用于在物体的周围环境中探测界限的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于在物体的周围环境中探测界限的方法和装置。提供在一周围环境中的界限探测。为此目的，使用占据栅格的信息，其中，占据栅格提供有关周围环境中的占据概率的信息。如果已探测出占据栅格中的未占据栅格单元和占据栅格单元之间的起始过渡点，则分析围绕起始过渡点的关注区域窗口，以便识别其他过渡点。经识别的过渡点组合成一个或多个多边形链。在关注区域内已进行界限分析后，则可分析相继的关注区域。为此目的，基于当前关注区域窗口的过渡点和/或界限信息确定相继的关注区域。

Methods and devices for detecting boundaries in the surrounding environment of an object

【技术实现步骤摘要】
用于在物体的周围环境中探测界限的方法和装置
本专利技术涉及一种用于在一物体/对象的周围环境中探测界限的方法和装置。本专利技术还涉及一种先进驾驶员辅助系统，一种自动驾驶车辆和一种工业机器人系统。
技术介绍
尽管原则上适用于应用未占据空间探测的任何系统，但本专利技术及其基本问题将在下文中结合先进驾驶员辅助系统进行描述。诸如汽车或卡车等现代化车辆通常包括在执行驾驶操纵时可为车辆驾驶员提供支持的驾驶员辅助系统。为了执行自动驾驶操纵，必须对车辆周围环境中的未占据空间加以探测。驾驶操纵例如可以是用于将车辆导航到空停车场中、让车辆行驶在规定的车道上或超车机动操纵等车辆操纵。对所有这些操纵，务必快速、可靠地确定车辆周围的未占据空间。然而，确定车辆周围环境中的未占据空间，尤其是识别未占据空间和被占据空间之间的界限需要很大的计算工作量并容易出错。因此，需要一种有效、可靠地确定车辆周围环境中未占据空间和被占据空间之间界限的方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种具有权利要求1所述特征的、用于探测一物体的周围环境中的界限的方法，以及一种具有权利要求10所述特征的、用于探测一物体的周围环境中的界限的装置。因此，它提供了：一种用于在一物体的周围环境中探测界限的方法。该方法包括提供占据栅格的步骤。该占据栅格包括多个栅格单元。每个栅格单元包括在所述物体的周围环境中的占据概率。该方法还包括以下步骤：基于占据栅格中的栅格单元的值探测占据栅格中的起始过渡点，以及在所识别的起始过渡点周围的占据栅格中分配关注区域窗口。此外，该方法还包括以下步骤：基于关注区域窗口中的栅格单元的值探测占据栅格中的其他过渡点，并将所探测到的起始过渡点和所探测到的其他过渡点组合成多个多边形链，用于指定占据栅格中的界限。此外，它提供了：一种用于在一物体的周围环境中探测界限的装置。该装置包括占据探测器、界限探测器和界限处理器。占据探测器配置用于提供包括多个栅格单元的占据栅格。每个栅格单元包括物体周围环境中的占据概率的值。界限探测器配置用于，基于占据栅格中的栅格单元的值探测占据栅格中的起始过渡点，在所识别的起始过渡点周围的占据栅格中分配关注区域窗口，并基于关注区域窗口中的栅格单元的值探测占据栅格中的其他过渡点。界限处理器配置用于，将所探测到的起始过渡点和探测到的其他过渡点组合成多个多边形链，用于指定占据栅格中的界限。如上所述，在车辆周围环境中探测未占据空间，尤其是探测未占据空间和占据空间之间的界限对执行车辆的部分或全自动操纵非常重要。为此目的，本专利技术旨在提供对周围环境中未占据空间和占据空间之间界限的一种有效、可靠的探测。尤其是，本专利技术旨在基于占据栅格，提供对界限的有效、高度可靠的探测。因此，本专利技术通过确定特定的关注区域窗口并分析在这类关注区域窗口中的占据栅格数据提供一种探测未占据空间和占据空间之间的界限的方法。因此，通过将针对界限探测的详细分析限定在特定的关注区域窗口，可改进占据栅格中未占据单元和占据单元之间过渡的探测。尤其是，通过将分析限定在特定的关注区域窗口，不再需要分析整个占据栅格的数据，而只需分析已识别的关注区域窗口中的数据。从而，可加速探测界定占据栅格中未占据和占据单元之间的过渡的界限，并降低计算工作量。此外，通过连续分析多个关注区域窗口，此前已分析的关注区域窗口的信息可用于验证和证明相继的关注区域窗口中的所探测的界限。因此，对已探测的、界定占据栅格中未占据和占据栅格单元之间过渡的界限，此方法可提高该界限的可靠性。占据栅格中的栅格单元可包括描述周围环境中一相应位置上的占据程度的概率的值。例如，栅格单元中的较高值可表示周围环境中相应位置处占据的概率较低，而栅格单元中的较低值可表示周围环境中相应位置处占据的概率较高。但是，作为替代选择或附加情况，占据栅格中的栅格单元也可包括描述周围环境中未占据位置的概率的值。在一个实例中，栅格单元中未占据位置的概率和占据概率的和可为1。但是，也可考虑占据和/或未占据位置的不确定性。在此情况下，概率的和可能不等于1，尤其是小于1。此外，还有可能无法获取栅格单元的占据程度的信息。在此情况下，可将各栅格单元的值设为特定值，或各栅格单元可包括一特定标志，用于说明相应栅格单元无可靠值。根据关注区域窗口中的过渡，可在每个关注区域窗口中确定一个或多个多边形链。尤其是，虽然在某些情况下过渡点可组合成一个多边形链，但本专利技术不限于在各关注区域窗口中仅一个多边形链。此外，还可在关注区域窗口中确定多于一个多边形链，即并非关注区域窗口中的所有过渡点均组合成唯一一个多边形链。在一可能的实施方式中，占据栅格包括栅格单元的二维表达，指定对应于物体周围环境中的一关联位置的占据概率。例如，可确定占据栅格中每个栅格单元的占据概率，并将对应于此概率的值分配至相应的栅格单元。根据此概率，可确定物体是否可能位于与相应栅格单元相对应的位置。因此，通过比较这些值，尤其是分配至各栅格单元的概率值，可识别占据栅格中未占据空间与由物体占据的空间之间可能出现过渡的位置。但应明确的是，也可采用任何其他类型的占据栅格指定周围环境中的占据程度。在一可能的实施方式中，可基于登普斯特-谢弗(Dempster-Shafer)证据理论计算占据栅格。登普斯特-谢弗证据理论是一种非常适用于确定物体周围环境中占据情况的方法。但应明确的是，也可采用任何其他确定和界定物体周围环境中占据情况的方法。在一可能的实施方式中，在正交于物体运动方向的方向上探测第一起始过渡点。尤其是，若要探测物体左侧的界限，则第一起始点可以指向与物体运动方向正交的左侧方向。与此相应，若要探测物体右侧的界限，则另一初始过渡点可指向物体运动方向的右侧方向。例如，为了识别预先确定的过渡，可分析占据栅格中位于与物体运动方向正交的线上的值。例如，可以在占据栅格中的值超过预定阈值或该值增加大约预定比率的位置确定起始点。但应明确的是，任何其他确定占据栅格中未占据栅格单元和占据栅格单元之间的过渡的方案也是可能的。在一可能的实施方式中，可基于物体与关注区域窗口的中心之间的距离调整匹配关注区域窗口的尺寸。尤其是，如果关注区域窗口的一个维度几乎与物体的运动方向正交，则可根据关注区域窗口的中心点与物体之间的距离调整该维度的尺寸。此外，几乎与物体运动方向平行的维度可保持不变，或者也可根据关注区域窗口的中心与物体之间的距离对其进行调整。此外，还可对关注区域窗口采用固定的、预先确定的尺寸。但应明确的是，也可采用任何其他可能的方法来选择关注区域窗口的尺寸或至少一个维度。在一可能的实施方式中，可基于当前关注区域窗口中的其他过渡点确定另一个关注区域窗口的中心点。此外，还可考虑关注区域窗口中的多边形链的两个最远过渡点之间的方向。尤其是，可考虑关注区域窗口的中心和该关注区域窗口或多边形链的其他过渡点的加权平均值。在一可能的实施方式中，可基于当前关注区域窗口中的其他过渡点确定另一个关注区域窗口的取向。例如，还可考虑关注区域窗口的多边形链中的两个最远过渡点之间的方向。但应明确的是，也可采用任何其他方法来选择另一关注区域窗口的取向。通过调整匹配关注区域窗口的取向和/或关注区域窗口的中心点，即使占据栅格中未占据栅格单元和占据栅格单元之间的界限不是笔直向前的，也可以调整匹配关注区域窗口。由此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在一物体(V)的周围环境中探测界限的方法，包括下列步骤：提供(S1)包括多个栅格单元的占据栅格(O)，每个栅格单元包括用于在物体(V)的周围环境中的占据概率的值；基于占据栅格(O)中的栅格单元的值探测(S2)占据栅格(O)中的起始过渡点(S)；在围绕所识别的起始过渡点(S)的占据栅格(O)中指定(S3)关注区域窗口(W)；基于关注区域窗口(W)中的栅格单元的值，探测(S4)占据栅格(O)中的其他过渡点(T‑i)；以及将所探测到的起始过渡点(S)与其他所探测到的过渡点(T‑i)组合(S5)成用于指定占据栅格(O)中的界限(B)的多个多边形链。

【技术特征摘要】
2018.01.22 EP EP181526851.一种用于在一物体(V)的周围环境中探测界限的方法，包括下列步骤：提供(S1)包括多个栅格单元的占据栅格(O)，每个栅格单元包括用于在物体(V)的周围环境中的占据概率的值；基于占据栅格(O)中的栅格单元的值探测(S2)占据栅格(O)中的起始过渡点(S)；在围绕所识别的起始过渡点(S)的占据栅格(O)中指定(S3)关注区域窗口(W)；基于关注区域窗口(W)中的栅格单元的值，探测(S4)占据栅格(O)中的其他过渡点(T-i)；以及将所探测到的起始过渡点(S)与其他所探测到的过渡点(T-i)组合(S5)成用于指定占据栅格(O)中的界限(B)的多个多边形链。2.根据权利要求1所述的方法，其中，占据栅格(O)包括栅格单元的二维表示，其指定对应于物体的周围环境中的一相关位置的占据概率。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在与物体(V)的移动方向正交的方向上探测第一起始过渡点(S)。4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的方法，其中，基于物体(V)与关注区域窗口(W)的中心之间的距离调整匹配关注区域窗口(W)的大小。5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的方法，其中，基于当前关注区域窗口(W)中的其他过渡点(T-i)确定另一关注区域窗口(W)的中心点。6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的方法，其中，基于当前关注区域窗口(W)中的其他过渡点(T-i)确定另一关注区域窗口(W)的取向。7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，另一关注区域窗口(W)的中心点和/或取向是以当...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·查瓦利，N·翁卡拉帕，G·维舍，
申请(专利权)人：大陆汽车有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE