CN105579316A - 用于确定车辆的行车道的行车道走向的方法和设备 - Google Patents

用于确定车辆的行车道的行车道走向的方法和设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于确定车辆(100)的行车道(105)的行车道走向的方法。在此，首先检测所述行车道(105)的第一行车道标记(110)的第一标记走向和所述行车道(105)的第二行车道标记(115)的第二标记走向。随后，在可信度方面检查所述第一标记走向和所述第二标记走向。最后，如果在所述检查的步骤中至少一个标记走向被证实为不可信，则在使用所述行车道(105)的直至目前的行车道宽度和可信的标记走向的情况下确定所述行车道走向。

Description

用于确定车辆的行车道的行车道走向的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于确定车辆的行车道的行车道走向的方法、一种相应的设备以及一种相应的计算机程序产品。
背景技术
当今的车辆装配有车道保持系统和车道警告系统。对于载货车辆而言，所述系统已经根据法律规定。在此，可以通过摄像机检测车辆的周围环境的图像。通过图像分析例如可以求取车辆的行车道的水平线和车道边界。
发明内容
在此背景下，借助本发明提出根据主权利要求的用于确定车辆的行车道的行车道走向的方法和设备以及相应的计算机程序产品。有利的构型由相应的从属权利要求和随后的描述得出。
本方案基于以下认识：借助车道保持系统在使用行车道标记的情况下求取行车道的行车道走向。但现在如果行车道标记被污染、变形或者部分不存在，则在使用所述行车道标记的情况下求取的行车道走向可能与实际的行车道走向偏差。有利地，可以通过以下方式避免所述偏差：车道保持系统构造用于在完好的和受损坏的行车道标记之间进行区分。为此，车道保持系统可以检测行车道的两个行车道标记的相应走向。如果现在所述走向中的一个被识别为完好，则可以使用所述走向来求取行车道走向。因此，车道保持系统具有相对于不同的行车道状态非常高的稳健性。由此，也可以降低事故风险。
提出一种用于确定车辆的行车道的行车道走向的方法，其中所述方法包括以下步骤：
检测行车道的第一行车道标记的第一标记走向和行车道的第二行车道标记的第二标记走向；
在可信度方面检查所述第一标记走向和所述第二标记走向，以便确定可信的标记走向；以及
当在检查的步骤中至少一个标记走向被证实为不可信时，在使用行车道的直至目前的行车道宽度和可信的标记走向的情况下来确定所述行车道走向。
行车道走向例如可以理解为行车道的直线的或曲线状的走向。行车道可以涉及车辆的例如在道路或高速公路上的车道。车辆例如可以理解为机动车——例如载客车辆、载货车辆、公共汽车或建筑工程车辆。行车道的行车道走向可以通过相应的行车道标记辨认。行车道标记例如可以沿着行车道延伸并且标记行车道的行车道宽度。在此，行车道标记例如可以具有连续的或中断的标记走向。行车道标记还可以具有不规则的标记走向，例如由于磨损或行车道损坏。标记走向的可信度可以理解为所检测的标记走向与预给定的标记走向的一致性的程度。如果所述一致性的程度过低，则标记走向可以被证实为不可信。在这种情形中，可以使用被识别为可信的标记走向来确定行车道走向。此外，还可以在确定行车道走向时考虑直至目前的行车道宽度。直至目前的行车道宽度可以理解为最后存储的关于行车道宽度的信息。例如，行车道宽度可以根据标记走向的彼此间距来求取。行车道走向例如可以以关于行车道中心的信息的形式或者尤其在弯道中以行车道的理想线的形式来确定。
当车道标记例如通过左摇右晃的载货车辆变形并且不再相应于原始状态时，借助所述方案尤其在建筑工地中可以改善车道保持系统。例如，车道标记曲线状地延伸或者完全缺失。
为此，可以进行车道宽度的以及两个单个车道边缘的走向的检测并且连续监视。此外，可以在车道标记变化或缺失时实施用于确定车道中心和理想线的算法的改变。
所描述的方案提供车道保持系统与不同情况匹配的优点并且因此提供在车道保持系统中提高的安全性的优点。
根据所述方案的一种实施方式，在检测的步骤中还检测直至目前的行车道宽度。在此，直至目前的行车道宽度可以取决于第一行车道标记与第二行车道标记之间的间距。在使用直至目前的行车道宽度的情况下，能够以非常高的精确性和可靠性确定行车道走向。
此外，在检测的步骤中可以检测与所述行车道邻接的另一行车道的另一行车道标记的另一标记走向。在此，在检查的步骤中还可以在可信度方面检查所述另一标记走向。如果在检查的步骤中所述另一标记走向被证实为可信，则在确定的步骤中还可以在使用所述另一标记走向的情况下确定行车道走向。这具有以下优点：如果在检查的步骤中不仅第一标记走向而且第二标记走向被证实为不可信，例如因为两个标记走向不存在，则也可以在使用另一标记走向的情况下确定行车道走向。
在检测的步骤中，还可以检测所述另一行车道的另一行车道宽度。在此，所述另一行车道宽度可以取决于所述另一行车道标记与所述行车道的行车道标记中的一个之间的间距。在确定的步骤中，还可以在使用所述另一行车道宽度的情况下确定行车道走向。通过所述实施方式，可以进一步提高所述方法的精确性和可靠性。
此外，在检测的步骤中，还可以检测所述另一车辆相对于所述行车道和/或所述车辆的参考位置。在此，在确定的步骤中还可以在使用所述参考位置的情况下确定行车道走向。参考位置可以理解为另一车辆的位置，由所述位置可以推断出可能的行车道走向。另一车辆可以理解为位于所述车辆的周围环境中的车辆。另一车辆尤其可以涉及在所述车辆前方行驶的车辆。有利地，可以在使用所述参考位置的情况下与标记走向无关地确定行车道走向。由此，可以实现所述方法的高的稳健性。
所述方法可以包括以下步骤：如果在检查的步骤中至少一个标记走向被证实为不可信或者如果实施确定的步骤，则提供警告信号以便警告所述车辆的驾驶员提防事故危险。借助警告信号可以及时地向驾驶员指示事故危险。因此，可以附加地提高驾驶员的安全性。
此外，所述方法可以具有以下步骤：如果在检查的步骤中至少一个标记走向被证实为不可信或者如果实施确定的步骤，则输出建议信号以便向所述驾驶员建议行车道变换。由此，也可以借助简单且成本有利地提供的手段提高驾驶员的安全性。
根据所述方案的另一实施方式，所述方法可以具有以下步骤：如果在检查的步骤中至少一个标记走向被证实为不可信或者如果实施确定的步骤，则降低所述车辆的速度。通过速度的降低可以显著增大驾驶员的反应时间并且因此降低事故风险。
此外，在检测的步骤中还可以检测行车道的表面结构，以便求取行车道的可行驶区域。在此，在确定的步骤中还可以在使用所述可行驶区域的情况下确定行车道走向。表面结构可以理解为行车道的可行驶的覆层。表面结构例如可以涉及行车道的沥青的纹理(Textur)。行车道的表面结构例如可以用于将行车道与具有另一表面结构的不固定的边缘区域进行区分。所述实施方式也提供与标记走向无关地确定行车道走向的提高安全性的优点。
最后，所述方案创造一种用于确定车辆的行车道的行车道走向的设备，其中所述设备具有以下特征：
用于检测行车道的第一行车道标记的第一标记走向和行车道的第二行车道标记的第二标记走向的单元；
用于在可信度方面检查所述第一标记走向和所述第二标记走向以便确定可信的标记走向的单元；以及
用于当至少一个标记走向被证实为不可信时在使用行车道的直至目前的行车道宽度和可信的标记走向的情况下确定行车道走向的单元。
在此，设备可以理解为处理传感器信号并且据此输出控制信号和/或数据信号的电设备。所述设备可以具有可能按照硬件方式和/或按照软件方式构造的接口。当按照硬件方式构造时，所述接口例如可以是所谓的系统ASIC的一部分，其包含所述设备的不同功能。然而，所述接口也可能是单独的集成电路或者至少部分地由分立的组件组成。当按照软件方式构造时，所述接口可以是例如在微控制器上与其他软件模块并存的软件模块。通过本发明的以设备形式的所述实施变型方案可以快速且高效地解决本发明所基于的任务。
计算机程序产品也是有利的，其具有程序代码，其存储在机器可读的载体——例如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器上并且用于当在计算机或设备上实施所述程序产品时实施根据以上所述的实施方式中任一种所述的方法。
附图说明
以下根据附图示例性地详细阐述本发明。附图示出：
图1：根据本发明的一个实施例的行车道识别情况的示意图；
图2：根据本发明的一个实施例的用于确定行车道走向的设备的示意图；
图3：根据本发明的一个实施例的用于确定行车道走向的方法的流程图。
在本发明的优选实施例的随后描述中，对于在不同示图中所示出的并且相似作用的元素使用相同或相似的参考标记，其中放弃对这些元素的重复描述。
具体实施方式
图1示出根据本发明的一个实施例的行车道识别情况的示意图。车辆100位于行车道105上。行车道105具有直线的行车道走向。行车道105的宽度通过第一行车道标记110和第二行车道标记115限界。行车道标记110、115分别沿着行车道105直线地延伸。此外，第一行车道标记105具有连续的走向，而第二行车道标记110具有有规律地中断的走向。朝车辆100的行驶方向看，第一行车道标记110布置在车辆100左侧，而第二行车道标记115布置在车辆100右侧。在图1中以箭头示出行驶方向。
第一行车道标记110在位于车辆100的前部地带中的区域中具有已损坏的标记条带120。所述标记条带120在此弯曲状地延伸。
车辆100包括设备122，所述设备构造用于识别已损坏的标记条带120并且例如根据未损坏的行车道标记115的走向确定行车道105的行车道走向。
为了检测行车道标记110、115的相应走向，车辆100例如装配有周围环境传感器125。所述周围环境传感器125与设备192连接并且示例性地在车辆100的前端的区域中示出。周围环境传感器125还朝车辆100的前部地带定向。周围环境传感器125的检测区域在图1中以虚线标出。
根据本发明的一个实施例，所述设备122构造用于例如借助周围环境传感器125检测行车道105的宽度，其中所述宽度相应于行车道标记105、115之间的间距。然后，可以通过设备122附加地在使用所述宽度的情况下确定行车道走向。
此外，另一车辆130位于车辆100前方。可选择地，所述设备192构造用于检测另一车辆130相对于所述车辆100和/或相对于行车道105的位置。替代地或附加地，所述位置由设备122使用，以便确定行车道走向。
另一行车道135与行车道105邻接。另一行车道135通过另一行车道标记140限界，其中第一行车道标记110作为中间条带布置在另一行车道标记140与第二行车道标记115之间。所述另一行车道标记140平行于行车道标记110、115延伸并且如第二行车道标记115那样具有连续的走向。
根据本发明的另一个实施例，所述设备122构造用于在使用另一行车道标记140的走向的情况下确定行车道走向。在此，例如通过周围环境传感器125检测所述另一行车道标记140。为此，周围环境传感器125具有相应的另一检测区域。所述另一检测区域同样以虚线标记。
根据另一实施例，借助周围环境传感器125检测另一行车道135的宽度，其中所述另一行车道的宽度由另一行车道标记140和第一行车道标记110之间的间距限界。另一行车道135的宽度由设备122替代地或附加地使用，以便确定行车道105的行车道走向。
本发明的一个实施例设置，根据视频图像连续地确定并且跟踪两个车道边界110、115(也称作车道标记、行车道标记、侧标记或者标记110、115、140)之间的间距。
可选择地，在另一扩展阶段(Ausbaustufe)中，一同检测例如另一行车道135的相邻车道的车道宽度走向的测量和监视。
除检测车道宽度以外，在右侧和左侧分开地追踪车道标记110、115的走向并且通过内插逐区段地使其成直线。如果在监视时识别出一个标记具有不可信的走向、例如当出现突然的、短暂的右左波动、毁坏和/或钩住(Haken)时而另一标记继续直线延伸，则车道保持辅助装置(例如以设备122的形式)仅仅遵循具有完好的走向的标记。为了正确的定位，使用所确定的最后的车道宽度，直至另一侧标记再次具有可信的走向。随后，继续车道宽度的监视和确定。例如，如果在建筑工地中右侧行车道标记115完全缺失，例如因为载货车辆已经从行车道105偏离并且在此已经去除了标记115，则如以上那样地进行——即根据完好的标记实现所述遵循。
如果两个标记110、115缺失，则根据相邻的(仍完好的)标记(在图1中根据另一标记140)实现所述遵循。
在必要时，向驾驶员输出车道变换建议。
在前方行驶的交通的情况下，前方行驶的车辆(在图1中示例性地作为另一车辆130示出)通过周围环境传感机构、例如周围环境传感器125作为附加的遵循辅助被一同考虑。
如果视频处理器具有非常高的计算能力，则除上述功能以外可以实施行车道105的不同纹理的分析。借助纹理分析可以在图像中识别出行车道覆层在哪里终止并且例如泥泞或草地(敞开的地面)在哪里开始。然后，可以将以上所述作为附加的遵循辅助一同包含到车道定位中。
一旦所述功能起作用，但至少当两个车道标记110、115缺失时，就应当附加地警告驾驶员，因为随后存在增大的事故风险。
可选择地，在这种情形中可以使速度自动地降低例如20％。
图2示出根据本发明的一个实施例的用于确定行车道走向的设备的示意图。所述设备例如涉及在图1中示出的设备122。所述设备122具有用于检测行车道、例如在图1中示出的行车道的第一行车道标记的第一标记走向和第二行车道标记的第二标记走向的单元200。单元200与用于在可信度方面检查所述第一标记走向和所述第二标记走向的单元205连接。此外，单元205与单元210连接。单元210构造用于当至少一个标记走向被证实为不可信时在使用直至目前的行车道宽度和可信的标记走向的情况下确定行车道走向。例如，不可信的标记走向涉及第一行车道标记110的通过标记位置120损害的走向。
可选择地，所述设备122构造用于，当通过单元205将第一行车道标记110的走向识别为不可信时或者当单元210激活时，提供警告信号以便向车辆100的驾驶员发出警告报告和/或提供建议信号以便向驾驶员发出车道变换建议。
根据一个实施例，所述设备122构造用于，当通过单元205将第一行车道标记110的走向识别为不可信时或者当单元210激活时，降低车辆100的速度。
图3示出根据本发明的一个实施例的用于确定行车道走向的方法300的流程图。在步骤305中，首先检测行车道的第一行车道标记的第一标记走向和行车道的第二行车道标记的第二标记走向。随后，实现在可信度方面检查所述第一标记走向和所述第二标记走向的步骤310。如果在检查的步骤中至少一个标记走向被证实为不可信，则在另一步骤310中在使用行车道的直至目前的行车道宽度和可信的标记走向的情况下确定行车道走向。
仅仅示例性地选择所描述的以及在示图中示出的实施例。可以完全地或者在单个特征方面相互组合不同实施例。一个实施例也可以通过另一个实施例的特征来补充。
此外，可以重复实施以及以不同于所描述的顺序的顺序实施根据本发明的方法步骤。
如果实施例在第一特征和第二特征之间包括“和/或”关系，则这样理解：所述实施例根据一种实施方式不仅具有第一特征而且具有第二特征而根据另一种实施方式或者仅仅具有第一特征或者仅仅具有第二特征。

Claims (11)

1.一种用于确定车辆(100)的行车道(105)的行车道走向的方法(300)，其中，所述方法(300)包括以下步骤：
检测(305)所述行车道(105)的第一行车道标记(110)的第一标记走向和所述行车道(105)的第二行车道标记(115)的第二标记走向；
在可信度方面检查(310)所述第一标记走向和所述第二标记走向，以便确定可信的标记走向；以及
如果在所述检查的步骤(310)中至少一个标记走向被证实为不可信，则在使用所述行车道(105)的直至目前的行车道宽度和可信的标记走向的情况下确定(315)所述行车道走向。
2.根据权利要求1所述的方法(300)，其中，在所述检测的步骤(305)中还检测所述直至目前的行车道宽度，其中，所述直至目前的行车道宽度取决于所述第一行车道标记(110)与所述第二行车道标记(115)之间的间距。
3.根据以上权利要求中任一项所述的方法(300)，其中，在所述检测的步骤(305)中检测与所述行车道(105)邻接的另一行车道(135)的另一行车道标记(140)的另一标记走向，其中，在所述检查的步骤(310)中还在可信度方面检查所述另一标记走向，其中，如果在所述检查的步骤(310)中所述另一标记走向被证实为可信，则在所述确定的步骤(315)中还在使用所述另一标记走向的情况下确定所述行车道走向。
4.根据权利要求3所述的方法(300)，其中，在所述检测的步骤(305)中还检测所述另一行车道(135)的另一行车道宽度，其中，所述另一行车道宽度取决于所述另一行车道标记(140)与所述行车道(105)的行车道标记(110，115)中的一个之间的间距，其中，在所述确定的步骤(315)中还在使用所述另一行车道宽度的情况下确定所述行车道走向。
5.根据以上权利要求中任一项所述的方法(300)，其中，在所述检测的步骤(305)中还检测另一车辆(130)相对于所述行车道(105)和/或所述车辆(100)的参考位置，其中，在所述确定的步骤(315)中还在使用所述参考位置的情况下确定所述行车道走向。
6.根据以上权利要求中任一项所述的方法(300)，所述方法具有以下步骤：如果在所述检查的步骤(310)中至少一个标记走向被证实为不可信或者如果实施所述确定的步骤(315)，则提供警告信号以便警告所述车辆(100)的驾驶员提防事故危险。
7.根据以上权利要求中任一项所述的方法(300)，所述方法具有以下步骤：如果在所述检查的步骤(310)中至少一个标记走向被证实为不可信或者如果实施所述确定的步骤(315)，则输出建议信号以便向所述驾驶员建议车道变换。
8.根据以上权利要求中任一项所述的方法(300)，所述方法具有以下步骤：如果在所述检查的步骤(310)中至少一个标记走向被证实为不可信或者如果实施所述确定的步骤(315)，则降低所述车辆(100)的速度。
9.根据以上权利要求中任一项所述的方法(300)，其中，在所述检测的步骤(305)中还检测所述行车道(105)的表面结构，以便求取所述行车道(105)的可行驶区域，其中，在所述确定的步骤(305)中还在使用所述可行驶区域的情况下确定所述行车道走向。
10.一种用于确定车辆(100)的行车道(105)的行车道走向的设备(122)，其中，所述设备(122)具有以下特征：
用于检测所述行车道(105)的第一行车道标记(110)的第一标记走向和所述行车道(105)的第二行车道标记(115)的第二标记走向的单元(200)；
用于在可信度方面检查所述第一标记走向和所述第二标记走向以便确定可信的标记走向的单元(205)；以及
用于当至少一个标记走向被证实为不可信时在使用所述行车道(105)的直至目前的行车道宽度和可信的标记走向的情况下确定所述行车道走向的单元(210)。
11.一种计算机程序产品，其具有程序代码，其用于当在设备(122)上执行所述程序产品时实施根据权利要求1至9中任一项所述的方法(300)。
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