CN104424805A - 用于对机动车的错误行驶进行合理性验证的方法和控制与检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对机动车(10)在道路的定向行车道上的错误行驶进行合理性验证的方法，其中检测至少一个视觉道路特征(3，4，5，6)并且根据所述视觉道路特征(3，4，5，6)确定所述机动车是否位于定向行车道上。此外，本发明涉及一种用于对机动车(10)在道路的定向行车道(2)上的错误行驶进行合理性验证的控制与检测装置，其具有用于检测至少一个视觉道路特征(3，4，5，6)的装置和用于根据所述数据道路特征(3，4，5，6)确定所述机动车(10)是否位于定向行车道(2)上的装置。

Description

用于对机动车的错误行驶进行合理性验证的方法和控制与检测装置
技术领域
本发明涉及用于对机动车在定向行车道(Richtungsfahrbahn)上的错误行驶进行合理性验证(Plausibilisieren)的方法和控制与检测装置。
背景技术
错误驾驶员(也称作错向行驶驾驶员)在事故情形中导致死亡、受伤和财产损失。在此，错误行驶理解为在一个定向行车道上与规定的行驶方向相反的行驶。定向行车道是与逆向交通在结构上分离的行车道。定向行车道可以位于高速公路或快速道路(如扩建的州属公路)上。错误行驶可以划分为向前行驶和向后行驶，其中通过错误的驶出或通过掉头引起所述向前行驶。
错误行驶通过导航设备的识别不能总是可靠地实现，因为对于错误行驶的大多数情形而言导航设备的信息——如道路类别和道路方向过晚，即车辆已经位于与行驶方向相反的行驶通道中。
现代机动车使用惯性传感器——例如加速度传感器和偏转率传感器以及偏转角来确定车辆状态，以便实现安全系统和舒适系统。此外，当今大量的机动车具有内部的GPS模块，例如用于导航系统或机动车的位置确定。
为了检测行人，机动车开始装配有立体视频摄像机，因为其能够测量精确的间距和物体的尺寸。
发明内容
根据本发明的用于对机动车在道路的定向行车道上的错误行驶进行合理性验证的方法基本包括以下步骤：
检测至少一个视觉道路特征；
根据视觉道路特征确定机动车是否位于定向行车道上。
为了错误行驶的合理性验证，根据本发明的方法确认机动车究竟是否位于定向行车道——如高速公路或快速道路上。所述认知是识别或探测错误行驶的基础步骤。视觉道路特征的考虑能够通过简单且快速的方式方法实现这些。因此，例如通过立体视频摄像机的视觉道路特征的光学检测可以提高错误行驶的识别或合理性验证时的稳健性和可靠性，这增加机动车和乘员的安全性。
根据视觉道路特征的取决于方向的特性可以确认机动车是否处于错误行驶。因此，除确认错误行驶以外，可以非常有效地使用视觉道路特征的信息内容。一些视觉道路特征——例如停车带(其在德国设置在行车带的右侧旁)或者驶出标记在一定程度上是方向编码的，即它们根据行驶方向具有另一定向和/或形式。因此，以较少的开销使信息获取最大化。
有利地，为了所述确定，基于针对定向行车道的标准规定产生至少一个合理性验证值。标准规定——如道路交通规则(StVO)针对不同道路类型明确定义一些强制实施的确定的特征或标准并且因此可被良好地探测到。道路特征的合理性验证值则可以是例如针对高速公路的所述特征的确定的值。这些合理性验证值提高该方法的稳健性。
也可能的是，视觉道路特征包括行车带的车道宽度或者道路的行车道上的标记的宽度、长度或中断(Unterbrechung)的长度，所述标记尤其是引导线(Leitlinie)或在宽度的情形中是阻止线(Sperrlinie)。所述特征能够特别好地由行驶的车辆光学检测，因为所述特征良好可视地位于车辆前方并且具有良好的对比度。
视觉道路特征可以包括道路标牌。除道路的行车道以外，可以将标牌或标牌结构考虑为检测的另一维度。在此，可以检测以及处理标牌的内容和/或形状。所述另一纬度提高所述方法的安全性和可靠性。道路标牌可以是高速公路的前方道路指示(Vorwegweiser)。由于其显著的大小和特定的颜色，能够良好地探测到前方道路指示，其也称作道路交通规则的符号“449”。
根据本发明的一种优选实施方式，为了所述确定，应用道路标牌的前侧的探测，其中为了所述确定和/或错误行驶的确认，应用道路标牌的背侧的探测。通过巧妙的方式方法，双重使用标牌的信息内容，一方面用于确认高速公路行驶而另一方面用于确认错误行驶。因此以较少的开销使信息获取最大化。
特别有利地，为了所述检测，使用机动车的图像传感器——优选立体视频摄像机。因此，能够最优地检测视觉道路特征。立体图像摄像机或立体视频摄像机特别好地适于检测以及准确地测量位于车辆前方的方形的标记和/或标牌。
根据本发明，提供一种用于对机动车在道路的定向行车道上的错误行驶进行合理性验证的控制与检测装置，其具有用于检测至少一个视觉道路特征的装置和用于根据视觉道路特征确定机动车是否位于定向行车道上的装置。此外适用与以上所描述相同的优点和修改。
用于检测的装置可以包括至少一个图像传感器、优选立体视频摄像机。机动车的立体视频摄像机良好地适于检测视觉道路特征。用于确定的装置可以包括控制装置或控制设备或适合的计算单元。
优选地，控制与监测装置包括控制单元，其设置用于将图像传感器的信号与道路特征的合理性验证值进行比较。所述控制单元或控制计算机可以构造为分离的单元或已存在的单元的组成部件、也为软件例程。这种控制单元能够实现合理性验证的直接且快速的实施，这提高安全性。
控制与检测装置可以具有用于存储道路特征的至少一个合理性验证值的存储器。因此，机动车可以独立地、即没有与外部装置的连接地将测量值与合理性验证值进行检查或比较。替代地，合理性验证值也可以存储在外部装置中。
在从属权利要求中说明并且在说明书中描述本发明的有利扩展方案。
附图说明
根据附图和随后的描述进一步阐述本发明的实施例。附图示出：
图1示出具有标准化特征的定向行车道的示意图；
图2示出具有机动车的定向行车道的示意图；
图3示出具有控制与检测装置的机动车的示意图；
图4以流程图示出用于对机动车的错误行驶进行合理性验证的方法。
具体实施方式
在图1中示意性示出道路1(例如快速道路或高速公路)的截面图。道路1由两个空间上相互分离的定向行车道2组成。每一个定向行车道2具有多个行车带或车道3，在所述情形中每一个定向行车道2具有三个行车带。每两个行车带由一个引导线4相互分开。位于外侧的行车带3在其外侧边缘处由阻止线5限界。阻止线5是连续的，而引导线4是不连续的。
在德国高速公路上，行车带3的宽度为至少3.75米，而其在国道上为3.5米。德国高速公路上的窄线宽度为至少0.15米，而其他道路上的窄线宽度为0.12米。德国高速公路上的宽线宽度为至少0.3米，而其他道路上的宽线宽度为0.25米。德国高速公路上的窄线长度为6米，而德国的其他道路上的窄线长度为3米。在德国高速公路上，引导线4的中断的长度为12米。
此外，在图1中示出两个道路标牌6，在此以高速公路上的前方道路指示的形式(根据StVO符号“449”(道路交通规则))。如示出的那样，所述标牌6通常设置在标牌桥(Schilderbrücke)7上或行车道旁侧的标牌载体上。在其前侧8上，标牌6以蓝底白字携带信息。
在图2中示意性示出道路1(在此联邦高速公路)的定向行车道2的俯视图。定向行车道2包括多个行车带3；除引导线3和阻止线5以外，示出具有前侧8和背侧9的道路标牌6。
多个车辆10以正确的方式方法在右侧的行车带3上向前运动。车辆10处于错误行驶，即与规定的或允许的行驶方向相反。道路标牌6的前侧8朝向正确行驶的车辆10，而道路标牌6的背侧9背向于正确行驶的车辆10。在车辆10错误行驶时，这自然相反。此外，示出道路1的连接部11。
行车带3的车道宽度、引导线4和阻止线5的特性、标牌6的特性以及连接部11的特性是全部视觉道路特征或包含全部视觉道路特征。如以下所描述的那样，所述视觉道路特征根据本发明用于确认机动车10是否位于定向行车道2上或者是否存在机动车的错误行驶。
在图3中示意性示出机动车10，所述机动车相应于图1中的机动车10中的一个。机动车10包括用于对机动车10在道路1的定向行车道2上的错误行驶进行合理性验证的控制与检测装置。概念“车辆”或“机动车”在此理解为所有的受驱动的交通装置——例如轿车、载重车辆、公共汽车、摩托车等等。
机动车10或者控制与检测装置包括至少一个图像传感器12，例如以立体图像摄像机的形式或者以立体视频摄像机的形式。图像传感器12设置在机动车10的前侧上，从而所述图像传感器具有在行驶方向上位于机动车10前方的检测区域。机动车10或者控制与检测装置还包括控制单元或控制装置13以及通信接口14，所述通信接口设置用于与外部装置15——如中央服务器进行通信。控制单元13与传感器12和通信接口14通信或连接；这可以是有线的或无线的。
此外，机动车10或者控制与检测装置包含用于存储道路特征的至少一个合理性验证值的存储器。如在此示出的那样，传感器12、控制单元13、通信接口14和存储器16可以构造为独立的单元，或者它们可以集成在一个或多个单元中。特别地，不需要将每一个组成部件实施为硬件，同样能够将各个功能实现为软件例程或程序。
借助通信接口14可以向机动车10或者控制与检测装置提供信息，如地图数据和/或功能性——如对外部装置15的程序的访问。
现在，根据图4结合图1至3描述用于对机动车10的错误行驶进行合理性验证的方法。
在第一步骤100中，基于针对定向行车道2的标准规定准备性地产生视觉道路特征的至少一个合理性验证值。例如，行车带宽度的合理性验证值是3.75米，这相应于德国高速公路的行车带的最小宽度。
在第二步骤110中，由机动车10的图像传感器12检测视觉道路特征——如行车道标记3、4或5或者道路标牌6。
在第三步骤120中确定：机动车10是否位于定向行车道2上。为此将所检测的视觉道路特征与相应的合理性验证值进行比较。如果所检测的视觉道路特征相应于合理性验证值，则机动车10位于定向行车道2上。如果所检测的视觉道路特征与合理性验证值不相应，则机动车10位于另一道路类型上。替代地，这可以通过相同的方式方法确定。为此，仅仅考虑其他的合理性验证值。因此，德国高速公路上的车道宽度为至少3.75米，而国道的车道宽度为3.5米。
对于确定道路类型而言，借助比较的一次检测是足够的，或者可以提出，需要进行视觉道路特征与道路类型探测的一个或多个合理性验证值的多次成功的比较。因此，需要2至10、优选3至5次肯定的比较。
现在在确认了机动车10位于定向行车道2上之后，现在在第四步骤130中确认：机动车是否处于错误行驶。为此使用视觉道路特征的取决于方向的特性或信息。因此例如可以借助图像传感器12确认：标牌6的前侧8是否位于车辆前方，这适于正确行驶方向上的车辆10。相反，错误行驶的车辆10看到标牌6的背侧9。相应地，连接部11的布置可以视为取决于方向的特性。在车辆10的正确行驶期间，连接部11位于其行驶方向右侧，对于处于错误行驶的车辆10而言连接部11出现在左侧。根据以上所述和其他视觉道路特征可以确认车辆是否处于错误行驶。
随后，在另一个步骤140中可以进行对错误行驶的探测的反应。这可以包括被动的行为——如给予机动车10的驾驶员的警告或警告提示，并且也包括主动的行为——例如对机动车10的运动和/或转向的干预。

Claims (10)

1.一种用于对机动车(10)在道路的定向行车道(2)上的错误行驶进行合理性验证的方法，其特征在于以下步骤：
检测至少一个视觉道路特征(3，4，5，6)；
根据所述视觉道路特征(3，4，5，6)确定所述机动车(10)是否位于定向行车道(2)上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述视觉道路特征(3，4，5，6)的取决于方向的特性确定所述机动车(10)是否处于错误行驶。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，为了所述确定，基于所述定向行车道(2)的标准规定产生至少一个合理性验证值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述视觉道路特征(3，4，5，6)包括行车带的车道宽度或所述道路(1)的行车道上的标记的宽度、长度或者中断的长度，所述标记尤其是引导线或在宽度的情形中是阻止线。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述视觉道路特征(6)包括道路标牌。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，为了所述确定，使用道路标牌(6)的前侧(8)的探测，其中，为了所述确定和/或错误行驶的确认，使用道路标牌(6)的背侧(9)的探测。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，为了所述检测使用所述机动车(10)的图像传感器(12)、优选立体视频摄像机。
8.一种用于对机动车(10)在道路的定向行车道(2)上的错误行驶进行合理性验证的控制与检测装置，其特征在于，用于检测(12)至少一个视觉道路特征(3，4，5，6)的装置和用于根据所述视觉道路特征(3，4，5，6)确定(13)所述机动车是否位于定向行车道(2)上的装置。
9.根据权利要求8所述的控制与检测装置，其具有控制单元(13)，所述控制单元设置用于将所述图像传感器(12)的信号与道路特征(3，4，5，6)的合理性验证值进行比较。
10.根据权利要求8或9所述的控制与检测装置，其具有用于存储道路特征(3，4，5，6)的至少一个合理性验证值的存储器(16)。
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