用于识别激光雷达系统失准的方法和装置与流程

本发明涉及一种用于识别激光雷达系统失准的方法。本发明还涉及一种用于识别激光雷达系统失准的装置。

背景技术：

1、de 10 2020 007 772 a1公开一种用于在工作中标定车辆激光雷达的方法，具有以下方法步骤：

2、-用激光雷达多次扫描车辆周围环境以产生点云，

3、-追踪点云所包含的扫描点相对于激光雷达的相对位置，

4、-通过评估在点云之间的扫描点的相对位置位移来确定扫描点运动方向，

5、-确定规定数量的扫描点的运动方向交点以确定瞬时消失点，

6、-将瞬时消失点的位置与参考消失点的已知位置相比较，并且

7、-在确定瞬时消失点与参考消失点之间的位置偏差时：移动参考坐标系或瞬时坐标系，以使瞬时消失点与参考消失点重合。

8、此外，描述一种具有激光雷达和计算单元的车辆，其中，计算单元设立用于实施该方法。

技术实现思路

1、本发明的任务是指明一种用于识别激光雷达系统失准的新型方法和新型装置。

2、根据本发明，该任务通过一种具有权利要求1所述的特征的方法和一种具有权利要求6所述的特征的装置来完成。

3、本发明的有利设计是从属权利要求的主题。

4、在根据本发明的用于识别激光雷达系统且尤其是车辆激光雷达系统失准的方法中，激光雷达系统用多个激光接收器系统在共同视野区内扫描环境、尤其是车辆周围环境。位于共同视野区中的平坦面被激光接收器系统扫描。因激光接收器系统的各自激光射线在平坦面处反射而出现的点云被予以识别。虚拟测量面例如b样条平面或贝赛尔平面通过各自激光射线的所识别的点云被插补。待查明的是针对各自激光射线所确定的测量面是否基本上相互重合和/或弯曲。如果查明针对各自激光射线所确定的测量面没有基本上相互重合和/或至少其中一个针对各自激光射线所确定的测量面是弯曲的，则将推断出激光雷达系统失准，即，于是将识别出激光雷达系统失准。

5、根据本发明的用于识别激光雷达系统且尤其是车辆激光雷达系统失准的、尤其是用于执行上述的用于识别激光雷达系统且尤其是车辆激光雷达系统失准的方法的装置设计和设立用于用激光接收器系统扫描位于共同视野区中的平坦面、识别因激光接收器系统的各自激光射线在平坦面处反射而出现的点云、通过各自激光射线的所识别的点云插补虚拟测量面例如b样条平面或贝赛尔平面、查明针对各自激光射线所确定的测量面是否基本上相互重合和/或弯曲并且在查明针对各自激光射线所确定的测量面没有基本上相互重合和/或至少其中一个针对各自激光射线所确定的测量面是弯曲之时推断出激光雷达系统失准、即识别出激光雷达系统失准，其中，激光雷达系统具有多个设计和设立用于在共同视野区中扫描环境尤其是车辆周围环境的激光接收器系统。

6、借助该方法或装置关于可能有的失准待检查的激光雷达系统因此被设计成具有多个有共同视野区的激光接收器系统的激光雷达系统。激光雷达系统如上已解释地用多个激光接收器系统在共同视野区中扫描环境、尤其是车辆周围环境。因此，它用多个激光射线在共同视野区中扫描环境、尤其是车辆周围环境，其中，各自激光射线由各自激光接收器系统产生且被射出，并且各自激光射线的尤其由反射激光射线的物体引起的反射射线被激光接收器系统的接收器接收。各自激光接收器系统因此是激光发射器-接收器系统。

7、为了实现所述的在共同视野区中的扫描，这些激光接收器系统的视野区至少局部重叠，其中，这些激光接收器系统的视野区彼此重叠的重叠区域形成共同视野区。激光雷达系统包括至少两个或超过两个的这种激光接收器系统。这种激光雷达系统也被称为复眼激光雷达系统。

8、激光雷达系统因此如所述的那样用多个激光接收器系统和进而使用多个激光射线、即各自激光接收器系统的激光射线在共同视野区中扫描环境、尤其是车辆周围环境。为了识别可能有的失准，在此，位于共同视野区中的平坦面借助于激光接收器系统和进而借助于多个激光射线、即各自激光接收器系统的激光射线被扫描。因各自激光射线在该平坦面反射而出现的点云被识别。虚拟测量面例如b样条平面或贝赛尔平面通过各自激光射线的所识别的点云被插补，即，各自虚拟测量面借助各自所识别的点云的所有点被插补。各自虚拟测量面因此有利地延伸经过各自所识别的点云的所有点。待查明的是针对各自激光射线所确定的测量面是否基本上相互重合和/或是弯曲的。如果查明结果是测量面没有基本上相互重合和/或至少其中一个测量面是弯曲的，则推断出激光雷达系统失准。

9、通过根据本发明的解决方案可以确保激光雷达系统在预定的参数极限内运作且仅在允许极限内偏离假设的尤其预定的模型。只有通过经过标定的激光雷达系统、尤其是复眼激光雷达系统才能确保自动化的、尤其高度自动化的或自主的车辆的可靠运行。

10、根据本发明的解决方案尤其允许即便在工厂和测试装置外也能自动识别激光雷达系统失准，即，例如当车辆位于车辆使用者手中时，例如在正常驾驶操作期间和/或在这种正常驾驶操作之前和/或之后的车辆停止期间。由此例如可以延长激光雷达系统的维护间隔期和/或不必例如由工厂进行激光雷达系统的维护以识别这种激光雷达系统失准。

11、如果借助本发明的解决方案识别出存在激光雷达系统失准，则例如可以规定的是停用基于激光雷达系统的系统和功能或者仅还有限地运行。替代地或附加地，例如车辆使用者可以例如通过相应的光学、声学和/或触觉警报被通知识别出激光雷达系统失准，和/或可以促成激光雷达系统的维护，例如自动预订进厂维护日期，或可以向车辆使用者提议由车辆执行这种维护日期预订，其中，使用者在预订时可例如由车辆予以辅助或者可以促使自动执行预订。

12、替代地或附加地，在识别到激光雷达系统失准之后例如可以如此执行激光雷达系统的标定，即，该点通过使用合适的模型而被调整到同一平面，即以如下方式：因激光接收器系统的各自激光射线在位于激光接收器系统的共同视野区中且被其扫描的平坦面处反射而在共同视野区中出现的所有点云的所有点位于同一平面中。一种相应的用于标定激光雷达系统且尤其是车辆的激光雷达系统的方法因此包括此处所述的用于识别激光雷达系统且尤其是车辆激光雷达系统失准的方法，并且还在识别到激光雷达系统失准情况下以上述方式进行其标定，即，尤其是通过上述方式通过使用合适的模型使所述点被调整到同一平面。一种相应的用于标定激光雷达系统尤其是车辆激光雷达系统的、尤其是用于执行所述用于标定激光雷达系统的方法的装置相应地包括此处所述的用于识别激光雷达系统且尤其是车辆激光雷达系统失准的装置，并且还设计和设立用于通过上述方式在识别到激光雷达系统失准时进行标定，即，设计和设立用于尤其以上述方式通过使用合适的模型使所述点被调整到同一平面。由于可以在识别到失准之后标定激光雷达系统，故可以避免进厂维护激光雷达系统，并且激光雷达系统可以尤其自动地以所述方式很快速地又被标定且随后又不受限制地使用。由此将激光雷达系统的失效时间和由此导致的车辆系统和功能的限制减至最低程度，并且避免干扰和麻烦以及较高的车辆使用者成本。

13、在该方法的一个可能实施方式中，为了查明各自测量面是否弯曲而在确定各自测量面的点云的每个点确定各自测量面的切向平面。因此在各自测量面的每个所述点确定各自测量面的一个切向平面，即，在各自测量面的各自点与各自测量面相切的平面。当针对各自测量面的各点所确定的切向平面没有基本上相互重合时，推断出弯曲的各自测量面，即查明各自测量面是弯曲的。如上所述，当至少其中一个测量面是弯曲的时、即当在至少其中一个测量面情况下针对这一测量面的各不同点所确定的切向平面没有基本上相互重合时，在此已经推断出激光雷达系统的失准，即识别出激光雷达系统的这种失准。

14、在该装置的一个可能实施方式中，该装置为了查明各自测量面是否弯曲而设计和设立用于在确定各自测量面的点云的每个点处确定各自测量面的切向平面，并且用于在针对各自测量面的各点所确定的切向平面没有基本上相互重合时推断出弯曲的各自测量面、即查明各自测量面是弯曲的。如上所述，当至少其中一个测量面是弯曲的时、即当在至少其中一个测量面的情况下针对这一测量面的各点所确定的切向平面没有基本上相互重合时，在此已经推断出激光雷达系统失准，即识别出激光雷达系统的这种失准。

15、查明各自测量面是否弯曲的所述实施方式是一种简单、高效且可靠的查明方式。

16、该平坦面有利地至少与激光接收器系统的共同视野区具有相同尺寸。有利地，该平坦面大于激光接收器系统的共同视野区，即它有利地在边缘侧完全超出共同视野区。该平坦面、即优选是具有该平坦面的物体和该激光雷达系统有利地如此相互取向，即，共同视野区完全位于该平坦面上。

17、在一个可能实施方式中，采用标定靶、房屋墙壁或交通标志，或具有该平坦面的物体作为平坦面。通过使用预定的标定靶、即标定目标物为平坦面，能以简单方式确保实际上通过上述方式扫描一平坦面。这例如能在工厂内进行，但也可以通过车辆使用者在正常的车辆使用期间内如此进行，即，车辆使用者将标定靶定位在激光接收器系统的共同视野区内。因此，为此不一定需要激光雷达系统进厂检修或由专门的维护人员来维护。以房屋墙壁或交通标志为平坦面的其它可能性允许进一步简化实施，故可能有的失准的识别也可以很简单地在工厂外无需专门的维护人员地执行，例如通过车辆使用者在正常车辆使用期间或通过尤其有利的方式自动执行，因而对此不需要车辆使用者费事。

18、以上所采用的表述“基本上相互重合”尤其是指，可能有的偏差在预定误差范围内。即，当所确定的偏差位于预定误差范围内时，针对各自激光射线所确定的测量面基本上相互重合。如果是这种情况，则针对各自激光射线所确定的测量面被评定为至少基本上相互重合。如果所确定的偏差不在预定误差范围内、即超出预定误差，则针对各自激光射线所确定的测量面未被评定为相互重合，也未被评定为基本上相互重合。