CN103854503A - 交通信号灯识别系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的交通信号灯识别系统，其包括用于测取机动车的前方环境的图像数据的光学传感器，和设计用于在图像数据中识别成像的交通信号灯的评估器件；本发明还涉及一种交通信号灯的识别方法。按照本发明的交通信号灯识别系统的特征在于，评估器件设计和设置用于，在图像数据中识别停车带，所述停车带设置在机动车前方的道路上、并且设置在配属于道路的交通信号灯的前部预设区域中并且横向于道路纵向；评估器件包括核实器件，当在图像数据中识别到这种停车带时，在图像数据中识别到的、配属于道路的交通信号灯才被核实为交通信号灯；存在输出接口，根据交通信号灯的核实情况借助输出接口提供信息。

Description

交通信号灯识别系统
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的交通信号灯识别系统，其包括用于测取所述机动车的前方环境的图像数据的光学传感器，和用于在所述图像数据中识别成像的交通信号灯的评估器件。此外，本发明还涉及一种具有这种交通信号灯识别系统的机动车和一种用于交通信号灯识别系统的方法。
背景技术
这种类型的交通信号灯识别系统在现有技术中是已知的并且尤其用于机动车中的驾驶员辅助系统。因此，例如由DE10227221A1已知一种具有至少一个测取外部空间的图像数据的摄像头的监测系统。该图像数据被分析用于交通信号灯辅助系统或交通标志辅助系统，其中应用轮廓分析和/或颜色分析。此外，由DE102006023544A1已知一种具有至少一种至少部分自动化地为驾驶员提供支持功能的机动车的运行方法，其中环境数据借助摄像头被检测和分析。通过分析可以检测到行道路标记、信号灯、人行横道或在道路边停着的机动车。
现有技术中已知的(交通)信号灯识别装置涉及对图像数据中的特定的交通信号灯属性的识别。因此在用于识别交通信号灯的图像数据中尤其搜索棱边和圆圈。其中的问题在于，不仅能发现交通信号灯的棱边和圆圈，而且也可以发现城市环境的许多其他对象。因此已知的交通信号灯识别系统具有的问题在于，其常常在没有交通信号灯的地方识别出交通信号灯。这种情况被称为误判(FP)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种交通信号灯识别系统，其减少交通信号灯的误判识别并且提高当前系统的可靠性。
在装置方面，所述技术问题通过一种用于机动车的交通信号灯识别系统得以解决，其包括用于测取所述机动车的前方环境的图像数据的光学传感器，和设计用于在所述图像数据中识别成像的交通信号灯的评估器件。
按照本发明的交通信号灯识别系统的特征在于，所述评估器件设计和设置用于，在所述图像数据中识别停车带，所述停车带设置在所述机动车前方的道路上、并且设置在配属于所述道路的交通信号灯的前部预设区域中并且横向于道路纵向；所述评估器件包括核实器件，当在所述图像数据中识别到这种停车带时，在所述图像数据中识别到的、配属于所述道路的交通信号灯才被核实为交通信号灯；并且所述评估器件包括输出接口，在成功核实交通信号灯之后通过所述输出接口提供信息，即所述交通信号灯被核实为交通信号灯。
基础的发明构思因此在于，在图像数据中搜索在交通信号灯附近典型存在的附加信息(存在其在交通信号灯前方横向于道路延伸的停车带)，并且在存在或识别出该附加信息时将在图像数据中识别到的交通信号灯核实为这种交通信号灯，由此明显减低对图像数据中的交通信号灯的误判识别的数量。在道路上的这种停车带是在图像数据中容易分辨的特征，其典型地在道路上设置在交通信号灯的前方。
只有当这种停车带在识别出的交通信号灯配属的道路上被识别时，才将交通信号灯按照本发明核实为交通信号灯。例如通过参照自身的机动车来评估所识别的交通信号灯和具有停车带的道路的几何布局，从而得出具有这种停车带的道路是否配属于在图像数据中识别出的交通信号灯。
按照本发明的交通信号灯识别系统的优选的扩展设计的特征在于，通过输出接口提供的信息包括以下信号，第一信号，其在在所述图像数据中识别出交通信号灯的情况下被输出；第二信号，其在交通信号灯被核实(参照图像数据作为这种交通信号灯)的情况下被输出；和第三信号，其在不能核实为交通信号灯的情况下被输出。
通过输出这种信号，例如与该交通信号灯识别系统相连的驾驶员辅助系统可以根据这三种情况得出由交通信号灯识别系统的可靠性评估产生的结果，也就是在图像数据中识别出的交通信号灯。因此第二信号的输出提供了，即在图像数据中已经识别和核实了交通信号灯，该信息“交通信号灯被识别”具有最高的可靠性。如果“仅”进行了第一信号的输出，则交通信号灯识别的可靠性等于当前已知的用于交通信号灯识别的方法。若输出第三信号，则根据当前的定义例如意味着，由于技术原因不能识别到交通信号灯(或由于错误的光学传感器)，或者例如在图像数据中虽然识别到交通信号灯，但是在图像数据中附加地识别到前面行驶的机动车，该机动车可能遮盖住在行道路上存在的停车带。这些信号和其他的对于技术人员简单可知的附加的输出可能性尤其用于相应地控制下一级的机动车辅助系统。
沿道路纵向设置在交通信号灯前方的区域优选具有2至50米的延伸量、尤其沿道路纵向3m、4m、5m、6m、7m、8m、9m、10m、20m、30m或40m的延伸量，和横向于道路纵向的、至少包括车道宽度的延伸量。这些设定当然要与实际中的尺寸相关联。据此在图像数据中通过评估器件优选仅在图像数据区域中搜索停车带，所述图像数据使得现实中设定的区域成像。
按照本发明的交通信号灯识别系统的优选的扩展设计的特征在于，所述评估器件设计和设置用于，在图像数据中检测在道路上在前方行驶或停留的机动车。在这种变型中，因此通过分析可能存在的图像数据，检测在相同道路上在前方行驶的机动车。
作为备选或补充，可以存在与核实器件相连的传感器单元，用于检测在机动车前方行驶或停留的机动车，该传感器单元为此检测机动车的前方环境。在这种变型中，在前方行驶的机动车借助附加的、检测机动车前方环境的传感器单元被检测。这种传感器单元优选包括超声波传感器、雷达传感器和/或激光雷达传感器和/或摄像头。
按照本发明的交通信号灯识别系统的特别优选的扩展设计的特征在于，核实器件这样设计和设置，使得如果检测到配属该道路的交通信号灯和位于本机动车前方的、在交通信号灯前行驶或停留的机动车，则输出第三信号。在这种情况中借助第三信号的输出仅提供一种如前所述的信息，该信息可以对分析结果进行评估，这种评估可能影响下一级的驾驶员辅助系统。
在方法方面，所述技术问题通过一种用于交通信号灯识别的方法得以解决，其中在第一步骤中借助光学传感器测取位于本机动车前方的图像数据，并且在第二步骤中借助评估器件确定在图像数据中成像的交通信号灯。
第二步骤包括按照本发明的以下步骤。在一个步骤中，在所述图像数据中检测停车带，所述停车带设置在机动车前方的道路上、并且设置在配属于所述道路的交通信号灯的前部预设区域中并且横向于道路纵向。在另一个步骤中，当在所述图像数据中识别到这种停车带时，才核实在所述图像数据中识别出的、配属于所述道路的交通信号灯。在另一个步骤中，在成功核实交通信号灯后提供信息，即所述交通信号灯被核实为交通信号灯。
按照本发明的方法的优选的扩展设计的特征在于，通过与评估器件相连的输出接口输出以下信号：在在所述图像数据中识别到交通信号灯的情况下输出第一信号，在交通信号灯被核实的情况下输出第二信号，和/或在不能核实为交通信号灯的情况下输出第三信号。
按照本发明的交通信号灯识别系统的优选的扩展设计的特征在于，所述评估器件设计和设置用于，在图像数据中确定道路上在前方行驶或停留的机动车。作为备选或补充，可以存在与核实器件相连的传感器单元，用于检测在机动车前方行驶或停留的机动车，该传感器单元为此检测机动车的前方环境。按照本发明的方法的另一种优选的扩展设计的特征在于，如果在图像数据中识别到配属于所述道路的交通信号灯，和位于本机动车前方的、在交通信号灯前行驶或停留的机动车，则输出第三信号。
按照本发明的方法的优点由对于按照本发明的交通信号灯识别系统和其扩展设计的前述说明的合理和相似的转化得出。
本发明最后涉及一种具有前述按照本发明的交通信号灯识别系统的机动车。
附图说明
本发明其它的优点、特征和细节由以下参照附图对实施例的说明得出。在附图中：
图1示出用于阐述本发明的交通交叉路口的典型场景，
图2示出按照本发明的方法的方法流程示意图，
图3示出按照本发明的交通信号灯识别系统的构造示意图。
具体实施方式
图1示出用于阐述本发明的交通交叉路口的典型场景。在该场景中，配备按照本发明的交通信号灯识别系统的机动车101在道路102上驶近交叉路口。道路102在侧面由划线的道路中央标记106和道路边缘105限定。配属该道路的交通信号灯104定位在交叉路口处。此外，在位于机动车101前方的道路102上，在配属于该道路102的交通信号灯104之前的区域中，横向于道路纵向设置有停车带103。
图2示出按照本发明的用于交通信号灯识别的方法的方法流程示意图，其中在第一步骤201中，借助光学传感器测取机动车前方环境的图像数据，在第二步骤202中，借助评估器件在图像数据中确定其中成像的交通信号灯。与之平行地或后续地在第三步骤203中，在图像数据中确定停车带103，该停车带103设置在机动车101前方的道路102上、并且设置在配属道路102的交通信号灯104的前部预设区域中并且横向于道路纵向。
若在图像数据中既检测到交通信号灯104又检测到所属停车带103，则在第四步骤204中核实在图像数据中识别出的、配属道路102的交通信号灯104。在步骤205中在，在成功核实交通信号灯104之后提供信息，即交通信号灯104被核实为交通信号灯。
图3示出按照本发明的机动车101的交通信号灯识别系统的构造示意图，其包括用于检测位于机动车101前方环境的图像数据的光学传感器301，和用于识别在图像数据中成像的交通信号灯104的评估器件302。该评估器件302设计和设置用于，在图像数据中识别停车带103，该停车带103设置在机动车101前方的道路102上、并且设置在配属道路102的交通信号灯104的前部预设区域中并且横向于道路纵向。评估器件302包括核实器件303，当在图像数据中识别到这种停车带103时，则在图像数据中识别到的、配属道路102的交通信号灯104才被核实为交通信号灯104。评估器件302还包括输出接口304，通过该输出接口304在成功核实交通信号灯104之后提供信息，即交通信号灯104被核实为图像数据中的交通信号灯。所述信息被提供给驾驶员辅助系统305。
虽然通过优选实施例详细说明和描述了本发明，但本发明并不受所公开的实施例的限制，并且只要不脱离本发明的保护范围，技术人员可以推导出其它变型方案。因此明确的是，存在大量的变型可行性。同样明确的是，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明和附图说明更多地是向技术人员提供一种用于转化示例性实施方式的技术教导，其中，只要不脱离权利要求书及其法律上的同等物(如说明书中的进一步阐述内容)所定义的保护范围，则技术人员在所公开的发明设想的知识范围内便可以进行各种改变，例如关于单个的、在示例性实施方式中所述的元件的功能和结构方面的改变。
附图标记清单
101     具有按照本发明的交通信号灯识别系统的机动车
102     道路
103     停车带
104     交通信号灯
105     道路的侧面边界
106     中央带标记
201-205 方法步骤
301     光学传感器
302     评估器件
303     核实器件
304     输出接口
305     驾驶员辅助系统

Claims (14)

1.一种用于机动车的交通信号灯识别系统，其包括用于测取所述机动车的前方环境的图像数据的光学传感器(301)，和设计用于识别在所述图像数据中成像的交通信号灯的评估器件，其特征在于，
-所述评估器件被设计和设置用于，在所述图像数据中识别停车带，所述停车带设置在所述机动车前方的道路上、并在配属于所述道路的交通信号灯前的预设区域中并且横向于道路纵向，
-所述评估器件包括核实器件，只有当在所述图像数据中识别到这种停车带时，在所述图像数据中识别到的、配属于所述道路的交通信号灯才被核实为交通信号灯，并且
-所述评估器件包括输出接口，在成功核实交通信号灯之后通过所述输出接口提供信息，即所述交通信号灯被核实为交通信号灯。
2.按照权利要求1所述的交通信号灯识别系统，其特征在于，通过所述输出接口提供以下信号：
-第一信号，其在在所述图像数据中识别出交通信号灯的情况下被输出，
-第二信号，其在交通信号灯被核实的情况下被输出，和
-第三信号，其在不能核实为交通信号灯的情况下被输出。
3.按照权利要求1或2所述的交通信号灯识别系统，其特征在于，沿道路纵向设置在所述交通信号灯前方的区域具有沿道路纵向2至15米的延伸量、尤其5米或10米的延伸量和横向于道路纵向的、具有至少车道宽度的延伸量。
4.按照权利要求1至3之一所述的交通信号灯识别系统，其特征在于，所述评估器件被设计和设置用于，在所述图像数据中检测在所述道路上在前方行驶或停留的机动车。
5.按照权利要求1至4之一所述的交通信号灯识别系统，其特征在于，存在与所述核实器件相连接的传感器单元，用于检测在机动车前方行驶或停留的机动车，所述传感器单元为此检测所述机动车的前方环境。
6.按照权利要求5所述的交通信号灯识别系统，其特征在于，所述传感器单元优选包括超声波传感器、雷达传感器和/或激光雷达传感器和/或摄像头。
7.按照权利要求2至6之一所述的交通信号灯识别系统，其特征在于，所述评估器件如此设计和设置，使得如果识别到配属于所述道路的交通信号灯和所述本机动车前方在所述交通信号灯前行驶或停留的机动车，则通过所述输出接口输出第三信号。
8.一种尤其用于按照权利要求1至7之一所述交通信号灯识别系统的交通信号灯识别的方法，其中，借助光学传感器测取机动车前方环境的图像数据，并且借助评估器件确定在所述图像数据中成像的交通信号灯，其特征在于以下步骤：
-在所述图像数据中检测停车带，所述停车带设置在机动车前方的道路上、并且在配属于所述道路的交通信号灯前的预设区域中并且横向于道路纵向，
-当在所述图像数据中识别到这种停车带时，才核实在所述图像数据中识别出的、配属于所述道路的交通信号灯，和
-在成功核实交通信号灯后提供信息，即所述交通信号灯被核实为交通信号灯。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，
-在在所述图像数据中识别到交通信号灯的情况下，提供第一信号，
-在交通信号灯被核实的情况下，提供第二信号，和
-在不能核实为交通信号灯的情况下，提供第三信号。
10.按照权利要求8或9所述的方法，其特征在于，沿道路纵向设置在所述交通信号灯前方的区域具有沿道路纵向2至15米的延伸量、尤其5米或10米的延伸量和横向于道路纵向的、具有至少车道宽度的延伸量。
11.按照权利要求8至10之一所述的方法，其特征在于，所述评估器件被设计和设置用于，在所述图像数据中检测在道路上在前方行驶或停留的机动车。
12.按照权利要求8至11之一所述的方法，其特征在于，存在与核实器件相连接的传感器单元，用于检测在机动车前方行驶或停留的机动车，所述传感器单元为此检测所述机动车的前方环境。
13.按照权利要求8至12之一所述的方法，其特征在于，如果在图形数据中识别到配属于所述道路的交通信号灯和所述本机动车前方在所述交通信号灯前行驶或停留的机动车，则输出第三信号。
14.一种机动车，其具有按照权利要求1至7之一所述的交通信号灯识别系统。
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