▶ ヴァレオ・シャルター・ウント・ゼンゾーレン・ゲーエムベーハーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-12-01
(54)【発明の名称】アクティブセンサシステム、および物体検出
(51)【国際特許分類】
G01S 7/489 20060101AFI20231124BHJP
G01S 17/89 20200101ALI20231124BHJP
G01S 13/89 20060101ALI20231124BHJP
G01S 7/34 20060101ALI20231124BHJP
B60W 40/00 20060101ALI20231124BHJP
G01S 17/931 20200101ALN20231124BHJP
G01S 13/931 20200101ALN20231124BHJP
G01S 17/10 20200101ALN20231124BHJP
G01S 13/10 20060101ALN20231124BHJP
【ＦＩ】
G01S7/489
G01S17/89
G01S13/89
G01S7/34
B60W40/00
G01S17/931
G01S13/931
G01S17/10
G01S13/10
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023530917
(86)(22)【出願日】2021-11-17
(85)【翻訳文提出日】2023-07-19
(86)【国際出願番号】 EP2021081940
(87)【国際公開番号】W WO2022106447
(87)【国際公開日】2022-05-27
(31)【優先権主張番号】102020130884.1
(32)【優先日】2020-11-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】508108903
【氏名又は名称】ヴァレオ・シャルター・ウント・ゼンゾーレン・ゲーエムベーハー
(74)【代理人】
【識別番号】100120031
【弁理士】
【氏名又は名称】宮嶋 学
(74)【代理人】
【識別番号】100127465
【弁理士】
【氏名又は名称】堀田 幸裕
(74)【代理人】
【識別番号】100217836
【弁理士】
【氏名又は名称】合田 幸平
(72)【発明者】
【氏名】セルヒオ、フェルナンデス
(72)【発明者】
【氏名】シューユン、クオ
【テーマコード（参考）】
3D241
5J070
5J084
【Ｆターム（参考）】
3D241BA50
3D241BA62
3D241DC00Z
5J070AB01
5J070AB21
5J070AC01
5J070AC02
5J070AF03
5J070AK22
5J070AK34
5J070BE01
5J070BF16
5J084AA04
5J084AA05
5J084AC02
5J084AD01
5J084BA20
5J084BA36
5J084BA48
5J084BB28
5J084CA03
5J084EA04
5J084EA06
(57)【要約】
センサシステムを動作させるための方法によれば、第１および第２測定期間中に、ポイント群を生成するように放射線が放出される。そのポイントは、空間的位置およびエネルギー特性値により記載される。第１ポイント群（８）の第１部分量（８ａ）および第２ポイント群（９）の第２部分量（９ａ）が、それぞれの場合にエネルギー閾値以上であるエネルギー特性値を有して特定される。第１ポイント群（８）の第３部分量（８ｂ、８ｃ）および第２ポイント群（９）の第４部分量（９ｂ、９ｃ）が、第１部分量（８ａ）および第２部分量（９ａ）の空間的周囲域内にある位置を有して特定される。第４部分量（９ｂ、９ｃ）の空間的範囲が、第３部分量（８ｂ、８ｃ）と比較され、第３および／または第４部分量（８ｂ、８ｃ、９ｂ、９ｃ）のポイントが、比較結果に応じてアーチファクトとしてマークされる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
アクティブセンサシステム（２）を動作させるための方法であって、第１測定期間中に第１ポイント群（８）を生成するとともに第２測定期間中に第２ポイント群（９）を生成する前記センサシステム（２）により、電磁放射線（６）が前記センサシステム（２）の周囲域に放射され、放射された前記放射線（６）の反射成分（６’）が検出され、前記第１ポイント群および前記第２ポイント群（９）は、複数のポイントを各々含み、各ポイントは、空間的位置およびエネルギー特性値により記載される方法において、前記センサシステム（２）の演算ユニット（３）により、
－前記第１ポイント群（８）の第１サブセット（８ａ）および前記第２ポイント群（９）の第２サブセット（９ａ）が特定されるステップであって、前記第１サブセット（８ａ）および前記第２サブセット（９ａ）の各ポイントのそれぞれの前記エネルギー特性値は、所定の第１エネルギー限界値以上であるステップと、
－前記第１ポイント群（８）の第３サブセット（８ｂ、８ｃ）および前記第２ポイント群（９）の第４サブセット（９ｂ、９ｃ）が特定されるステップであって、前記第３サブセット（８ｂ、８ｃ）の各ポイントのそれぞれの前記位置が、前記第１サブセット（８ａ）の前記ポイントの所定の空間的周囲域内にあり、前記第４サブセット（９ｂ、９ｃ）の各ポイントのそれぞれの前記位置が、前記第２サブセット（９ａ）の前記ポイントの所定の空間的周囲域内にあるステップと、
－前記第４サブセット（９ｂ、９ｃ）の空間的範囲を前記第３サブセット（８ｂ、８ｃ）の空間的範囲に対して比較し、前記第３サブセット（８ｂ、８ｃ）および／または前記第４サブセット（９ｂ、９ｃ）の前記ポイントを、比較結果に応じてアーチファクトとしてマークするステップと、
が実施されることを特徴とする方法。
【請求項2】
前記センサシステム（２）を、前記第１測定期間と前記第２測定期間との間において、および／または前記第１測定期間中に、および／または前記第２測定期間中に移動させることにより、前記周囲域における物体（７）に対する前記センサシステム（２）の距離であって、前記第１サブセット（８ａ）および前記第２サブセット（９ａ）により表される距離を変化させる、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項3】
－前記センサシステム（２）の第１感度が、前記第１測定期間中に前記第１ポイント群（８）を生成するように設定され、－前記センサシステム（２）の第２感度が、前記第２測定期間中に前記第２ポイント群（９）を生成するように設定され、前記第２感度は前記第１感度と異なる、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項4】
－前記第１ポイント群（８）のうち、前記エネルギー特性値が所定の第２エネルギー限界値以下であるポイントのみが、前記第３サブセット（８ｂ、８ｃ）の一部として特定され、前記第２エネルギー限界値は前記第１エネルギー限界値よりも小さい、および／または、－前記第２ポイント群（９）のうち、前記エネルギー特性値が前記第２エネルギー限界値以下であるポイントのみが、前記第４サブセット（９ｂ、９ｃ）の一部として特定される、
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
－前記第３サブセット（８ｂ、８ｃ）および／または前記第４サブセット（９ｂ、９ｃ）の前記ポイントは、前記第４サブセット（９ｂ、９ｃ）の前記空間的範囲が前記第３サブセット（８ｂ、８ｃ）の前記空間的範囲と少なくとも所定の閾値だけ異なる場合のみ、アーチファクトとしてマークされる、ことを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
－前記センサシステム（２）により、少なくとも１つのさらなるポイント群が、少なくとも１つの対応するさらなる測定期間中に生成され、少なくとも１つの前記さらなるポイント群のポイントは、空間的位置およびエネルギー特性値により各々記載され、－少なくとも１つの前記さらなるポイント群の各々について、前記演算ユニット（３）により、
－第５サブセットが特定されるステップであって、前記第５サブセットの各ポイントのそれぞれの前記エネルギー特性値は、前記第１エネルギー限界値以上であるステップと、
－第６サブセットが特定されるステップであって、前記第６サブセットの各ポイントのそれぞれの前記位置が、それぞれの前記さらなるポイント群の前記第５サブセットの前記ポイントの所定の空間的周囲域内にあるステップと、
－前記第４サブセット（９ｂ、９ｃ）の前記ポイントは、前記第６サブセットの空間的範囲に応じて、アーチファクトとしてマークされるステップと、
が実施されることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
－前記空間的位置は、前記センサシステム（２）からのそれぞれの径方向距離に応じて決定され、－前記第１ポイント群（８）のうち、前記径方向距離が前記第１サブセット（８ａ）の所定の径方向周囲域にあるポイントのみが、前記第３サブセット（８ｂ、８ｃ）の一部として特定される、および／または、前記第２ポイント群（９）のうち、前記径方向距離が前記第２サブセット（９ａ）の所定の径方向周囲域にあるポイントのみが、前記第４サブセット（９ｂ、９ｃ）の一部として特定される、
ことを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
－前記空間的位置は、対応する前記反射成分（６’）の水平方向の入射角に応じて決定され、－前記第１ポイント群（８）のうち、前記水平方向の入射角が前記第１サブセット（８ａ）の所定の水平方向角度周囲域にあるポイントのみが、前記第３サブセット（８ｂ、８ｃ）の一部として特定される、および／または、前記第２ポイント群（９）のうち、前記水平方向の入射角が前記第２サブセット（９ａ）の所定の水平方向角度周囲域にあるポイントのみが、前記第４サブセット（９ｂ、９ｃ）の一部として特定される、
ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
物体を自動的に検出するための方法であって、－請求項１～８のいずれか一項に記載の方法に従ってアクティブセンサシステム（２）を動作させるステップと、
－前記演算ユニット（３）により、前記物体検出が、前記第２ポイント群（９）に応じて実施されるステップであって、前記第３サブセット（８ｂ、８ｃ）の前記ポイントおよび／または前記第４サブセット（９ｂ、９ｃ）の前記ポイントが、それらがアーチファクトとしてマークされていない場合のみ考慮されるステップと、
を特徴とする方法。
【請求項10】
アクティブセンサシステムであって、前記アクティブセンサシステムは、－電磁放射線（６）を、前記センサシステム（２）の周囲域に、第１測定期間および第２測定期間の各々に亘って放射するように構成された放射ユニット（５）と、
－前記第１測定期間中に、前記放射線（６）の第１反射成分（６’）を検出して、これに基づいて少なくとも１つの第１検出信号を生成するとともに、前記第２測定期間中に、前記放射線（６）の第２反射成分（６’）を検出して、これに基づいて少なくとも１つの第２検出信号を生成するように構成された検出ユニット（４）と、
－少なくとも１つの前記第１検出信号に基づいて第１ポイント群（８）を生成するとともに、少なくとも１つの前記第２検出信号に基づいて第２ポイント群（９）を生成するように構成された演算ユニット（３）であって、前記第１ポイント群（８）および前記第２ポイント群（９）は、複数のポイントを各々含み、各ポイントは、空間的位置およびエネルギー特性値により記載される演算ユニット（３）と、
を含み、
前記演算ユニット（３）は、
－前記第１ポイント群（８）の第１サブセット（８ａ）および前記第２ポイント群（９）の第２サブセット（９ａ）を特定するように構成され、前記第１サブセット（８ａ）および前記第２サブセット（９ａ）の各ポイントのそれぞれの前記エネルギー特性値は、所定の第１エネルギー限界値以上であり、
－前記第１ポイント群（８）の第３サブセット（８ｂ、８ｃ）および前記第２ポイント群（９）の第４サブセット（９ｂ、９ｃ）を特定するように構成され、前記第３サブセット（８ｂ、８ｃ）の各ポイントのそれぞれの前記位置が、前記第１サブセット（８ａ）の前記ポイントの所定の空間的周囲域内にあり、前記第４サブセット（９ｂ、９ｃ）の各ポイントのそれぞれの前記位置が、前記第２サブセット（９ａ）の前記ポイントの所定の空間的周囲域内にあり、
－前記第４サブセット（９ｂ、９ｃ）の空間的範囲を前記第３サブセット（８ｂ、８ｃ）の空間的範囲に対して比較し、前記第３サブセット（８ｂ、８ｃ）の前記ポイントおよび／または前記第４サブセット（９ｂ、９ｃ）の前記ポイントを、比較結果に応じてアーチファクトとしてマークするように構成される、
ことを特徴とするアクティブセンサシステム。
【請求項11】
前記センサシステム（２）は、レーダーセンサシステムまたはライダーセンサシステムとして設計される、ことを特徴とする請求項１０に記載のアクティブセンサシステム。
【請求項12】
前記センサシステム（２）は、レーザースキャナとして設計されるとともに、偏向ユニットを含み、前記偏向ユニットは、放出された前記放射線（６）の水平方向の放射角を規定するために放出された前記放射線（６）を偏向させるように構成されるとともに、前記反射成分（６’）の水平方向の入射角を規定するために前記反射成分（６’）を偏向させるように構成される、
ことを特徴とする請求項１０に記載のアクティブセンサシステム。
【請求項13】
－前記演算ユニット（３）は、前記第１ポイント群（８）の各ポイントについて、少なくとも１つの前記第１検出信号の信号パルスのパルス幅に応じて前記エネルギー特性値を決定するように構成される、および／または－前記演算ユニット（３）は、前記第２ポイント群（９）の各ポイントについて、少なくとも１つの前記第２検出信号の信号パルスのパルス幅に応じて前記エネルギー特性値を決定するように構成される、
ことを特徴とする請求項１２に記載のアクティブセンサシステム。
【請求項14】
自動車（１）の電子車両制御システムであって、請求項１０～１３のいずれか一項に記載のアクティブセンサシステム（２）を含む、車両制御システム。
【請求項15】
請求項１０～１３のいずれか一項に記載のアクティブセンサシステム（２）による実行時に、前記アクティブセンサシステム（２）に請求項１～９のいずれか一項に記載の方法を実施させるコマンドを有する、コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アクティブセンサシステムを動作させるための方法に関する。本方法において、第１測定期間中に第１ポイント群を生成するとともに第２測定期間中に第２ポイント群を生成するセンサシステムにより、電磁放射線がセンサシステムの周囲域に放射され、放射された放射線の反射成分が検出され、第１および第２ポイント群は、複数のポイントを各々含み、各ポイントは、空間的位置およびエネルギー特性値により記載される。また、本発明は、物体を自動的に検出するための方法、自動車を少なくとも部分的に自動制御するための方法、アクティブセンサシステム、電子車両制御システム、およびコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【0002】
アクティブセンサシステムは、電磁波信号を放射するための放射ユニットと、電磁放射線の反射成分を取得するための少なくとも１つの検出器と、を含んでいる。検出器は、反射されて検出された成分に基づいて、対応するセンサ信号を生成する。ライダーシステムおよびレーダーシステムは、アクティブセンサシステムの一例である。
【0003】
電磁放射線のビームが周囲域を伝搬する間、一般に、電磁放射線の一部が吸収されることにより、屈折率の変動が生じ得る。この結果、ビームの乱れが生じ得る。ブルーミングとも称されるこの影響は、特に、強力に反射する物体、およびこれに対応する高い反射放射パワーで観察される。この影響により、最終的に、アクティブセンサシステムが検出した物体が実際よりも大きく見えるという結果がもたらされ得る。
【0004】
画素ブルーミングを低減するための方法が、文書ＵＳ１０，５９３，０２９Ｂ２に記載されている。この目的のために、最初に、周囲域を照明することなく周囲域の画像が記録される。この画像は、赤外光を使用して周囲域を照明しながら記録されたさらなる画像から減算される。減算画像において、飽和領域が特定され、ブルーミングの影響を低減するよう除去される。
【0005】
このような方法の１つの欠点は、特に非常に反射的な物体の場合、ブルーミングの影響に起因するアーチファクトと、実際の物体またはその一部とを明確に識別することができないということである。この結果、ブルーミングアーチファクトが確実に特定されなかったり、実際の物体がブルーミングアーチファクトとして誤って処理されたりする。
【発明の概要】
【0006】
このような背景に対して、本発明の目的は、アクティブセンサシステムに対する改良されたコンセプトを規定することであり、これにより、ブルーミングの影響によるアーチファクトが確実に特定され得ると同時に、アーチファクトの偽陽性特定が低減され得る。
【0007】
この目的は、独立請求項のそれぞれの主題により達成される。有利な改良点および好適な実施形態は、従属請求項の主題である。
【0008】
改良されたコンセプトは、複数の測定期間のブルーミングの影響による潜在的なアーチファクトに対応するエリアの空間的範囲を互いに比較し、比較結果に応じてアーチファクトを特定するという発想に基づいている。
【0009】
改良されたコンセプトによれば、アクティブセンサシステムを動作させるための方法が規定される。ここで、第１測定期間中に第１ポイント群を生成するとともに、特に第１測定期間の後の第２測定期間中に第２ポイント群を生成するためのセンサシステムにより、各場合に電磁放射線がセンサシステムの周囲域に放射され、放射された放射線の反射成分が検出される。前記第１ポイント群および前記第２ポイント群は、複数のポイントを各々含み、各ポイントは、空間的位置およびエネルギー特性値により記載される。前記センサシステムの演算ユニットにより、前記第１ポイント群の第１サブセットおよび前記第２ポイント群の第２サブセットが特定され、前記第１サブセットの各ポイントおよび前記第２サブセットの各ポイントのそれぞれの前記エネルギー特性値は、所定の第１エネルギー限界値以上である。前記演算ユニットにより、前記第１ポイント群の第３サブセットおよび前記第２ポイント群の第４サブセットが特定されるステップであって、前記第３サブセットの各ポイントのそれぞれの前記位置が、前記第１サブセットの前記ポイントの所定の空間的周囲域内にあり、前記第４サブセットの各ポイントのそれぞれの前記位置が、前記第２サブセットの前記ポイントの所定の空間的周囲域内にある。演算ユニットにより、前記第４サブセットの空間的範囲が前記第３サブセットの空間的範囲に対して比較され、前記第３サブセットの前記ポイントおよび／または前記第４サブセットの前記ポイントが、比較結果に応じてアーチファクトとしてマークされる。
【0010】
特にセンサシステムがレーダーシステムとして設計されている場合、電磁波は、例えば電波として放射され得る。または、特にアクティブセンサシステムがライダーシステムとして設計されている場合、電磁波は、光として、例えば赤外光として放射され得る。
【0011】
ポイント群を生成するために、アクティブセンサシステム、特にアクティブセンサシステムの放射ユニットは、電磁放射線を、センサシステムの周囲域に放射する。電磁放射線は、周囲域の単数または複数の物体により、少なくとも部分的に反射する。反射成分は、センサシステムにより、特にセンサシステムの検出ユニットにより検出される。そして、単数または複数の検出信号が、これに応じて検出された成分に基づいて生成される。演算ユニットは、検出信号に基づいてポイント群のポイントを生成する。演算ユニットは、特に、それぞれのポイントの三次元座標を決定してポイントのそれぞれの空間的位置を決定することができる。例えば、センサシステムからのそれぞれのポイントの径方向距離が、飛行測定とも称される信号飛行測定に基づいて実施され得る。さらに、演算ユニットは、検出信号に基づいて、それぞれの検出信号をもたらす反射して検出された成分のエネルギーを定量化するそれぞれのエネルギー特性値を決定する。
【0012】
径方向距離の他に、それぞれの点の座標は、例えばフラッシュライダーシステムにおいて、検出ユニットの検出アレイにおけるそれぞれの検出器の位置により、および／または、例えばレーザースキャナにおいて、電磁放射線の反射成分を検出ユニットに向けて偏向させる偏向ユニットの位置と偏向ユニットに対する検出器の位置との組み合わせに基づいて決定され得る。
【0013】
第１ポイント群または第２ポイント群のポイントの空間的周囲域は、使用される座標系に応じて、または使用されるセンサシステムの技術に応じて、異なった態様で規定され得る。あるポイントの空間的位置が、例えば、画素アレイおよび径方向距離上の二次元位置により規定される場合、空間周囲域は、対応する径方向距離範囲と、画素アレイ上でそれぞれのサブセットに隣接する二次元エリアとにより与えられ得る。例えばレーザースキャナにおけるように、ポイントの空間的位置が、径方向距離および２つの角度により規定される場合、周囲域は、径方向距離範囲および対応する角度範囲により与えられ得る。
【0014】
第１および第２サブセットのポイントは、所定の第１エネルギー限界値以上であるエネルギー特性値を有する。第１および第２サブセットのポイントは、センサシステムの周囲域における高い反射力を有する物体に割り当てられ得る。したがって、ブルーミングの影響が生じる確率は、潜在的に増加する。第３および第４サブセットのポイントは、高い反射力を有する物体に空間的に隣接して位置するため、潜在的なアーチファクトとして考慮されるようになる。
【0015】
ここで、センサシステムが、測定期間中に、または測定期間と測定期間との間に物体に対して移動した場合、物体の実際の範囲は変わらないため、第１および第２サブセットの範囲は、本質的に一定であるはずである。しかしながら、このことは、ブルーミングアーチファクトには該当しない。アーチファクトの範囲は、センサシステムの高い反射力の物体からの距離とともに変化し、特に、対応するエリアの空間的範囲は、距離が短くなるにつれて大きくなる。
【0016】
第１測定期間中のセンサシステムの感度が第２測定期間中のセンサシステムの感度とは異なる場合、同様のふるまいが見られる。第１および第２サブセットの範囲は本質的に一定のままであるが、ブルーミングアーチファクトに対応するエリアの範囲は変化する。
【0017】
ここで、第３および第４サブセットの空間的範囲は、対応するポイントが占めるそれぞれの空間的エリアとして理解され得る。空間的エリアは、一次元、二次元、または三次元であり得る。
【0018】
第１および第２測定期間は、必ずしも互いに直接的に連続するものではない。第１測定期間と第２測定期間との間にさらなる期間があってもよい。しかしながら、種々の実施形態において、第１および第２測定期間は、互いに直接的に連続し得る。
【0019】
第４サブセットの空間的範囲を第３サブセットの空間的範囲に対して比較することにより、対応するエリアの見かけ上の範囲が変化するかどうかが推定され得る。変化すれば、これらがブルーミングアーチファクトである可能性が高いということである。これに対して、第４サブセットの範囲が第３サブセットの範囲と実質的に同一であれば、これらは、アーチファクトではなく、実際の物体である可能性が高い。
【0020】
第３または第４サブセットのポイントを比較結果に応じてアーチファクトとしてマークすることで、対応するポイント群の品質が、それらのさらなる使用に関して向上する。したがって、アーチファクトとしてマークすること、すなわち改良されたコンセプトによる方法は、ポイント群のフィルタリングとしてみなすことができる。第３または第４サブセットのポイントがアーチファクトとマークされたか否かに応じて、これらのポイントを、後続の処理ステップにおいて考慮してもよいし、考慮しなくてもよいし、あるいは対応して低減させた信頼値を以て考慮してもよい。したがって、例えば、物体検出の文脈において、アーチファクトとしてマークされたポイントを削除することができることにより、物体検出がより確実に実施され得る。この結果、物体検出に基づいて、より信頼性の高い電子地図資料を作製することができる、および／または、ポイント群に基づいて、自動車をより確実または安全に、自動制御、または部分的に自動制御することができる。
【0021】
少なくとも１つの実施形態によれば、前記センサシステムを、前記第１測定期間と前記第２測定期間との間において、および／または前記第１測定期間中に、および／または前記第２測定期間中に移動させることにより、前記周囲域における物体に対する前記センサシステムの距離であって、前記第１サブセットおよび前記第２サブセットにより表される距離を変化させる。
【0022】
上述のように、このようにして、ブルーミングによるアーチファクトに対応するポイントの空間的範囲が変化することで、第３サブセットの空間的範囲と第４サブセットの空間的範囲との対応する差を検出可能とすることができる。
【0023】
特に、センサシステムは、センサシステムとともに移動する自動車に装着され得る。
【0024】
少なくとも１つの実施形態によれば、例えば演算ユニットにより、第１測定期間中に第１ポイント群を生成するようにセンサシステムの第１感度が設定され、第２測定期間中に第２ポイント群を生成するようにセンサシステムの第２感度が設定される。第１感度は、第２感度と異なる。
【0025】
特に、最初に第１感度が設定され、次いで設定された第１感度を使用して第１ポイント群が生成される。そして、第２感度が設定され、次いで設定された第２感度を使用して第２ポイント群が生成される。
【0026】
センサシステムの感度は、特に検出ユニット感度に対応する。例えば、検出ユニットは、単数または複数の光学検出器、例えばフォトダイオード、特にアバランシェフォトダイオードを含み得る。そして、例えば、光学検出器の動作電圧により、例えばフォトダイオードまたはアバランシェフォトダイオードが動作するブロッキング電圧により、感度が規定される。
【0027】
上述のように、このようにして、ブルーミングによるアーチファクトに対応するポイントの空間的範囲が変化することで、第３サブセットの空間的範囲と第４サブセットの空間的範囲との対応する差を検出可能とすることができる。
【0028】
感度を変化させることは、測定期間と測定期間との間にセンサシステムを移動させることに代えることができる、または、これと組み合わせることができる。この目的は、より明確な効果を得てアーチファクトをより確実に検出することである。
【0029】
少なくとも１つの実施形態によれば、前記第１ポイント群のうち、前記エネルギー特性値が所定の第２エネルギー限界値以下であるポイントのみが、前記第３サブセットの一部として特定され、前記第２エネルギー限界値は前記第１エネルギー限界値よりも小さい。
【0030】
少なくとも１つの実施形態によれば、前記第２ポイント群のうち、前記エネルギー特性値が前記第２エネルギー限界値以下であるポイントのみが、前記第４サブセットの一部として特定される。
【0031】
換言すれば、ポイントのうち、エネルギー特性値が第２エネルギー限界値以下であるポイントのみが、アーチファクトとしてマークされる。したがって、ブルーミングによりアーチファクトの原因となる電磁放射線の反射成分のエネルギーは、一般に、最終的にブルーミングの原因となる隣接する非常に反射的な物体から反射するエネルギーよりも著しく小さいという事情が考慮される。第２エネルギー限界値に基づいて制限することにより、アーチファクトの偽陽性検出のリスクがさらに低減され得る。
【0032】
例えば、第２エネルギー限界値は、第１エネルギー限界値の５０％以下、例えば第１エネルギー限界値の３０％以下、または２０％以下であり得る。
【0033】
第２エネルギー限界値を変更することにより、ポイント群のさらなる使用における特定の要件に応じて、アーチファクトの偽陰性検出と偽陽性検出とのそれぞれのリスク間での妥協点を得ることもできる。
【0034】
少なくとも１つの実施形態によれば、前記第３サブセットの前記ポイントおよび／または前記第４サブセットの前記ポイントは、前記第４サブセットの前記空間的範囲が前記第３サブセットの前記空間的範囲と少なくとも所定の閾値だけ異なる場合のみ、アーチファクトとしてマークされる。
【0035】
これにより、アーチファクトの偽陽性検出のリスクがさらに低減され得る。１つの特定実施形態において、閾値の絶対値は、測定期間が各々どの程度続くか、または第１測定期間と第２測定期間との間でどの程度時間が経過するかにも依存し得る。
【0036】
少なくとも１つの実施形態によれば、少なくとも１つのさらなるポイント群が、第１測定期間の後の少なくとも１つの対応するさらなる測定期間中に、前記センサシステムにより生成され、少なくとも１つの前記さらなるポイント群のポイントは、空間的位置およびエネルギー特性値により各々記載される。少なくとも１つの前記さらなるポイント群の各々について、第５サブセットが前記演算ユニットにより特定される。前記第５サブセットの各ポイントのそれぞれの前記エネルギー特性値は、前記第１エネルギー限界値以上である。少なくとも１つの前記さらなるポイント群の各々について、第６サブセットも特定される。前記第６サブセットの各ポイントのそれぞれの前記位置が、それぞれの前記さらなるポイント群の前記第５サブセットの前記ポイントの所定の空間的周囲域内にある。少なくとも１つの前記さらなるポイント群の各々について、前記第４サブセットの前記ポイントは、前記第６サブセットの空間的範囲に応じて、アーチファクトとしてマークされる。
【0037】
少なくとも１つのさらなる測定期間は、例えば、第１測定期間と第２測定期間との間である。第３サブセット、第６サブセット、および第４サブセットの空間的範囲を互いに比較することで、対応する物体からのセンサシステムの距離が連続的に縮小または拡大している場合、潜在的なアーチファクトに対応するポイントが占めるスペースが連続的に拡大しているか縮小しているかが判定され得る。特に、第３サブセット、第６サブセット、および第４サブセットの空間的範囲の時間曲線から、より正確な評価を実施することができる。これにより、アーチファクトの検出が、より高い信頼性で、および／またはアーチファクトの偽陽性検出に関してより低いリスクで実施され得る。
【0038】
少なくとも１つの実施形態によれば、それぞれの前記ポイント群の前記ポイントの前記空間的位置は、前記センサシステムからのそれぞれの径方向距離に応じて決定される。前記第１ポイント群のうち、前記径方向距離が前記第１サブセットの所定の径方向周囲域にあるポイントのみが、前記第３サブセットの一部として特定される、および／または、前記第２ポイント群のうち、前記径方向距離が前記第２サブセットの所定の径方向周囲域にあるポイントのみが、前記第４サブセットの一部として特定される。
【0039】
したがって、ブルーミングの影響によるアーチファクトに対応するポイントは、実際の非常に反射的な物体の距離に少なくともおおよそ相当するセンサシステムからの距離に位置するように見える見かけ上の物体に属するという状況が考慮される。径方向周囲域エリアを考慮することにより、アーチファクトの偽陽性検出に関するリスクがさらに低減され得る。
【0040】
少なくとも１つの実施形態によれば、それぞれの前記ポイント群の前記ポイントの前記空間的位置は、対応する前記反射成分の水平方向の入射角または方位角に応じて決定される。前記第１ポイント群のうち、前記水平方向の入射角が前記第１サブセットまたは前記第１サブセットの前記ポイントの所定の水平方向角度周囲域にあるポイントのみが、前記第３サブセットの一部として特定される、および／または、前記第２ポイント群のうち、前記水平方向の入射角が前記第２サブセット又は前記第２サブセットの前記ポイントの所定の水平方向角度周囲域にあるポイントのみが、前記第４サブセットの一部として特定される。
【0041】
このような実施形態は、アクティブセンサシステムがスキャンセンサシステム、例えばレーザースキャナとしての実施形態におけるライダーシステムである場合に特に関連する。回転可能または枢動可能に装着される偏向ユニット、例えば偏向ミラーが、このようなシステムに設けられる。これにより、特定の水平方向の入射角からの電磁波放射線の反射成分のみが、検出ユニットに向けて所定回数偏向される。このため、位置分解能が、水平方向において実施され得る。
【0042】
ブルーミングの影響によるアーチファクトについて、高い反射力を有する物体の直近の周縁域に位置するエリアが最初に考慮されるため、水平方向角度周囲域を画定することにより、アーチファクトの偽陽性検出に関するリスクがさらに低減される。
【0043】
少なくとも１つの実施形態によれば、空間的位置は、対応する反射成分の鉛直方向の入射角または極角に応じて決定される。第１ポイント群のうち、鉛直方向の入射角が第１サブセットの所定の鉛直方向角度周囲域にあるポイントのみが、第３サブセットの一部として決定される、および／または、第２ポイント群のうち、鉛直方向の入射角が第２サブセットの所定の鉛直方向角度周囲域にあるポイントのみが、第４サブセットの一部として決定される。
【0044】
鉛直方向の入射角は、水平方向の入射角について説明したように、枢動可能または回転可能な偏向ユニットにより同様に規定され得る。代替的に、複数の検出器を、鉛直方向に互いに隣接して配置してもよい。これにより、異なる鉛直方向角度範囲からの電磁放射線の反射成分を、異なる検出器により検出することができる。したがって、鉛直方向分解能が同様に達成され得る。本例において、同一の検出器に検知されたすべてのポイントは、一地点とも称される。第２サブセットの鉛直方向角度周囲域は、例えば、一地点により規定され、第１ポイント群のうち、第１サブセットポイントとしての同一地点に属するポイントのみが、第３サブセットの一部として特定される。さらなる実施形態において、鉛直方向角度周囲域は、例えば２つ以上の連続する地点により規定され得る。これは、第２ポイント群の第４サブセットのポイントについても同様に適用される。
【0045】
また、改良されたコンセプトによる物体を自動的に検出するための方法が規定される。この目的のために、改良されたコンセプトによるアクティブ光学センサシステムを動作させるための方法が実施される。したがって、アクティブセンサシステムを、改良されたコンセプトによる方法に従って動作させる。前記演算ユニットにより、前記物体検出が、前記第２ポイント群に応じて実施される、および／または、前記第１ポイント群に応じて実施される。前記第３サブセットの前記ポイントが、それらがアーチファクトとしてマークされていない場合のみ考慮される、および／または、前記第４サブセットの前記ポイントが、それらがアーチファクトとしてマークされていない場合のみ考慮される。
【0046】
換言すれば、第３または第４サブセットのポイントは、それらがアーチファクトとしてマークされる場合、その限りにおいて物体検出において考慮されない。
【0047】
演算ユニットは、物体検出自体のために、ポイント群を処理する既知のアルゴリズムを実行できる。演算ユニットは、特に、物体の位置および／または範囲および／またはタイプを、第１および／または第２ポイント群に基づいて判定することができる。物体検出には、物体分類、物体のバウンディングボックスの決定、および／または物体追跡も含まれ得る。
【0048】
改良されたコンセプトによれば、自動車を少なくとも部分的に自動制御するための方法も規定される。この目的のために、改良されたコンセプトによる物体を自動的に検出するための方法が実施され、自動車は少なくとも部分的に、特に自動車の電子車両制御システムにより、物体検出の結果に応じて自動的に制御される。
【0049】
これ以降、電子車両ガイドシステムは、特にドライバーによる制御介入を必要とせずに、自動車を完全に自動的または完全に自律的にガイドまたは制御するように構成された電子システムとして理解され得る。自動車または電子車両制御システムは、必要とされるであろうステアリング操作、ブレーキ操作、および／または加速操作、道路交通の観測および取得、およびこれらに関連する必要な反応等のすべての必要な機能を、独立して完全に自動で実施する。特に、電子車両ガイドシステムは、ＳＡＥ Ｊ３０１６による分類のレベル５に従う自動車の完全自動運転モードまたは完全自律運転モードを実施するために使用され得る。電子車両ガイドシステムは、自動車の部分自動運転または部分自律運転の最中にドライバーを支援する先進運転支援システム（ＡＤＡＳ）としても理解され得る。特に、電子車両ガイドシステムは、ＳＡＥ Ｊ３０１６の分類に従うレベル１～４のうちの１つに従って、自動車の部分自動運転モードまたは部分自律運転モードを実施するために使用され得る。これ以降、「ＳＡＥ Ｊ３０１６」は、２０１８年６月のバージョンにおける対応する規格を指す。
【0050】
したがって、少なくとも部分的に自動で車両をガイドすることは、ＳＡＥ Ｊ３０１６によるレベル５に従う完全自動運転モードまたは完全自律運転モードに従って自動車をガイドすることを含み得る。少なくとも部分的に車両をガイドすることは、ＳＡＥ Ｊ３０１６によるレベル１～４のうちの１つに従う部分自動または部分自律運転モードに従って自動車をガイドすることも含み得る。
【0051】
改良されたコンセプトによれば、アクティブセンサシステムも規定される。アクティブセンサシステムは、電磁放射線を、前記センサシステムの周囲域に、第１測定期間および第２測定期間の各々に亘って放射するように構成された放射ユニットを含む。前記センサシステムは、特に前記センサシステムの制御ユニットにより起動されて、前記第１測定期間中に、前記第１測定期間に亘って放射された前記電磁放射線の第１反射成分を検出して、これに基づいて少なくとも１つの第１検出信号を生成する検出ユニットを含む。前記センサユニットは、前記第２測定期間中に、前記第２測定期間に亘って放射された前記電磁放射線の第２反射成分を検出して、これに基づいて少なくとも１つの第２検出信号を生成するように構成される。
【0052】
前記センサシステムは、少なくとも１つの前記第１検出信号に基づいて第１ポイント群を生成するとともに、少なくとも１つの前記第２検出信号に基づいて第２ポイント群を生成するように構成された演算ユニットであって、前記第１ポイント群および前記第２ポイント群は、複数のポイントを各々含み、各ポイントは、空間的位置およびエネルギー特性値により記載される演算ユニットを含む。前記演算ユニットは、前記第１ポイント群の第１サブセットを特定するとともに前記第２ポイント群の第２サブセットを特定するように構成され、前記第１サブセットの各ポイントのそれぞれの前記エネルギー特性値、および前記第２サブセットの各ポイントのそれぞれの前記エネルギー特性値は、所定の第１エネルギー限界値以上である。前記演算ユニットは、前記第１ポイント群の第３サブセットおよび前記第２ポイント群の第４サブセットを特定するように構成され、前記第３サブセットの各ポイントのそれぞれの前記位置が、前記第１サブセットの前記ポイントの所定の空間的周囲域内にあり、前記第４サブセットの各ポイントのそれぞれの前記位置が、前記第２サブセットの前記ポイントの所定の空間的周囲域内にある。前記演算ユニットは、前記第４サブセットの空間的範囲を前記第３サブセットの空間的範囲に対して比較し、前記第３サブセットおよび／または前記第４サブセットの前記ポイントを、比較結果に応じてアーチファクトとしてマークするように構成される。
【0053】
改良されたコンセプトによるアクティブセンサシステムの少なくとも１つの実施形態によれば、前記センサシステムは、レーダーセンサシステムまたはライダーセンサシステムとして、特にレーザースキャナまたはフラッシュライダーセンサシステムとして設計される。
【0054】
少なくとも１つの実施形態によれば、前記センサシステムは、レーザースキャナとして設計されるとともに、偏向ユニットを含み、前記偏向ユニットは、放出された前記放射線の水平方向の放射角を規定するために放出された前記放射線を偏向させるように構成されるとともに、前記反射成分の水平方向の入射角を規定するために前記反射成分を偏向させるように構成される。
【0055】
少なくとも１つの実施形態によれば、前記演算ユニットは、前記第１ポイント群の各ポイントについて、少なくとも１つの前記第１検出信号の信号パルスのパルス幅に応じて前記エネルギー特性値を決定するように構成される、および／または、前記演算ユニットは、前記第２ポイント群の各ポイントについて、少なくとも１つの前記第２検出信号の信号パルスのパルス幅に応じて前記エネルギー特性値を決定するように構成される。
【0056】
レーザースキャナの文脈において、パルス幅は、エコーパルス幅と称されることもある。
【0057】
改良されたコンセプトによるアクティブセンサシステムのさらなる実施形態が、改良されたコンセプトによるアクティブセンサシステムを動作させるための方法、改良されたコンセプトによる物体を自動的に検出するための方法、および、改良されたコンセプトによる自動車を少なくとも部分的に自動制御するための方法から得られ、それぞれにつきその逆も得られる。特に、改良されたコンセプトによるアクティブセンサシステムは、改良されたコンセプトによる方法を実施するように構成され得る、またはこのような方法を実施する。
【0058】
改良されたコンセプトによれば、改良されたコンセプトによるアクティブセンサシステムを含む電子車両制御システムも規定される。
【0059】
改良されたコンセプトによれば、コマンドを有するコンピュータプログラム製品が規定される。前記コマンドは、改良されたコンセプトによる前記コンピュータプログラムまたは前記コマンドのアクティブセンサシステムによる実行時に、前記アクティブセンサシステムに、改良されたコンセプトによるアクティブセンサシステムを作動させるための方法を実施させる。
【0060】
改良されたコンセプトによれば、さらなるコマンドを有するさらなるコンピュータプログラムも規定される。さらなるコマンドは、改良されたコンセプトによる電子車両制御システムによるさらなるコマンドまたはさらなるコンピュータプログラムの実行時に、車両制御システムに、改良されたコンセプトによる自動車を少なくとも自動制御するための方法を実施させる。
【0061】
改良されたコンセプトによれば、改良されたコンセプトによるコンピュータプログラムおよび／またはさらなるコンピュータプログラムを記憶するコンピュータ読取可能な記憶媒体も規定される。
【0062】
コンピュータプログラム、さらなるコンピュータプログラム、およびコンピュータ読取可能な記憶媒体は、コマンドまたはさらなるコマンドを有するコンピュータプログラム製品として各々みなされ得る。
【0063】
本発明のさらなる特徴は、特許請求の範囲、図面、および図面の説明から明瞭である。本明細書に上述した特徴および特徴の組み合わせ、ならびに後述の図面の説明および／または図面にのみ示す特徴および特徴の組み合わせは、各例で特定された組み合わせにおいてだけでなく、他の組み合わせにおいても改良されたコンセプトに含まれる。したがって、図面に明示的に示された、および／または説明されないが特徴の別の組み合わせにより説明した実施形態から出現するとともに生成され得る改良されたコンセプトの実施形態も、含まれるとともに開示される。したがって、特に、当初記載した請求項のすべてを有していない実施形態および特徴の組み合わせも、含まれるとともに開示される。さらには、特許請求の範囲、および背景技術参考に記載された特徴の組み合わせを超える、または異なる実施形態または特徴の組み合わせも、含まれるとともに開示される。
【図面の簡単な説明】
【0064】
【発明を実施するための形態】
【0065】
図１は、改良されたコンセプトによるアクティブセンサシステム２を含む自動車１を概略的に示している。センサシステム２は、例えばライダーシステムとして具現化されている。
【0066】
センサシステム２は、演算ユニット３と、放射ユニット５と、検出ユニット４と、を含み、放射ユニット５および検出ユニット４は、演算ユニット３に各々接続している。検出ユニット４および放射ユニット５は、例えば制御ユニットのタスクも担い得る演算ユニット３により起動され得る。
【0067】
放射ユニット５は、例えば赤外光である電磁放射線６を、センサシステム２の周囲域に放射する。ここで、電磁放射線６は、少なくとも部分的に物体７から反射し得る。これにより、反射成分６’が検出ユニット４により検出され得る。検出された成分６’に基づいて、検出ユニット４は、少なくとも１つの検出信号を生成し得るとともに、これを演算ユニット３に送信し得る。
【0068】
【0069】
図２は、改良されたコンセプトによる物体を自動的に検出するための例示的な方法のフローチャートを示す。
【0070】
ステップＳ１において、放射ユニット５は、電磁放射線６を、センサシステム２の周囲域に、第１測定期間に亘って放射する。検出ユニット４は、対応する反射成分６を検出して、これに基づいて少なくとも１つの第１検出信号を生成する。図３に概略的に示すように、演算ユニット３は、少なくとも１つの第１検出信号に基づいて、第１ポイント群８を生成する。図３において右側を向く矢印は、自動車１の進行方向を表す。
【0071】
図３において、第１ポイント群のポイントは、道路平面における二次元投影として表されている。対応する検出信号のエコーパルス幅に対応する直線が、各ポイントに割り当てられている。図３から明瞭なように、センサシステム２の周囲域に、比較的高い反射力を有する物体が位置している。この結果、それぞれの前記エネルギー特性値の値が高くなっている。第１ポイント群８の対応するポイントは、そのエネルギー特性値が所定の第１エネルギー限界値以上である場合、ステップＳ２においてサブセット８ａとして演算ユニット３に特定される。
【0072】
さらに、ステップＳ１において、放射ユニット５は、電磁放射線６を、センサシステム２の周囲域に、第１測定期間の後である第２測定期間に亘って放射する。検出ユニット４は、対応する反射成分６を再び検出して、これに基づいて少なくとも１つの第２検出信号を生成する。図４に概略的に示すように、演算ユニット３は、少なくとも１つの第２検出信号に基づいて、第２ポイント群９を生成する。
【0073】
ステップＳ２において、第１エネルギー限界値以上であるエネルギー特性値を有する第２ポイント群９のポイントが、サブセット９ａとして演算ユニット３に特定される。
【0074】
ステップＳ３において、演算ユニット３は、例えば、ポイント群８、９の残りすべてのポイントを、非常に反射的な物体に関連しないポイントとして特定する。
【0075】
ステップＳ４において、演算ユニット３は、サブセット８ａに直接的に隣接するポイントを潜在的なアーチファクトとして考慮するかどうかのチェックを実施する。この目的のために、第１ポイント群８のポイントのうち、サブセット８ａのポイントの周囲の所定の空間的エリアにあるとともに、そのエネルギー特性値が、第１エネルギー限界値よりも小さい第２エネルギー限界値以下であるポイントが特定される。したがって、非常に反射的な物体の近傍にあるように見えるが、より低い高エネルギー反射に由来するポイントが特定される。このようなポイントは、サブセット８ｂ、８ｃとして特定される。同様のチェックが、第２ポイント群９についても実施され、対応するサブセット９ｂ、９ｃが特定される。
【0076】
ステップＳ５において、演算ユニット３は、例えば、サブセット８ｂ、８ｃ、９ｂ、９ｃのすべてのポイントを、潜在的なアーチファクトとして、例えば対応するフラグを設定してマークし得る。選択的に、ステップＳ６において、ポイント群８、９の残りのポイントが、非アーチファクトとして、例えば対応するフラグによりマークされる。
【0077】
ステップＳ７において、演算ユニット３は、サブセット８ｂのポイントの空間的範囲をサブセット９ｂのポイントの空間的範囲に対して比較する、または、サブセット８ｃのポイントの空間的範囲をサブセット９ｃのポイントの空間的範囲に対して比較する。ブルーミングの影響に起因するアーチファクトに関して、非常に反射的な物体とセンサシステム２との距離が減少すると、対応する空間的エリアが増大する。したがって、ステップＳ７において、演算ユニット３は、例えば、サブセット９ｂの空間的範囲が、サブセット８ｂの空間的範囲よりも少なくとも閾値だけ大きいかどうかチェックする、または、サブセット９ｃの空間的範囲が、サブセット８ｃの空間的範囲よりも少なくとも閾値だけ大きいかどうかチェックする。閾値は、例えば、４０ｍｓ等毎に少なくとも１０％または少なくとも２０％だけ当該ポイントの空間的範囲の増大に対応するものが選択され得る。
【0078】
この場合、サブセット８ｂ、８ｃ、９ｂ、９ｃのそれぞれのポイントが、例えば対応するフラグによりアーチファクトとしてマークされる。そうでない場合、対応するポイントは、実際の物体を表すポイントとして特定され得る。ステップＳ８において、演算ユニット３は、例えば、アーチファクトとしてマークしたすべてのポイントを破棄する、またはこれらのポイントを、特に以降の物体検出アルゴリズムについてさらに考慮しない。
【0079】
ステップＳ９において、演算ユニット３は、アーチファクトとしてマークされていないポイントに基づいて、物体検出アルゴリズムを実施する。
【0080】
したがって、特に図面を参照して説明した改良されたコンセプトによれば、アーチファクトの偽陽性検出の確率を増加させることなく、あるいはアーチファクトの偽陽性検出の確率を低減させつつ、ブルーミングの影響によるアーチファクトをより確実に特定することができる。
【0081】
改良されたコンセプトによれば、例えば、ブルーミングの影響によるアーチファクトを実際の物体を表すポイントから識別することを可能とする物理的制約が定義される。種々の実施形態において、この目的のために、非常に反射的な物体の近傍にある潜在的なアーチファクトが、最初に特定される。次いで、これらの潜在的なアーチファクトポイントは、クラスタ化され、専用の態様で処理され得る。偽陽性アーチファクト検出を回避するため、アーチファクトクラスタの空間的範囲を、経時的に観察することができる。実際の物体では空間的範囲が拡大することはないため、場合により、対応するクラスタがアーチファクトとして特定され得る。
【0082】
種々の実施形態において、したがって、非常に反射的な物体に対応するポイントが、最初に特定され、クラスタ化される。例えば同様の径方向距離範囲にある隣接するポイントが、特定されクラスタ化される。ここで、種々の実施形態において、水平方向および／または鉛直方向の入射角の制約が考慮され得る。隣接するポイントのエネルギー特性値をアーチファクトとして考慮するのに十分小さいかどうかがチェックされ得る。これらの基準を満たすクラスタを経時的にモニタリングして、空間的範囲が時間の経過とともに所定の最大サイズの増加を超えるかどうかを定めることができる。そのような場合、これらのポイントは、アーチファクトとして処理され得るとともに、物体検出または物体追跡アルゴリズムでさらに使用されないものとする。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【国際調査報告】