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DE102016201250A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reichweitenbestimmung eines Sensors für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Reichweitenbestimmung eines Sensors für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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DE102016201250A1
DE102016201250A1 DE102016201250.9A DE102016201250A DE102016201250A1 DE 102016201250 A1 DE102016201250 A1 DE 102016201250A1 DE 102016201250 A DE102016201250 A DE 102016201250A DE 102016201250 A1 DE102016201250 A1 DE 102016201250A1
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DE
Germany
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sensor
range
map
Prior art date
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DE102016201250.9A
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English (en)
Inventor
Thomas Fechner
Markus Wintermantel
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Conti Temic Microelectronic GmbH
Original Assignee
Conti Temic Microelectronic GmbH
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Publication date
Application filed by Conti Temic Microelectronic GmbH filed Critical Conti Temic Microelectronic GmbH
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reichweitenbestimmung eines Sensors für ein Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung (1) umfasst: eine Speichereinrichtung (10), welche dazu ausgebildet ist, eine Landkarte mit mindestens einer Landmarke und einer zur Landmarke zugehörigen Soll-Erfassungsreichweite und/oder einer zur Landmarke zugehörigen Reflektivitätseigenschaft und/oder einer zur Landmarke zugehörigen Strahlstärke als Attribut bereitzustellen; eine Sensoreinrichtung (20), welche dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Landmarke mit einer Ist-Erfassungsreichweite zu erfassen und/oder für die mindestens eine Landmarke eine empfangene Signalstärke zu messen; und eine Rechnereinrichtung (30), welche dazu ausgebildet ist, eine Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung (20) basierend auf der Soll-Erfassungsreichweite und der Ist-Erfassungsreichweite und/oder basierend auf einem Vergleich der für die jeweilige Landmarke gemessenen Signalstärke und einer berechneten Signalstärke, welche aus der in der Landkarte eingetragenen Reflektivitätseigenschaft und/oder der Strahlstärke der jeweiligen Landmarke ableitbar ist, zu bestimmen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme zur Überwachung der Sensorik für ein Kraftfahrzeug.
  • Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Reichweitenbestimmung eines Sensors für ein Kraftfahrzeug, ein Backend und ein Verfahren zur Reichweitenbestimmung eines Sensors für ein Kraftfahrzeug.
  • Technischer Hintergrund
  • Fahrerassistenzsysteme, abgekürzt FAS, auf Englisch „Advanced Driver Assistance System“, abgekürzt ADAS, sind elektronische Zusatzeinrichtungen in Kraftfahrzeugen zur Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen.
  • Hierbei stehen oft Sicherheitsaspekte, aber auch die Steigerung des Fahrkomforts im Vordergrund. Ein weiterer Aspekt ist die Verbesserung der Ökonomie und die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs. Im Fall von ADAS-Anwendungen ist es in unterschiedlichen Fahrsituationen erforderlich, die Erfassungsreichweite eines Sensors zu bestimmen.
  • Dabei kann die aktuell vorherrschende Erfassungsreichweite des Sensors von seiner ursprüngliche, beispielsweise bei Inbetriebnahme vorherrschenden Erfassungsreichweite abweichen.
  • Obwohl der Sensor bezüglich seiner Sensorsignale eine normale Funktion aufweist, kann die Reichweite beispielsweise durch Verschmutzungen oder durch sonstige Einflüsse vermindert sein.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zur Reichweitenbestimmung eines Sensors für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren der Zeichnungen zu entnehmen.
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reichweitenbestimmung eines Sensors für ein Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Speichereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Landkarte mit mindestens einer Landmarke und einer zur Landmarke zugehörigen Soll-Erfassungsreichweite und/oder einer zur Landmarke zugehörigen Reflektivitätseigenschaft und/oder einer zur Landmarke zugehörigen Strahlstärke als Attribut bereitzustellen; eine Sensoreinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Landmarke mit einer Ist-Erfassungsreichweite zu erfassen und/oder für die mindestens eine Landmarke eine empfangene Signalstärke zu messen; und eine Rechnereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung basierend auf der Soll-Erfassungsreichweite und der Ist-Erfassungsreichweite und/oder basierend auf einem Vergleich der für die jeweilige Landmarke gemessenen Signalstärke und der Signalstärke, welche aus der in der Landkarte eingetragenen Reflektivitätseigenschaft und/oder der Strahlstärke der jeweiligen Landmarke ableitbar ist, zu bestimmen.
  • Der Begriff „Soll-Erfassungsreichweite“, wie von der vorliegenden Erfindung verwendet, beschreibt beispielsweise eine von dem Sensor bei optimalen Bedingungen zu erreichende Erfassungsreichweite.
  • Der Begriff „Ist-Erfassungsreichweite“, wie von der vorliegenden Erfindung verwendet, beschreibt beispielsweise eine von dem Sensor derzeit erreichte Erfassungsreichweite.
  • Der Begriff „Erfassungsreichweite“ bzw. „bestimmte Erfassungsreichweite“, wie von der vorliegenden Erfindung verwendet, beschreibt beispielsweise eine von dem Sensor derzeit erreichbare Erfassungsreichweite unter Eliminierung von spezifischen Betriebsbedingungen, wie beispielsweise Sonneneinstrahlung oder Beleuchtungsverhältnisse oder allgemein die derzeitige optische Sichtweite.
  • Der Begriff „Strahlstärke“, wie von der vorliegenden Erfindung verwendet, beschreibt die Strahlungsintensität, auch Strahlungsstärke, oder Lichtflussdichte, und ist der Anteil der gesamten Strahlungsleistung, der von einer Strahlungsquelle – der Landmarke – in einer gegebenen Raumrichtung in ein beliebiges Raumwinkelelement emittiert wird.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt, die Rechnereinrichtung ist dazu ausgebildet, basierend auf einer aktuell vorherrschenden und vom Umfeld beeinflussten Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung eine von Umwelteinflüssen bereinigte, extrapolierte Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung zu bestimmen.
  • Die bereinigte, extrapolierte Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung kann auch als eine auf idealisierte Umgebungsbedingungen interpolierte Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung verstanden werden.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt, die verwendete Karte in Form der Landkarte enthält Information, wie das Umfeld oder die Umgebung des Kraftfahrzeugs, etwa durch die am Ort des Kraftfahrzeugs vorherrschende Infrastruktur gegeben, sich für die jeweilig verwendete Technologie bzw. Sensortechnologie darstellt.
  • Dabei kann ein Vergleich zwischen der erwarteten Darstellung, etwa ein erwarteter Radarquerschnitt, englisch radar cross section, RCS, und der tatsächlich gemessenen Darstellung, etwa ein gemessener Radarquerschnitt, verwendet werden, um auf eine Dämpfung zu schließen.
  • Mit Kenntnis der Dämpfung der normalen Sensorempfindlichkeit – wie beispielsweise bereits bei der Produktion des Sensors ausgemessen – kann man für beliebige Objekte deren maximale Detektionsreichweite bzw. deren maximale Reflektivität oder die Reflektivitätseigenschaften bestimmen.
  • In der Karte ist also beispielsweise neben der Soll-Reichweite auch eine Soll-Reflektivität bzw. eine Soll-Reflektivitätseigenschaft bzw. eine Soll-Strahlstärke für die jeweilige Landmarke dargestellt bzw. abgespeichert.
  • Diese in der Karte vermerkte Reflektivitätseigenschaft bzw. Soll-Reflektivitätseigenschaft kann von der Empfindlichkeit des Sensors unabhängig dargestellt bzw. abgespeichert werden.
  • Die Reflektivitätseigenschaft kann die Reflektivität des Objekts bei Bestrahlung mit Radar beschreiben und quantifiziert die Rückstreuung pro Fläche bei ausgedehnten Reflektoren, wie etwa eine Straße.
  • Ferner kann auch eine Strahlstärke eines Objekts bzw. der Landmarke abgespeichert und bereitgestellt werden, beispielsweise bei aktiven Strahlern.
  • Die bestimmte bzw. von Umwelteinflüssen bereinigte, extrapolierte Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung kann beispielsweise durch die Berücksichtigung des Betriebsparameters – allgemeine Sichtweite, Lichtverhältnisse – von der derzeit erreichte Ist-Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung abweichen.
  • Die derzeit erreichte Ist-Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung beschreibt die derzeit vorherrschende und durch die derzeitig vorherrschenden Betriebsparameter ermöglichte, tatsächlich vorherrschende Ist-Erfassungsreichweite.
  • Mit anderen Worten die tatsächlich vorherrschende Ist-Erfassungsreichweite ist das Ergebnis oder die Summe der internen Dämpfung, etwa fortschreitende Degradation des Sensors, und der externen Dämpfung, beispielsweise einwirkende Umwelteinflüsse.
  • Die bestimmte Erfassungsreichweite kann von dieser Ist-Erfassungsreichweite abweichen, da beispielsweise der Betriebsparameter einen Einfluss ausübt.
  • Beispielsweise kann als Betriebsparameter eine aktuell vorherrschende Wettersituation hinzugerechnet werden, so dass die Ist-Erfassungsreichweite bei einem optischen Sensor nicht über die durch Nebel bedingte maximale Sichtweite reduziert werden kann.
  • Ferner kann von der Vorrichtung eine Ego-Position des Fahrzeuges oder der Vorrichtung verwendet werden, wobei die Ego-Position beispielsweise mittels eines Navigationssystems, beispielsweise mittels eines globalen Navigationssatellitensystems zur Positionsbestimmung, wie beispielsweise das Global Positioning System, abgekürzt GPS, verwendet wird.
  • Die Vorrichtung kann dazu ausgebildet sein, für innerhalb der Sensorreichweite liegende Landmarken, Messungen für das jeweilige Landmarkenobjekt vorzunehmen und die bei erfolgreichen Messungen auftretenden Ist-Erfassungsreichweiten mit in der Karte abgespeicherten Soll-Messwerten bzw. Soll-Erfassungsreichweiten zu verglichen.
  • Der Vergleichsalgorithmus berücksichtigt beispielsweise, falls vorhanden, Kontextinformationen wie beispielsweise die Tageszeit oder das aktuell vorherrschende Wetter in Form eines Betriebsparameters, um sensorspezifisch die aktuelle Reichweite des Sensors zu bestimmen.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt, die Sensor-Karte kann Informationen enthalten, wie sie sich durch die Infrastruktur und die jeweilige eingesetzte Sensortechnologie darstellt.
  • Dabei enthält die Sensor-Karte beispielsweise Informationen, wie Landmarken, die von den jeweiligen Sensoren erfasst werden, das heißt zu jeder Landmarke kann eine Soll-Erfassungsreichweite abgespeichert werden, welche beschreibt, beispielsweise ab welcher Entfernung die Landmarke von einem jeweiligen Sensor erfasst werden kann.
  • Durch einen Vergleich zwischen der abgespeicherten und berechneten Darstellung anhand der jeweiligen Landmarken und der zugehörigen Soll-Erfassungsreichweiten und der tatsächlich gemessenen Darstellung, wie sie von der Sensoreinrichtung tatsächlich erfasst wird, kann auf eine Dämpfung bzw. auf eine Sensorfunktion der Sensoreinrichtung zurückgeschlossen werden.
  • Mit der Bestimmung der vorliegenden Dämpfung bzw. mit der Bestimmung der tatsächlichen Sensorfunktion kann man auch für beliebige Objekte deren maximale Detektionsreichweite bestimmen.
  • Mit anderen Worten, man kann eine Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung bestimmen. Ferner kann bei Annäherung an das Landmarken-Objekt die Sensorreichweite über den gesamten Entfernungsbereich bestimmt werden. Dabei kann auch die Randbebauung, wie etwa Leitplanken oder Straßenschilder, als Referenz verwendet werden.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, eine Degradation eines Sensors zu erfassen und zu überwachen.
  • Nach einem weiteren, zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Backend vorgesehen, wobei das Backend eine Vorrichtung nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung oder nach einer beliebigen Ausführungsform des ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung umfasst, wobei die Speichereinrichtung als eine Backend-Speichereinrichtung ausgebildet ist und das Backend ferner eine Schnittstelleneinrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, mit der fahrzeugseitig ausgebildeten Sensoreinrichtung und/oder der fahrzeugseitig ausgebildeten Rechnereinrichtung zu kommunizieren.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt, das Backend umfasst eine Server-Speichereinrichtung und die Sensoreinrichtung und die Rechnereinrichtung werden weiterhin in einem Kraftfahrzeug verbaut, dabei kann das Backend auch die Daten von mehreren Kraftfahrzeugen auswerten und mit einer Mehrzahl von Kraftfahrzeugen kommunizieren.
  • Nach einem weiteren, dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Reichweitenbestimmung eines Sensors für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst: Bereitstellen von einer Landkarte mit mindestens einer Landmarke und einer zur Landmarke zugehörigen Soll-Erfassungsreichweite und/oder einer zur Landmarke zugehörigen Reflektivitätseigenschaft und/oder einer zur Landmarke zugehörigen Strahlstärke mit Hilfe von einer Speichereinrichtung; Erfassen von der mindestens einen Landmarke mit einer Ist-Erfassungsreichweite mit Hilfe von einer Sensoreinrichtung und/oder Messen einer empfangenen Signalstärke für die mindestens eine erfasste Landmarke; und Bestimmen einer Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung basierend auf der Soll-Erfassungsreichweite und der Ist-Erfassungsreichweite und/oder basierend auf einem Vergleich der für die jeweilige Landmarke gemessenen Signalstärke mit der zur Landmarke zugehörigen bereitgestellten Strahlstärke mittels einer Rechnereinrichtung.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Speichereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Landkarte mit der mindestens einen Landmarke und der zur Landmarke zugehörigen Soll-Erfassungsreichweite und/oder der zugehörigen Reflektivitätseigenschaft und/oder der zugehörigen Strahlstärke in Abhängigkeit eines Typs der Sensoreinrichtung bereitzustellen.
  • Mit anderen Worten ausgedrückt, ein optischer Sensor kann eine abweichende Soll-Erfassungsreichweite aufweisen im Vergleich zu einem Radar-basierten Sensor oder einem Laser-basierten Sensor. Ebenso können Strahlstärke und Reflektivitätseigenschaft an den Frequenzbereich des jeweilig verwendeten Sensors angepasst werden, bzw. Frequenz-abhängig sein.
  • Dies ermöglicht vorteilhaft, unterschiedliche Sensortypen in angepasster Weise zu berücksichtigen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung dazu ausgebildet ist, eine Ego-Position der Vorrichtung zu erfassen und die Rechnereinrichtung dazu ausbildet ist, ferner basierend auf der erfassten Ego-Position die Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung zu bestimmen. Dies ermöglicht vorteilhaft, die Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung in präziser Weise und mit einer erhöhten Genauigkeit zu bestimmen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass wobei die Rechnereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung basierend auf einem Betriebsparameter zu bestimmen und als den Betriebsparameter eine Kontextinformation, wie eine Tageszeit und/oder eine Helligkeit und/oder eine Sichtweite und/oder eine Luftfeuchtigkeit und/oder eine Verkehrsdichte und/oder einen Wetterparameter zu verwenden.
  • Die Niederschlagsintensität als Wetterparameter kann beispielsweise einen Radar-basierten Sensor beeinflussen, das heißt seine bestimmte Erfassungsreichweite kann reduziert sein.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Rechnereinrichtung dazu ausgebildet ist, basierend auf der bestimmten Erfassungsreichweite die in der Sensor-Karte abgespeicherte Soll-Erfassungsreichweite und/oder die Strahlstärke und/oder die Reflektivitätseigenschaft zu ändern. Mit anderen Worten ausgedrückt, die tatsächliche, bestimmte Erfassungsreichweite kann die Soll-Erfassungsreichweite und/oder die Strahlstärke und/oder die Reflektivitätseigenschaft ändern. Dies ermöglicht vorteilhaft, die Sensorfunktion sicher zu überwachen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Rechnereinrichtung dazu ausgebildet ist, die in der Sensor-Karte abgespeicherte Soll-Erfassungsreichweite und/oder die Strahlstärke und/oder die Reflektivitätseigenschaft ferner basierend auf dem Betriebsparameter zu ändern.
  • Dies ermöglicht vorteilhaft, beispielsweise lediglich nur durch Nebel bedingte reduzierte Erfassungsreichweiten bei der Bestimmung der eigentlichen Soll-Erfassungsreichweite nicht zu berücksichtigen, was vorteilhaft ermöglicht, dass Witterungsbedingungen nicht die maximal oder prinzipiell gewünschte Soll-Erfassungsreichweite negativ beeinflussen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Speichereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Landkarte mit der mindestens einen Landmarke und der zur Landmarke zugehörigen Soll-Erfassungsreichweite und/oder die Strahlstärke und/oder die Reflektivitätseigenschaft in Form eines Soll-Erfassungsreichweitenbereiches und/oder eines Strahlstärkenbereiches und/oder eines Reflektivitätseigenschaftenbereiches bereitzustellen. Dies ermöglicht vorteilhaft, einen Wertebereich zur Verfügung zu stellen, so dass ein angepasster Wert errechnet werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Sensoreinrichtung als ein optischer Bildsensor und/oder als ein Radar-basierter Sensor und/oder als ein Laser-basierter Abstandssensor ausgebildet ist.
  • Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren.
  • Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der vorliegenden Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsformen beschriebenen Merkmale der vorliegenden Erfindung.
  • Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vermitteln. Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Konzepten der vorliegenden Erfindung.
  • Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Figuren der Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Figuren der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Es zeigen:
  • 1: eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Reichweitenbestimmung eines Sensors für ein Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2: eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zur Reichweitenbestimmung eines Sensors für ein Kraftfahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 3: eine schematische Darstellung einer Sensor-Karte zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung; und
  • 4: eine schematische Darstellung eines Backends gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Komponenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist.
  • Bei dem Kraftfahrzeug bzw. Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um ein Kraftfahrzeug oder ein Hybridfahrzeug, wie beispielsweise ein Auto, ein Bus oder ein Lastkraftwagen, oder aber auch um ein Schienenfahrzeug, ein Schiff, ein Luftfahrzeug, wie einen Helikopter oder ein Flugzeug, oder beispielsweise um ein Fahrrad.
  • Die 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Reichweitenbestimmung eines Sensors für ein Kraftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst eine Speichereinrichtung 10, eine Sensoreinrichtung 20 und eine Rechnereinrichtung 30.
  • Die Speichereinrichtung 10 ist dazu ausgebildet, eine Landkarte mit mindestens einer Landmarke und
    • i) einer zur Landmarke zugehörigen Soll-Erfassungsreichweite; und/oder
    • ii) einer zur Landmarke zugehörigen Reflektivitätseigenschaft; und/oder
    • iii) einer zur Landmarke zugehörigen Strahlstärke als
  • Attribut bereitzustellen.
  • Die Sensoreinrichtung 20 ist dazu ausgebildet,
    • i) die mindestens eine Landmarke mit einer Ist-Erfassungsreichweite zu erfassen; und/oder
    • ii) für die mindestens eine Landmarke eine empfangene Signalstärke zu messen.
  • Die Rechnereinrichtung 30 ist dazu ausgebildet, eine Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung 20 basierend auf
    • i) der Soll-Erfassungsreichweite und der Ist-Erfassungsreichweite; und/oder basierend auf
    • ii) einem Vergleich der für die jeweilige Landmarke gemessenen Signalstärke und derjenigen berechneten Signalstärke, welche aus der in der Landkarte für die jeweilige Landmarke eingetragenen Reflektivitätseigenschaft und/oder der in der Landkarte für die jeweilige Landmarke eingetragenen Strahlstärke ableitbar ist, zu bestimmen.
  • Die Landkarte kann Landmarken und zu den Landmarken zugehörige Soll-Erfassungsreichweiten in Abhängigkeit eines jeweils verwendeten Sensortyps der Sensoreinrichtung bereitstellen.
  • Beispielsweise wird ein Stoppschild als Landmarke gespeichert und die zugehörige Soll-Erfassungsreichweite für einen optischen Kamera-Sensor beträgt 200 m. Ferner kann für das Stoppschild eine Reflektivitätseigenschaft und/oder eine Strahlstärke abgespeichert werden.
  • Aus einer der Landkarte, die Landmarken in der jeweiligen Sensorsicht enthält, werden zur bekannten Ego-Position des Kraftfahrzeugs – welche beispielsweise mit GPS ermittelt wird, mögliche Messungen ermittelt, wobei bei einer möglichen Messung die Landmarke innerhalb der Soll-Sensorreichweite in Bezug auf die bekannte Ego-Position liegt.
  • Anschließend werden die Landmarkenobjekte durch Messung erfasst und die dabei erzeugten Ist-Erfassungsreichweiten werden mit in der Karte ebenfalls abgespeicherten Soll-Messwerten bzw. Soll-Erfassungsreichweiten verglichen.
  • Bei dem Vergleich kann ferner berücksichtigt werden, falls vorhanden, dass Kontextinformationen wie Tageszeit oder Wetter auf die tatsächliche Ist-Erfassungsreichweite einen Einfluss haben, und dieser Einfluss kann wiederum aus der Ist-Erfassungsreichweite heraus gerechnet werden, um zu einer kontextunabhängigen Erfassungsreichweite zu gelangen, welche auch als die bestimmte Erfassungsreichweite bezeichnet wird.
  • Ferner kann die Landkarte auch durch Kraftfahrzeuge erstellt werden, welche Sensoren für Fahrerassistenzsysteme aufweisen und die mit einem Backend verbunden sind.
  • Dabei kann das von den Fahrzeugen bereitgestellte Erfassungsbild, das heißt die jeweilige Ist-Erfassungsreichweite für eine Landmarke, wie sie durch eine Sensoreinrichtung 20 eines bestimmten Kraftfahrzeugs erreicht wurde, an das Backend übermittelt werden.
  • Das Backend kann dann die Landkarte aktualisieren und entsprechend der übersendeten Ist-Erfassungsreichweite die zur Landmarke zugehörige Soll-Erfassungsreichweite abändern.
  • Dabei kann der jeweils vorherrschende Betriebsparameter beispielsweise durch eine durch Nebel bedingte maximale Sichtweite berücksichtigt werden.
  • Dadurch können vorteilhaft bauliche Veränderungen, wie beispielsweise das Hinzufügen oder Entfernen von Verkehrsschildern, oder natürliche Veränderungen, wie beispielsweise das Verwachsen von Leitplanken oder eine Abdeckung der Straße mit Laub, berücksichtigt werden.
  • Beispielsweise kann die Sensoreinrichtung 20 als eine Kamera ausgebildet sein und die Erkennungsleistung der Kamera, auch als Konfidenzwert bezeichnet, kann bei der Verkehrszeichenerkennung verwendet werden, das heißt ein Verkehrszeichen kann als Landmarke definiert werden.
  • Aus der Karte bzw. aus der Landkarte kann nun bestimmt werden, dass sich ein zu erkennendes Verkehrszeichen als Landmarke in der Reichweite der Sensoreinrichtung 20 bzw. der Kamera befindet.
  • Der Begriff „Konfidenzwert“ oder „Erkennungskonfidenz“, wie von der vorliegenden Erfindung verwendet, beschreibt beispielsweise eine Wahrscheinlichkeit, mit welcher die Sensoreinrichtung 20 die Landmarke erfasst.
  • Je nachdem wie hoch die Erkennungskonfidenz ist, kann bei Annäherung an das Verkehrszeichen auf eine Sensorstörung bzw. auf eine Reichweitendegradation der Sensoreinrichtung 20 zurückgeschlossen werden, beispielsweise für den Fall, dass die tatsächliche Ist-Erfassungsreichweite, das heißt die Reichweite, bei welcher die Sensoreinrichtung tatsächlich dann die Landmarke erfasst hat, deutlich unter der Soll-Erfassungsreichweite liegt.
  • Da sich das sensorspezifische Erscheinungsbild, beispielsweise die Radarreflektivität der Infrastruktur, ändern kann, sollte über mehrere Detektionen und/oder Landmarken gefiltert werden und eine Mittelwertbildung vorgenommen werden.
  • Diese Mittelwertbildung kann dann dazu verwendet werden, die zur Landmarke zugehörige Soll-Erfassungsreichweite zu ändern.
  • Dabei kann eine normale Mittelung der Ist-Erfassungsreichweiten erfolgen, ebenso kann eine Verwendung von Maximal- und/oder Minimalwerten der Ist-Erfassungsreichweiten erfolgen.
  • Diese maximalen und/oder minimalen Ist-Erfassungsreichweiten können beispielsweise die maximale und/oder minimale Erfassungsreichweite bei idealen Wetterbedingungen darstellen, das heißt falls im Fall von optischen Sensoren eine klare Sicht herrscht.
  • Bei Radar-basierten Sensorsystemen sind Reflexionen von Büschen und Gras am Fahrbahnrand beispielsweise von der Jahreszeit abhängig, während starke Reflexionen beispielsweise von Brücken, Verkehrsschildern, größeren Bäumen, Tunnelinfrastruktur weitgehend konstant sind.
  • Ferner kann jedoch eine erhöhte Verkehrsdichte ebenfalls zu einer erhöhten Reflexion von Radarwellen führen.
  • Bei Radar kann ferner auch die Reflektivität der Straßenoberfläche als ein mögliches Maß der Sensor-Karte verwendet werden, da die Straßenreflektivität davon abhängt, wie stark der Belag abgefahren ist und wie der aktuelle Straßenzustand, beispielsweise trocken oder nass oder eisbedeckt oder Schneematsch, ist, sollte dann aber eine über das Backend permanent aktualisierte Information zur Verfügung stehen.
  • Als Reflektivität oder Reflexionsgrad ist beispielsweise das Verhältnis zwischen reflektierter und einfallender Intensität der Radarstrahlung definiert.
  • Die 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zur Reichweitenbestimmung eines Sensors für ein Kraftfahrzeug.
  • Das in der 2 dargestellte Verfahren umfasst beispielsweise folgende Verfahrensschritte:
    Als ein erster Verfahrensschritt erfolgt beispielsweise ein Bereitstellen S1 von einer Landkarte mit mindestens einer Landmarke und einer zur Landmarke zugehörigen Soll-Erfassungsreichweite und/oder einer zur Landmarke zugehörigen Reflektivitätseigenschaft und/oder einer zur Landmarke zugehörigen Strahlstärke mit Hilfe von einer Speichereinrichtung 10.
  • Als ein zweiter Schritt erfolgt beispielsweise ein Erfassen S2 von der mindestens einen Landmarke mit einer Ist-Erfassungsreichweite mit Hilfe von einer Sensoreinrichtung 20 und/oder Messen einer empfangenen Signalstärke für die mindestens eine Landmarke mithilfe von einer Sensoreinrichtung 20.
  • Als ein dritter Schritt des Verfahrens erfolgt beispielsweise ein Bestimmen S3 einer Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung 20 basierend auf der Soll-Erfassungsreichweite und der Ist-Erfassungsreichweite und/oder basierend auf einem Vergleich der für die jeweilige Landmarke gemessenen Signalstärke und einer empfangenen Signalstärke, welche aus der in der Landkarte eingetragenen Reflektivitätseigenschaft und/oder der Strahlstärke der jeweiligen Landmarke ableitbar ist, mittels einer Rechnereinrichtung 30.
  • Die 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Landkarte zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung.
  • Auf der Landkarte, wie in der 3 dargestellt, sind beispielsweise zwei Landmarken L1, L2 dargestellt, welche beispielsweise Bäume am Straßenrand sind.
  • Ferner ist im Umfeld der Straße S auch ein Verkehrszeichen dargestellt. Das Verkehrszeichen kann beispielsweise als eine Landmarke L3 verwendet werden.
  • Dabei kann ferner auf der Sensor-Landkarte bzw. der Landkarte abgespeichert werden, dass für die Landmarke L3 beispielsweise eine zugehörige Soll-Erfassungsreichweite von 300 m gegeben ist. Ferner kann ein Soll-Erfassungsreichweitenbereich von 200 m bis 500 m gespeichert werden.
  • Ferner kann eine Reflektivitätseigenschaft in Form eines Reflektivitätseigenschaftenbereiches abgespeichert werden.
  • Ferner kann eine Strahlstärke, beispielsweise 5 mW/sr, in Watt (W) pro Steradiant (sr), oder ein Strahlstärkenbereich, beispielsweise 5 mW/sr bis 15 mW/sr abgespeichert werden.
  • Dies kann beispielsweise für optische Sensoren definiert werden. Dies bedeutet, dass optische Sensoren die Landmarke L3 in Form des Verkehrsschildes ab einer Entfernung von 300 m erkennen sollten.
  • Die 4 zeigt ein schematisches Abbild eines Backends gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Ein Positionsbestimmungssystems GPS1 ermittelt die aktuelle Position des Kraftfahrzeugs, auch Ego-Position genannt. Diese Ego-Position kann der Rechnereinrichtung zur Verfügung gestellt werden.
  • Die Rechnereinrichtung 30 kann ferner eine Landkarte SK bzw. eine Sensor-Landkarte auswerten.
  • Ferner ist die Rechnereinrichtung 30 mit einer Sensoreinrichtung 20 und einer Speichereinrichtung 10 gekoppelt.
  • Die Rechnereinrichtung 30 ist beispielsweise dazu ausgelegt, eine Reichweite zu bestimmen, das heißt eine auf idealisierte Bedingungen interpolierte Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung 20.
  • Bei dem in der 4 dargestellten Backend 100 können die Komponenten, wie beispielsweise die Speichereinrichtung 10, die Sensoreinrichtung 20 und die Rechnereinrichtung 30 in beliebiger Kombination sowohl fahrzeugseitig als auch serverseitig verbaut werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die vorliegende Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.
  • Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt.
  • Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.

Claims (10)

  1. Vorrichtung (1) zur Reichweitenbestimmung eines Sensors für ein Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung (1) umfasst: – eine Speichereinrichtung (10), welche dazu ausgebildet ist, eine Landkarte mit mindestens einer Landmarke und einer zur Landmarke zugehörigen Soll-Erfassungsreichweite und/oder einer zur Landmarke zugehörigen Reflektivitätseigenschaft und/oder einer zur Landmarke zugehörigen Strahlstärke als Attribut bereitzustellen; – eine Sensoreinrichtung (20), welche dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Landmarke mit einer Ist-Erfassungsreichweite zu erfassen und/oder für die mindestens eine Landmarke eine empfangene Signalstärke zu messen; und – eine Rechnereinrichtung (30), welche dazu ausgebildet ist, eine Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung (20) basierend auf der Soll-Erfassungsreichweite und der Ist-Erfassungsreichweite und/oder basierend auf einem Vergleich der für die jeweilige Landmarke gemessenen Signalstärke und einer berechneten Signalstärke, welche aus der in der Landkarte eingetragenen Reflektivitätseigenschaft und/oder der Strahlstärke der jeweiligen Landmarke ableitbar ist, zu bestimmen.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Speichereinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, die Landkarte mit der mindestens einen Landmarke und der zur Landmarke zugehörigen Soll-Erfassungsreichweite und/oder der zugehörigen Reflektivitätseigenschaft und/oder der zugehörigen Strahlstärke in Abhängigkeit eines Typs der Sensoreinrichtung (20) bereitzustellen.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 2, wobei die Sensoreinrichtung (20) dazu ausgebildet ist, eine Egoposition der Vorrichtung (1) zu erfassen und die Rechnereinrichtung (30) dazu ausbildet ist, ferner basierend auf der erfassten Egoposition die Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung (20) zu bestimmen.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rechnereinrichtung (30) dazu ausgebildet ist, die Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung (20) basierend auf einem Betriebsparameter zu bestimmen und als den Betriebsparameter eine Kontextinformation, wie eine Tageszeit und/oder eine Helligkeit und/oder eine Sichtweite und/oder eine Luftfeuchtigkeit und/oder eine Verkehrsdichte und/oder einen Wetterparameter zu verwenden.
  5. Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, wobei die Rechnereinrichtung (30) dazu ausgebildet ist, die in der Sensorkarte abgespeicherte Soll-Erfassungsreichweite und/oder die Strahlstärke und/oder die Reflektivitätseigenschaft ferner basierend auf dem Betriebsparameter zu ändern.
  6. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rechnereinrichtung (30) dazu ausgebildet ist, die in der Sensorkarte abgespeicherte Soll-Erfassungsreichweite und/oder die Strahlstärke und/oder die Reflektivitätseigenschaft basierend auf der bestimmten Erfassungsreichweite zu ändern.
  7. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Speichereinrichtung (10) dazu ausgebildet ist, die zur Landmarke zugehörige Soll-Erfassungsreichweite und/oder die Strahlstärke und/oder die Reflektivitätseigenschaft in Form eines Soll-Erfassungsreichweitenbereiches und/oder eines Strahlstärkenbereiches und/oder eines Reflektivitätseigenschaftenbereiches bereitzustellen.
  8. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sensoreinrichtung (20) als ein optischer Bildsensor und/oder als ein Radar-basierter Sensor und/oder als ein Laser-basierter Abstandssensor ausgebildet ist.
  9. Backend (100) umfassend eine Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Speichereinrichtung (10) als eine Backend-Speichereinrichtung ausgebildet ist und das Backend ferner eine Schnittstelleneinrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, mit der fahrzeugseitig ausgebildeten Sensoreinrichtung (20) und/oder der fahrzeugseitig ausgebildeten Rechnereinrichtung (30) zu kommunizieren.
  10. Verfahren zur Reichweitenbestimmung eines Sensors für ein Kraftfahrzeug, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst: – Bereitstellen (S1) von einer Landkarte mit mindestens einer Landmarke und einer zur Landmarke zugehörigen Soll-Erfassungsreichweite und/oder einer zur Landmarke zugehörigen Reflektivitätseigenschaft und/oder einer zur Landmarke zugehörigen Strahlstärke mit Hilfe von einer Speichereinrichtung (10); – Erfassen (S2) von der mindestens einen Landmarke mit einer Ist-Erfassungsreichweite mit Hilfe von einer Sensoreinrichtung (20) und/oder Messen einer empfangenen Signalstärke für die mindestens eine Landmarke; und – Bestimmen (S3) einer Erfassungsreichweite der Sensoreinrichtung (20) basierend auf der Soll-Erfassungsreichweite und der Ist-Erfassungsreichweite und/oder basierend auf einem Vergleich der für die jeweilige Landmarke gemessenen Signalstärke und einer berechneten Signalstärke, welche aus der in der Landkarte eingetragenen Reflektivitätseigenschaft und/oder der Strahlstärke der jeweiligen Landmarke ableitbar ist, mittels einer Rechnereinrichtung (30).
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