调节设备和激光雷达测量设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于调节车辆(14)上的焦平面阵列布置中的激光雷达测量设备(10)的视野(30)的调节设备(20)，其具有：俯仰角估计单元(22)，用于确定车辆的俯仰角(N)；区域单元(24)，用于基于俯仰角确定相对于车辆对准的期望的物体检测区域(32)；选择单元(26)，用于基于期望的物体检测区域，确定对激光雷达测量设备的激光雷达发射单元(18)的发射元件(34)和/或激光雷达测量设备的激光雷达接收单元(16)的传感器元件的行(Z1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】调节设备和激光雷达测量设备


[0001]本专利技术涉及一种用于调节车辆上焦平面阵列布置中的激光雷达测量设备的视野的调节设备。本专利技术还涉及一种用于检测车辆环境中物体的焦平面阵列布置中的激光雷达测量设备。此外，本专利技术涉及一种用于调节激光雷达测量设备的视野的方法。

技术介绍

[0002]现代车辆(汽车、运输工具、卡车、摩托车、无人驾驶运输系统等)包括多个系统，这些系统向驾驶员或操作员提供信息和/或部分或完全自动地控制车辆的各种功能。传感器采集车辆的环境以及其他可能的道路使用者。基于所采集的数据，然后可以生成车辆环境的模型，并且可以对该车辆环境中的变化做出反应。自主和部分自主驾驶车辆领域的持续发展正在使得驾驶员辅助系统(高级驾驶员辅助系统，ADAS)和自主操作运输系统的影响力和作用范围不断扩大。越来越精确的传感器的发展使得在没有驾驶员任何干预的情况下采集环境并完全或部分控制车辆的各种功能成为可能。
[0003]激光雷达(光检测和测距)技术在这里构成了采集环境的一个重要传感器原理。激光雷达传感器基于发射光脉冲和检测反射光。到反射地点的距离可以通过运行时间测量来计算。可以通过评估接收到的反射来检测目标。关于相应传感器的技术实现，在扫描系统和非扫描系统之间进行了区分，扫描系统通常基于微镜工作，在非扫描系统中，若干发射和接收元件彼此并排地静态布置(特别是所谓的焦平面阵列布置)。
[0004]在这方面，WO 2017/081294A1描述了一种用于光学距离测量的方法和设备。其中描述了用于发射测量脉冲的发射矩阵和用于接收测量脉冲的接收矩阵的使用。当发射测量脉冲时，发射矩阵的发射元件的子集被激活。
[0005]当通过激光雷达检测物体时，一个挑战在于在制造过程中和在车辆中安装相应传感器的过程中出现的公差。这会导致传感器视野的次优利用或精度损失。此外，在车辆操作过程中，车辆的对准或位置可能会偏离正常状态，这同样会改变视野的对准。操作中的这种偏离可以是动态的(例如，在制动或转弯时)，也可以是静态的(例如，由货物导致)。为了实现传感器足够的可靠性，经常使用或读出过大的视野，使得即使对准偏离存在的情况下，也能采集相关区域中的所有物体。这导致高成本和/或较差的分辨率。

技术实现思路

[0006]根据上面的内容，本专利技术的目的是提供一种可以更好地检测激光雷达测量设备的视野中的物体的方法。特别是，要实现在相关领域中尽可能高的分辨率。
[0007]为了实现该目的，本专利技术在第一方面涉及一种用于调节车辆上焦平面阵列布置中的激光雷达测量设备的视野的调节设备，其具有：
[0008]俯仰角估计单元，用于确定车辆的俯仰角；
[0009]区域单元，用于基于俯仰角确定相对于车辆对准的期望的物体检测区域；
[0010]选择单元，用于基于期望的物体检测区域来确定对激光雷达测量设备的激光雷达
发射单元的发射元件和/或激光雷达测量设备的激光雷达接收单元的传感器元件的行的选择，所述行平行于车辆水平平面延伸；和
[0011]控制接口，用于激活对激光雷达测量设备的激光雷达发射单元的发射元件和/或激光雷达接收单元的传感器元件的行的选择，以便检测物体检测区域内的物体。
[0012]另一方面，本专利技术涉及一种用于检测车辆环境中的物体的焦平面阵列布置中的激光雷达测量设备，其具有：
[0013]具有用于发射光脉冲的多个发射元件的激光雷达发射单元和具有用于接收光脉冲的多个传感器元件的激光雷达接收单元，其中发射元件和传感器元件被布置成平行于车辆水平平面延伸的行；和
[0014]如上所述的调节设备。
[0015]本专利技术的其他方面涉及一种根据所述调节设备配置的方法和一种具有程序代码的计算机程序产品，当该程序代码在计算机上运行时用于实现该方法的步骤，以及存储计算机程序的存储介质，当该计算机程序在计算机上运行时实现这里描述的方法。
[0016]本专利技术的优选实施例将在从属权利要求中描述。应当理解，在不脱离本专利技术的框架的情况下，上面提到的和下面将要描述的特征不仅可以用在分别指出的组合中，而且可以用在其他组合中或单独使用。特别是，调节设备、激光雷达测量设备以及方法和计算机程序产品可以根据从属权利要求中针对调节设备或激光雷达测量设备描述的实施例来配置。
[0017]在行驶过程中，车辆的俯仰角可能会发生变化，例如，由于货物或驾驶操作(制动、加速等)。在焦平面阵列布置中不可移动地安装传感器的情况下，传感器固定在其相对于车辆的位置。为了能够在俯仰运动的情况下检测相关区域内的物体，为传感器选择的可视范围必须在其垂直扩展方面足够大。作为结果，在车辆俯仰运动的情况下，不相关区域本身被评估为仍然覆盖相关区域。同样可能的是，在生产过程中或在将传感器固定到车辆上时，会出现对准不准确的情况。这些同样必须通过为激光雷达发射单元和激光雷达接收单元选择的视野来补偿，该视野本身已过大。
[0018]本专利技术规定首先确定车辆的俯仰角。基于俯仰角，然后确定期望的物体检测区域。该物体检测区域对应于激光雷达发射单元或激光雷达接收单元的视野的一部分。期望的物体检测区域是视野中要通过激光雷达测量设备检测物体的部分。在这点上，物体检测区域构成了一个预计有物体的区域。从所确定的期望的物体检测区域开始，选择激光雷达测量设备的发射元件行和/或传感器元件行，然后激活它们来检测物体检测区域内的物体。因此，本专利技术不激活和评估激光雷达测量设备完整的可能视野，而是仅激活和评估其一部分。视野中不需要的部分不会被使用。
[0019]这使节省用于发射光脉冲(激光功率)以及用于信息处理的能量成为可能。此外，可以节省扫描不需要的行的过程的时间预算。可以以更高的精度评估分派给物体检测区域的发射元件行或传感器元件行。这使更好地检测深色物体(例如，道路上的障碍物)成为可能。在这方面，本专利技术提高了检测准确度。可以提高自主驾驶车辆的安全性。
[0020]在优选实施例中，调节设备包括用于接收环境传感器的环境传感器数据的环境传感器接口。俯仰角估计单元用于基于环境传感器数据来确定俯仰角。环境传感器数据优选地包括激光雷达测量设备的点云数据，该点云数据包括车辆环境中的物体的信息。例如，相机或雷达传感器的数据可以作为环境传感器数据被接收。优选处理激光雷达测量设备的数
据。俯仰角可以从这些环境传感器数据中确定。这样做的优点是可以相对于车辆的环境精确地确定车辆的俯仰角。精确地确定俯仰角成为可能。使用激光雷达测量设备的数据时，无需访问外部数据。
[0021]在优选实施例中，俯仰角估计单元用于基于环境传感器数据检测水平位置。俯仰角估计单元还用于基于水平位置来确定俯仰角。水平面被检测到。为此，例如，可以检测车辆的道路在规定距离处相遇的平面。同样可以检测到哪个高度(传感器元件的哪个行)不再检测到道路。这就产生了精确的并符合实际情况的俯仰角估计值。
[0022]在另一个优选实施例中，俯仰角估计单元用于基于环境传感器数据检测车辆附近的道路进展。俯仰角估计单元还用于基于道路进展来确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于调节车辆(14)上的焦平面阵列布置中激光雷达测量设备(10)的视野(30)的调节设备(20)，其具有：俯仰角估计单元(22)，用于确定所述车辆的俯仰角(N)；区域单元(24)，用于基于所述俯仰角确定相对于所述车辆对准的期望的物体检测区域(32)；选择单元(26)，用于基于所述期望的物体检测区域，确定对所述激光雷达测量设备的激光雷达发射单元(18)的发射元件(34)和/或所述激光雷达测量设备的激光雷达接收单元(16)的传感器元件的行(Z1
‑
Z6)的选择，所述行(Z1
‑
Z6)平行于所述车辆的水平平面延伸；和控制接口(28)，用于激活对所述激光雷达测量设备的所述激光雷达发射单元的发射元件和/或所述激光雷达接收单元的传感器元件的行的选择，以便检测所述物体检测区域内的物体(12)。2.根据权利要求1所述的调节设备(20)，其具有：环境传感器接口，用于接收环境传感器(36)的环境传感器数据，其中所述俯仰角估计单元(22)用于基于所述环境传感器数据确定所述俯仰角；并且所述环境传感器数据优选地包括所述激光雷达测量设备(10)的点云数据，所述点云数据包括关于所述车辆(14)环境中的物体(12)的信息。3.根据权利要求2所述的调节设备(20)，其中，所述俯仰角估计单元(22)用于基于所述环境传感器数据检测水平位置；并且基于所述水平位置确定所述俯仰角。4.根据权利要求2至3之一所述的调节设备(20)，其中，所述俯仰角估计单元(22)用于基于所述环境传感器数据检测所述车辆(14)附近的道路进展；并且基于所述道路进展确定所述俯仰角。5.根据前述权利要求之一所述的调节设备(20)，其具有用于接收所述车辆(14)上的位置传感器(38)的位置传感器数据的位置传感器接口，其中所述俯仰角估计单元(22)用于基于所述位置传感器数据确定所述俯仰角。6.根据前述权利要求之一所述的调节设备(20)，其中，所述区域单元(24)用于基于预定义的角度参数确定所述期望...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫，
申请(专利权)人：爱贝欧汽车系统有限公司，
类型：发明
国别省市：