DE10161967A1

DE10161967A1 - Verfahren zum Erfassen einer gekrümmten Fahrspur für ein Straßen-Modellier-System

Info

Publication number: DE10161967A1
Application number: DE10161967A
Authority: DE
Inventors: Chul-Bae Ham
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2001-12-17
Publication date: 2002-07-18
Also published as: US6925194B2; JP2002236927A; KR20020053346A; US20020081000A1

Abstract

Verfahren zum Erfassen einer gekrümmten Fahrspur für ein Straßen-Modellier-System, wobei das Verfahren aufweist: Teilen eines Bildbearbeitungsbereichs in einen oberen Bereich und einen unteren Bereich, wenn Abbildungen eines Fahrspurbildes zur Verfügung gestellt werden, und Modellieren gerader Linien jeweils in den zwei geteilten Bildverarbeitungsbereichen, und Erhalten der Krümmung der Fahrspur mittels der modellierten geraden Linien.

Description

Die Erfindung betrifft ein Straßen-Modellier-Verfahren, und schafft insbesondere ein Verfahren zum Erfassen einer gekrümmten Fahrspur, auf der ein Fahrzeug fährt, indem ein Bild der Fahrspur in zwei Teile geteilt wird und eine gekrümmte Fahrspur modelliert wird.

Im Allgemeinen stellt bei einem automatisierten Fahrsystem ein Fahrzeug, nachdem es die Fahrspur erfasst hat, dem Fahrer Informationen zum Steuern zur Verfügung oder steuert entsprechend der erfassten Fahrspur automatisch.

Eine gekrümmte Fahrspur wird mittels eines vorbestimmten Modellierverfahrens modelliert, wobei ein von einer digitalen Kamera aufgenommenes Bild der Fahrspur benutzt wird. Beim Erfassen einer Fahrspur ist es wichtig eine gekrümmte Fahrspur zu erfassen.

Fig. 1 zeigt ein Verfahren zum Erfassen einer gekrümmten Fahrspur für ein Straßen-Modellier-Verfahren.

Ein Straßen-Modellier-Verfahren gemäß dem Stand der Technik weist, mit Bezug auf Fig. 1, die Schritte auf: Bestimmen der Bestandteile der Fahrspurränder aus Straßen-Fahrspur- Markierungen und Modellieren einer geraden oder gekrümmten Fahrspur mittels der bestimmten Bestandteile der Fahrspurränder.

Eine CCD (Charged-Coupled Device) Kamera nimmt kontinuierlich Bilder der Fahrspur-Markierungen auf und stellt die gesammelten Bilder einer Straßen-Modellier- Verarbeitungseinheit zur Verfügung. Dann bestimmt die Verarbeitungseinheit aus den Bildern der Fahrspur- Markierungen die Bestandteile der Fahrspurränder.

Wenn die Bestandteile der Fahrspurränder bestimmt sind, wird die Straßen-Modellierung mittels eines vorgegebenen Modellierverfahrens durchgeführt. Es gibt zwei typische Modellierverfahren, eines von ihnen ist ein Verfahren zum Modellieren einer geraden Fahrspur und das andere ein Verfahren zum Modellieren einer gekrümmten Fahrspur.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer Modellierung einer geraden Fahrspur aus einer gekrümmten Fahrspur. Eine gerade Fahrspur, dargestellt durch die Linien "b", wird aus einem durch die Linien "a" dargestellten Fahrspur-Bestandteil modelliert, wobei die Linien "a" erhalten wurden, indem die Bestandteile der Fahrspurränder aus den aufgenommenen Bildern bestimmt wurden.

Jedoch treten, wenn eine gekrümmte Fahrspur als gerade Fahrspur erfasst wird, einige Probleme auf. Wenn dieses Verfahren zum Beispiel in einem System zum Verhindern des Abkommens eines Fahrzeugs von der Fahrspur oder in einem System zum Alarmgeben, wenn das Fahrzeug von der Fahrbahn abkommt, benutzt wird, kann es eine Fehlfunktion oder einen Fehlalarm auslösen.

Wenn andererseits aus einer gekrümmten Fahrspur eine gekrümmte Fahrspur modelliert wird, wird die gekrümmte Fahrspur zwar als solche erfasst, aber Echtzeitverarbeitung stößt wegen der großen Menge an Rechenoperationen auf Schwierigkeiten.

Die Erfindung wurde als Lösung oben geschilderter Probleme geschaffen. Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Erfassen einer gekrümmten Fahrspur zu schaffen, indem ein Bild der Straße in zwei Bereiche geteilt wird und in jedem Bereich eine gerade Linie modelliert wird.

Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Erfassen einer gekrümmten Fahrspur, das aufweist:
Teilen eines Bildverarbeitungsbereichs in zwei Teile, wenn Abbildungen eines Fahrspurbildes zur Verfügung gestellt werden,
Modellieren gerader Linien aus der Fahrspur in jedem Bildverarbeitungsbereich, und
Erhalten der Krümmung der Fahrspur mittels der modellierten geraden Linien.

Fig. 1 zeigt ein Verfahren zum Erfassen einer gekrümmten Fahrspur für das Modellieren einer Straße.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer Modellierung einer geraden Fahrspur aus einer gekrümmten Fahrspur.

Fig. 3 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erfassen einer gekrümmten Fahrspur gemäß der Erfindung.

Fig. 4 ist ein Blockdiagramm des Verfahrens zum Erfassen einer gekrümmten Fahrspur gemäß der Erfindung.

Fig. 5 ist eine veranschaulichende Zeichnung des Verfahrens zum Erfassen einer gekrümmten Fahrspur gemäß der Erfindung.

Im Weiteren wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

Bei der Erfindung ist eine Bildverarbeitungseinheit durch eine Verarbeitungseinheit wie eine CPU (Central Processing Unit) verwirklicht, werden Abbildungen durch eine CCD Kamera realisiert, die in Echtzeit digitale Bilder erfassen kann, und wird ein Bildverarbeitungsbereich in zwei Teile geteilt.

Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, nimmt die CCD Kamera Straßenbilder auf und werden die aufgenommenen Bilder einem Straßen-Modellier-System (S310) zugeführt. Eine Schnittstelle zum Einlesen der Bilder ist Stand der Technik, und die Erfindung ist nicht auf einen bestimmten Typ von Interface beschränkt.

Wenn die von der CCD Kamera aufgenommenen Bilder der Verarbeitungseinheit zur Verfügung stehen, teilt die Verarbeitungseinheit den Bildverarbeitungsbereich in zwei Teile (S320). Der Bildverarbeitungsbereich kann vorzugsweise in einen oberen Bereich und einen unteren Bereich mittels einer die zwei Bereiche trennenden Linie L2 geteilt werden, wie in Fig. 5 gezeigt.

Im Weiteren wird der Bereich zwischen den Linien L1 und L2 Bereich 1 genannt, und wird der Bereich zwischen den Linien L2 und L3 Bereich 2 genannt. Ein Verschwindepunkt A in der Bildern der Straße liegt auf der Linie L1.

Die Verarbeitungseinheit modelliert in jedem Bereich jeweils gerade Linien (S330). Im Schritt S330 werden in jedem Bildverarbeitungsbereich gerade Linien modelliert, indem aus den zwei Bereichen Bestandteile "a" der Fahrspurränder bestimmt werden und indem die Punkte verbunden werden, an denen die Bestandteile der Fahrspurränder die Linien L1, L2 und L3 schneiden. Dadurch werden gerade Linien "b" erhalten.

Dann wird, wie in Fig. 5 gezeigt, ein Dreieck erfasst, wobei das Dreieck die drei Ecken A, B und C aufweist.

Vorzugsweise ist Punkt A der Bild-Verschwindepunkt, Punkt B der Mittelpunkt zwischen den zwei Punkten, an denen die Linie L2 die geraden Linien "b" jeweils schneidet, und Punkt C der Mittelpunkt zwischen den zwei Punkten, an denen die Linie L3 die geraden Linien "b" jeweils schneidet. Wenn die Straße über einen Hügel verläuft, gibt es keinen Verschwindepunkt. In diesem Fall wird der Mittelpunkt zwischen den Punkten, an denen die Fahrspur-Bilder die Linie L1 schneiden, als Verschwindepunkt A angesehen.

Nach dem Erfassen des Dreiecks ABC wird ein Radius R (nicht gezeigt) des Umkreises des Dreiecks berechnet (S350). Der Radius des Umkreises kann eindeutig bestimmt werden.

Der Radius R des Umkreises des Dreiecks kann mit der folgenden Gleichung berechnet werden.

R = Len(AB).Len(BC).Len(AC)/4S (1)

wobei "AB", "BC" bzw. "AC" die drei Seiten des Dreiecks sincl, Len(x) die Länge des Segments "x" bezeichnet und "S" die Fläche des Dreiecks ABC bezeichnet.

Wenn der Radius des Umkreises des Dreiecks im Schritt S350 erfasst ist, erfasst die Verarbeitungseinheit auf der Basis des Radius die Krümmung einer Straße, auf der das Fahrzeug fährt (S360).

Wenn eine gekrümmte Straße mit oben geschildertem Verfahren erfasst wird, stimmt die erfasste Straße mit der realen gekrümmten Straße überein.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die gekrümmte Straße erfasst werden, indem der Winkel zwischen den zwei Linien AB und BC benutzt wird. Aus dem Winkel kann bestimmt werden, ob die Straße gerade oder gekrümmt ist, und aus der Größe des Winkels kann ein Steuerwinkel bestimmt werden.

Deshalb kann das oben geschilderte Verfahren in einem automatisierten Fahrsystem eingesetzt werden, und die erfasste Fahrspurkrümmung kann einem Fahrer zur Verfügung gestellt werden.

Verglichen mit einem Verfahren zum Modellieren einer geraden Linie aus einer gekrümmten Straße kann das oben geschilderte Verfahren die Genauigkeit beim Erfassen einer gekrümmten Straße erhöhen. Auch kann das oben geschilderte Verfahren verglichen mit einem Verfahren zum Modellieren einer gekrümmten Linie aus einer gekrümmten Straße die Menge der Rechenoperationen der Verarbeitungseinheit verringern.

Darüber hinaus kann der Winkel zwischen der Mittellinie der Fahrspur und der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs erhalten werden, und der erhaltene Winkel kann zum Bestimmen eines Steuerwinkels bestimmt werden.

Claims

1. Verfahren zum Erfassen einer gekrümmten Fahrspur für ein Straßen-Modellier-System, wobei das Verfahren aufweist:

a) Teilen eines Bildverarbeitungsbereichs in einen oberen Bereich und einen unteren Bereich, wenn Abbildungen eines Fahrspurbildes zur Verfügung gestellt werden,
b) Modellieren gerader Linien jeweils in den zwei geteilten Bildverarbeitungsbereichen, und Erhalten der Krümmung der Fahrspur mittels der modellierten geraden Linien.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei Schritt (b) aufweist:

a) Modellieren von geraden Linien jeweils in den zwei Bereichen,
b) Erhalten eines Dreiecks, an dem zwei Seiten die zwei modellierten Seiten sind, und
c) Berechnen des Radius des Umkreises des Dreiecks und damit Abschätzen der Krümmung der Fahrspur.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die gerade Linie des oberen Bereichs gewonnen wird, indem ein Straßen- Bild-Verschwindepunkt und der Mittelpunkt zwischen den zwei Punkten, an denen die Fahrspurränder eine den Bildverarbeitungsbereich teilende Linie schneiden, verbunden werden, und wobei die gerade Linie des unteren Bereichs gewonnen wird, indem der Mittelpunkt zwischen den zwei Funkten, an denen die Fährspurränder die den Bildverarbeitungsbereich teilende Linie schneiden, und der Mittelpunkt zwischen den zwei Punkten, an denen die Fahrspurränder eine untere Linie des unteren Bereichs schneiden, verbunden werden, und wobei das Dreieck gewonnen wird, indem der Straßen-Bild- Verschwindepunkt und die zwei Mittelpunkte verbunden werden.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Krümmung der Fahrspur mittels des Winkels zwischen den zwei modellierten geraden Linien abgeschätzt wird.