CN107111942B - 用于探测机动车经过交通标志门通行的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于探测机动车（12）经过交通标志门（22）通行的方法，所述方法具有如下步骤：‑接收周围环境信息，‑识别在所述周围环境信息中的交通标志（18、20），‑选择第一交通标志（18）和第二交通标志（20），所述第一交通标志和所述第二交通标志共同形成交通标志门（22），‑由所述周围环境信息来获知针对所述第一交通标志（18）和针对所述第二交通标志（20）的位置数据，‑确定所述第一交通标志（18）与所述第二交通标志（20）之间的门宽（24），‑确定所述机动车（12）至所述第一交通标志（18）的第一距离（26），‑确定所述机动车（12）至所述第二交通标志（20）的第二距离（28），以及‑根据所述门宽（24）、所述第一距离（26）和所述第二距离（28）来探测所述通行。

Description

用于探测机动车经过交通标志门通行的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于探测机动车经过交通标志门通行的方法。此外，本发明涉及一种相对应的控制及分析设备。此外，本发明涉及一种相对应的计算机程序和一种机器可读的存储介质。

背景技术

在交通线路上的错误驾驶员、所谓的弄错方向的驾驶员，是道路交通中的高风险。在事故的情况下，他们造成死亡、受伤和巨大的财产损失。为了抑制该风险，在汽车工业中通常的努力如下：能够尽可能及早地识别出错误驾驶员，以便可以采取适当的应对措施。第一方案是仅仅基于导航设备识别错误驾驶员，其方式是监控并且根据错误行驶来检验自身的机动车的道路等级以及行驶方向。在大多数情况下，该方法导致对错误行驶的过晚的识别，因为这里错误驾驶员在识别的时间点已经以高行驶速度在错误的车道上行驶。在该时间点，他已经造成了碰撞的高风险。正好在高速公路上错误行驶时，产生特别高的交通风险，因为由于高的车辆速度特别严重的事故可能导致并且由此很严重的受伤、部分死亡。

超过50%的错误行驶始于联邦高速公路的进出口。因此，用于识别错误驾驶员的多个方案遵循如下思想：尽可能早地探测到在高速公路上在进出口处朝错误方向的驶入（Auffahrt）。对此，在现代机动车中提供不同的传感器。例如，机动车大多数拥有惯性传感器（Inertialsensoren）、即至少一个加速度传感器，以及转向角传感器，用于确定机动车的状态以便实现安全系统和舒适系统。此外，大量现代机动车如今拥有具有位置确定的集成导航系统。用于导航系统的地图材料也已经是可支配的，所述地图材料包含用于地图数据的附加信息、诸如转向半径和交通指示牌信息。此外，装备视频传感器的机动车已经是可支配的，所述视频传感器被构造用于探测交通指示牌、曲率半径以及其它的对象并且输出相对应的信息。

发明内容

按照本发明，设置用于探测机动车经过交通标志门通行的方法，所述方法具有如下步骤：

- 接收周围环境信息，

- 识别在周围环境信息中的交通标志，

- 选择第一交通标志和第二交通标志，所述第一交通标志和第二交通标志共同形成交通标志门，

- 由周围环境信息来获知针对第一交通标志和针对第二交通标志的位置数据，

- 确定第一交通标志与第二交通标志之间的门宽，

- 确定机动车至第一交通标志的第一距离，

- 确定机动车至第二交通标志的第二距离，以及

- 根据门宽、第一距离和第二距离来探测所述通行。

此外，本发明涉及一种控制及分析单元，所述控制及分析单元被构造用于探测机动车经过交通标志门的通行，其中，所述控制及分析单元被构造用于接收周围环境信息、识别在所述周围环境信息中的交通标志、选择共同形成交通标志门的第一交通标志和第二交通标志、由所述周围环境信息获知针对第一交通标志和第二交通标志的位置数据、确定在所述第一交通标志与第二交通标志之间的门宽、确定机动车至所述第一交通标志的第一距离、确定机动车至所述第二交通标志的第二距离，以及根据所述门宽、所述第一距离和所述第二距离来探测所述通行。

所述新方法和所述新装置基于如下思想：错误行驶可以通过如下方式特别好地被识别出，错误驾驶员在出入口首先必须经过交通标志门行驶，以便到达到联邦高速公路上。探测出这种通行已经是针对错误行驶的至少一个指示并且可以用于要么识别出错误行驶本身、建立起错误行驶的论点要么证明错误行驶。由此，通过本发明提供了一种有效的方法，所述有效的方法基于周围环境信息能够实现对错误行驶的识别或证明。

优选地由机动车的摄像机、尤其是视频摄像机来实现接收周围环境信息。于是，所述周围环境信息或者是视频数据或者是已经从摄像机的视频数据中提取出的信息。

对在周围环境信息中的交通标志的识别包含标识和证明在周围环境信息内的对象作为交通标志。特别优选的是，可以识别和分析出交通标志的类型。此外优选的是，交通标志号码267或者相对应的交通标志明确地被标识出。交通标志号码267包含信息“禁止驶入”。

交通标志门由至少两个交通标志组成，所述至少两个交通标志彼此水平地间隔开地来布置。

除了交通标志之外规定：由周围环境信息来获知针对交通标志的位置数据。在此，可以涉及交通标志的绝对位置数据，诸如GPS-坐标，或者也可以涉及交通标志相对于机动车的相对位置数据。于是，可以由位置数据本身通过简单的数学运算来获知所述门宽。于是，以类似的方式，也可以获知机动车至相应的交通标志的第一和第二距离。

最后，根据这三个大小门宽、第一距离和第二距离来实现对通行本身的探测。通过适当的数学连接可以获知：沿行驶方向看，车辆何时处在门前、门内、门旁或者门后。

对于在周围环境信息内识别出多于两个交通标志的情况，也形成了多个交通标志门，所述多个交通标志门可以单个地被处理。

为了确定门宽，例如可以使用毕达哥拉斯定理的变型。于是适用：

在这种情况下，t_i,j是在交通标志i与交通标志j之间的门宽。x_i、x_j、y_i、y_j是相应的交通标志i和j的相对应的x坐标和y坐标。可替换地，毕达哥拉斯定理的近似法也是可设想的。例如也可以假设：较长的直角边的长度加上较短的直角边的一半长度大约对应于斜边的长度。经此可以节省附加的计算能力。

以相对应的方式，也可以获知车辆至相应的交通标志的第一和第二距离的计算。这里，于是适用：

其中，d_f,k=车辆至指示牌k的距离。相对应地，x_f和y_f是机动车的坐标并且x_k和y_k是指示牌k的坐标。

整体上，这样提供了如下方法，所述方法可以及早地以非常可靠的方式获知机动车经过交通标志门的通行。如已经实施的那样，特别优选的是，这与附加的信息、诸如交通标志的类型或者还有导航数据相关联，所述交通标志的类型可以表明禁止通行，所述导航数据可以呈现出在高速公路入口匝道（Autobahnauffahrt）的附近。

在本发明的另一设计方案中规定如下附加步骤：- 基于合理性检查所述门宽，其中，具有不合理的门宽的交通标志门被舍弃。

在该设计方案中，如下地优化该方法：舍弃不合理的交通标志门，从而节省检验。将门宽本身用作用于合理性的标准。这里，“舍弃”尤其是意味着：有关的交通标志门不考虑继续用于通行的探测。只有满足预先限定的最小值和/或最大值的门宽可以有意义地被用于该方法。因此，这尤其是有利的，因为可以随意地由多个交通标志组建交通标志门。例如可以将车辆宽度或者道路宽度用作用于门宽的最小值。

在本发明的另一设计方案中，该方法具有如下附加步骤：获知在由交通标志门限定的直线与机动车的轴线之间的角度，并且基于合理性检查所述角度，其中，舍弃具有不合理的角度的交通标志门。

在该设计方案中，同样通过对交通标志门的合理性的检查提高了该方法的效率。这里，将交通标志门相对于机动车的取向用作用于合理性的标准。由交通标志门通过如下方式来限定所述直线：所述虚拟的直线从第一交通标志延伸至第二交通标志。此外，机动车的轴线优选是纵轴线或横轴线。于是，相对应的角度的合理性的相对应的标准取决于轴线的类型。例如在使用机动车的纵轴线的情况下，当机动车的纵轴线与所述直线基本上平行或成一个非常锐的角度地来布置时，交通标志门才是合理的。而相对钝的角度或尤其是90°角指出：车辆朝向交通标志门。在最先被提到的情况下，交通标志门是不合理的，而交通标志门在第二种情况下是合理的。关于舍弃参阅上面的实施方案。

在本发明的另一设计方案中，根据下面的公式来探测所述通行：

其中，适用:t_i,j=门宽；d_f,i=第一距离（26）；d_f,j=第二距离（28）。

在该设计方案中，提供了具体的等式，所述等式描述了门宽t_i,j第一距离d_f,i和第二距离d_f,j之间的相关性。该公式表明：当两个距离在之和上对应于门宽本身时，才一定实现了所述通行。当机动车、更准确地说是机动车的已经检测到周围环境信息的传感器精确地布置在第一交通标志与第二交通标志之间时，才存在这种情况。当上面提到的公式包含真实的结论时，因此才探测出所述通行。因此，对所述通行的非常简单的计算是可以实现的。特别优选的是，为了对公式进行合理性检查而对公式进行多次在时间上错列的检验，所述检验可以呈现出合理的时间的曲线走向。

在本发明的另一设计方案中，检查第一和第二距离之和的时间曲线走向，其中，当获知了最小值和/或拐点时，才探测出所述通行。

在该设计方案中，不仅仅探测出所述通行的准确的时间点，而且检测到从驶近交通标志门经由对交通标志门的通行至驶离交通标志门的整个曲线走向。此外，这里也可以考虑门宽，从而可以通过如下公式来获知时间曲线走向：

f(t)=t_i,j-(d_f,i+d_f,j)

参数t_i,j、d_f,i和d_f,j分别与时间t有关。在此，特别有利的是：不需要准确地满足条件，而是可以通过最小值-最大值-观察和/或拐点分析实现时间曲线走向。

在本发明的另一设计方案中，附加地根据机动车的轨迹来确定位置数据。

在该设计方案中，如下地改善对位置数据的确定：在此考虑了机动车的行驶方向和速度。例如，来自周围环境数据的位置数据可能变旧，因为直至其真正的应用可能过去了数秒。在此，可以考虑机动车的轨迹，使得在获知位置数据之后直接获知在有结果的时间点实际上存在的位置数据。经此，可以实现对位置数据的特别精确的获知。

在本发明的另一设计方案中，借助于初始化传感器（Initialsensoren）来获知轨迹。

在该设计方案中，基于惯性传感器（Inertialsensoren）的测量数据来获知机动车的轨迹。如已经在开头所实施的那样，如今的机动车常常已经具有惯性传感器，使得这展示了特别经济的可行性方案，以便获知机动车的轨迹。

在本发明的另一设计方案中，预测机动车的将来的轨迹并且根据所述将来的轨迹确定将来的通行。

在该设计方案中，提供了一种对通行的特别可靠的探测，其中，在实现通行本身之前，实现所述探测。通过预测机动车的轨迹并且由此预测在将来机动车的可能的和很可能的地点，可以获知所述通行在将来是否是很可能的。为此，根据针对不同的将来的时间点的轨迹可以实现距离的换算。于是，按照本发明的方法可以如上面实施的那样被应用到这些虚拟的将来的时间点上。

易于理解的是，上面所提到的并且随后要阐述的特征不仅能在相应的被说明的组合中，而且能在其它的组合中或者能单独地被应用，在不脱离本发明的框架的情况下。

附图说明

本发明的实施例在附图中予以示出并且在随后的描述中进一步予以阐述。其中：

图1示出了可能的错误行驶情况，

图2示出了f(t)=t_i,j-(d_f,i+d_f,j)的示例性的时间的曲线走向，以及

图3示出了按照本发明的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出了道路10，机动车12在所述道路上前进。道路10是高速公路出口，在所述高速公路出口上，所述机动车12途中在错误的行驶方向上。机动车12具有摄像机14，所述摄像机从机动车12的周围环境中拍摄周围环境信息。于是，这些周围环境信息在控制及分析单元15内被处理。

机动车12在道路10上沿着轨迹16运动。此外，机动车具有车辆纵轴线17，所述车辆纵轴线限定了轨迹16的瞬时取向。在此，轨迹16在第一交通标志18与第二交通标志20之间穿过。第一交通标志18和第二交通标志20联合地形成交通标志门22。交通标志门22具有门宽24。此外，机动车12具有与第一交通标志18的第一距离26和与第二交通标志20的第二距离28。如可从图1中识别出的那样，机动车12的基准点是摄像机14。这里，从该基准点出发来获知距离26和28。

如可从图1中识别出的那样，可以通过如下方式识别经过交通标志门22的通行：距离26和28在之和上对应于门宽24。在这种情况下，摄像机14精确地处在门宽24的高度上。

此外，由此能识别出：可以通过在车辆纵轴线17与直线24之间的所设想的角度29实现对所述通行进行合理性检查。在这里所示出的情况下，合理性检查通过如下方式是可以实现的：车辆纵轴线17必须与第一交通标志18和第二交通标志20之间的直线24基本上成90°地来布置。如果这不是这种情况，或者如果车辆纵轴线17与所述直线24基本上平行或成非常锐的角度地来布置，那么不期望所述通行并且交通标志门22作为不合理的而被舍弃。

图2示出了具有横坐标32的笛卡尔坐标系30，在所述横坐标上绘制时间t。此外，笛卡尔坐标系30具有纵坐标34，所述纵坐标作为函数示出了门宽24减去距离26和28之和的时间的曲线走向。因此适用：f(t)=t_i,j-(d_f,i+d_f,j)。

该函数的时间的曲线走向用曲线36来示出。这里，全局最小值38表明了机动车12经过交通标志门22通行的时间点。在理想情况下，该最小值等于零。然而，例如由测量不合理性或者时间延迟造成，这不必强制是这种情况。

因此，通过分析曲线走向36，可以实现对通行非常稳健并且可靠的探测、尤其是对经过交通标志门22通行的时间点的非常稳健并且可靠的探测。

图3示出了按照本发明的方法的流程图40。

该方法始于步骤42，在所述步骤中，由摄像机14通过控制及分析单元15来检测周围环境信息。

在步骤44，从控制及分析单元15识别出在周围环境信息中的交通标志18和20。

在接下来的步骤46中，控制及分析单元15选择第一交通标志18和第二交通标志20，所述第一交通标志和所述第二交通标志由此形成交通标志门22。在紧接着的步骤48中，对交通标志门22进行合理性检查。为此，获知在车辆纵轴线17与第一交通标志门18与第二交通标志门20之间的直线24之间的角度29。只要该角度29基本上是90°角，或者不超过用于过于锐的角度的阈值，就不舍弃交通标志门22并且使该方法继续进行至步骤50。于是，在步骤50中测量交通标志门22，其方式是获知第一交通标志18与第二交通标志20之间的门宽24。

于是，所述门宽24被传递到步骤52处。于是，在步骤52中对门宽24进行合理性检查。这通过门宽24与存储在控制及分析单元15中的参数的比较来实现。这里，该参数是必须存在的最小门宽。如果最小门宽不存在，那么该方法在该位置中断。

如在图3中所示出的那样，该方法可以在步骤48和52中及早地结束。在这些情况下也可以规定：通过箭头53使该方法重新被移动到步骤46中，并且在那里获知另一交通标志门。这可以一直进行，直至已经检验了全部可能的交通标志门。

于是，在步骤54中确定机动车12至第一交通标志18的第一距离26。与此相应地，在步骤56中确定机动车12至第二交通标志20的第二距离28。

最后，第一距离26、第二距离28和门宽24被递交到步骤58。于是，在步骤58中，根据这三个信息来确定所述通行。

一旦由此交通标志门22已经被处理完，该方法就可以通过箭头60又被移动回到步骤46中，在那里于是可以检验另一交通标志门。

Claims (10)

1.用于探测机动车（12）经过交通标志门（22）通行的方法，所述方法具有如下步骤：

- 接收周围环境信息，

- 识别在所述周围环境信息中的交通标志（18、20），

- 选择第一交通标志（18）和第二交通标志（20），所述第一交通标志和所述第二交通标志共同形成交通标志门（22），

- 由所述周围环境信息来获知针对所述第一交通标志（18）和针对所述第二交通标志（20）的位置数据，

- 确定所述第一交通标志（18）与所述第二交通标志（20）之间的门宽（24），

- 确定所述机动车（12）至所述第一交通标志（18）的第一距离（26），

- 确定所述机动车（12）至所述第二交通标志（20）的第二距离（28），以及

- 根据所述门宽（24）、所述第一距离（26）和所述第二距离（28）来探测通行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于如下附加步骤：

- 基于合理性检查所述门宽（24），其中，具有不合理的门宽（24）的交通标志门（22）被舍弃。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于如下附加步骤：

- 获知在由交通标志门（22）限定的直线（24）与所述机动车（12）的轴线（17）之间的角度（29），以及

- 基于合理性检查所述角度（29），其中，具有不合理的角度的交通标志门（22）被舍弃。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据下面的公式来探测出所述通行：

其中，适用：

t_i,j=门宽

d_f,i =第一距离（26），

d_f,j=第二距离（28）。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，检查所述第一和第二距离（26、28）的之和的时间曲线走向（36），其中，当获知了最小值（38）和/或拐点时，于是探测出通行。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，附加地根据所述机动车（12）的轨迹（16）来确定位置数据。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，借助于初始化传感器来获知所述轨迹（16）。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，预测所述机动车（12）的将来的轨迹（16）并且根据所述将来的轨迹（16）来确定将来的通行。

9.控制及分析单元（15），所述控制及分析单元被构造用于探测机动车（12）经过交通标志门（22）的通行，其中，所述控制及分析单元被构造用于接收周围环境信息、识别在所述周围环境信息中的交通标志（18、20）、选择共同形成交通标志门（22）的所述第一交通标志（18）和所述第二交通标志（20）、由所述周围环境信息来获知针对所述第一交通标志（18）和所述第二交通标志（20）的位置数据、确定所述第一交通标志（18）与所述第二交通标志（20）之间的门宽（24）、确定所述机动车（12）至所述第一交通标志（18）的第一距离（26）、确定所述机动车（12）至所述第二交通标志（20）的第二距离（28），以及根据所述门宽（24）、所述第一距离（26）和所述第二距离（28）来探测所述通行。

10.机器可读的存储介质，所述机器可读的存储介质具有被存储在其上的计算机程序，所述计算机程序被设置用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的方法的所有步骤。

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