用于构成用于一种车辆的传感器布置的方法和传感器布置与流程

1.本发明涉及一种用于构成传感器布置的方法，所述传感器布置方式尤其是用于一种车辆或车辆类别。此外，本发明还涉及一种传感器布置，例如构型为传感器架构(architektur)的传感器布置。


背景技术：

2.在制造车辆时，所设置的传感器和相应的e/e架构单独地适配于车辆设计。在此，由车辆制造商指定传感器的位置，由此，传感器架构和e/e架构必须在每个已开发车辆中都经受检验和批准。这种方式引起在证实和验证各个架构或系统时的耗费提高。
3.自动化行驶功能增加了车辆开发时的开发成本。尤其，对用于提供自动化行驶功能的传感器架构的证实和验证是成本密集的并且可能为总开发成本的30％至40％。为了能够成功地给大量潜在客户提供具有自动化行驶功能的车辆，将用于实现传感器架构的成本下降是必要的。通过使用于实现该传感器架构的成本下降，可以使车辆的开发成本下降并因此也使车辆价格下降。


技术实现要素：

4.本发明所基于的任务可以看作是，提出一种用于可自动化运行的车辆的方法和传感器布置，所述方法和传感器布置可以使用于自动化行驶的系统的成本下降。
5.该任务借助本发明的方法和传感器布置来解决。本发明的有利构型是优选实施方式的内容。
6.根据本发明的一个方面，提供一种用于构成用于一种车辆和/或车辆类别的传感器布置的方法。例如，该传感器布置可以构型为传感器架构。
7.在一个步骤中，求取至少一个车辆类别的车辆的尺寸并且根据该车辆类别的车辆的尺寸推导出几何参数。
8.基于推导出的几何参数，为至少一个车辆类别的车辆的传感器确定预限定的参考区域，其中，每个参考区域配置为用于接收至少一个传感器。在此，至少一个参考区域可以针对对应的传感器布置构型为固定的或者说静态的。尤其，优选，在参考区域中或该参考区域上能布置特定的传感器类别或者说传感器种类。为此，可以针对一种传感器种类来优化地确定或者说限定至少一个参考区域。
9.几何参数不是仅与一种车辆类别的车辆的尺寸或尺度有关。而是另外的因素，例如所使用的车漆类型、车漆厚度、车窗对于特定波长的可透过性等，可能影响几何参数。由此，例如，几何参数的大小也可以超过车辆大小，以便能够将这些传感器直接地或借助于紧固适配器安置在车顶上。
10.根据一个实施例，所确定的参考区域中的至少一个参考区域配备有至少一个传感器，以便构成传感器布置。
11.优选，传感器布置可以使用在可按照bast标准受辅助地、部分自动化地、高度自动
化地和/或全自动化或者说无驾驶员地运行的车辆中。
12.例如，这种车辆可以是乘用车、载重车、机器人出租车、摆渡车和类似物。该车辆不限于在道路上的运行。而是该车辆也可以构型为水上行驶工具、空中行驶工具例如无人运输机、直升机、飞机和类似物。
13.因此，传感器布置具有固定的位置窗口或者说参考区域，该位置窗口或参考区域用于接收传感器。这些参考区域可以根据几何参数推导出。优选，几何参数可以提取自一个或多个制造商的一个或多个车辆，使得这些参考区域能用于最大可能数量的不同车辆。
14.几何参数可以具有车辆尺度，例如车辆宽度、车辆长度和车辆高度、前照灯高度、前挡风玻璃的和/或后挡风玻璃的位置和尺寸、轮胎布置、轴距、乘客舱尺寸等。
15.在此，这些几何位置可以形成一个车辆类别的大量不同车辆的平均值。
16.根据这些几何参数可以求取对于传感器来说优化的位置。例如，可以在车辆前部的区域设置用于雷达传感器的位置。优选，激光雷达传感器可以布置在前挡风玻璃的区域中或在车顶上。在此，超声波传感器可以定位在车辆的前部区域和后部区域中。在此，根据几何参数可以推导出并且以参考区域的形式来确定可能的传感器和传感器种类的明确位置。
17.优选，沿着一种车辆类别的几何参数进行的参考区域布置或者分布可以以可选的传感器布置的形式使用在大量车辆中。
18.带有参考窗口的传感器布置可以针对一种车辆类别一次性地验证和证实，其中，也能进行对传感器架构的构件检测和许可方法。接下来，可以以减小的附加耗费针对不同的车辆来验证和证实经初始许可的传感器架构。由于证实和验证传感器布置时的耗费降低，可以使车辆成本下降。
19.如果车辆制造商利用在参考区域上具有确定的传感器分布的传感器布置，则可以价格更低地制造具有自动化行驶功能的车辆。尤其，在车辆制造商方面不存在给所有参考区域配备传感器的强制性。在此，在装备版本不同的情况下，可以使不同的参考区域配备有传感器。
20.例如，在车辆能高度自动化地和/或全自动化地或者说无驾驶员地运行的情况下，可以对所有可用的参考区域进行配备。在车辆能部分自动化地运行的情况下，参考区域例如可以按份额地配备有传感器。由于该原因，该传感器布置可以用于不同的车辆和不同的装备变型。
21.优选，可以在考虑沿着几何参数的传感器布置和参考区域的情况下实施车辆设计。由此，可以避免个别的且未经检测的传感器布置并且使用已经验证和证实的传感器布置。
22.在一个实施方式中，专门针对至少一个车辆类别来构成传感器布置及其几何定位可能性。已知不同的车辆类别，例如小型车、中型车、豪华车、运输车或者说货车或suv。来自不同制造商的同一车辆类别的车辆相对彼此具有可忽略的大小偏差。由此，可以求取针对每个车辆类别特定的几何参数和参考区域。
23.接下来，参考区域或者说沿着几何参数的参考区域布置可以用作该传感器布置的一种或者多种配置的基础。
24.例如，所设置的参考区域可以完全地或部分地配备有传感器，以便能够实现具有
自动化行驶功能的不同自动化程度的不同装备变型。通过该措施可以使设计和制造车辆时的构型自由度最大化。
25.根据另一实施例，根据参考区域的尺寸和位置，视传感器种类而定地专门地确定参考区域。在此，例如，可以视参考区域的大小而定地将特定传感器种类置入到参考区域中。例如，具有较大尺寸的传感器仅能够置入到相应地规定得较大的参考区域中。
26.一个参考区域可以接收一个或多个传感器，然而一个参考区域也可以保持没有传感器。
27.尤其，参考区域可以专门针对雷达传感器、激光雷达传感器、摄像机传感器、超声波传感器和类似物来设置。在此，传感器可以以居中、在侧面、任意旋转和类似的方式布置在参考区域内。
28.尤其，根据另一实施方式，使至少一个参考区域的尺寸和位置与传感器种类的要求相协调。例如，参考区域可以具有接收面和/或接收窗口。对于超声波传感器，接收窗口可以具有少于2厘米的宽度。在激光雷达传感器或摄像机传感器的情况下可能需要更大的接收窗口或更大的接收面。例如，对于激光雷达传感器，可以在车顶上设置具有例如20厘米的边长的正方形接收面作为参考区域。在此，参考区域可以具有与理想化的或平均的车辆大小相当的固定大小或者具有例如为
±
15厘米的确定的大小范围。
29.基于给确定的参考区域分配传感器种类，可以事先检验和排除这些传感器之间的相互作用。
30.根据另一实施例，针对每个车辆类别通过推导出的几何参数至少区域地反映车辆轮廓并且沿着该车辆轮廓确定至少一个参考区域。通过该措施可以创建理想化且优化的车辆几何形式，这种车辆几何形式在尺寸方面覆盖或反映同一车辆类别的来自不同制造商的大多数车辆。
31.根据另一实施方式，针对该车辆类别来检查、评估和/或许可传感器布置。由此，一种传感器布置可以在一次验证和证实之后用于任意的车辆和车辆制造商。因此，可以显著地降低传感器布置的附加的或后续的验证耗费和证实耗费，因为不需要个别地布置这些传感器。
32.根据另一实施例，将具有预限定的参考区域的传感器布置考虑为至少一个车辆草案(fahrzeugentwurf)的基础。
33.优选，参考区域可以是预限定的体积或预限定的面，该体积或面适用于接收传感器。在此，多个参考区域具有确定的形状、大小、位置和相互之间的相对定向。虽然参考区域可以配备有传感器，然而这些参考区域也可以与车辆的装备变型有关地保持空着或者说未使用。
34.尤其，预限定的参考区域是预给定的、预先确定的或事先确定的参考区域，该参考区域例如针对几何参数一次地确定并且构成传感器布置和传感器定位的基础。
35.车辆草案可以基于已经检测和许可的传感器布置来构建并因此利用验证和证实的成本低的优点。由于验证和证实的成本较低，也可以使车辆自动化的成本下降。尤其，代替针对每个车辆的传感器布置进行验证和证实，可以实现跨车辆类别的验证和证实，以便使成本下降。
36.根据另一实施方式，将至少一个超声波传感器、雷达传感器、超声波传感器和/或
至少一个摄像机传感器置入到至少一个参考区域中。由此，可以构成针对大量不同的传感器和自动化程度的传感器布置。
37.根据另一实施例，将参考区域确定为用于接收至少一个传感器的位置点、位置面或位置体积。尤其，参考区域可以包括不确定范围或可变范围，该不确定范围或可变范围能够在车辆构型时实现附加设计自由度。通过该措施可以将传感器布置灵活且多样地使用在大量不同的车辆中。
38.根据另一实施方式，利用至少一个传感器取向来确定用于接收该至少一个传感器的至少一个参考区域。传感器取向可以以可置入到参考区域中的传感器的定向的预先规定的形式构型。尤其，传感器取向可以构型为限定的辐射方向或定向或构型为角度区域。在此，传感器取向可以沿着至少一个维度来限定。
39.在另一实施方式中，为了确定几何参数，求取一种车辆类别的来自不同制造商的车辆的最大车辆尺寸、最小车辆尺寸和/或平均车辆尺寸，其中，根据这些几何参数来确定能专门用于该车辆类别的车辆的参考区域分布。由此，可以求取理想化的几何参数，通过这些理想化的几何参数预限定的参考区域可用于来自不同制造商的大量车辆。
40.更优选地，参考区域可以在至少一个空间方向上具有尺度，通过该尺度可以补偿来自不同制造商的车辆的尺寸之间的差异。
41.根据另一实施方式，根据对车辆的驾驶辅助功能的要求推导出传感器布置和参考区域的位置。由此，能够提供优化地适配于待使用驾驶辅助功能的传感器布置。
42.根据另一实施方式，基于传感器的特性推导出传感器布置和参考区域的几何定位。在此，在确定参考区域的位置和尺度时可以考虑传感器的特性，例如传感器的扫描区域、有效距离、定向、尺寸等。
43.根据本发明的另一方面，提供一种传感器布置，该传感器布置尤其可以构型为传感器架构。该传感器布置具有至少一个预给定的参考区域用以接收至少一个传感器，其中，该传感器布置事先经检测和许可，并且其中，在车辆开发时能跨车辆地使用该传感器布置。
44.在此，传感器布置可以跨车辆类别和/或跨车辆制造商地使用。
45.通过早期考虑车辆制造商，可以从该传感器布置出发来创建车辆设计。因此，可以保持传感器布置的几何关系和几何参数以及传感器布置的参考区域，使得省去或者明显地降低对传感器布置的多次验证和证实。优选，传感器布置可以事先以完全配备有传感器的方式进行验证和证实。
46.同时，传感器布置可以用于不同的装备变型。对于降低的自动化程度，传感器布置的参考区域可以部分地配备有传感器。在自动化程度更高的情况下可以将附加传感器置入到空闲的参考区域中。
附图说明
47.下面，借助强烈简化的示意图更详细地阐述本发明的优选实施例。在此，示出：
48.图1示出所求取的几何参数的车辆的示意性俯视图用以说明根据一个实施方式的方法；
49.图2示出所求取的几何参数与分配的参考区域的示意性俯视图用以说明本方法；
50.图3示出根据一个实施方式的部分配备有传感器的传感器布置的示意性俯视图，
以及
51.图4示出根据一个实施方式的完全配备有传感器的传感器布置的示意性俯视图。
具体实施方式
52.图1中示出具有所求取的几何参数2的车辆1的示意性俯视图。图1至4尤其用于说明用于构成传感器布置4的方法。图3和4示出示例性的传感器布置4。
53.图1示出一个步骤，在该步骤中，求取一种车辆类别的车辆1的尺寸并且根据该车辆类别的车辆1的这些尺寸推导出几何参数2。所示出的车辆1仅用作一个示例。更优选地，可以求取一种车辆类别的不同制造商的多个车辆1的几何参数2，以便求出平均值。在此，可以为各个车辆类别求取理想化的几何参数2。在所示出的实施例中，车辆1构型为中型车。
54.几何参数2作为线示意性地示出并且为了清楚起见描绘车辆1的外部车辆轮廓以及车顶形状。
55.图2中示出所求取的几何参数2连同分配的参考区域6、8的示意性俯视图。基于推导出的几何参数2，为一个或多个传感器种类10、12确定参考区域6、8。在此，体积可以在每个空间方向x、y、z上具有延伸尺度。在此，参考区域6、8的体积可以具有相同或不同的尺寸。
56.在所示出的实施例中，参考区域6、8构型为体积形式，使得传感器10、12可以由制造商布置在参考区域6、8的体积内。
57.每个参考区域6、8配置为用于接收至少一个传感器10、12。在此，针对对应的传感器布置4，至少一个参考区域6、8可以固定地或者说静态地构型。尤其优选，在参考区域6、8中或参考区域上能布置特定的传感器类别或者说传感器种类。为此，可以针对一个传感器种类优化地确定或者说限定至少一个参考区域6、8。
58.例如，确定的参考区域8可以设置在前挡风玻璃上或在车顶上用以接收摄像机传感器或激光雷达传感器12。
59.在车辆前部上和在车辆后部上所确定的参考区域6可以设置为用于定位超声波传感器或雷达传感器10。
60.图3示出根据一个实施方式的部分地配备有传感器10的传感器布置4的示意性俯视图。在此，车辆后部和车辆前部中的示例性参考区域6配备有传感器10。在车顶和车辆挡风玻璃上的示例性参考区域8没有设置传感器。由此，可以提供用于手动或部分自动化运行的车辆1的传感器布置4或传感器架构。
61.在所示出的实施例中，参考区域6装备有传感器10，例如雷达传感器和/或超声波传感器。
62.图4中示出根据一个实施方式完全地配备有传感器10、12的传感器布置4的示意性俯视图。在此，传感器布置4可以是一种复杂的装备变型并且例如配置为用于可全自动化运行的车辆1。在所示出的实施例中，在车顶和前挡风玻璃上的参考区域8也装备有传感器12，例如摄像机传感器和/或激光雷达传感器。
63.传感器布置4的在图3和图4中所示出的变型可以在来自不同车辆制造商的大量车辆的情况下针对相应的车辆类别来使用。
64.传感器布置4可以一次性地进行验证和证实，其中，用于传感器布置4的构件检测和许可方法也是可行的。接下来，可以在车辆1不同的情况下以降低的验证耗费和证实耗费
来使用经初始许可的传感器布置4。