本发明涉及一种在独立权利要求的前序部分中所述类型的用于环境检测的方法和系统。
背景技术：
已知了使用车辆侧的传感器用于在机动车中进行环境检测。例如使用摄像机、雷达传感器、lidar系统、超声波传感器和/或红外传感器来获得关于车辆环境的信息。这类传感器通常以对环境的射线状扫描为基础。道路边界和/或其他交通参与者可以导致多次反射。这类多次反射通常被解读为干扰源且以高成本在传感器数据的数据分析时被滤除。通过从环境传感器的信息中减少这种反射效果，不仅防止了错误解读，即所谓的重像物(geisterobjekte)。另外也阻止了有针对性应用被遮挡物识别的可行性。
文献de102014002114a1描述了一种方法，在该方法中根据所检测的前方行驶的车队进行机动车中的横向操控干预或纵向操控干预。此外，借助于机动车的雷达传感器检测被紧邻的前方行驶的车辆遮挡的交通参与者。其实现方式是：分析由被遮挡的交通参与者和地面所反射的雷达信号。此外还使用机动车对机动车通信来获得关于车队的信息、例如运动轮廓。
文献de102014002113a1描述了一种方法，在该方法中根据所检测的前方行驶的车队进行机动车中的自动的驾驶干预。此外借助于机动车的雷达传感器检测被紧邻的前方行驶的车辆遮挡的交通参与者。其实现方式是：分析由被遮挡的交通参与者和地面所反射的雷达信号。此外进行许多车辆的车队轨迹信息的统计分析。为此借助于服务器分析已经驶过当前由该机动车正行驶的行车道的许多车辆的速度曲线和加速度曲线并且作为比较行为被作为基础。前方行驶的车队与比较行为之间的所探测到的差异被用作对异常交通状况的提示。
文献de102009002870a1示出了一种方法，在该方法中借助于机动车的超声波传感器检测物体。
尤其是当为了检测车辆环境以及由此检测主要是被遮挡的交通参与者而分析传感器信号的多次反射时，有出现错误解读车辆环境中被错误检测到的物体的风险。尤其是当使用与车辆环境有关的传感器数据来自主地横向和/或纵向操控机动车时，尽可能准确地检测车辆环境是特别重要的。
文献de102014104574a1描述了一种用于借助于特殊运输车辆执行特殊运输的方法。其他车辆将关于其环境的数据发送给中央的基础设施。该中央的基础设施将这些数据融合且提供给该特殊运输使用。
文献de102014002116a1描述了一种用于运行驾驶员辅助系统的方法，借助于该方法在超车过程中对驾驶员加以辅助。借助于雷达传感器在充分利用多次反射的前提下分析前方行驶的车队。与前方行驶车队有关的信息被提供给驾驶员来辅助超车过程。
文献de102014213171a1描述了一种用于机动车的自主的车辆操纵的系统。此外分析能够实现车队行驶的其他车辆的、尤其是前方行驶的、靠近的或并排行驶的车辆的行驶动态数据。由此能够实现在高速公路上的车队行驶，使机动车并入到交通流中且无需驾驶员的干预。
技术实现要素：
本发明的目的是，提供一种用于环境检测的方法和系统，利用该方法和系统能够特别可靠无误地检测至少一个机动车的至少一个车辆环境。
该目的通过具有独立权利要求特征的用于环境检测的方法以及系统实现。本发明的有利实施方案以及适宜的和不一般的改进方案在从属权利要求中给出。
在根据本发明的用于环境检测的方法中，第一机动车借助于至少一个传感器检测其车辆环境。根据本发明的方法的特征在于，该第一机动车将传感器的与其车辆环境有关的传感器数据传输给车辆外部的服务器装置。具有至少一个传感器的至少一个另外的机动车将传感器的与其车辆有关的传感器数据传输给车辆外部的服务器装置。该车辆外部的服务器装置将机动车的被传输的传感器数据融合且以此为基础生成第一机动车的车辆环境的环境模型。所生成的环境模型然后由车辆外部的服务器装置传输给第一机动车。
优选在根据本发明的用于环境检测的方法中将来自不同机动车的大量传感器的与其相应的车辆环境有关的传感器数据传输给所述车辆外部的服务器装置。该车辆外部的服务器装置可以然后将大量机动车(例如某一完整车队)的所传输的传感器数据融合且以此为基础生成并提供机动车中的某一机动车或所有机动车的车辆环境的特别准确的环境模型。服务器装置包括一个或多个高性能计算机，从而能够特别快地融合大量传感器数据，以便以此为基础生成第一机动车或其他机动车的车辆环境的所述环境模型。车辆外部的服务器装置因此提供了与至少一个确定的车辆环境有关的所有输入的传感器数据的一种集合，同时由于考虑到了不同机动车的不同传感器的大量传感器数据，所以有非常大的概率能够以所生成的环境模型的形式实现对一个或多个车辆环境的无误的描绘。
因此在根据本发明的方法中使用一种群数据功能，其方式为：从大量机动车向服务器装置传输与机动车的相应车辆环境有关的相应传感器数据，并将这些传感器数据加以融合。通过该有意地集聚各不同机动车的大量传感器数据，可以在所能够提供的环境模型方面明显增加相应机动车的视野范围。不仅是高度准确的导航和地图信息是巡航驾驶的重要基础，所有交通参与者的实际的实时行为和其典型的运动模式也是。借助于根据本发明的用于环境检测的方法能够特别可靠地确定交通参与者的实时行为，同时以此为基础还能够识别出典型的运动模式。
在根据本发明的方法中，对相关车辆环境中的交通状况的观察因此尤为重要。借助于根据本发明的方法能够建立在相关车辆环境中的车道占用情况的一种统计模型，其中借助于车辆外部的起到所谓后端作用的服务器装置能够以所述环境模型的形式生成实际的当前车辆环境的全图。此外能够在相关机动车的将要通行的整个区段上特别可靠地检测和描绘当前的交通状况。
此外根据本发明提出，在融合传感器数据时确定各个物体的出现概率且仅将具有规定的出现概率的那些物体考虑作为环境模型的一部分。这尤其在检测被遮挡的交通参与者方面是适宜的。例如机动车可以通过雷达信号的直接反射识别出物体，同时另一机动车基于多次反射探测其他物体。如果这两个机动车的传感器数据都存在于车辆外部的服务器装置中，则能够确信：所检测到的物体确实存在且因此具有高的出现概率。同样也可行的是，例如多个车辆通过对多次反射的分析来预计在某一确定位置上存在某一确定物体。如果这通过车辆外部的服务器装置确认，则所述物体有非常高的出现概率。车辆外部的服务器装置可以因此确定被遮挡的物体实际存在和具有如下特有特性的概率：例如车辆种类、车辆尺寸、车辆类型、运动速度、运动方向等。
本发明的一个有利的实施方式提出，与传感器数据一起将机动车的相应的位置数据传输给服务器装置，且在生成环境模型时对该位置数据加以考虑。替代或备选地优选提出，与传感器数据一起将机动车的相应的运动数据传输给服务器装置，且在生成环境模型时对该运动数据加以考虑。优选连同传感器数据在内也将与相应的车辆位置和车辆运动有关的数据传输给车辆外部的服务器装置并在建立环境模型时对其一并加以考虑以及分析。通过对相应车辆位置的了解和对相应车辆运动的了解，可以特别准确地建立所述环境模型。尤其是不同传感器数据之间的不一致性也能够得到特别好地解决或考虑。
本发明的另一有利的实施方式是，传感器中的至少一个传感器是检测车辆环境的雷达传感器、激光扫描仪或超声波传感器。此外还可行的是，机动车具有多个传感器。在此也可以使用不同类型的传感器，例如雷达传感器、激光扫描仪或超声波传感器。此外例如还可行的是，使用lidar系统或摄像机系统。优选将不同机动车的所使用的传感器的所有传感器数据都传输给车辆外部的服务器装置，从而该服务器装置能以该全部传感器数据为基础实施所述融合、即传感器数据融合，以便以此为基础建立环境模型或不同车辆环境的多个环境模型。尤其是当使用不同类型的传感器用于相应车辆环境检测且对车辆外部的服务器装置进行提供时，可以产生特别准确的环境模型。
本发明的另一有利的实施方式是，借助于传感器中的至少一个传感器检测被紧邻的前方行驶的车辆遮挡的交通参与者，其方式为：分析多次反射的传感器信号且将该多次反射的传感器信号作为传感器数据的一部分传输给服务器装置。除了分析直接反射的传感器信号、例如雷达信号等之外，优选还考虑通过多次反射识别出的物体。例如可以考虑雷达信号在车道表面上、在其他交通参与者上和/或在车道边界上的反射，以便检测本身被遮挡的交通参与者。通过利用车辆外部的服务器装置进行的传感器数据融合，还可以特别可靠地验证以及识别借助于多次反射的传感器信号分析和识别的物体。优选因此进行对被地面、交通边界(例如护栏)、反向交通和被其他机动车多次反射的信号的分析，以便识别被遮挡的交通参与者。
本发明的另一有利的实施方式提出，在机动车中在考虑环境模型的情况下实施用于同步的车队起动的起动准备，尤其是在红灯阶段之后。由于环境模型特别精确地基于不同机动车的不同传感器的不同传感器数据生成，所以可以特别可靠地控制大量机动车的同步的车队行驶。
在本发明的另一有利的实施方式中提出，在至少一个所述机动车中根据环境模型控制自动的纵向操控。由于该环境模型能够特别精确地生成，所以特别也存在关于在机动车周围的所有交通参与者的实际的实时行为的信息，同时在相关机动车的纵向操控时还能够考虑到这些交通参与者的典型的运动模式。自动化的驾驶功能的安全性能够由于特别精确的环境模型而明显提升。
根据本发明的用于环境检测的系统包括具有用于检测车辆环境的至少一个传感器的第一机动车。根据本发明的系统的特征在于，该第一机动车被布置用于，将传感器的与其车辆环境有关的传感器数据传输给系统的车辆外部的服务器装置。此外，该系统包括具有用于检测车辆环境的至少一个传感器的至少一个第二机动车，其中，该第二辆机动车被布置用于，将传感器的与其车辆环境有关的传感器数据传输给服务器装置。此外该服务器装置被布置用于，融合由机动车所传输的传感器数据且基于此生成第一机动车的车辆环境的环境模型以及将该环境模型传输给第一机动车。此外服务器装置被布置用于，在融合传感器数据时确定各个物体的出现概率且仅将具有规定的出现概率的那些物体考虑作为环境模型的一部分。根据本发明的方法的有利的实施方式可以被视为根据本发明的系统的有利的实施方式，并且反之亦然，在此该系统尤其具有用于执行上述方法步骤的工具。
附图说明
附图示出：
图1示出三辆前后行驶的机动车的侧视图，其中，最后方的机动车借助于传感器探测最前方的机动车；和
图2示出三辆前后行驶的机动车在第四辆机动车逆向行驶时的俯视图，其中，还示意性示出车辆外部的服务器装置，借助于该服务器装置分析机动车的相应的传感器的相应传感器数据。
具体实施方式
在图1的侧视图中示出三辆前后行驶的机动车1、2、3。三辆机动车1、2、3以车队的形式前后行驶。机动车1具有例如雷达传感器形式的传感器4，利用该传感器能够检测被机动车2遮挡的机动车3。在此，被多次反射的传感器信号5——例如以被多次反射的雷达信号的形式——被传感器4检测到，从而因此探测到机动车3。该紧邻的前方行驶的机动车2因此被传感器信号5从下方穿过/隧穿(untertunnelung)。
这种下方穿过可以基于到达的传感器信号5中的特有特征被融合到前方行驶的车辆、在此例如是机动车3的具体图像中。例如可以考虑到达的传感器信号5的时间特性、飞行时间、频谱和信号衰减。此外可以考虑机动车1的自身的车辆运动和被从下方穿过的交通参与者、也就是机动车2的车辆运动。
图2中以俯视图示出了三辆机动车1、2、3，其中示出了借助于传感器4接收到的传感器信号6，该传感器信号通过在护栏7上的多次反射从前方行驶的机动车3到达传感器4。此外还示意性示出了传感器信号8，其通过在逆向行驶的机动车9上的反射从前方行驶的机动车3到达传感器4。
由于例如护栏7形式的道路边界，和/或逆向交通、具体而言是逆向行驶的其他机动车9，机动车1的传感器4也可以识别到被机动车2遮挡的机动车3。但对被遮挡的交通参与者的这种识别并不像直接识别未被遮挡的交通参与者那样可靠。
机动车2、3、9具有其相应的传感器10、11、12。利用相应的传感器4、10、11、12，机动车1、2、3、9能够检测其相应的车辆环境。机动车1、2、3、9连同其相应的传感器4、10、11、12与车辆外部的服务器装置13一起共同构成用于环境检测的系统14。这些机动车1、2、3、9被设置用于，将其传感器4、10、11、12的与其相应的车辆环境有关的传感器数据传输给车辆外部的服务器装置13。该服务器装置13又被设置用于，融合从不同机动车1、2、3、9传输的传感器数据且以此为基础例如生成机动车1的车辆环境的环境模型并且传输给机动车1。同样，服务器装置13也能够为相应的机动车2、3、9生成和传输相应车辆环境的相应环境模型。
机动车1、2、3、9将传感器数据连同相应的自身的位置数据和相应的自身的运动数据一起也传输给车辆外部的服务器装置13。在服务器装置13中因而不仅存在相应传感器4、10、11、12的单纯的传感器数据。还存在如下信息或数据：相应的传感器数据要对应于相应机动车1、2、3、9的哪些相应位置和速度和/或加速度。由此能够实现特别好的传感器数据融合以及为机动车1、2、3、9的相应车辆环境生成相应环境模型。
传感器4、10、11、12可以例如是雷达传感器、激光扫描仪、超声波传感器、lidar系统或摄像机系统。与现有图示不同的是，机动车1、2、3、9也可以具有大量同类的或不同的传感器，从而例如提供如下的传感器数据，该传感器数据使得能够实现对机动车1、2、3、9的相应车辆环境的一种360°的检测。
系统14因此被设置用于，借助于车辆外部的服务器装置13接收来自不同机动车1、2、3、9的传感器4、10、11、12的所有传感器数据且对其加以分析，以便因此产生用于相应机动车1、2、3、9的特别精确的环境模型。机动车1、2、3、9可以例如基于相应生成的环境模型被半自主或全自主地操控。
例如可以在红灯阶段之后开启机动车1、2、3的全自主起动过程。通过相应传感器4、10、11、12提供与相应车辆环境有关的传感器数据，能够特别准确地描绘与在相关机动车1、2、3的环境中的交通现象有关的、对于机动车1、2、3的车队行驶所需的内容，且在车队行驶时对该内容加以考虑。
能够借助于车辆外部的服务器装置13生成的关于各个机动车1、2、3、9的环境模型能够在自动地纵向操控和/或自动地横向操控不同机动车1、2、3、9时被使用和考虑。通过借助于车辆外部的服务器装置13进行的传感器数据融合，能够明显增大各个机动车1、2、3、9的视野范围，因为不仅相应机动车1、2、3、9的车辆本身的传感器被用于环境识别。附加地，所有由传感器4、10、11、12所提供的传感器数据也借助于车辆外部的服务器装置13被处理、解读且然后以机动车1、2、3、9的相应车辆环境的特别精确的环境模型的形式加以提供。
根据四辆机动车1、2、3、9及其传感器4、10、11、12所说明的方法和系统14应该理解为仅是示例性的。该系统14也还可以具有多个其他在此未示出的机动车以及相应的传感器。从一个完整的车队能够向服务器装置13传递传感器数据。该服务器装置13则可以类似于所述的工作方式分析所有输入的传感器数据，以便生成将其传感器数据传递给服务器装置13的各个机动车的相应的环境模型。