辅助系统和机动车辆
技术领域
[0001] 本
发明涉及一种用于监视机动车辆的周围环境区域的方法，其中，被机动车辆的至少两个传感器装置测量的周围环境区域中的物体的表面的测量点被接收。本发明还涉及一种传感器控制单元、驾驶员辅助系统和机动车辆。
背景技术
[0002]
现有技术已知的是，通过机动车辆的传感器或传感器装置来监视机动车辆的周围环境。通过这样的传感器装置，例如，机动车辆的周围环境区域中的物体或物品可被检测，且它们相对于机动车辆的空间
位置可以被确定。为此目的，EP 1 405 100 B1披露了一种用于提供矫正数据的方法，用于生成被包含在至少两个
光电传感器的各自视觉范围内的监视区域的模型，用于确定被检测物品的位置，所述光电传感器特别是激光
扫描仪。基于被矫正数据，用于物品的物体检测(object detection)可以也在传感器的相交区域中执行。来自传感器不同视
角的用于同一物品的被矫正数据可被合并，由此通过合并属于同一物品的仅局部相交的物体而避免复杂。
[0003] 但是，如果传感器装置的观察区域或
检测区域没有重叠，从而传感器装置在周围环境区域中的这些无重叠区域中是“盲”的，则是有问题的。现在，如果物体处于传感器装置的可见区域中并且在盲的重叠区域中，可发生的是，物体被不正确地识别或描述为两个分立的物体。如果被错误地描述为分立对象的多个物体之间的区域对于机动车辆来说足够大且因此使机动车辆评价为可通过，则可以是有问题的。
发明内容
[0004] 本发明的目的是，提供一种机动车辆的周围环境中的物体可以被可靠检测用于监视周围环境的解决方案。
[0005] 该目的根据本发明通过具有根据相应独立
权利要求特征的方法、传感器控制单元、驾驶员辅助系统和机动车辆来实现。本发明的有利
实施例是
从属权利要求、
说明书和
附图的主题。
[0006] 根据本发明的用于监视机动车辆的周围环境区域的方法的一个实施例，被机动车辆的至少两个传感器装置检测的周围环境区域中的物体的表面的测量点被接收。特别地，被第一传感器装置检测的第一表面区域的第一测量点被接收，被第二传感器装置检测的与第一表面区域没有重叠的表面区域的第二测量点被接收。基于第一和第二测量点，表面区域相对于彼此的相对位置可被确定，且基于该相对位置，确定表面区域是否被分配给单个物体。如果是这种情况的话，表面区域被组合为物体的总表面区域。
[0007] 根据本发明的用于监视机动车辆的周围环境区域的方法的特定优选实施例，被机动车辆的至少两个传感器装置检测的周围环境区域中的物体的表面的测量点被接收。此外，被第一传感器装置检测的第一表面区域的第一测量点被接收，被第二传感器装置检测的与第一表面区域没有重叠的表面区域的第二测量点被接收。基于第一和第二测量点，表面区域相对于彼此的相对位置被确定，且利用该相对位置，确定表面区域是否被分配给单个物体。如果是这种情况的话，表面区域被组合为物体的总表面区域。
[0008] 通过本方法，机动车辆的周围环境区域中的物体可以被可靠地描述。关于被描述的物体的信息可被提供给机动车辆的驾驶员辅助系统的控制单元，其被设计为通过辅助功能来辅助机动车辆驾驶员驾驶机动车辆。为了提供辅助功能，控制单元可例如被设计为至少半自主地操纵机动车辆和/或提供措施以避免机动车辆与物体的碰撞。这样的避免碰撞措施可例是如将警告
信号发给机动车辆驾驶员和/或发出机动车辆的自动
制动。为了描述在周围环境区域中的物体，例如，至少两个传感器装置的
传感器数据被机动车辆的至少一个传感器控制单元接收，且传感器数据中的测量点被检测或识别。测量点被描述，且由此确定被不同传感器装置检测的测量点是否来自单个物体或多个物体。
[0009] 测量点特别地被记录在传感器装置的至少一个
激光雷达传感器和/或至少一个摄像头和/或至少一个雷达传感器和/或至少一个
超声波传感器的被接收传感器数据中。传感器装置的
视野或检测区域可在交叉或重叠区域中部分地重叠。所述至少两个传感器装置可以是类似的，即，根据相同测量原理操作的传感器装置，或是各种类型的传感器装置，即，根据各种测量原理工作的传感器装置。在包括距离传感器(例如激光雷达传感器、雷达传感器或
超声波传感器)的传感器装置的情况下，测量点对应于被距离传感器发射且被物体表面区域反射的传感器信号中的反射点。位置值——即距离值和取向值(例如与参考轴线的角)——可分配给每个反射点或测量点，从而利用测量点，测量区域的相对位置且因此物体相对于机动车辆的位置可被检测。
[0010] 第一和第二测量点位于至少两个传感器装置的检测区域的不重叠区域中。第一测量点由此在第一传感器装置的第一检测区域中，第二测量点在第二传感器装置的第二检测区域中。无重叠区域可例如由于传感器装置的检测区域大体不重叠或传感器装置的检测区域不在测量点或表面区域所处的距离范围中而导致。但是，为了能够评价测量点以及由此表面区域是否属于同一物体，表面区域的相对位置基于第一和第二测量点被记录。相对位置则可用于评价表面区域是否属于同一物体且可因此组合为总表面区域，或表面区域是否适于两个单独的物体且因此不可组合。
[0011] 该方法一方面得到位于至少部分的无重叠检测区域中的表面区域被不正确地分配给两个分立物体的优势。以此方式，可防止两个分立是物体之间的区域——实际上被该单独物体的另一表面区域占据——被不正确地评价为可用于机动车辆的区域。另一方面，当存储物体信息时，通过组合或合并属于相同物体的表面区域，数据量可减小，从而产生优势。
[0012] 优选地，两个直接相邻的第一和第二测量点的距离作为表面区域相对于彼此的相对位置被确定，且基于该距离，确定表面区域是否被分配给单个物体。两个直接相邻的第一和第二测量点的距离被确定用于描述测量点和由此描述表面区域。每个检测区域具有内边界和外边界，其中，检测区域的内边界邻近彼此。直接相邻的测量点是具有至各检测区域的内边界的最小距离的那些第一和第二测量点。直接相邻的第一和第二测量点被检测为具有距彼此最小距离的两个测量点。这些直接相邻的测量点之间的区域现在可以或者是两个分立物体之间的无物体区域或连接两个表面区域的同一物体的第三表面区域。基于两个直接相邻的测量点之间的距离，这些测量点之间的区域可被描述。由此，可特别容易地评价，基于测量点检测的表面区域是否要被分配给在机动车辆的周围环境区域中的同一物体或分立物体。
[0013] 可提出，第一轮廓线基于第一测量点被确定，第二轮廓线基于第二测量点被确定，取决于两个相邻的第一和第二测量点之间的距离，第一轮廓线和第二轮廓线连接至表示总表面区域的总轮廓线，所述第一和第二测量点对应于轮廓线的相互面对的端部点。相应轮廓线表示表面区域相对于机动车辆的侧写(profile)。例如，两个轮廓线可通过基于相应测量点的平衡计算而被确定。轮廓线的相面对的端部点对应于在相应检测区域中的相邻第一和第二测量点。如果利用轮廓端部点之间的距离已经确定表面区域要与同一物体相关联，端部点可连结在一起得到总轮廓线。该总轮廓线则表示单个物体的总表面区域。基于总轮廓线，总表面区域的位置且由此物体相对于机动车辆的位置则可特别容易地确定。如果已经显示出，基于轮廓线的端部点的距离，表面区域将不分配给同一物体，则未连接的轮廓线可用于确定表面区域的位置以及因此分立物体相对于机动车辆的位置。
[0014] 在本发明的一个实施例中，如果距离落到预订临界值以下，第一和第二表面区域被分配给同一物体且组合为总表面区域。该临界值可例如具有至少与机动车辆的宽度相对应的值。如果距离小于临界值，即，小于机动车辆的宽度，则表面区域被组合为总表面区域。得到的总表面区域由此评价为物体的表面区域，其对于机动车辆是障碍物。否则，表面区域被映射到两个单独的物体。从两个直接相邻的第一和第二测量点之间的距离或两个轮廓线的端部点之间的距离与临界值的比较，优势在于，表面区域要分配给多少物体的评价可以特别简单和快速的方式执行。另一方面，在表面区域实际上分配给两个物体且因此被错误地组合的情况下，没有劣势，因为两个表面区域之间的区域在任何情况下机动车辆不可通过。
[0015] 替换地或附加地，如果在传感器装置的至少两个测量中的距离的值差异不多于预订极值，第一和第二表面区域被分配给单个物体且组合为总表面区域。根据该实施例，进行多个测量，距离值在多个测量中被确定。如果距离值差异不多于预订极值，可假定表面区域分配给单个物体。特别地，极值应选择为使得，如果差异小于该极值，可假定两个测量之间的距离大体恒定。该实施例基于这样的认识：传感器装置的视角由于机动车辆的移动而在两个测量之间变化。如果表面区域是分立物体的表面区域，则距离值在测量期间变化。如果表面区域是单个物体的表面区域，测量之间的距离值基本不改变。通过在至少两个测量中重复地确定距离值，可以以特别可靠的方式检查表面区域是否是不同物体的表面区域。
[0016] 特别优选地，表面区域的分配通过机动车辆的至少一个分散传感器控制单元执行，且基于该分配确定的至少一个物体信息项通过所述至少一个分散传感器控制单元传递至机动车辆的中央控制单元。例如，可提出，传感器装置与传感器控制单元通信，传感器控制单元通信可识别传感器装置的传感器数据中的测量点且可将测量点分配给物体的表面区域。另外，表面区域的相对位置可通过所述至少一个分散传感器控制单元确定，且可由此评价表面区域要被分配给多少物体。传感器控制单元可因此确定多少物体处于机动车辆的周围环境区域中。基于此，表面区域可组合或不组合为总表面区域。
[0017] 关于表面区域或总表面区域的信息——例如表面区域或总表面区域的空间位置——可通过分散传感器控制单元确定为物体信息，并传递至机动车辆的中央控制单元。为此目的，至少一个传感器控制单元和中央控制单元可无线和/或有线地通信，例如经由总线。例如，中央控制单元可被设计为基于物体信息来执行辅助功能。这样的辅助功能可例如是机动车辆在周围环境区域中的避免碰撞措施和/或至少半自主操纵的设置。为了防止过量的数据被以测量点的形式传递至中央控制单元，而该中央控制单元之后不得不广泛地评价这些数据，测量点由分散传感器控制单元描述且被减少到提供至中央控制单元的物体信息。
[0018] 在开发本发明时，机动车辆在周围环境区域中的至少一个不可通过的区域基于表面区域被确定。周围环境区域因此被分为对于机动车辆可通过和不可通过的子区域。该细分可通过中央控制单元基于由分散传感器控制单元确定的物体信息而被执行。排除区以及可用于机动车辆的区域或范围可存储在描绘周围环境区域的环境地图中。基于环境题图，机动车辆可通过中央控制单元在周围环境区域中被自主或全自动地且无碰撞地操纵。
[0019] 在有利实施例中，在传感器装置的检测区域的重叠区域中的第三表面区域的第三测量点另外被接收的情况下，用于传感器装置的置信值基于第三轮廓点被确定。根据该实施例，传感器装置的检测区域在一个或多个物体的表面区域所处的距离处重叠。在重叠区域中，第三测量点可被
定位，这些第三测量点通过第一和/或至少第二传感器装置检测。基于第三测量点，可检查表面区域是否已经正确地分配给单个物体或分立物体。同时，传感器装置的可靠性可也在记录测量点时被评价。传感器装置的测量可因此被检查用于合理性(plausibility)。为此目的，用于传感器装置的置信值被确定。置信值描述或量化可放在传感器装置的测量正确性中的信息度。换句话说，置信值是在传感器装置的测量准确度中的可信度的量度。
[0020] 特别地，在第三测量点通过所述至少两个传感器装置检测的情况下，第一置信值分配给传感器装置，且在第三测量点仅通过其中一个传感器装置检测的情况下，另一传感器装置被分配比第一置信值低的第二置信值。如果基于至少两个传感器装置的测量点被记录的表面区域基于表面区域的相对位置被组合，则第三测量点将不得不位于来自两个传感器装置的检测区域的重叠区域的传感器数据中。如果是这种情况，第一置信值可分配给两个传感器装置，这表示两个传感器装置可靠地测量。换句话说，两个传感器装置的测量的准确度可被信赖。如果仅一个传感器装置的第三测量点位于来自重叠区域的传感器数据中，第二置信值分配给没有检测重叠区域内的第三测量点的传感器装置。这意味着该传感器装置的测量应给予较少可信度。例如，传感器装置可以是有
缺陷的或脏的，且可能应被检查。在该情况下，例如，信息信号可被发给机动车辆的驾驶员。
[0021] 可提出，取决于传感器装置的置信值，传感器装置的测量点的权重因子被确定，用于检测物体时测量点的加权。所述至少两个传感器装置的置信值由此通过相应传感器装置的测量点的权重转移到被传感器装置检测的测量点，以及基于测量点而记录的表面区域。另外，例如，取决于感测传感器装置，每个表面区域或物体可被分配置信值，其可还进入环境地图。例如，物体的置信值表示被相应传感器装置检测的物体实际存在的几率。作为确定置信值或权重因子的结果，该过程特别可靠。
[0022] 本发明还涉及一种用于机动车辆的驾驶员辅助系统的传感器控制单元，其被设计为执行根据本发明或其有利实施例的方法。传感器控制单元特别地是机动车辆中的分散控制单元，其被设计为接收至少两个传感器装置的传感器数据，以识别传感器数据中的测量点，以基于测量点确定表面区域相对于彼此的相对位置，并基于相对位置将表面区域分配给一个或多个物体。一个或多个物体的分配和位置信息可通过传感器控制单元确定。
[0023] 本发明还涉及一种用于机动车辆的驾驶员辅助系统，其具有至少两个传感器装置用于检测在机动车辆周围环境区域中的物体的表面区域的测量点，且具有至少一个根据本发明的传感器控制单元。驾驶员辅助系统可还具有中央控制单元，其可与至少一个传感器控制单元通信。例如，传感器控制单元可将物体信息传递至中央控制单元，基于此，传感器控制单元可执行驾驶员辅助系统的辅助功能。
[0024] 根据本发明的机动车辆包括根据本发明的驾驶员辅助系统。机动车辆特别地具体实施为客车。
[0025] 关于根据本发明的方法呈现的优选实施例和它们的优势相应地应用于根据本发明的传感器控制单元、根据本发明的驾驶员辅助系统以及根据本发明的车辆。
[0026] 本发明的进一步特征由权利要求、附图和附图的说明体现。在说明书中上述提到的特征和特征组合以及以下在附图描述中提到的和/或仅在附图中示出的特征和特征组合可以不仅用在各具体指出的组合中，也可以用在其他组合中或单独使用，而不偏离本发明。因此，在图中没有明确显示和解释但从所述实施例的特征的不同组合显现和能够从其产生的实施例和特征组合也应视为本发明所包含和披露的版本。还有必要认为披露的设计和特征组合因此没有显示原始
独立权利要求的所有特征。另外，超出或偏离参照权利要求来阐述的特征的组合的实施例和特征组合(特别是那些如上所述的)必须视为被披露的。
附图说明
[0027] 现将基于优选实施例以及参考附图更详细地解释本发明。
[0028] 在附图中：
[0029] 图1示出根据本发明的机动车辆的实施例的示意图；
[0030] 图2示出两个传感器装置和物体的示意图，该物体仅部分地位于传感器装置的检测区域中；
[0031] 图3示出根据图2的两个传感器装置在检测仅部分地位于传感器装置的检测区域中的物体时的示意图；
[0032] 图4示出两个传感器装置和物体的示意图，该物体完全位于传感器装置的检测区域中；
[0033] 图5示出根据图4的两个传感器装置在检测完全位于传感器装置的检测区域中的物体时的示意图；
[0034] 在图中，为相同或功能上等同的元件提供有相同的附图标记。
具体实施方式
[0035] 图1示出根据本发明的实施例的机动车辆1。在该情况下，机动车辆1被设计为客用车辆。机动车辆1具有驾驶员辅助系统2，其被设计为在驾驶机动车辆1时辅助机动车辆1的驾驶员。例如，驾驶员辅助系统2可自主地或完全自动地操纵机动车辆1。为此目的，机动车辆1的中央控制单元3可例如负责机动车辆1的纵向引导和侧向引导，由此使机动车辆1自动地转向、
加速和制动。驾驶员辅助系统2具有至少两个传感器装置4、5，传感器装置4、5被设计为监视机动车辆1的周围环境区域6。利用传感器装置4、5，物体7可在周围环境区域6中被检测。传感器装置4、5——在此布置在机动车辆1的前部区域8中——可以是类似或不同的传感器装置。传感器装置4、5特别地具体实施为相同类型、激光雷达传感器，例如激光扫描仪。另外，驾驶员辅助系统2具有分散传感器控制单元9，传感器装置4、5的传感器数据被提供至分散传感器控制单元9用于评价。分散传感器控制单元9可与中央控制单元3通信，且可例如发送环境信息至中央控制单元3，该环境信息已经利用传感器装置4、5的传感器数据被记录。
[0036] 图2和图3示意性地示出传感器装置4、5，分散传感器控制单元9和物体7。另外，传感器装置4、5的检测区域10、11被示出。在该情况下，第一传感器装置4具有第一检测区域10，第二传感器装置5具有第二检测区域11。检测区域10、11在物体7的相对于传感器装置4、
5的总表面区域12的距离处没有重叠，其中，物体7的总表面区域12在此通过物体7的面向传感器装置4、5的前侧形成。换句话说，检测区域10、11在物体7的总表面区域12距传感器装置
4、5的距离处没有重叠区域。作为结果，物体7的总表面区域12的第一表面区域13位于第一传感器装置4的第一检测区域10中，物体7的总表面区域12的第二表面区域14位于第二传感器装置5的第二检测区域11中，物体7的总表面区域12的第三表面区域15位于两个传感器装置4、5的检测区域10、11之外。但是，所有表面区域13、14、15属于物体7且形成总表面区域
12。第一传感器装置4的第一传感器数据由此仅在第一表面区域13中具有第一测量点，第二传感器装置5的第二传感器数据仅在第二表面区域14中具有第二测量点。表面区域13、14可基于传感器装置4、5的第一和第二测量点被检测。例如，表示表面区域13、14的轮廓线可利用第一和第二测量点被确定。
[0037] 图3示出表面区域13、14可识别为两个分立的物体16、17，因为从第三表面区域所处的检测区域10、11的内边界19、20之间的区域18没有获得传感器装置4、5的传感器数据。为了防止第三表面区域15被忽略，且防止区域18被不正确地评价为可用于机动车辆1的区域或通道，表面区域13、14相对于彼此的相对位置被确定。特别地，直接相邻于彼此的第一和第二测量点的距离21在传感器装置4、5的传感器数据中被确定。相互邻近的第一和第二测量点特别地是位于第一检测区域10的内边界19上的第一测量点和位于第二检测区域11的内边界20上的第二测量点。
[0038] 如果该距离21落到预订临界值以下和/或如果距离21的值在至少两个测量上保持大体恒定，可假定，表面区域13、14是总表面区域12的子区域。被确定为分立的物体16、17由此是物体7的子物体区域。由此，表面区域13、14组合为总表面区域12。为此目的，例如表示表面区域13、14的轮廓线可连接至总轮廓线22。第三表面区域15由此是人工生成的。基于两个传感器装置4、5的传感器数据，例如利用轮廓线22，位置可也被确定，即，总表面区域12的距离和取向，且由此物体7相对于机动车辆1的位置。总表面区域12及其位置可例如通过传感器控制单元9确定，传感器控制单元9可将总表面区域12的位置作为物体信息传递至中央控制单元3。利用总表面区域12，中央控制单元3可确定不能被机动车辆1穿过的排除区。排除区在总表面区域12的总长度上延伸。该排除区可例如进入描述周围环境区域6的环境地图，基于该环境地图，中央控制单元3可例如操纵机动车辆1。
[0039] 图4和图5示出传感器装置4、5的检测区域10、11在物体7的距离处重叠，由此形成重叠区域23。由此，物体7的第三表面区域15处于重叠区域23，且由此处于两个传感器装置4、5的检测区域10、11。对应于第三表面区域15的第三测量点可位于两个传感器装置4、5的传感器数据中。图5示出基于第一和第二传感器装置4、5的传感器数据被检测到的分立的物体16、17在物体区域24中重叠，从而总表面区域12可通过组合表面区域13、14、15而被确定。
第三表面区域15在此不是必须被人工生成，但可被直接检测。基于总表面区域12，总轮廓线
22则可被确定。
[0040] 另外，第三测量点可用于在测量期间评价传感器装置4、5的可靠性。如果传感器装置4、5中的一个(例如第一传感器装置4)在重叠区域23中没有检测任何第三测量点，而第二传感器装置5在重叠区域23中检测第三测量点，第一传感器装置4的测量可被给出比第二传感器装置5的测量点低的可信度。可信度可被给定一值，例如通过分配给传感器装置4、5的测量点的置信值给定。第二传感器装置5的测量点被给出高可信度，第一传感器装置4的测量点被给出较低可信度。该可信度可通过将比第一传感器装置4更高的置信值分配给第二传感器装置5而被衡量或定量。传感器装置4、5的置信值可也被给予通过传感器装置4、5检测的物体7，从而被相应传感器装置4、5检测的物体7处于周围环境区域6中的位置的几率通过物体7的置信值表达。
