用于获知车辆的环境中的物体的高度信息的设备和方法技术

本发明专利技术涉及用于获知车辆的环境中的物体的高度信息的设备和方法，该设备具有：输入接口，输入接口用于接收环境传感器的环境传感器数据以及车辆传感器的车辆传感器数据；网格单元，网格单元用于基于环境传感器数据和车辆传感器数据产生车辆的环境的三维网格显示；评估单元，评估单元用于探测在所述三维网格显示中的参考面；和配属单元，配属单元用于基于三维网格显示和参考面计算车辆的环境的二维高度网格显示，其中，二维高度网格显示的网格单格包括物体相对于参考面的高度信息。本发明专利技术进一步涉及对应的系统。

Equipment and method for obtaining height information of objects in vehicle environment

【技术实现步骤摘要】
用于获知车辆的环境中的物体的高度信息的设备和方法
本专利技术涉及用于获知车辆的环境中的物体的高度信息的设备以及对应的方法。此外，本专利技术涉及用于获知物体的高度信息的系统。
技术介绍
现代车辆(汽车、运输车、卡车、摩托车等)包括多个驾驶员辅助系统，所述驾驶员辅助系统为驾驶员提供信息并且部分自动化或全自动化地控制车辆的各个功能。传感器检测车辆的环境以及另外的交通参与者。基于检测到的数据可以产生车辆环境的模型。通过在自动或部分自动行驶的车辆的领域内的进步的发展，驾驶员辅助系统的影响和作用范围越来越大。通过开发越来越精确的传感器，可以检测环境和交通并且完全地或部分地控制车辆的功能而无驾驶员干预。驾驶员辅助系统在此可以特别地有助于提高交通中的安全性以用于改进行驶舒适性。在此，关键的前提条件是检测和识别本车的环境。通过例如雷达传感器、激光雷达传感器、超声波传感器和相机传感器的环境传感器检测具有关于环境的信息的传感器数据。基于所检测的数据以及如可能通过附加地考虑在车辆中可供使用的数据，可以识别并且分类车辆的环境中的物体。基于识别的物体，可以例如将自动或部分自动的车辆的行为与当前的情况匹配。在环境检测中的挑战是估计环境传感器的观察范围内的地面或路面(道路平面)。车辆上的传感器在与本车相关的相对坐标系或相对车辆固定的坐标系(EGO坐标系)中显示数据。在此坐标系中不能获知物体相对于地面或车道的高度，以做出关于在物体上方或下方的可行驶性的决定。在全局坐标系或位置固定的坐标系(世界坐标系)内对于环境的显示和处理要求往往是计算昂贵的变换。但是在许多行驶情况中关于在物体上方或下方的可行驶性的决定是关键的，并且必须或多或少地实时进行。
技术实现思路
由此出发，本专利技术要解决的问题是提供用于获知车辆的环境中的静态和动态的物体的高度信息的措施。特别地，应可靠地并且能高效计算地实现物体高度的获知和自由高度的获知，即障碍物(例如桥梁等)下方的自由区域的高度的获知。为解决此任务，本专利技术涉及用于获知车辆的环境中的物体的高度信息的设备，所述设备具有：输入接口，所述输入接口用于接收环境传感器的环境传感器数据以及车辆传感器的车辆传感器数据，环境传感器数据具有关于车辆的环境中的物体的信息，车辆传感器数据具有关于车辆相对于环境的运动的信息；网格单元，所述网格单元用于基于环境传感器数据和车辆传感器数据产生车辆的环境的三维网格显示；评估单元，所述评估单元用于探测在三维网格显示中的参考面；和配属单元，所述配属单元用于基于三维网格显示和参考面计算车辆的环境的二维高度网格显示，其中，所述二维高度网格显示的网格单格包括物体相对于参考面的高度信息。此外，本专利技术的方面涉及用于获知车辆的环境中的物体的高度信息的系统，所述系统具有：如前所述的设备；用于探测车辆的环境中的物体的环境传感器；和用于探测车辆相对于其环境的运动的车辆传感器。本专利技术的另一方面涉及对应于设备构造的方法；并且涉及具有计算机代码的计算机程序产品，当所述程序代码在计算机上实施时所述程序代码用于执行方法的步骤；以及涉及存储介质，在所述存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序当在计算机上实施时导致在此所述的方法的实施。本专利技术的优选的构造在从属权利要求中描述。应理解的是前文所述的并且在下文中还将解释的特征不仅能以分别给出的组合来使用，而且也能以另外的组合或单独地来使用，而不偏离本专利技术的范围。特别地，系统和方法以及计算机程序产品可以对应于在从属权利要求中对于设备描述的构造实施。根据本专利技术规定，处理环境传感器的传感器数据和车辆传感器的传感器数据。首先将环境传感器的传感器数据与三维网格显示进行配属。在产生三维网格显示时考虑车辆传感器数据，使得即使车辆在收集数据期间已继续运动，也可以使用和可以正确地配属较长的时间段内的环境传感器数据。基于所产生的三维网格显示确定参考面。参考面在此是地面，特别地是路面(道路平面估计)。从所获知的参考面出发，通过重新考虑三维网格显示得到高度网格显示，在所述高度网格显示中标记车辆的环境中的物体的相对于参考面的高度信息。高度信息可以特别地包括物体高度和/或自由高度。物体高度对应于地面或路面上方的高度。自由高度理解为例如桥梁的自由区域的高度，即在下方可驶过的高度。因此使用存在于车辆的坐标系(EGO坐标系)内的环境传感器的数据，以获知绝对坐标系(世界坐标系)内的高度信息。此高度信息可以在此是用于控制部分自动或自动车辆的基础。特别地可以识别车辆的环境中的物体是否是在上方或在下方可驶过的物体。例如，可以确定：是否取决于道路或路面的走向可以在上方驶过已觉察的障碍物。与目前的措施相比，本专利技术是用于获知参考面和用于导出车辆的环境中的物体的高度信息的替代的措施。可以可靠且精确地识别车辆的静态环境的部分。通过获知二维高度网格保证了高效的可计算性。计算昂贵的三维网格显示可以以较低的频率被更新。能以高效方式计算的二维高度网格显示可以以较高的频率被更新。以此，可以近似实时地进行车辆的环境中的物体的高度信息的精确估计。在优选的设计方案中，评估单元被构造成用于探测路面作为参考面。特别地，可以通过平面来近似路面的走向。平面可以被有效地建模。平面的使用导致在近场区域内的充分精确的预测结果。通过作为平面的简化的建模，可以实现高更新率。在另外的有利的设计方案中，配属单元被构造成用于计算具有两个平面的二维高度网格显示。第一平面的网格单格包括相对于参考面的自由高度。第二平面的网格单格包括相对于参考面的物体高度。高度网格显示包括用于每个网格单格的两个信息。一方面给出物体在参考面上的高度(物体高度)，另一方面特别地在参考面上不存在物体时给出自由高度。实现了车辆的环境中的物体的改进的获知。在另一有利的设计方案中，网格单元被构造成用于基于车辆传感器数据和环境传感器数据来估计车辆的运动。此外，网格单元被构造成用于基于对所估计的运动的补偿将环境传感器数据与三维网格显示的网格单格进行配属。车辆运动可以借助车辆传感器检测。为能够概要地使用在车辆运动期间由车辆上的环境传感器检测的环境传感器数据，在将探测与三维网格显示进行配属时补偿车辆的运动。以此，可以产生具有更高的信息内容的三维网格显示。分析更长的时间区段内的数据。在获知高度信息时的精度得以改进。在另一有利的设计方案中，输入接口被构造成用于接收雷达传感器的雷达数据和/或激光雷达传感器的激光雷达数据。此外，将网格单元构造成用于基于雷达数据和/或激光雷达数据产生三维网格显示。为产生三维网格显示，有利的是使用雷达数据和/或激光雷达数据。通过使用此类数据可以精确地产生车辆的环境的三维网格。可以检测直至数百米的距离的区域内的充分精确的信息。应理解的是也可以将两个或另外的数据源组合。实现了对于环境的精确的描述。以此可以进行对于车辆的环境中的物体的高度的精确的预估。在另一有利的设计方案中，评估单元和/或配属单元的计算频率高于网格单元的计算频率。计算频率就此而言对应于更新率。用于计算三维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于获知车辆(16)的环境中的物体(14)的高度信息的设备(12)，所述设备(12)具有：/n输入接口(20)，所述输入接口(20)用于接收环境传感器(18)的环境传感器数据以及车辆传感器(30、32)的车辆传感器数据，所述环境传感器数据具有关于所述车辆(16)的环境中的物体的信息，所述车辆传感器数据具有关于所述车辆相对于环境的运动的信息；/n网格单元(22)，所述网格单元(22)用于基于所述环境传感器数据和所述车辆传感器数据产生所述车辆的环境的三维网格显示(27)；/n评估单元(24)，所述评估单元(24)用于探测在所述三维网格显示中的参考面(19)；和/n配属单元(26)，所述配属单元(26)用于基于所述三维网格显示和所述参考面计算所述车辆的环境的二维高度网格显示，其中，所述二维高度网格显示的网格单格包括所述物体相对于所述参考面的高度信息。/n

【技术特征摘要】
20181010 DE 102018217268.41.一种用于获知车辆(16)的环境中的物体(14)的高度信息的设备(12)，所述设备(12)具有：
输入接口(20)，所述输入接口(20)用于接收环境传感器(18)的环境传感器数据以及车辆传感器(30、32)的车辆传感器数据，所述环境传感器数据具有关于所述车辆(16)的环境中的物体的信息，所述车辆传感器数据具有关于所述车辆相对于环境的运动的信息；
网格单元(22)，所述网格单元(22)用于基于所述环境传感器数据和所述车辆传感器数据产生所述车辆的环境的三维网格显示(27)；
评估单元(24)，所述评估单元(24)用于探测在所述三维网格显示中的参考面(19)；和
配属单元(26)，所述配属单元(26)用于基于所述三维网格显示和所述参考面计算所述车辆的环境的二维高度网格显示，其中，所述二维高度网格显示的网格单格包括所述物体相对于所述参考面的高度信息。


2.根据权利要求1所述的设备(12)，其中，所述评估单元(24)被构造成用于探测路面作为参考面(19)。


3.根据前述权利要求中任一项所述的设备(12)，其中，
所述配属单元(26)被构造成用于计算具有两个平面的二维高度网格显示；并且
第一平面的网格单格包括相对于所述参考面的自由高度(b2)，并且第二平面的网格单格包括相对于所述参考面的物体高度(b1)。


4.根据前述权利要求中任一项所述的设备(12)，其中，所述网格单元(22)被构造成：
基于所述车辆传感器数据和所述环境传感器数据估计所述车辆(16)的运动；并且
基于对所估计的运动的补偿将所述环境传感器数据与所述三维网格显示(27)的网格单格进行配属。


5.根据前述权利要求中任一项所述的设备(12)，其中，
所述输入接口(20)被构造成用于接收雷达传感器的雷达数据和/或激光雷达传感器的激光雷达数据；并且
所述网格单元(22)被构造成用于基于所述雷达数据和/或所述激光雷达数据产生所述三维网格显示(27)。


6.根据前述权利要求中任一项所述的设备(12)，其中，所述评估单元(24)和/或所述配属单元(26)的计算频率高于所述网格单元(22)的计算频率。


7.根据前述权利要求中任一项所述的设备(12)，其中，
所述网格单元(22)被构造成用于在所述三维网格显示(27)中估计动态的物体的轨迹；并且
所述评估单元(24)被构造成用于基于所估计的轨迹来探测所述参考面(19)。

【专利技术属性】
技术研发人员：詹尼克·梅茨纳，丹尼尔·法富拉，弗洛里安·迈勒，
申请(专利权)人：ZF腓德烈斯哈芬股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE