of an ultrasonic pulse from the transmitting ultrasonic transducer to the line-like object should be equal to an angle of reflection of an ultrasonic echo from the line-like object to the receiving ultrasonic transducer.
Das vorgeschlagene Verfahren kann optional vorsehen, dass das Lagebestimmungs-Modell ein trainiertes Lagebestimmungs-Modell ist. Ein trainiertes Lagebestimmungs-Modell ist vorzugsweise mittels einer Vielzahl von Trainings-Datensätzen dazu trainiert, eine Lage eines linienartigen Objekts zu bestimmen. Beispielsweise enthält jeder Trainings-Datensatz eine Echoinformation, die mehrere Echosignale beschreibt, sowie eine Trainingslage. Eine Zielfunktion des Trainings kann sein, eine Differenz zwischen der Trainingslage eines Trainings-Datensatzes und einer mittels des Lagebestimmungs-Modells auf Grundlage der Echoinformation desselben Trainings-Datensatzes bestimmten Lage zu minimieren.The proposed method can optionally provide for the attitude determination model to be a trained attitude determination model. A trained attitude determination model is preferably trained using a plurality of training data sets to determine the position of a linear object. For example, each training data set contains echo information describing multiple echo signals, as well as a training position. An objective function of the training can be to minimize a difference between the training position of a training data set and a position determined by the attitude determination model based on the echo information of the same training data set.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung vorgeschlagen wird ein Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das beschriebene Verfahren zum Bestimmen einer Lage eines linienartigen Objekts auf Grundlage einer Echoinformation einer Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung auszuführen. Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.According to one aspect of the invention, a computer program product is proposed, comprising instructions which, when executed by a computer, cause the computer to carry out the described method for determining the position of a linear object based on echo information from a vehicle ultrasonic transducer arrangement. A computer program product, such as a computer program means, can be provided or delivered, for example, as a storage medium, such as a memory card, USB stick, CD-ROM, DVD, or in the form of a downloadable file from a server in a network. This can be done, for example, in a wireless communications network by transmitting a corresponding file with the computer program product or the computer program means.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung vorgeschlagen wird eine Steuervorrichtung für ein Fahrzeug, welche eingerichtet ist, das beschriebene Verfahren zum Bestimmen einer Lage eines linienartigen Objekts auf Grundlage einer Echoinformation einer Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung auszuführen. Die für das vorgeschlagene Verfahren beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für die vorgeschlagene Steuervorrichtung entsprechend.According to one aspect of the invention, a control device for a vehicle is proposed, which is configured to carry out the described method for determining the position of a linear object based on echo information from a vehicle ultrasonic transducer arrangement. The embodiments and features described for the proposed method apply accordingly to the proposed control device.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung vorgeschlagen wird ein Fahrzeug mit einer vorgeschlagenen Steuervorrichtung. Das Fahrzeug trägt bzw. enthält vorzugsweise die Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung. Die Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung und die Steuervorrichtung sind vorzugsweise zum Datenaustausch verschaltet.According to one aspect of the invention, a vehicle with a proposed control device is proposed. The vehicle preferably carries or contains the vehicle ultrasonic transducer assembly. The vehicle ultrasonic transducer assembly and the control device are preferably interconnected for data exchange.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include combinations of features or embodiments described above or below with respect to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. In this case, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
-
1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug, das eine Steuervorrichtung hat, die zum Ausführen eines Verfahrens zum Bestimmen einer Lage eines linienartigen Objekts eingerichtet ist, und zwar gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; -
2-4 zeigen in schematischer Weise ein Konvergieren mehrerer beispielhafter Reflexionspositionen zu einem beispielhaften linienartigen Objekt in drei Schritten eines Verfahrens zum Bestimmen einer Lage eines linienartigen Objekts gemäß der Ausführungsform der Erfindung; und -
5 zeigt in schematischer Weise ein Ablaufdiagramm für das Verfahren zum Bestimmen einer Lage eines linienartigen Objekts gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
-
1 shows a schematic plan view of a vehicle having a control device configured to carry out a method for determining a position of a line-like object, according to an embodiment of the invention; -
2-4 schematically show a convergence of several exemplary reflection positions to an exemplary line-like object in three steps of a method for determining a position of a line-like object according to the embodiment of the invention; and -
5 shows schematically a flowchart for the method for determining a position of a line-like object according to the embodiment of the invention.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.In the figures, identical or functionally identical elements have been given the same reference numerals unless otherwise stated.
Ein Teil der Ultraschallwandler 130 des Fahrzeugs 100 ist bzw. sind beispielhaft zu einer Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung 140 zusammengefasst. Die Ultraschallwandler 130 der Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung 140 sind vorzugsweise nicht alle entlang einer einzigen Geraden verteilt, sondern sie sind vorzugsweise in einer zweidimensionalen Ebene oder noch bevorzugter räumlich verteilt in/an dem Fahrzeug 100 angeordnet. Die Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung 140 hat vorzugsweise nur Ultraschallwandler 130, deren Erfassungsbereiche sich überlappen.Some of the
Nachfolgend wird anhand der
In einem Schritt S1 wird überprüft, ob eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 nicht einen Geschwindigkeitsschwellwert übertrifft. Der Schwellwert kann beispielsweise bis zu 50 km/h und bevorzugt bis zu 35 km/h betragen. Ist das Fahrzeug 100 zu schnell, wird das Verfahren 160 vorzugsweise nicht weiter ausgeführt.In a step S1, a check is performed to determine whether the speed of
In einem nächsten Schritt S2 wird eine Echoinformation, welche zumindest einen Teil der Umgebung 150 beschreibt, mittels der Ultraschallwandler 130 der Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung 140 erfasst. In einem Schritt S3 wird diese Echoinformation bereitgestellt. Die Echoinformation hat beispielsweise die Form eines digitalen Datensatzes. Die Echoinformation beschreibt mehrere Echosignale. Unter einem Echosignal kann man ein eine Reflexion anzeigendes Ultraschallecho verstehen. Beispielsweise enthält die Echoinformation für jeden der Ultraschallwandler 130 eine Zeitreihe eines Ultraschallpegels, wobei sich einzelne Echosignale aus den Zeitreihen ergeben bzw. auslesen lassen. Beispielsweise enthält die Echoinformation mehrere Echosignale, die jeweils durch eine Zeitinformation, wie einen Zeitstempel oder eine Laufzeit, gekennzeichnet sind.In a next step S2, echo information describing at least part of the
Jedes Echosignal ist eindeutig einem sendenden Ultraschallwandler 130 und einem empfangenden Ultraschallwandler 130 zugeordnet. Der sendende Ultraschallwandler 130 und der empfangende Ultraschallwandler 130 bilden eine Sender-Empfänger-Kombination. Dabei kann es sich um unterschiedliche Ultraschallwandler 130 oder um denselben Ultraschallwandler 130 handeln.Each echo signal is uniquely assigned to a transmitting
In einem nächsten Schritt S4 wird eine Positionsinformation bereitgestellt. Beispielsweise wird die Positionsinformation nach einem Start des Fahrzeugs 100 oder der Steuervorrichtung 110 und/oder in periodischen Abständen aus einem Speicher ausgelesen. Die Positionsinformation kann als Datensatz, insbesondere als digitaler Datensatz, bereitgestellt werden.In a next step S4, position information is provided. For example, the position information is read from a memory after starting the
In einem nächsten Schritt S5 wird eine Lage des linienartigen Objekts 170 auf Grundlage der Echoinformation und eines Echo-basierten Lagebestimmungs-Modells eines linienartigen Objekts 170 bestimmt.In a next step S5, a position of the line-
Im Folgenden wird eine Herleitung des bespielhaften Lagebestimmungs-Modells beschrieben. Die Herleitung soll dem leichteren Verständnis dienen.The derivation of the exemplary location determination model is described below. This derivation is intended to facilitate understanding.
Es werden „k“ Ultraschallwandler 130 für das Lagebestimmungs-Modell berücksichtigt. Vorzugsweise werden alle Ultraschallwandler 130 der Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung 140 berücksichtigt."k"
Somit gibt es k Relativpositionen Si der Ultraschallwandler 130 zueinander oder innerhalb eines Fahrzeug-eigenen Koordinatensystems, wobei jede Relativposition Si vorzugsweise durch drei kartesische Koordinaten xi, yi, zi definiert wird:
Es werden alle Sender-Empfänger-Kombinationen der betrachteten Ultraschallwandler 130 betrachtet. Einschließlich der Identität sind somit k2 Sender-Empfänger-Kombinationen möglich. Für jede Sender-Empfänger-Kombination wird eine Reflexionsposition pi,j bzw. ein Reflexionspunkt betrachtet, wobei „i“ den Sender 130 und „j“ den Empfänger 130 bezeichnen:
Die Gesamtheit bzw. die Menge pT der Reflexionspositionen pi,j kann als Punktewolke oder Reflexionspunktewolke verstanden werden.The totality or set p T of reflection positions p i,j can be understood as a point cloud or reflection point cloud.
Aus der Echoinformation ist für jedes Echosignal eine Weglänge wi,j auf Grundlage einer Laufzeit TOF des Echosignals dieser Sender-Empfänger-Kombination und vorzugsweise einer Umgebungslufttemperatur ϑ ermittelbar:
Die Menge bzw. Gesamtheit der Reflexionspunkte pi,j hat einen Schwerpunkt
Mittels des Schwerpunkts
Im Folgenden wird eine Hauptkomponentenanalyse mittels Singulärwertzerlegung durchgeführt. Es erfolgt eine Faktorisierung der Matrix p*:
Aus der Matrix V kann man einen Richtungsvektor dPC1 der 1. Hauptkomponente der Reflexionspunkte pi,j bestimmen bzw. extrahieren und dann zu einem normierten Richtungsvektor dPC1n formen:
Somit kann eine Hauptgerade pPC1 der Reflexionspunkte pi,j durch den zugehörigen Schwerpunkt
Diese Gerade in Parameterform mit ihrem Ortsvektor
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird nun ein Satz von insgesamt 5k2 Systemgleichungen formuliert.In this embodiment, a set of a total of 5k2 system equations is formulated.
Beispielsweise enthält das Lagebestimmungs-Modell mehrere Gleichungen, welche jeweils für eine Sender-Empfänger-Kombination eine Differenz zwischen a) einer Weglänge von dem sendenden Ultraschallwandler 130 zu der Reflexionsposition p dieser Sender-Empfänger-Kombination und weiter zu dem empfangenden Ultraschallwandler 130 und b) einer Weglänge auf Grundlage einer Laufzeit des Echosignals dieser Sender-Empfänger-Kombination angeben:
Beispielsweise enthält das Lagebestimmungs-Modell mehrere Gleichungen, welche jeweils für eine Sender-Empfänger-Kombination eine Abweichung a) eines Vektors zwischen dem Schwerpunkt
Dabei bilden beispielsweise die Terme fk
Beispielsweise enthält das Lagebestimmungs-Modell mehrere Gleichungen, welche jeweils eine Winkel-Differenz zwischen a) einem Winkel zwischen a1) Vektor von dem sendenden Ultraschallwandler zu der Reflexionsposition und a2) der 1. Hauptkomponente und b) einem Winkel zwischen b1) einem Vektor von der Reflexionsposition zu dem empfangenden Ultraschallwandler und b2) der 1. Hauptkomponente angeben:
Den vorstehenden Gleichungen ist gemein, dass diese unter idealen Bedingungen zu null werden, falls die errechneten Reflexionspositionen p den tatsächlichen Reflexionspositionen p auf/an dem linienartigen Objekt 170 entsprechen. Unter realen Bedingungen werden sie die Null annähern. Diese Gleichungen bilden also zusammen ein Nullstellenproblem.What the above equations have in common is that under ideal conditions, they become zero if the calculated reflection positions p correspond to the actual reflection positions p on/at the
Der Schritt S5 hat Unterschritte S6 und S7. In dem Schritt S6 wird zumindest eine Anfangslage für das linienartige Objekt 170 bereitgestellt. In dem Schritt S7 wird auf Grundlage einer Startlage für das linienartige Objekt 170, der Echoinformation und der Positionsinformation mittels des Lagebestimmungs-Modells eine Endlage für das linienartige Objekt bestimmt. Der Schritt S7 ist ein Näherungsschritt, und er wird wiederholt ausgeführt. Bei einem ersten Ausführen des Näherungsschritts wird als die Startlage die in S6 bereitgestellte Anfangslage verwendet. Bei jeder weiteren Ausführung des Schrittes S7 wird die Endlage der vorhergehenden Ausführung des Schrittes S7 verwendet.Step S5 has substeps S6 and S7. In step S6, at least one initial position for the
Beispielsweise kann der Schritt S7 ein gedämpftes Gauß-Newton-Verfahren zum numerischen Lösen der vorstehenden Gleichungen enthalten:
Dabei wählt ein Fachmann den Wert λn gemäß einer Dämpfungsstrategie, sodass λmin < λn < 1 erfüllt ist. Die Jacobi-Matrix J(p) wird beispielsweise gemäß den vorstehend beschriebenen Gleichungen erzeugt:
Mit anderen Worten, in dem Schritt S7 werden mittels des Näherungsverfahrens für jeden Positionswert xp
Nach jedem Ausführen eines Näherungsschrittes des Gauß-Newton-Verfahrens wird eine Erfüllung einer Abbruchbedingung geprüft. Ist eine Abbruchbedingung erfüllt, wird der Näherungsschritt nicht erneut ausgeführt. Eine Abbruchbedingung kann beispielsweise erfüllt sein, falls die Reflexionspunkte pT gemäß der letzten Endlage nicht weiter als einen vorgegebenen Schwellwert von einer gemeinsamen Hauptachse entfernt sind. Eine Abbruchbedingung kann beispielsweise erfüllt sein, falls sich die Endlage zwischen den letzten beiden Ausführungen nicht zumindest um ein Genauigkeitsmaß geändert hat. Eine Abbruchbedingung kann beispielsweise erfüllt sein, falls während des Schritts S5 ein Rechenzeitschwellwert überschritten ist. Eine Abbruchbedingung kann beispielsweise erfüllt sein, falls eine Maximalzahl an Ausführungen des Näherungsschritts erreicht ist. Es sind viele numerische Näherungsverfahren in dem Schritt S7 einsetzbar, und diese können weitere Abbruchbedingungen erforderlich machen, welche fachmännisch anwendbar sind.After each execution of an approximation step of the Gauss-Newton method, the fulfillment of a termination condition is checked. If a termination condition is fulfilled, the approximation step is not executed again. A termination condition can be fulfilled, for example, if the reflection points p T are no further than a predetermined threshold value from a common main axis according to the last end position. A termination condition can be fulfilled, for example, if the end position has not changed by at least a certain degree of accuracy between the last two executions. A termination condition can be fulfilled, for example, if a computing time threshold is exceeded during step S5. A termination condition can be fulfilled, for example, if a maximum number of executions of the approximation step is reached. Many numerical approximation methods can be used in step S7, and these may require further termination conditions that can be applied by a person skilled in the art.
In den
Schließlich wird die in dem zuletzt ausgeführten Schritt S7 bestimmte Endlage des linienartigen Objekts 170 als die Lage des linienartigen Objekts 170 in einem Schritt S8 ausgegeben. Beispielsweise kann die Lage des linienartigen Objekts 170 als digitaler Datensatz ausgegeben, bereitgestellt und/oder gespeichert werden.Finally, the final position of the
Die auszugebende Lage des linienartigen Objekts 170 kann beispielsweise die bestimmten Reflexionspunkte pT sein oder enthalten. Die auszugebende Lage des linienartigen Objekts 170 kann beispielsweise die 1. Hauptkomponente pPC1 auf Grundlage der bestimmten Reflexionspunkte pT sein oder enthalten. Durch gezielte Variation des Parameters s in der zugehörigen Geradengleichung pPC1 =
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.Although the present invention has been described using exemplary embodiments, it can be modified in many ways.
BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS
- 100100
- Fahrzeugvehicle
- 110110
- SteuervorrichtungControl device
- 120120
- optischer Sensoroptical sensor
- 130130
- UltraschallwandlerUltrasonic transducer
- 140140
- Fahrzeug-UltraschallwandleranordnungVehicle ultrasonic transducer assembly
- 150150
- UmgebungVicinity
- 160160
- Verfahren zum Bestimmen einer Lage eines linienartigen Objekts auf Grundlage einer Echoinformation einer Fahrzeug-Ultraschallwandleranordnung, die zumindest einen Ultraschallwandler enthältMethod for determining a position of a line-like object based on echo information from a vehicle ultrasonic transducer arrangement containing at least one ultrasonic transducer
- 170170
- linienartiges Objektlinear object
- S1S1
- Überprüfen, ob eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs einen Geschwindigkeitsschwellwert nicht übertrifftCheck whether a vehicle speed does not exceed a speed threshold
- S2S2
- Erfassen einer Echoinformation, welche zumindest einen Teil der Umgebung beschreibt, mittels der Ultraschallwandler der Fahrzeug-UltraschallwandleranordnungAcquiring echo information describing at least part of the environment by means of the ultrasonic transducers of the vehicle ultrasonic transducer arrangement
- S3S3
- Bereitstellen der Echoinformation, welche mehrere Echosignale enthältProviding echo information containing multiple echo signals
- S4S4
- Bereitstellen einer PositionsinformationProviding position information
- S5S5
- Bestimmen einer Lage eines linienartigen Objekts auf Grundlage der Echoinformation und eines Echo-basierten Lagebestimmungs-Modells eines linienartigen ObjektsDetermining a position of a line-like object based on the echo information and an echo-based position determination model of a line-like object
- S6S6
- Bereitstellen zumindest einer Anfangslage für das linienartige ObjektProviding at least one initial position for the linear object
- S7S7
- wiederholtes Ausführen eines Näherungsschritts, wobei jeweils auf Grundlage einer Startlage für das linienartige Objekt und der Echoinformation mittels des Lagebestimmungs-Modells eine Endlage für das linienartige Objekt bestimmt wird, wobei als die Startlage zuerst die Anfangslage und bei jeder weiteren Ausführung die Endlage der vorhergehenden Ausführung verwendet werdenRepeatedly executing an approximation step, whereby an end position for the line-like object is determined on the basis of a starting position for the line-like object and the echo information by means of the position determination model, whereby the initial position is used first as the starting position and the end position of the previous execution is used for each subsequent execution
- S8S8
- Ausgeben der Lage des linienartigen ObjektsOutput the position of the line-like object
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- JP 2 969 202 B2 [0003]JP 2 969 202 B2 [0003]
- KR 101 408 089 B1 [0004]KR 101 408 089 B1 [0004]
- DE 10 2020 121 064 A1 [0005]DE 10 2020 121 064 A1 [0005]
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2969202B2 (en) * | 1991-05-08 | 1999-11-02 | 日本電信電話株式会社 | 3D object recognition method using neural network |
| KR101408089B1 (en) * | 2007-12-13 | 2014-06-17 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 3D position measuring device using ultrasonic sensor array and method therefor |
| DE102019215394A1 (en) * | 2019-10-08 | 2021-04-08 | Robert Bosch Gmbh | Method and driver assistance system for classifying objects in the vicinity of a vehicle |
| DE102020121064A1 (en) * | 2020-08-11 | 2022-02-17 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Method for operating an assistance system in a motor vehicle, computer program product, computer-readable storage medium and assistance system |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013021837A1 (en) * | 2013-12-21 | 2015-06-25 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Method for classifying an object, sensor device and motor vehicle |
| DE102020210740A1 (en) * | 2020-08-25 | 2022-03-03 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Method, computer program and driver assistance system for processing data surrounding a vehicle |
| DE102022202524B4 (en) * | 2022-03-15 | 2024-04-18 | Continental Autonomous Mobility Germany GmbH | Methods for object classification |
-
2023
- 2023-12-13 DE DE102023134894.9A patent/DE102023134894A1/en active Pending
-
2024
- 2024-12-02 WO PCT/EP2024/084210 patent/WO2025124941A1/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2969202B2 (en) * | 1991-05-08 | 1999-11-02 | 日本電信電話株式会社 | 3D object recognition method using neural network |
| KR101408089B1 (en) * | 2007-12-13 | 2014-06-17 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 3D position measuring device using ultrasonic sensor array and method therefor |
| DE102019215394A1 (en) * | 2019-10-08 | 2021-04-08 | Robert Bosch Gmbh | Method and driver assistance system for classifying objects in the vicinity of a vehicle |
| DE102020121064A1 (en) * | 2020-08-11 | 2022-02-17 | Valeo Schalter Und Sensoren Gmbh | Method for operating an assistance system in a motor vehicle, computer program product, computer-readable storage medium and assistance system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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Legal Events
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| R163 | Identified publications notified |