用于自动化车辆的传感器设备的制作方法

本发明涉及一种用于自动化车辆的传感器设备。本发明还涉及一种用于运行用于自动化车辆的传感器设备的方法。本发明还涉及一种计算机程序产品。

背景技术：

用于驾驶员辅助系统的已知环境传感器，例如激光雷达，视频，雷达具有有限的打开角度。该打开角度的任意增大通常要么不可能(由于在激光雷达的情况下涉及眼睛安全性的规定，在视频情况下分辨率降低等)要么连带有附加成本。

当今的传感器提供如下可能性：在有限规模内控制观察范围(例如在雷达的情况下借助于电子“波束成形”，在激光雷达的情况下借助于扫描的变化，在视频情况下借助于部分区域的选择等)。

技术实现要素：

本发明的任务是，提供一种用于自动化车辆的传感器设备，所述传感器设备具有改进的运行特性。

根据第一方面，该任务借助用于自动化车辆的传感器设备来实现，所述传感器设备包括：

-至少一个数据接口；和

-分析评估装置；

-其中，通过数据接口能够将行驶路径数据输送给分析评估装置；和

-其中，借助于行驶路径数据能够控制传感器设备的环境感测特征。

以该方式，可以更好地充分利用传感器设备的技术限制，因为根据具体的行驶路径而定来实现不同的环境感测特征。在相关的感测范围内，可以以该方式提高探测性能，其中，对于这种情况也有利地将更少的电磁能量辐射到环境中。

根据第二方面，该该任务借助一种用于运行用于自动化车辆的传感器设备的方法来实现，包括以下步骤：

-通过至少一个数据接口输送行驶路径数据；

-借助于分析评估装置分析评估行驶路径数据；和

-根据所分析评估的行驶路径数据借助于控制装置控制传感器设备的环境感测特征。

传感器设备的有利扩展方案是从属权利要求的主题。

传感器设备的一个有利扩展方案设置，行驶路径数据构造为轨迹数据。借助于轨迹数据来确定未来车辆位置的限定数量，其中，这种数据在自动化车辆中已经存在。以该方式，对于传感器设备而言有利地仅需要很少的附加耗费用于输送和处理轨迹数据。

传感器设备的另一有利扩展方案的特点在于，通过数据接口能够考虑由自动化车辆的驾驶员所执行的至少一个行驶操作。这通过传输涉及例如转向角、闪光装置操纵、制动操作等的特定数据来进行。结果，由此还支持传感器设备的、更好地与行驶路径适配的工作方式。

传感器设备的另一有利扩展方案的特征在于，传感器设备是激光雷达传感器、视频传感器、雷达传感器或超声波传感器。由此，可以利用多种不同的技术用于传感器设备。

传感器设备的另一有利扩展方案设置，传感器设备能够用作自动化车辆的前置传感装置和/或侧置传感装置和/或后置传感装置。以该方式，可以充分利用传感器设备的优化的环境感测特性用于自动化车辆。例如当车辆在弯道半径非常小的情况下进行操作时，所述传感器设备的各种构型可能性可以是有利的。

传感器设备的另一有利扩展方案设置，环境感测特征包括车辆的持续大约5秒至大约10秒的向前运动阶段。以该方式，传感器设备的环境感测特征仅需要适配于可预见的且足够的空间区域。

下面，利用其他特征和优点根据多个附图详细说明本发明。在此，所描述或者所示出的所有特征本身或以任意组合的方式构成本发明的主题，而与它们在权利要求中的总结或引用无关，以及与它们在说明书或附图中的表述或示图无关。这些附图主要被考虑用于阐明对于本发明重要的原理。

公开的方法特征类似地由公开的相应设备特征得到，并且反之亦然。这尤其意味着，涉及方法的特征、技术优点和实施方式以类似的方式由设备的相应实施方式、特征和优点得到，并且反之亦然。

附图说明

在附图中示出：

图1所提出的传感器设备的作用方式的原理图；

图2所提出的传感器设备的作用方式的另一原理图；

图3所提出的传感器设备的原理方框图；和

图4用于运行用于自动化车辆的传感器设备的方法的原理流程。

具体实施方式

下面，术语“自动化机动车”在含义上与部分自动化机动车、自主机动车和部分自主机动车同义地使用。

本发明的核心构思尤其是，提供自动化车辆的环境传感装置的这样一种环境感测特征，使得在任何时间点仅对与车辆当前所执行的行驶操作相关的区域进行感测。在此充分利用的是，自动化行驶功能“准确知道”车辆在下一个时间将会向哪里运动，因为该行驶操作被完整规划并且例如以轨迹数据的形式被传输给例如车辆的促动装置。

提出，在环境传感器上设置接口，通过所述接口读取已知的行驶路径数据。借助于传感器内的合适的计算规则，由此调节传感器的在该行驶路径数据方面优化的环境感测特征(例如视距，打开角度等)。

用于行驶路径数据和传感器内部的计算规则的所述数据接口的优点在于，所述轨迹对于传感器的用户而言易于计算并且与所使用的传感器无关。有利地，在预给定呈轨迹形式的行驶路径数据时不需要传感器特定的知识。出于该原因，对于第三方也能够以简单的方式使用该数据接口，例如制造者可以为自己的驾驶员辅助功能生成轨迹并将该轨迹提供给传感器。

在许多驾驶员辅助功能和自动化驾驶功能中无论如何已经规划和求取了轨迹。如果所提到的轨迹中的一个实际上也被输出给车辆控制装置的轨迹被传感器接收到，那么在任何时间点确保，刚好覆盖车辆在下一个可预见的时间内要行经的传感器感测范围。

在一个简化的变型方案中，替代于轨迹，也可以为传感器设备预给定一个路径，也就是说区域的几何描述，车辆在下一个时间将会行经所述区域而没有在时间上说明车辆何时将处于该区域中的确定点处。与具有精确时间曲线和速度曲线的轨迹不同，虽然可以以该方式控制传感器设备的打开角度，但是视距仅是受限的。

图1以四个示图示出所提出的用于自动化车辆200的传感器设备100的作用方式的示意性的示例性场景。

在图1a和1b中可以看到自动化车辆200，所述自动化车辆驶过弯道。图1a中的弯道与图1b中的弯道相比具有略小的曲率。可以看出，传感器设备的观察范围fov包括车辆200的当前行驶位置和大约四个未来行驶位置，这相应于自动化车辆200的约5s到10s的大概行驶时间。以该方式支持，传感器设备100在其特征及其照射特性(ausleuchtverhalten)方面适配于车辆200的未来行驶路径。

在图1a至1d中示出传感器设备的示例，所述传感器设备在发送能量方面受限。与行驶操作有关地，传感器设备的观察范围是窄且远的(参见图1c,1d：例如在快速直线行驶的情况下)或者是宽且短的(参见图1a,1b：例如在通常较低速度的情况下进行弯道行驶时)。根据行驶方向而定，传感器设备的观察范围可以向左偏转或向右偏转。

用深色示出的车辆200处于当前车辆位置中，四个浅色标记的车辆代表车辆200的沿着为该车辆200规划的轨迹的规划车辆位置或者说未来车辆位置，与当前车辆位置相关地在例如1秒、2秒、3秒和4秒后到达所述规划车辆位置或者说未来车辆位置。观察范围fov代表自动化车辆200的前置传感装置的传感器观察范围。

图1c和1d表明，自动化车辆200在具有三个车道的行车道上从中间车道变换到右侧车道上，接下来在所述右车道上继续行驶，例如在高速的情况下在高速公路上继续行驶。出于该原因，传感器设备的观察范围fov适配于车辆200的当前位置和大约四个未来位置。

以该方式，例如在高速公路上快速直线行驶时能够实现传感器设备的大约300m至大约400m的大探测范围(“视距”)。相反，在速度较低的情况下，传感器设备的照射距离减小而照射宽度增大。以该方式，由于传感器设备的电操控功率减小，也可以考虑用于保护位于车辆环境中的人员的眼睛安全方面。

结果，可以以该方式实现传感器设备在优化的功率消耗的情况下的优化运行特性。

图2根据行驶的车辆200(未示出)的视频图像示出被传输给车辆200的传感器设备100的行驶路径数据d。这些行驶路径数据d优选构造为轨迹数据并且在该附图中以宽车道的形式来表明。沿着该轨迹并且在紧邻的周围环境中，可以以提高的优先级感测静态对象。更远的静态对象例如图像右侧的静态对象不那么值得注意，因为车辆200不会运动到那里。由此，传感器设备100可以主要关注行驶路径的环境中的对象或车辆。以该方式，尤其对车辆202进行探测而不必考虑在前行驶的车辆202和在右侧被超车的车辆201。由此，针对实际的行车道优化了传感器设备100的感测特征。

以该方式，对于传感器设备100可以有利地减少计算时间，或者可以使现有的计算时间/计算能力更好地关注于与车道相关的区域。以该方式有利地支持了传感器设备100的有效运行方式。

在传感器设备的一个扩展方案中可以设置，将具体的驾驶员愿望也引入所述运行特征中，例如呈转向角、制动操作、闪光器操纵等的数据的形式。

有利地，所提出的传感器设备100也可以布置在车辆200的后部区域中(未示出)，由此也优化地构造车辆的倒车操作。

图3示出所提出的传感器设备100的一个实施方式的方框图。可看到数据接口10，其优选构造为例如呈总线(例如can总线、以太网等)形式的软件接口。通过数据接口10可以将行驶路径数据d传输给传感器设备100的分析评估装置20。在自动化车辆200中，行驶路径数据d由规划系统提供，并且通常被用于转向目的和/或马达控制目的和/或制动目的。

分析评估装置20基于行驶路径数据d确定车辆200的未来位置并且由此将指令传输给控制装置30，借助于所述指令，相应于行驶路径数据d来调节传感器设备100的运行特征。

例如，运行特征的改变可以以本身已知的方式通过传感器设备的机械调节和/或通过借助合适的电信号对传感器设备的操控来实施。

有利地，对于自动化车辆而言可以以该方式与状况有关地实现比利用已知的传感器所实现的打开角度更大的打开角度。为了能够例如行驶具有典型地在高速公路上出现的所有半径的弯道，对于前置传感装置而言例如需要大约±60°的覆盖范围。

然而在此借助所提出的传感器设备有利地不需要一次性感测整个区域。车辆实际运动所在的区域通常是特别重要的。例如在行驶到左转弯道中时仅大约-60°至大约0°的角度范围可能是重要的，在直线行驶时仅大约-30°至大约30°的角度范围可能是重要的，而在右转弯道的情况下仅覆盖大约0°至大约60°的角度范围。因此，实际要覆盖的范围在任何时间点都不大于大约60°。

以该方式，可以使传感器设备100的运行特征适配于行驶路径数据，由此有利地优化了传感器设备的运行特征。

有利地，所提出的传感器设备100不受特定技术的约束，因此传感器设备100例如可以构造为激光雷达传感器、视频传感器、雷达传感器、超声波传感器等。

在传感器设备的未在附图中示出的实施方式中可以设置，所述传感器设备100“分布式”地构造。在此，例如分析评估装置和/或控制装置可以布置在独立的控制器上，其中，通过另一接口将控制信号传输给一个传感器或多个传感器。由此借助“愚钝的”传感器支持中央处理。

图4示出本发明方法的一个实施方式的原理流程。

在步骤300中，通过至少一个数据接口10输送行驶路径数据d。

在步骤310中，借助于分析评估装置20对行驶路径数据d进行分析评估。

在步骤320中，根据所分析评估的行驶路径数据d借助于控制装置30控制传感器设备100的环境感测特征。

有利地，所提出的方法可以借助于在传感器设备上运行的软件程序来实现，由此支持该方法的简单可适配性。

在不会偏离本发明核心的情况下，本领域技术人员会以合适的方式修改和/或彼此组合本发明的特征。