Search

EP-4128020-B1 - OBJECT DETECTION THROUGH AN ACTIVE OPTICAL SENSOR SYSTEM

EP4128020B1EP 4128020 B1EP4128020 B1EP 4128020B1EP-4128020-B1

Inventors

  • FERNANDEZ, SERGIO
  • Pfrang, Christoph
  • Trusov, Viktor
  • Bassiouny, Ali

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20210322

Claims (12)

  1. Method for object detection by an active optical sensor system (2), wherein - by means of a detector unit (2b) of the sensor system (2), light (3b) reflected from an object (4) in an environment of the sensor system (2) is captured and a sensor signal (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f) is generated based on the captured light (3b); - by means of a computing unit (2c), a first pulse width (D1) of a signal pulse of the sensor signal (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f) is determined, wherein the first pulse width (D1) is defined by a predetermined first threshold value (G1) for an amplitude of the sensor signal (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f); wherein by means of the computing unit (2c) - a second pulse width (D2) of the signal pulse is determined, wherein the second pulse width (D2) is defined by a predetermined second threshold value (G2) for the amplitude of the sensor signal (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f); - the signal pulse is assigned to one of at least two categories depending on at least one predefined parameter of the signal pulse; - a point cloud (9) is generated for object detection, which can contain different entries for signal pulses, wherein the point cloud contains exactly one entry for the same signal pulse and the entry corresponds to either the first pulse width (D1) or the second pulse width (D2) depending on the category of the signal pulse wherein by means of the computing unit (2c), a radial distance of the object (4) from the sensor system (2) is determined depending on the signal pulse; and the signal pulse is assigned to one of at least two categories depending on the radial distance, wherein the second threshold value (G2) is greater than the first threshold value (G1); wherein the signal pulse is assigned to a first category of the at least two categories if the radial distance is greater than a predefined boundary distance (R); and the point cloud (9) is generated with the entry corresponding to the first pulse width (D1) if the signal pulse was assigned to the first category, and wherein the signal pulse is assigned to a second category of the at least two categories if the radial distance is less than the boundary distance (R) and the second pulse width (D2) is greater than zero; and the point cloud (9) is generated with the entry corresponding to the second pulse width (D2) if the signal pulse was assigned to the second category.
  2. Method according to claim 1, characterized in that - the at least two categories include at least three categories; - the signal pulse is assigned to a third category of the at least three categories if the radial distance is less than the boundary distance (R) and the second pulse width (D2) is equal to zero; and - the point cloud (9) is generated with the entry corresponding to the first pulse width (D1) if the signal pulse was assigned to the third category.
  3. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that - the entry contains an identifier indicating the category to which the signal pulse was assigned.
  4. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that - the object (4) is automatically classified based on the point cloud (9) taking into account the entry.
  5. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that - the second threshold value (G2) is greater than the first threshold value (G1) and the first threshold value (G1) is greater than a predetermined noise level of the detector unit (2b); and/or - the second threshold value (G2) is greater than the first threshold value (G1) and the second threshold value (G2) is greater than a predetermined saturation threshold value (GS) of the detector unit.
  6. Method for at least partially automatic control of a motor vehicle (1), characterized in that - a point cloud (9) for object detection is generated by means of a method according to any one of the preceding claims; and the motor vehicle (1) is at least partially automatically controlled depending on the point cloud (9).
  7. Method according to claim 6, characterized in that - the point cloud (9) is generated by means of a method according to claim 4; and the motor vehicle (1) is at least partially automatically controlled depending on a result of the classification.
  8. Active optical sensor system (2), comprising - a detector unit (2b) configured to capture light (3b) reflected from an object (4) in an environment of the sensor system (2) and to generate a sensor signal (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f) based on the captured light (3b); a computing unit (2c) configured to determine a first pulse width (D1) of a signal pulse of the sensor signal (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f), wherein the first pulse width (D1) is defined by a predetermined first threshold value (G1) for an amplitude of the sensor signal (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f); the computing unit (2c) is configured to determine a second pulse width (D2) of the signal pulse, wherein the second pulse width (D2) is defined by a predetermined second threshold value (G2) for the amplitude of the sensor signal (5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f); assign the signal pulse to one of at least two categories depending on at least one predefined parameter of the signal pulse; generate a point cloud (9) for object detection, which can contain different entries for signal pulses, wherein the point cloud contains exactly one entry for the same signal pulse and the entry corresponds to either the first pulse width (D1) or the second pulse width (D2) depending on the category of the signal pulse wherein the computing unit (2c) is configured to determine a radial distance of the object (4) from the sensor system (2) depending on the signal pulse; and assign the signal pulse to one of at least two categories depending on the radial distance, wherein the second threshold value (G2) is greater than the first threshold value (G1); wherein the computing unit (2c) is configured to assign the signal pulse to a first category of the at least two categories if the radial distance is greater than a predefined boundary distance (R); and generate the point cloud (9) with the entry corresponding to the first pulse width (D1) if the signal pulse was assigned to the first category, assign the signal pulse to a second category of the at least two categories if the radial distance is less than the boundary distance (R) and the second pulse width (D2) is greater than zero; and generate the point cloud (9) with the entry corresponding to the second pulse width (D2) if the signal pulse was assigned to the second category.
  9. Electronic vehicle guidance system for a motor vehicle (1), characterized in that the vehicle guidance system (6) comprises an active optical sensor system (2) according to claim 8; and the vehicle guidance system (6) comprises a control unit (7) configured to generate at least one control signal depending on the point cloud (9) to at least partially automatically control the motor vehicle (1).
  10. Computer program with instructions which, when executed by an active optical sensor system (2) according to claim 8, cause the sensor system (2) to perform a method according to any one of claims 1 to 5.
  11. Computer program with instructions which, when executed by an electronic vehicle guidance system (6) according to claim 9, cause the vehicle guidance system (6) to perform a method according to any one of claims 6 or 7.
  12. Computer-readable storage medium storing a computer program according to any one of claims 10 or 11.

Description

Die Erfindung wird durch die angehängten Ansprüche definiert. Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Objekterkennung durch ein aktives optisches Sensorsystem, wobei mittels einer Detektoreinheit des Sensorsystems und einem Objekt in einer Umgebung des Sensorsystems reflektiertes Licht erfasst wird und basierend auf dem erfassten Licht ein Sensorsignal erzeugt wird und mittels einer Recheneinheit eine erste Pulsweite eines Signalpulses des Sensorsignals bestimmt wird, wobei die erste Pulsweite durch einen vorgegebenen ersten Grenzwert für eine Amplitude des Sensorsignals festgelegt ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur wenigstens teilweise automatischen Steuerung eines Kraftfahrzeugs, ein aktives optisches Sensorsystem, ein elektronisches Fahrzeugführungssystem für ein Kraftfahrzeug, Computerprogramme sowie ein computerlesbares Speichermedium. Aktive optische Sensorsysteme, wie beispielsweise Lidarsysteme, können an Kraftfahrzeugen montiert werden, um vielfältige Funktionen elektronischer Fahrzeugführungssysteme oder Fahrerassistenzsysteme zu realisieren. Diese Funktionen beinhalten Abstandsmessungen, Abstandsregelalgorithmen, Spurhalteassistenten, Objektverfolgungsfunktionen, Objekterkennungsfunktionen, Objektklassifizierungsfunktionen und so weiter. Das detektierte Licht führt dabei zu einem analogen Signalpuls mit einem zeitlichen Verlauf, der die Intensität des detektierten Lichts widergibt. Um diese Information in einer diskreten Weise darzustellen, kann der Signalpuls beispielsweise durch eine bestimmte Pulsweite beschrieben werden, die durch diejenige Zeit definiert ist, der der Puls oberhalb eines bestimmten Grenzwerts liegt. Die Wahl des Grenzwerts zur Bestimmung der Pulsweite hat dabei im Allgemeinen einen Einfluss auf verschiedene qualitative Aspekte der resultierenden Punktwolke. Je größer der Grenzwert gewählt wird, desto geringer ist die Empfindlichkeit beziehungsweise die effektive Reichweite des aktiven optischen Sensorsystems, da mit steigendem Abstand von dem Sensorsystem die typische maximale Amplitude des Sensorsignals immer kleiner wird. Wird der Grenzwert also zu hoch gewählt, so werden tendenziell nur Objekte in der Punktwolke widergegeben, die sich relativ nahe an dem Sensorsystem befinden. Auf der anderen Seite wird der Einfluss von Rauscheffekten umso stärker, je kleiner der Grenzwert gewählt wird. Bei sehr kleinen Grenzwerten führen potentiell auch solche Signalpulse zu Einträgen in der Punktwolke, die nicht Reflexionen von realen Objekten in der Umgebung des Sensorsystems entsprechen. Im Dokument EP 1 557 694 B1 wird ein Verfahren zur Klassifizierung von Objekten beschrieben. Dabei wird die Umgebung eines Kraftfahrzeugs mit einem Laserscanner abgetastet und die Echopulsbreite des empfangenen reflektierten Lichtpulses wird ausgewertet. Es wird ein Schwellwert definiert, den der Lichtpuls überschreiten muss und der zeitliche Abstand zwischen Überschreiten des Schwellwerts bis zum darauffolgenden Unterschreiten des Schwellwerts wird als Echopulsbreite des Lichtpulses definiert. In US 2004/257556 A1 (SAMUKAWA YOSHIE [JP] ET AL) 23. Dezember 2004 (2004-12-23) wird die Erstellung einer Punktewolke beschrieben, wobei Punkte von verfolgten Objekten in die Punktewolke eingetragen werden. Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Konzept zur Objekterkennung durch ein aktives optisches Sensorsystem anzugeben, durch das der Einfluss von Rauscheffekten verringert werden kann oder gering gehalten kann, wobei gleichzeitig die Empfindlichkeit des Sensorsystem vergrößert oder gleich groß gehalten werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und weitere Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Das verbesserte Konzept beruht auf der Idee, eine Hybridpunktwolke zu erzeugen, indem für jeden Signalpuls eine von wenigstens zwei Kategorien identifiziert wird und abhängig von der Kategorie ein Eintrag für den Signalpuls in der Punktwolke erzeugt wird, der entweder einer ersten Pulsweite oder einer zweiten Pulsweite des Signalpulses entspricht, wobei die unterschiedlichen Pulsweiten unterschiedlichen Grenzwerten für die Amplitude des Sensorsignals entsprechen. Gemäß dem verbesserten Konzept wird ein Verfahren zur Objekterkennung durch ein aktives optisches Sensorsystem, insbesondere ein aktives optisches Sensorsystem eines Kraftfahrzeugs oder für ein Kraftfahrzeug, angegeben. Mittels einer Detektoreinheit des Sensorsystems wird von einem Objekt in einer Umgebung des Sensorsystems reflektiertes Licht erfasst und basierend auf dem erfassten Licht wird mittels der Detektoreinheit ein Sensorsignal erzeugt. Mittels einer Recheneinheit, insbesondere des Sensorsystems oder des Kraftfahrzeugs, wird eine erste Pulsweite eines Signalpulses des Sensorsignals bestimmt, wobei die erste Pulsweite durch einen vorgegebenen erste