DE10042980A1 - Einrichtung zur Bereitstellung von Informationen über die, auf einem Streckenabschnitt jeweils geltenden, Verkehrsregeln in einem Fahrzeug - Google Patents

Abstract

Bei einer Einrichtung zur Bereitstellung von Informationen über die, auf einem Streckenabschnitt jeweils geltenden, Verkehrsregeln in einem Kraftfahrzeug sind Informationen über sämtliche infrage kommenden Verkehrszeichen und Informationstafeln in einem Speicher hinterlegt. Die auf dem jeweiligen Streckenabschnitt gültigen Verkehrsregeln werden mit Hilfe von Bilderfassungseinrichtungen eingelesen, mit den hinterlegten Informationen abgeglichen und werden damit bestimmbar und im Fahrzeug darstellbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Bereitstellung von Informationen in einem Kraftfahrzeug (Kfz.) über die auf dem jeweiligen Streckenabschnitt gültigen Verkehrsregeln und sonstigen Verkehrs­ hinweise (zusammengefasst im Folgenden "Verkehrsegeln" genannt".

Aus verschiedenen Gründen kommt es vor, dass der Fahrer eines Kfz. Verkehrszeichen, welche ihm eine Verkehrsregel anzeigen, nicht wahrnimmt; sei es durch Unachtsamkeit, durch schlechte Sichtverhältnisse oder aus anderen Gründen. Bei über lange Strecken gültigen Verkehrsregeln besteht häufig auch Unsicherheit darüber, ob eventuell ein Verkehrszeichen bei Aufhebung der Verkehrsregel übersehen wurde, insbesondere dann, wenn die Art der Strasse und der Strassenzustand eine solche Verkehrsregel dem Fahrer nicht sinnvoll erscheinen lassen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, in dieser Hinsicht den Fahrer zu unterstützen, so dass eine Verletzung einer vorgeschriebenen Verkehrsregel weitgehend vermieden werden kann.

Diese Aufgabe wird bei der erfindungsgemässen Einrichtung dadurch gelöst, das in einem Speicher Informationen über sämtliche infrage kommenden Verkehrszeichen und Informationstafeln hinterlegt sind und die auf dem jeweiligen Streckenabschnitt gültigen Verkehrsregeln mit Hilfe einer Bilderfassungseinrichtung eingelesen, abgeglichen und damit bestimmbar und darstellbar werden.

Aus der DE 35 01 036 ist ein Verfahren zur Übermittlung von Verkehrsinformationen bekannt, bei dem Verkehrsinformationen vom Kfz in Form von Strichkodierungen auf der Fahrbahn einer Strasse eingelesen werden. Nachteile dieses Verfahrens sind eingeschränkte Genauigkeit bei verschmutzter Strasse oder verschmutztem fahrzeugseitigen Lesegerät. Auch Eis- und Schneebelag auf der Strasse beeinträchtigen dieses Verfahren. Hinzu kommen Nachteile bei kurzfristigen Änderungen der Verkehrsregeln z. B. infolge der Einrichtung von Baustellen. Das jeweilige Aufbringen bzw. Entfernen der Strichcodes wäre unverhältnissmässig aufwendig.

Aus der DE 41 34 601 ist ein Verfahren bekannt, bei dem Verkehrsregeln über elektromagnetische, magnetische oder andere codierbare Signale über Sender ausgestrahlt und von den Fahrzeugen empfangen werden können. Nachteilig an diesem Verfahren ist der hohe technische Aufwand, insbesondere bei einer Veränderung der Verkehrsregeln im betreffenden Bereich.

Aus der DE 197 09 799 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die auf einem Streckenabschnitt jeweils vorgegebene Höchstgeschwindig­ keit in einem Speicher hinterlegt und unter Mithilfe eines Naviga­ tionssystems auslesbar ist. Nachteilig an diesem Verfahren ist die Beschränkung auf lediglich die Höchstgeschwindigkeit sowie die nur mit hohem technischem Aufwand zu realisierende Aktualisierung z. B. bei einer Veränderung der Verkehrsregeln im betreffenden Bereich.

Aus der DE 198 29 162 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die links und rechts der Fahrbahn montierten Verkehrszeichen mit je einer Kamera erfasst, verarbeitet und im Fahrzeug angezeigt werden. Nachteilig an diesem Verfahren ist, das Verkehrszeichen, die über der Fahrbahn montiert sind, nicht erfasst werden und das jede Fahrbahnseite nur mit je einer Kamera erfasst wird. Störgrössen, wie Insekten, Vögel, Regen, Schnee, Schattenwurf, bewegte Lichtkegel, Spiegelungen, Lichtmasten, Bäume oder ungünstige Erfassungswinkel z. B. in Kurvenfahrten können zu erheblichen Beeinträchtigungen der Detektierung der Verkehrszeichen führen.

Die vorliegende Erfindung bedient sich zur Erfassung der Verkehrszeichen vorteilhaft verschiedener Kameras, die dergestalt im oder am Kfz montiert sind, dass zwei oder mehrere Kameras die linke Fahrbahnseite, zwei oder mehrere Kameras die rechte Fahrbahnseite und zwei oder mehrere Kameras zusätzlich den Bereich über der Fahrbahn überdecken. Dabei ist die Auswertungseinrichtung geeignet, die aus verschiedenen Blickrichtungen stammenden Bildinformationen desselben Objektes zu Bildsignalsätzen zu verarbeiten und mit korrespondierenden Referenzsignalsätzen eines hinterlegten Referenzmodells zu vergleichen. Durch diese Form der Erfassung und Auswertung ist eine wesentlich robustere und fehlerfreiere Objekterfassung möglich.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Die Erfindung bedient sich zur Erkennung der Verkehrszeichen der erfassten Bilder der kfz-seitig montierten Kameras.

Fig. 1 zeigt die Ausgestaltung der Erfindung derart, dass jede der 3 Kameraeinheiten über zwei im Abstand voneinander montierte Kameras (1a und 1b, 2a und 2b, 3a und 3b) verfügt. Zweck dieser Ausführung ist eine zuverlässige Erfassung der Verkehrszeichen, indem die jeweils aus zwei Blickrichtungen stammenden Bildinformationen über dasselbe Objekt abgeglichen werden können. Hinzu kommt eine Einheit (4) zur Bilddigitalisierung und zur Zwischenspeicherung, eine Einheit (5), bestehend aus einem Auswerterechner für die Bildauswertung und eine Einheit (6) zur Bereitstellung der Informationen mit optischen und/oder akustischen Mitteln für den Fahrer im Kfz.

Der erste Verarbeitungsschritt nach der Bildaufnahme besteht in der Digitalisierung der Bilder. Soweit nicht spezielle Kameras mit eigener Digitalisierung verwendet werden, wird diese Aufgabe von der Einheit (4) wahrgenommen. Dem Digitalisierungsschritt können sich weitere Bildverarbeitungsaufgaben wie beispielsweise Filterung und Unter­ abtastung zur Datenreduktion anschliessen.

Die eigentliche Bildauswertung erfolgt in einem Auswerterechner (5). Dort werden die Bildsätze der Kameras durch Anwendung von Algorithmen ausgewertet. Grundidee hierbei ist es, in einer auf die Dokumentationsphase folgenden Detektionsphase die ralevanten Verkehrszeichen dadurch zu erkennen, dass hinreichende Deckungen mit den hinterlegten Referenzmodellen erkannt werden.

Für den Fall der erfolgreichen Detektion eines relevanten Verkehrszeichens kann von dem Auswerterechner (5) ein geeignetes Signal an die Bereitstellungseinheit (6) gegeben werden. Der Speicher der Auswerteeinheit (5) kann vorzugsweise eine CD-ROM sein.

Durch die in den Hauptansprüchen aufgeführten Massnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich.

Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausgestaltung besteht darin, dass die zu erfassenden Objekte vermessen werden (d. h. Objekthöhe, -breite und -entfernung können ermittelt werden), wodurch eine Klassifizierung wesentlich unterstützt wird.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemässen Einrichtung besteht darin, dass bei Fahrzeugen mit einer Geschwindig­ keitsregelanlage alternativ oder zusätzlich die den erfassten Verkehrszeichen hinterlegten Informationen, wie z. B. zulässige Höchstgeschwindigkeitswerte, der Geschwindigkeitsregelanlage (7) zuführbar sind. Diese Ausführungsform ist auch bei autonom fahrenden Kfz. anwendbar.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemässen Einrichtung besteht darin, dass auf Streckenabschnitten mit mehreren Fahrstreifen in einer Richtung den einzelnen Fahrstreifen zugeordnete Höchstgeschwindigkeitswerte erfasst, ausgewertet und dargestellt werden. Hierzu nötig ist ferner, dass eine Einrichtung zur Erkennung, auf welchem Fahrstreifen sich das Kfz jeweils befindet, die Erfassung der gültigen Höchstgeschwindigkeitswerte steuert.

Eine für die erfindungsgemässe Einrichtung geeignete Spurerkennung ist beispielsweise beschrieben in Franke, U.; Ulrich, S. "Modellgestützte Echtzeit-Bildverarbeitung auf Transputern zur autonomen Führung von Fahrzeugen", 2. Transputer-Anwender- Treffen, TAT 90, Aachen, 17./18.09.1990, Proceedings, Springer Verlag 1990, S. 182-189 und in Franke, U. "Real time 3D-road-modelling for autonomous vehicle guidance", 7th Scandinavian Conference on Image Analysis, August 13-18, 1991, Aalborg, Denmark, pp. 1-8.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemässen Einrichtung nutzt in vorteilhafter Weise die durch sogenannte Navigationssysteme vorhandenen Ressourcen aus. Der Speicher kann vorzugsweise eine CD-ROM sein und Angaben über die Namen der auf einer Strecke jeweils folgenden Ortschaften enthalten. Diese Namen können beim Passieren der Ortseingangsschilder über den Abgleich mit den hinterlegten Referenzinformationen die Weitergabe von Informationen an die Bereitstellungseinheit (6) über die innerorts geltende Höchstgeschwindigkeit ermöglichen. Ein entsprechender Vorgang würde beim Verlassen der Ortschaft für die ausserorts geltende Höchstgeschwindigkeit initiiert werden.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemässen Einrichtung nutzt in noch weitergehender Weise die durch vorgenannte Navigationssysteme vorhandenen Ressourcen aus. Vorteilhaft wäre, den Speicher als Massespeicher auszubilden und auf diesem Wege das Strassennetz mit Ortschaften zu hinterlegen. Die im Speicher enthaltenen Basisinformationen können als zusätzliche Informationsquelle hinzugezogen werden, um über einen Abgleich eine noch fehlerfreiere und robustere Zeichenerkennung zu realisieren.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemässen Einrichtung besteht darin, veränderte gesetzliche Rahmenbedingungen und neue oder veränderte Verkehrszeichen über eine Daten­ aktualisierung in das System einzupflegen.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemässen Einrichtung besteht darin, für verschiedene Staaten unterschiedliche Basisdaten zu hinterlegen, um so ein reibungsloses Funktionieren der gesamten vorgenannten Eigenschaften der erfindungsgemässen Einrichtung auch über Staatengrenzen hinweg zu gewährleisten.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemässen Einrichtung besteht darin, das der Auswerteeinheit über mindestens je einen Sensor aktuelle Informationen zur Verfügung gestellt werden über die Aussentemperatur, die Fahrzeuggeschwindigkeit, über möglichen Regen oder Fahrbahnnässe, über mögliches Streckengefälle und über die Belegung einer evtl. vorhandenen Anhängerkupplung mit einem Anhänger.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemässen Einrichtung besteht darin, das gegebenenfalls Eingriffe in das Motormanagement möglich sind. Beispielsweise könnte im Falle einer erheblichen Geschwindigkeitsüberschreitung über eine längere Strecke die Höchstgeschwindigkeit herabgeregelt werden.

Claims (14)

1. Einrichtung zur optischen und/oder akustischen Bereitstellung von Informationen über die jeweils geltenden Verkehrsregeln in einem Kraftfahrzeug beim Befahren von Strassen, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils gültigen Verkehrs- und Hinweis­ zeichen aus definierten Blickwinkeln optisch erfasst, verarbeitet, mit hinterlegten Referenzzeichen abgeglichen werden und darstellbar sind. Die Erfindung bedient sich zur Erfassung der Verkehrszeichen verschiedener Kameras, die dergestalt im oder am Kfz montiert sind, dass zwei oder mehrere Kameras die linke Fahrbahnseite, zwei oder mehrere Kameras die rechte Fahrbahnseite und zwei oder mehrere Kameras zusätzlich den Bereich über der Fahrbahn überdecken.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Speicher enthaltene Strassenkarten-Basisinformationen eines Navigationssystems als ergänzende Informationsquelle hinzu­ gezogen werden, um über einen zusätzlichen Abgleich eine noch fehlerfreiere und robustere Zeichenerkennung zu realisieren.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgabevorrichtung zur Ausgabe der ermittelten gültigen Verkehrsregeln und Hinweise (z. B. Höchstgeschwindigkeit, Mindestgeschwindigkeit, Überholverbot oder Hinweis auf Gefahr von Eisglätte) vorgesehen ist.

4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Auswertungseinrichtung (4 und 5) einen Ausgang aufweist für Signale, welche aufgrund des Abgleichs der aufgenommenen Bildsignalsätze mit den hinterlegten Refe­ renzsignalsätzen abgegeben werden.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die ermittelten Höchstgeschwindigkeitswerte einer Geschwindigkeitsregelanlage (7) zuführbar sind. Diese Ausführungsform ist auch bei autonom fahrenden Kfz anwendbar.

6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekenn­ zeichnet, dass auf Streckenabschnitten mit mehreren Fahrstreifen in einer Richtung, die den einzelnen Fahrstreifen zugeordneten Verkehrsregeln und Hinweise erfasst werden und dass eine Einrichtung zur Erkennung, auf welchem Fahrstreifen sich das Fahrzeug jeweils befindet, das Bestimmen der gültigen Verkehrs­ regeln und Hinweise steuert.

7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (5) als Massespeicher ausgebildet ist.

8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor (8) am Kfz. vorgesehen ist, aus dessen Ausgangssignal ein Höchstgeschwindigkeitswert abgeleitet wird.

9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Sensor (8) am Kfz. vorgesehen ist, aus dessen Ausgangssignal die Aussentemperatur abgeleitet wird.

10. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regensensor (9) der Auswertungseinheit Regen bzw. eine feuchte Fahrbahn meldet und damit dieser die Möglichkeit gibt, diese Informationen einzubeziehen und im Kfz. ausgewertet und ergänzend darzustellen.

11. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (10) Informationen über eine belegte Anhängerkupplung und die zulässige Höchstgeschwindigkeit des verwendeten Anhängers der Auswertungseinheit meldet und damit dieser die Möglichkeit gibt, diese Informationen einzubeziehen und im Kfz. ausgewertet und ergänzend darzustellen.

12. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zu erfassenden Objekte bezüglich ihrer Abmessungen (Höhe und Breite) und ihrer Entfernung vermessen werden.

13. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass veränderte gesetzliche Rahmenbedingungen und neue oder veränderte Verkehrszeichen über eine Datenaktualisierung in das System eingepflegt werden.

14. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2 und 13, dadurch gekenn­ zeichnet, dass für verschiedene Staaten mit unterschiedlichen Verkehrsregeln und -schildern unterschiedliche Basisdaten hinterlegt werden.