DE102004010197A1

DE102004010197A1 - Verfahren zur Funktionskontrolle einer Positionsermittlungs- oder Umgebungserfassungseinrichtung eines Fahrzeugs oder zur Kontrolle einer digitalen Karte

Info

Publication number: DE102004010197A1
Application number: DE102004010197A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr. Lages; Kay Fürstenberg; Klaus Prof. Dr. Dietmayer
Original assignee: Ibeo Automobile Sensor GmbH
Current assignee: Sick AG
Priority date: 2004-03-02
Filing date: 2004-03-02
Publication date: 2005-09-15
Anticipated expiration: 2024-03-03
Also published as: DE102004010197B4

Abstract

Bei einem Verfahren zur Kontrolle einer digitalen Karte und/oder zur Kontrolle der Funktionsfähigkeit einer an oder in einem Fahrzeug angeordneten Positionsermittlungseinrichtung zur Ermittlung einer Position des Fahrzeugs und/oder einer ebenfalls an oder in dem Fahrzeug angeordneten Umgebungserfassungseinrichtung zur Ermittlung von Lagen von Gegenständen in einer Umgebung des Fahrzeugs, die eine Bilderfassungseinrichtun zur Erfassung von Abstandsbildern wenigstens eines Abschnitts der Umgebung des Fahrzeugs und einer Einrichtung zur Erkennung und/oder Verfolgung von Objekten, die von der Bilderfassungseinrichtung erfassten Gegenständen entsprechen, auf der Basis von von der Bilderfassungseinrichtung erfassten Abstandsbildern umfasst, wird mittels der Bilderfassungseinrichtung wenigstens ein Abstandsbild erfasst und es werden mittels der Objekterkennungs- und/oder -verfolgungseinrichtung unter Verwendung des Abstandsbildes Daten wenigstens in Bezug auf die Lage wenigstens eines einem Gegenstand entsprechenden Objekts ermittelt. Mittels der Positionsermittlungseinrichtung wird eine aktuelle Position des Fahrzeugs und in Abhängigkeit von der erfassten Position des Fahrzeugs in einer digitalen Karte ein Ausschnitt der Umgebung der Position des Fahrzeugs ermittelt. Daten in Bezug auf das Objekt werden mit Daten aus dem Ausschnitt der digitalen Karte verglichen und bei Feststellung einer Abweichung zwischen den Daten gemäß wenigstens einem vorgegebenen Fehlerkriterium wird ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kontrolle einer digitalen Karte und/oder zur Kontrolle der Funktionsfähigkeit einer an oder in einem Fahrzeug angeordneten Positionsermittlungseinrichtung zur Ermittlung einer Position des Fahrzeugs und/oder einer ebenfalls an oder in dem Fahrzeug angeordneten Umgebungserfassungseinrichtung zur Ermittlung von Lagen von Gegenständen in einer Umgebung des Fahrzeugs. Weiterhin betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung zur Montage an oder in einem Fahrzeug mit einer Positionsermittlungseinrichtung zur Ermittlung einer Position des Fahrzeugs, einer Umgebungserfassungseinrichtung zur Ermittlung von Lagen von Gegenständen in einer Umgebung des Fahrzeugs und einer digitalen Karte.
Fahrzeuge werden in zunehmendem Maße mit Navigationssystemen ausgerüstet, die es einem Fahrer solcher Fahrzeuge unter anderem ermöglichen, seine Position festzustellen. Die Position kann insbesondere in Verbindung mit einer digitalen Karte dazu verwendet werden, den Fahrer zu einem vorgegebenen Ziel zu führen. Darüber hinaus kann eine digitale Karte Informationen über die Umgebung der augenblicklichen Position des Fahrzeugs enthalten, die in der Karte verzeichneten Gegenstände, zu denen im Rahmen der Erfindung auch Bauten wie beispielsweise Gebäude, Tunnels oder Mauern bzw. Wände gezählt werden, betreffen können.
Unabhängig davon können Fahrzeuge mit Umgebungserfassungseinrichtungen ausgerüstet sein, die mittels geeigneter Bilderfassungseinrichtungen Bilder der Umgebung des Fahrzeugs erfassen, die dann beispielsweise zur Erkennung und/oder Verfolgung von erfassten Gegenständen entsprechenden Objekten verwendet werden können. Die sich dabei ergebenden Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs können beispielsweise für Fahrerassistenzsysteme verwendet werden. Ein Fahrerassistenzsystem kann zum Beispiel dazu dienen, die Gefahr möglicher Kollisionen mit Gegenständen in der Umgebung des Fahrzeugs zu erkennen und gegebenenfalls entsprechende Warnsignale abzugeben oder auch in die Fahrzeugsteuerung, beispielsweise das Bremssystem, einzugreifen.
Voraussetzung für eine sinnvolle Nutzung dieser Einrichtungen ist es jedoch, dass diese zuverlässig funktionieren.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Kontrolle einer digitalen Karte und/oder zur Kontrolle der Funktionsfähigkeit einer an oder in einem Fahrzeug angeordneten Positionsermittlungseinrichtung zur Ermittlung einer Position des Fahrzeugs und/oder einer ebenfalls an oder in dem Fahrzeug angeordneten Umgebungserfassungseinrichtung zur Ermittlung von Lagen von Gegenständen in einer Umgebung des Fahrzeugs bereitzustellen und eine Vorrichtung zur Montage an oder in einem Fahrzeug mit einer Positionsermittlungseinrichtung, einer Umgebungserfassungseinrichtung und einer digitalen Karte zu schaffen, deren Funktionsfähigkeit einfach zu kontrollieren ist.

Die Aufgabe wird nach einer ersten Alternative gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kontrolle einer digitalen Karte und/oder zur Kontrolle der Funktionsfähigkeit einer an oder in einem Fahrzeug angeordneten Positionsermittlungseinrichtung zur Ermittlung einer Position des Fahrzeugs und/oder einer ebenfalls an oder in dem Fahrzeug angeordneten Umgebungserfassungseinrichtung zur Ermittlung von Lagen von Gegenständen in einer Umgebung des Fahrzeugs, die eine Bilderfassungseinrichtung zur Erfassung von Abstandsbildern wenigstens eines Abschnitts der Umgebung des Fahrzeugs und einer Einrichtung zur Erkennung und/oder Verfolgung von Objekten, die von der Bilderfassungseinrichtung erfassten Gegenständen entsprechen, auf der Basis von von der Bilderfassungseinrichtung erfassten Abstandsbildern umfasst, wird mittels der Bilderfassungseinrichtung wenigstens ein Abstandsbild erfasst und es werden mittels der Objekterkennungs- und/oder -verfolgungseinrichtung unter Verwendung des Abstandsbildes Daten wenigstens in Bezug auf die Lage wenigstens eines einem Gegenstand entsprechenden Objekts ermittelt. Mittels der Positionsermittlungseinrichtung wird eine aktuelle Position des Fahrzeugs und in Abhängigkeit von der erfassten Position des Fahrzeugs in einer digitalen Karte ein Ausschnitt der Umgebung der Position des Fahrzeugs ermittelt. Daten in Bezug auf das Objekt werden mit Daten aus dem Ausschnitt der digitalen Karte verglichen und bei Feststellung einer Abweichung zwischen den Daten gemäß wenigstens einem vorgegebenen Fehlerkriterium wird ein Fehlersignal erzeugt.

Die Aufgabe wird nach einer ersten Alternative weiterhin gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 23.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Montage an oder in einem Fahrzeug umfasst eine Positionsermittlungseinrichtung zur Ermittlung einer Position des Fahrzeugs, eine Umgebungserfassungseinrichtung zur Er mittlung von Lagen von Gegenständen in einer Umgebung des Fahrzeugs, die eine Bilderfassungseinrichtung zur Erfassung von Abstandsbildern wenigstens eines Abschnitts der Umgebung des Fahrzeugs und eine Einrichtung zur Erkennung und/oder Verfolgung von Objekten, die von der Bilderfassungseinrichtung erfassten Gegenständen entsprechen, auf der Basis von von der Bilderfassungseinrichtung erfassten Abstandsbildern umfasst, eine digitale Karte und eine Funktionskontrolleinrichtung, mittels derer in Abhängigkeit von der ermittelten Position des Fahrzeugs in der digitalen Karte ein Ausschnitt der Umgebung der Position des Fahrzeugs ermittelbar ist, Daten in Bezug auf ein durch die Umgebungserfassungseinrichtung ermitteltes Objekt mit Daten aus dem Ausschnitt der digitalen Karte vergleichbar sind und mittels derer bei Feststellung einer Abweichung zwischen den Daten gemäß wenigstens einem vorgegebenen Fehlerkriterium ein Fehlersignal erzeugbar ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Positionsermittlungseinrichtung und die Umgebungserfassungseinrichtung verwendet, die beide an und/oder in demselben Fahrzeug angeordnet sind. Weiterhin wird die digitale Karte verwendet, die vorzugsweise ebenfalls an oder in dem Fahrzeug angeordnet ist.

Die Positionsermittlungseinrichtung wird zur Ermittlung einer Position des Fahrzeugs verwendet. Dabei können grundsätzlich beliebige Positionsermittlungseinrichtungen verwendet werden. Die Positionsermittlungseinrichtung kann dabei insbesondere zunächst nur die eigene Position erfassen, die dann unter Berücksichtigung der Lage der Positionsermittlungseinrichtung bzw. eines für Position relevanten Teils der Positionsermittlungseinrichtung relativ zu dem Fahrzeug zur Ermittlung einer Position eines Bezugspunkts des Fahrzeugs, beispielsweise eines geometrischen Mittelpunkts oder auch des Schwerpunkts des Fahrzeugs, verwendet werden kann. Die Position bezieht sich dabei vorzugsweise auf ein erdfestes Koordinatensystem, im Folgenden auch als Weltkoordinatensystem bezeichnet, das eine absolute Festlegung des Ortes des Fahrzeugs ermöglicht.

Weiterhin wird die digitale Karte verwendet, bei der es sich um eine Einrichtung mit einem Speicher handeln kann, in dem in Abhängigkeit von Positionsdaten Informationen bzw. entsprechende Daten über Eigenschaften des entsprechenden Ortes, beispielsweise dort vorhandene Bauten und/oder Straßen und/oder Verkehrszeichen und/oder andere ortsfeste Gegenstände und/oder Fahrbahnen und vorzugsweise auch Fahrbahnmarkierungen gespeichert sein können. Als Speicher kann insbesondere ein austauschbarer Datenträger wie beispielsweise eine CD oder eine DVD dienen, jedoch sind auch andere, nichtflüchtige Speicher verwendbar. Die Einrichtung kann weiterhin Mittel zum Auslesen der Daten aus dem Speicher in Abhängigkeit von der Einrichtung zugeführten Positionsdaten aufweisen.

Die Umgebungserfassungseinrichtung dient dazu, wenigstens einen Abschnitt einer Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen. Hierzu besitzt sie die Bilderfassungseinrichtung zur Erfassung von Abstandsbildern wenigstens eines Abschnitts der Umgebung des Fahrzeugs. Die Bilderfassungseinrichtung kann insbesondere einen Sensor für elektromagnetische Strahlung aufweisen, mittels dessen Abstandsbilder eines Erfassungs- bzw. Sichtbereichs des Sensors erfassbar sind. Unter einem Abstandsbild eines Sensors zur Erfassung elektromagnetischer Strahlung, das häufig auch als tiefenaufgelöstes Bild oder Entfernungsbild bezeichnet wird, wird eine Menge von bei einer Abtastung des Erfassungsbereichs des Sensors erfassten Abstandsbildpunkten verstanden, denen Punkte bzw., je nach Auflösung des Sensors, auch Bereiche eines von dem Sensor erfassten Ge genstands bzw. der Oberfläche des Gegenstands entsprechen. Die Abstandsbildpunkte, die im Folgenden der Einfachheit halber auch als Bildpunkte bezeichnet werden, umfassen dabei wenigstens der Lage der zugehörigen Gegenstandspunkte bzw. -bereiche entsprechende Koordinaten zur Definition einer Lage dieser Gegenstandspunkte bzw. -bereiche wenigstens in einer Fläche, vorzugsweise einer Ebene, die nicht orthogonal zu einer Blickrichtung des Sensors orientiert ist. Aus den Koordinaten kann insbesondere der Abstand der Gegenstandspunkte bzw. -bereiche von dem Sensor ermittelbar sein. Regionen des Erfassungsbereichs, in denen keine Gegenstände vorhanden sind, können, je nach Sensor, trotzdem Abstandsbildpunkte zugeordnet sein, die dann entsprechend gekennzeichnet sein können. Vorzugsweise können die Koordinaten in einem Polarkoordinatensystem oder einem kartesischen Koordinatensystem gegeben sein.

Als Sensoren für elektromagnetische Strahlung können beispielsweise entsprechende Radarsensoren verwendet werden. Vorzugsweise werden jedoch Sensoren verwendet, die im infraroten oder sichtbaren Spektralbereich arbeiten.

Zur Ermittlung der Lagen von Gegenständen aus den Abstandsbildern besitzt die Umgebungserfassungseinrichtung die Objekterkennungs- und/oder -verfolgungseinrichtung. Auf der Basis von von der Bilderfassungseinrichtung erfassten Abstandsbildern ermittelt diese wenigstens die Lage von Objekten, die Gegenständen entsprechen, die von der Bilderfassungseinrichtung erfasst wurden und dementsprechend in den Abstandsbildern wiedergegeben sind. Mittels dieser Einrichtung können durch Auswertung wenigstens eines Abstandsbildes Abstandsbildpunkte zu Objekten zusammengefasst werden, die von der Bilderfassungseinrichtung erfassten Gegenständen entsprechen. Verfahren zur Erkennung und/oder Verfolgung von Objekten auf der Basis von Abstandsbildern sind grundsätzlich bekannt. Ein Beispiel für ein solches Verfahren ist in der in der Reihe Fortschritts-Berichte, Sachgebiet: Verkehrstechnik/Fahrzeugtechnik, Band Nr. 438 veröffentlichten Dissertation von Kirchner, Alexander mit dem Titel "Sensordatenverarbeitung eines Laserscanners für autonome Fahrfunktionen von Kraftfahrzeugen", Hamburg, 2000, ISBN 3-18-343812-7, ISSN 0178-9449 genauer beschrieben, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen wird. Weiterhin findet sich eine Beschreibung eines solchen Verfahrens in der Veröffentlichung von Fürstenberg, K.Ch. et al.: "Pedestrian Recognition and Tracking of Vehicles using a Vehicle based Mulitlayer Laserscanner", Proceedings of ITS 2003, 10^th World Congress on Intelligent Transport Systems, November 2003, Madrid, Spanien, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen wird.

Die Lage von Objekten kann dabei grundsätzlich relativ zu dem Fahrzeug oder relativ zu einem erdfesten Koordinatensystem gegeben sein. Sie umfasst wenigstens Angaben über die Lage eines Bezugspunkts des Objekts, beispielsweise eines geometrischen Schwerpunkts. Darüber hinaus kann eine Lageangabe aber auch noch eine Orientierungsinformation enthalten, die eine Ausrichtung eines Objekts bzw. Gegenstands gegenüber einer vorgegebenen Bezugsachse, beispielsweise einer Längsachse des Fahrzeugs angibt.

Zur Durchführung der Objekterkennung und/oder -verfolgung kann insbesondere eine Datenverarbeitungseinrichtung verwendet werden, die mit der Bilderfassungseinrichtung verbunden und zur Durchführung des Objekterkennungs- und/oder Verfolgungsverfahrens programmiert ist.

Zur Funktionskontrolle wird ausgenutzt, dass einerseits in der digitalen Karte Daten zu ortsfesten Gegenständen mit den Positionen und gegebenenfalls auch Ausdehnungen der Gegenstände gespeichert sind. Unter Gegenständen werden im Rahmen der Erfindung, wie bereits zuvor erwähnt, beispielsweise Bauten, wie Gebäude, Brücken, Mauern oder Tunnels, andere ortsfest verankerte Körper, wie beispielsweise Leitpfosten, Laternenpfähle oder andere Pfähle sowie Bäume, und/oder Fahrbahn- und/oder Fahrspurmarkierungen verstanden. Die Positionen sind dabei in einem erdfesten Koordinatensystem angegeben.

Andererseits kann Objekten, die erfassten Gegenständen entsprechen, eine Relativlage zu der Bilderfassungseinrichtung bzw. dem Fahrzeug zugeordnet werden. Unter Verwendung der mit der Positionsermittlungseinrichtung ermittelten Position des Fahrzeugs können dann Daten in Bezug auf wenigstens ein Objekt, insbesondere dessen Lage, mit Daten aus einem Ausschnitt der digitalen Karte verglichen werden, der einen Abschnitt der Umgebung des Fahrzeugs bzw. der Position des Fahrzeugs wiedergibt und insbesondere wenigstens teilweise den Erfassungsbereich des von der Bilderfassungseinrichtung verwendeten Sensors umfasst.

Dabei können Lage- bzw. Positionsdaten aus der digitalen Karte unter Verwendung der mittels der Positionsermittlungseinrichtung ermittelten Position in ein Koordinatensystem transformiert werden, in dem die Lagen der Objekte angegeben sind. Es ist jedoch auch möglich, die Lagen der Objekte in Abhängigkeit von der ermittelten Position des Fahrzeugs in ein Koordinatensystem der digitalen Karte zu transformieren.

Bei einer fehlerfreien digitalen Karte, einer fehlerfreien Positionsermittlung und einer fehlerfreien Erfassung von Gegenständen in der Umgebung des Fahrzeugs dürfen sich innerhalb vorgegebener Toleranzen bzw. Messge nauigkeiten dieser Einrichtungen keine Abweichungen zwischen den entsprechenden Daten ergeben. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher ein vorgegebenes Fehlerkriterium in Bezug auf Abweichungen der Daten voneinander überprüft und in Abhängigkeit davon, ob das Kriterium erfüllt ist, ein entsprechendes Fehlersignal erzeugt und ausgegeben.

Zur Durchführung dieser Schritte ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Funktionskontrolleinrichtung vorgesehen, die insbesondere durch einen im Rahmen der Objekterkennung und/oder -verfolgung verwendeten, entsprechend programmierten Prozessor gegeben sein kann, der über entsprechende Hard- und/oder Software-Schnittstellen mit der digitalen Karte, der Umgebungserfassungseinrichtung und der Positionsermittlungseinrichtung verbunden ist. Es kann jedoch auch eine separate Einrichtung verwendet werden, die mit der digitalen Karte, der Umgebungserfassungseinrichtung und der Positionsermittlungseinrichtung verbunden ist.

Auf diese Weise kann durch den erfindungsgemäßen Vergleich von Daten aus Abstandsbildern mit Daten aus einer digitalen Karte eine Funktionsprüfung der Positionsermittlungseinrichtung und/oder der Umgebungserfassungseinrichtung und/oder eine Kontrolle der digitalen Karte durchgeführt werden, wozu nur geringe zusätzliche Mittel notwendig sind.

Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren parallel zu der normalen Arbeit der genannten Einrichtungen ausgeführt werden, so dass die Kontrolle der Funktionsfähigkeit permanent während des Betriebs erfolgen kann.

Das gebildete Fehlersignal kann dazu verwendet werden, direkt oder mittels einer entsprechenden Warneinrichtung den Fahrer über die Funktionsstörung zu informieren bzw. eine geeignete Reaktion eines Fahrerassistenzsystems auszulösen.

Bei der Erfindung können beliebige Bilderfassungseinrichtungen zur Erfassung von Abstandsbildern verwendet werden. Beispielsweise können Stereobildkameras mit wenigstens zwei Videokameras verwendet werden, mittels derer in bekannter Weise aus synchron aufgenommenen Videobildern auf der Basis der relativen Anordnung der Videokameras zueinander und der Abbildungseigenschaften dieser Videokameras Abstandsbilder erzeugt werden können. Es ist jedoch als Ausführungsform bevorzugt, dass die Bilderfassungseinrichtung einen Laserscanner aufweist. Unter einem Laserscanner wird dabei insbesondere eine Einrichtung verstanden, bei der Abstandsbildpunkte ermittelt werden, indem ein Laserpuls ausgesandt und dessen Laufzeit von dem Sensor zu einem Oberflächenpunkt oder -bereich auf einem Gegenstand und zurück zu dem Sensor ermittelt wird. Besonders bevorzugt wird ein Laserscanner verwendet, der bei einer Abtastung seinen Erfassungsbereich mit mindestens einem gepulsten Strahlungsbündel abtastet, das einen vorgegebenen Winkelbereich, vorzugsweise mit einer Schwenkbewegung, überstreicht, und der von einem Punkt bzw. Bereich eines Gegenstands zurückgeworfene Strahlungspulse des Strahlungsbündels detektiert. Die für einen Abstandsbildpunkt erfassten Abtastdaten können dann als Koordinaten dem Winkel, bei dem der zurückgeworfene Puls erfasst wurde und die aus der Laufzeit des Pulses bzw. zurückgeworfenen Pulses bestimmte Entfernung des Gegenstandspunktes bzw. -bereichs von dem Laserscanner enthalten. Bei der elektromagnetischen Strahlung kann es sich insbesondere um sichtbares oder vorzugsweise infrarotes Licht handeln.

Um eine einfache und möglichst genaue Ermittlung der Position des Fahrzeugs zu ermöglichen, ist es bei einem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt, dass eine Positionsermittlungseinrichtung verwendet wird, die einen Empfänger eines satellitengestützten Positionserfassungssystems umfasst. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es bevorzugt, dass die Positionsermittlungseinrichtung einen Empfänger eines satellitengestützten Positionserfassungssystems aufweist. Solche satellitengestützten Positionserfassungssysteme sind beispielsweise das GPS (Global Positioning System) oder das geplante Positionserfassungssystem GALILEO der Europäischen Union. Als Position des Empfängers wird im Wesentlichen die Position einer Antenne erfasst, die die Signale der Satelliten des Systems empfängt. Neben normalen Empfängern können insbesondere auch differentiell arbeitende Empfänger verwendet werden, die im Fall des GPS auch als DGPS-Empfänger bezeichnet werden. Das Positionserfassungssystem kann insbesondere mit Fahrzeugsensoren gekoppelt sein, die Daten über die Bewegung des Fahrzeugs bereitstellen. Beispielsweise können Daten wie Lenkwinkel und/oder Radumdrehungen und/oder Giergeschwindigkeiten erfasst werden. Da satellitengestützte Positionserfassungssysteme Signale häufig nur in fest vorgegebener zeitlicher Folge, nicht aber kontinuierlich abgeben und die Position somit genau nur zu den entsprechenden Zeitpunkten erfasst werden kann, können diese Fahrzeugbewegungsdaten insbesondere dazu verwendet werden, Positionsdaten zu Zeitpunkten zwischen dem Empfang von zwei Signalen zu schätzen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können Daten in Bezug auch auf bewegte Objekte mit Daten aus einem entsprechenden Ausschnitt der digitalen Karte verglichen werden. Beispielsweise können aus einer Position oder einer Trajektorie eines bewegten Objekts, das beispielsweise einem Fahrzeug auf einer Fahrbahn entsprechen kann, Daten in Bezug auf die Lage der Fahrbahn oder auch einer Fahrspur ermittelt werden, die mit entsprechenden Daten der digitalen Karte verglichen werden können. Um jedoch einen schnellen und/oder genauen Vergleich zu ermöglichen, ist es bevorzugt, dass der Vergleich nur für ortsfesten Gegenständen entsprechende Objekte durchgeführt wird. Dabei wird ausgenutzt, dass in einer digitalen Karte in der Regel mehr ortsfeste als bewegliche oder nur ortsfeste Gegenstände verzeichnet sind. Besonders bevorzugt wird bei der Objekterkennung und/oder -verfolgung eine Klassifizierung der Objekte durchgeführt, bei der beispielsweise Fußgänger von in Abstandsbildern ähnlich erscheinenden fest mit der Erde verbundenen und daher kleinen bzw. schmalen ortsfesten Gegenständen, wie beispielsweise Ampel- oder Straßenbeleuchtungsmasten unterschieden werden. Dies erleichtert die Auswahl der Objekte. Die Erkennung von ortsfesten Gegenständen kann insbesondere allein auf der Basis von Abstandsbildern erfolgen. Ein Verfahren zur Ermittlung von solchen ortsfesten Gegenständen auf der Basis von Abstandsbildern ist in Fürstenberg, Kay Ch. et al.: "Laserscanner Innovations for Detection of Obstacles and Road", Proceedings of AMAA 2003, 7th International Conference on Advanced Microsystems for Automotive Applications, Mai 2003, Berlin, Deutschland (veröffentlich in Valldorf, Jürgen; Gessner, Wolfgang (Eds.): "Advanced Microsystems Automotive Applications 2003", in der Reihe VDI-Buch, 2003, ISBN: 3-540-00597-8, Seiten 223–247) und der am 11. November 2002 eingereichten deutschen Patentanmeldung der Anmelderin mit dem amtlichen Aktenzeichen DE 102 52 323.1 beschrieben, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in die Beschreibung aufgenommen wird.

Um einen Vergleich mit dem Ausschnitt der digitalen Karte schneller durchführen zu können, ist es bevorzugt, dass bei dem Vergleich nur solche in der digitalen Karte verzeichneten Gegenstände berücksichtigt werden, die ein vorgegebenes Auswahlkriterium erfüllen. Auf diese Weise brauchen Daten in Bezug auf Gegenstände, die sich aufgrund ihrer Lage oder Form nicht zum Vergleich mit erfassten Abstandsbildern eignen, nicht bei dem Vergleich berücksichtigt zu werden. Das Auswahlkriterium kann sich beispielsweise auf die Ausdehnung von Gegenständen, deren Kontur oder auch deren Typ beziehen. Beispielsweise brauchen für den Vergleich nur Gegenstände verwendet werden, die als Fahrbahnbegrenzungen dienen bzw. grundsätzlich am Rand von Fahrbahnen aufgestellt sind wie beispielsweise Leitpfosten, Straßenleuchten oder Ampeln. Weiterhin kann als Auswahlkriterium verwendet werden, ob die Gegenstände von der Bilderfassungseinrichtung überhaupt erfassbar und beispielsweise nicht durch andere Gegenstände verdeckt sind.

Der Ausschnitt der Karte kann beispielsweise so gewählt werden, dass er den von der Umgebungserfassungseinrichtung erfassbaren Abschnitt der Umgebung des Fahrzeugs bzw. den Erfassungsbereich eines Sensors der Umgebungserfassungseinrichtung voll umfasst. Dies kann jedoch zu Problemen führen, wenn Gegenstände in dem Erfassungsbereich in dem Abstandsbild andere Gegenstände verdecken. Es ist daher bevorzugt, dass wenigstens ein Bereich in dem Ausschnitt der digitalen Karte ermittelt wird, der in den Abstandsbildern durch Verdeckung nicht sichtbar ist, und dass Daten aus diesem Bereich nicht bei dem Vergleich berücksichtigt werden. Die Daten können sich insbesondere auf in dem Bereich vorhandene Gegenstände beziehen. Auf diese Weise wird nicht nur die Menge der bei einem Vergleich zu berücksichtigenden Daten reduziert, sondern es werden auch Fehlzuordnungen von Objekten zu Gegenständen in der digitalen Karte vermieden, die in einem aktuellen Abstandsbild aufgrund einer Verdeckung nicht sichtbar und damit erfassbar sein können.

Um den Vergleich zu beschleunigen, ist es weiterhin bevorzugt, dass vor dem Vergleich eine Zuordnung zwischen wenigstens einem Objekt und einem für den Vergleich verwendeten, in der digitalen Karte verzeichneten Gegenstand durchgeführt wird. Mit diesem Schritt kann erreicht werden, dass Daten in Bezug auf ein Objekt, insbesondere die Lage des Objekts, nur mit Daten in Bezug auf einen tatsächlich diesem Objekt entsprechenden Gegenstand aus der digitalen Karte verglichen werden. Dies erhöht die Sicherheit einer Erkennung einer Funktionsstörung wesentlich. Die Zuordnung kann dabei auf verschiedene Art und Weise durchgeführt werden. So kann nach Gegenständen einer bestimmten vorgegebenen Form, Größe oder auch Objektklasse bzw. entsprechenden Objekten in jedem Abstandsbild erneut gesucht werden, wobei insbesondere auch Erfahrungswissen über typische Anordnungen von Gegenständen verwendet werden kann. Es kann bei Durchführung einer Objektverfolgung jedoch bei wiedererkannten Objekten eine bestehende Zuordnung auch weitergeführt werden, sofern keine Widersprüche auftreten. Nur für neu erkannte Objekte ist dann eine neue Zuordnung durchzuführen. Es kann dann insbesondere eine Identifikation bzw. Zuordnung eines neuen Objekts zu einem entsprechenden Gegenstand der digitalen Karte unter Berücksichtigung der wiedererkannten Objekte und deren Lagen erfolgen, was die Zuordnung vereinfachen und deren Sicherheit erhöhen kann.

Die Zuordnung kann jedoch auch allein auf der Basis der relativen Anordnungen der Objekte und entsprechender Gegenstände zueinander erfolgen.

Bei dem Vergleich von Daten in Bezug auf ein Objekt mit Daten aus dem Ausschnitt der digitalen Karte können beispielsweise aus den Lagedaten für ein Objekt, das einem Fahrzeug entspricht, Daten in Bezug auf die Lage von Fahrbahn- oder Fahrspurmarkierungen abgeleitet werden, die dann mit entsprechenden Daten aus dem Ausschnitt der Karte verglichen werden. Ein solches indirektes Vorgehen kann jedoch mit relativ großen Fehlern für die Zwecke der Prüfung der Funktionsfähigkeit behaftet sein. Es ist daher bevorzugt, dass eine Lage mindestens eines in der digitalen Karte verzeichneten Gegenstands mit der ermittelten Lage des Objekts verglichen wird. Vorzugsweise erfolgt dieser Vergleich für Objekte und Gegenstände, die einander zugeordnet sind. In Abhängigkeit davon, ob eine festgestellte Abweichung ein vorgegebenes Fehlerkriterium erfüllt, kann dann ein entsprechendes Fehlersignal ausgegeben werden. Die Lagen können dabei die Lagen in einem mit dem Fahrzeug mitbewegten Bezugssystem oder Lagen in einem erdfesten Bezugssystem sein.

Um möglichst einfach die Abstandsbilder mit den entsprechenden Ausschnitten der digitalen Karte vergleichen zu können, ist vorzugsweise die Orientierung bzw. Lage eine von der Umgebungserfassungseinrichtung verwendeten bzw. durch diese gegebenen Bezugsrichtung, beispielsweise eine Richtung parallel zur Längsachse des Fahrzeugs, zu einer entsprechenden Bezugsrichtung der digitalen Karte, beispielsweise geographisch Nord, bekannt. Die Orientierung kann beispielsweise mit Hilfe eines Kompasses oder bei Bewegung des Fahrzeugs mittels der Positionsermittlungseinrichtung ermittelt werden. Alternativ ist es bevorzugt, dass eine Trajektorie des Fahrzeugs unter Verwendung der Positionsermittlungseinrichtung und/oder der Umgebungserfassungseinrichtung ermittelt wird, und dass die Trajektorie mit Fahrbahnverläufen in einer digitalen Karte verglichen wird. Um eine möglichst hohe Genauigkeit zu Erreichen ist es bevorzugt, dass die Lagen wenigstens zweier in dem Ausschnitt der digitalen Karte verzeichneter Gegenstände oder Gegenstandsbereiche aus der digitalen Karte und die Lagen der diesen Gegenständen bzw. Gegenstandsbereichen entsprechenden Objekte bzw. Objektbereiche ermittelt werden, dass ein Drehwinkel ermittelt wird, um den die mittels der digita len Karte ermittelten Lagen gegenüber den entsprechenden aus einem Abstandsbild ermittelten Lagen gedreht sind, und dass dieser Drehwinkel zur Ermittlung der Orientierung einer Bezugsrichtung in der digitalen Karte relativ zu einer Bezugsrichtung in einem Abstandsbild verwendet wird. Es kann also statt zweier Gegenstände auch nur ein Gegenstand verwendet, von dem wenigstens zwei verschiedene Bereiche getrennt erfasst und verwendet werden. Insbesondere kann eine ganze Kontur eines Gegenstands verwendet werden. Mit dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Orientierung des Fahrzeugs mit hoher Genauigkeit ermittelt werden, was mit einer Positionsermittlungseinrichtung nicht unbedingt möglich ist. Wenn die Orientierung des Abstandsbildes relativ zu der digitalen Karte bzw. der Bezugsrichtung der digitalen Karte bekannt ist, kann eine durch Fehler der Positionsermittlungseinrichtung bedingte lineare Verschiebung zwischen den Lagen von Gegenständen in der digitalen Karte und entsprechenden Objekten mit größerer Sicherheit und genauer festgestellt werden. Wird darüber hinaus mittels der Umgebungserfassungseinrichtung eine Eigenbewegung des Fahrzeugs ermittelt, kann auf der Basis des ermittelten Drehwinkels die Ermittlung der Eigenbewegung des Fahrzeugs und damit eine Teilfunktion der Umgebungserfassungseinrichtung geprüft werden.

Bei einem Vergleich des Ausschnitts der Karte mit dem Abstandsbild bzw. den Lagen von Objekten kann der Fall auftreten, dass ein in der Karte verzeichnetes Objekt nicht aufgefunden werden kann. Es ist daher bevorzugt, dass bei Nichtauffinden eines einem in dem Ausschnitt der digitalen Karte verzeichneten Gegenstand entsprechenden Objekts ein entsprechendes Fehlersignal ausgegeben wird. Das Fehlersignal braucht dabei allgemein nur das Auftreten eines Fehlers anzuzeigen. Vorzugsweise gibt das Fehlersignal jedoch gleichzeitig wieder, welche der Einrichtungen eine Funktionsstörung aufweist, soweit diese lokalisierbar ist.

Um eine Ursache einer Funktionsstörung genauer angeben zu können, ist es bevorzugt, dass bei Nichtauffinden eines einem in dem Ausschnitt der digitalen Karte verzeichneten Gegenstand entsprechenden Objekts ein die Lage des Gegenstands umfassender Winkelsektor eines Sichtbereichs der Bilderfassungseinrichtung ermittelt wird, dass in aufeinanderfolgenden Abstandsbildern geprüft wird, ob in diesem Winkelsektor Objekte ermittelt werden, und dass in dem Fall, dass keine Objekte in dem Winkelsektor ermittelt werden, obwohl gemäß der digitalen Karte wenigstens ein einem in dem Ausschnitt der digitalen Karte verzeichneten Gegenstand entsprechendes Objekt ermittelbar sein sollte, ein Fehlersignal gebildet wird, das eine Funktionsstörung der Bilderfassungseinrichtung anzeigt. Eine solche Prüfung eignet sich insbesondere für Laserscanner, die zur Abstandsmessung ein geschwenktes Laserstrahlungsbündel verwenden. Bei Verschmutzung einer transparenten Abdeckung, durch die das Laserstrahlungsbündel abgestrahlt wird, in einem bestimmten Winkelsektor, kann der Laserscanner in diesem Winkelsektor "blind" werden, so dass keine Abstandsbildpunkte mehr erfassbar sind. Durch die Prüfung, ob wiederholt in dem gleichen Winkelsektor eigentlich erfassbare Gegenstände nicht erfasst werden, kann eine Verschmutzung zuverlässig erkannt werden. Vorzugsweise wird diese Prüfung in Verbindung mit einer Verdeckungserkennung verwendet, um sicherzustellen, dass nicht Objekte bzw. diesen entsprechende Gegenstände einen in der Karte verzeichneten Gegenstand verdecken.

Besonders bevorzugt ist es dann, dass mit dem Fehlersignal, das eine Funktionsstörung der Bilderfassungseinrichtung anzeigt, Daten ausgegeben werden, die die Lage und/oder Größe des Winkelsektors wiedergeben. Auf diese Weise kann bei einer plötzlich auftretenden, teilweisen Verschmutzung die Bilderfassungseinrichtung wenigstens teilweise weiter verwendet werden, wobei jedoch bei der Auswertung der Bilder und insbesondere auch einer Weiterverwendung der Ergebnisse der Bildauswertung die Beschränkung des Sichtbereichs durch Verschmutzung berücksichtigt werden kann.

Werden die Lagen eines Objekts und eines entsprechenden Gegenstands miteinander verglichen, ist es bevorzugt, dass bei Feststellung einer gemäß einem vorgegebenen Kriterium zu starken Abweichungen zwischen einer mittels der digitalen Karte ermittelten Lage eines in dem Ausschnitt der digitalen Karte verzeichneten Gegenstands und der Lage des dem Gegenstand entsprechenden Objekts ein Fehlersignal gebildet wird, das eine Funktionsstörung der Positionsermittlungseinrichtung anzeigt. Dabei wird angenommen, dass die digitale Karte nicht fehlerhaft ist und die Umgebungserfassungseinrichtung entweder fehlerfrei arbeitet oder entsprechende Fehler bekannt sind. Als Kriterium für eine zu starke Abweichung kann beispielsweise verwendet werden, dass der mittlere absolute oder quadratische Abstand der aus der digitalen Karte und der mit der Umgebungserfassungseinrichtung ermittelten Lagen größer als ein vorgegebener Schwellwert ist, der beispielsweise in Abhängigkeit von im Normalbetrieb zu erwartenden Toleranzen der Positionsermittlungseinrichtung, der digitalen Karte und der Umgebungserfassungseinrichtung gewählt sein kann. Die Lagen können dabei jeweils in dem gleichen Bezugs- bzw. Koordinatensystem gegeben sein.

Ist jedoch nicht sicher bekannt, dass die Umgebungserfassungseinrichtung fehlerfrei arbeitet und insbesondere das Abstandsbild relativ zu einer Bezugsrichtung in der digitalen Karte nicht richtig orientiert ist, ist es bevorzugt, dass die Lagen wenigstens zweier in der digitalen Karte verzeichneter Gegenstände aus dem Ausschnitt der digitalen Karte und die Lagen diesen Gegenständen entsprechender Objekte ermittelt werden, und dass geprüft wird, ob die mittels der digitalen Karte ermittelten Lagen gegenüber den entsprechenden mit der Umgebungserfassungseinrichtung ermittelten Lagen um jeweils die gleiche Verschiebung verschoben sind. Die Verschiebungen, die sowohl die Richtung als auch die Größe der Verschiebung umfassen, brauchen dabei nur im Wesentlichen gleich zu sein. Dieses Kriterium kann beispielsweise dadurch geprüft werden, dass die Größe der Differenz zwischen den Verschiebungen der beiden Objekte bzw. entsprechenden Verschiebungsvektoren ermittelt wird. Überschreitet die Differenz bzw. deren Größe, beispielsweise der mittlere absolute oder quadratische Betrag, einen vorgegebenen ersten Schwellwert, werden die Verschiebungen als nicht gleich angesehen. Überschreitet die Größe der Verschiebungen einen vorgegebenen zweiten Schwellwert, kann ein entsprechendes Fehlersignal ausgegeben werden. Die Schwellwerte können insbesondere in Abhängigkeit von der zu erwartenden Genauigkeit der digitalen Karte, der Positionsermittlungseinrichtung und der Umgebungserfassungseinrichtung im normalen Betrieb gewählt werden. Bei dieser Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ausgenutzt, dass bei einer Fehlorientierung der Bilderfassungseinrichtung bzw. eines Abstandsbildes relativ zu der digitalen Karte typischerweise keine gleichen linearen Verschiebungen, die im Rahmen der Erfassungsgenauigkeit signifikant wären, auftreten können. In dem Fall, dass die mittels der digitalen Karte ermittelten Lagen um jeweils die gleiche Verschiebung gegenüber den ermittelten Lagen verschoben sind, kann daher auf eine Gesamtverschiebung des Abstandsbildes gegenüber der digitalen Karte hinweisen, die auf eine Erfassung einer falschen Position durch die Positionsermittlungseinrichtung zurückgeführt werden kann.

Es ist dann besonders bevorzugt, dass bei Feststellung einer einen vorgegebenen Schwellwert überschreitenden, gleichen Verschiebung zwischen den mittels der digitalen Karte ermittelten Lagen und den entsprechenden mit der Umgebungserfassungseinrichtung ermittelten Lagen ein Fehlersignal gebildet wird, das die Größe und Richtung der Verschiebung wiedergibt. Besonders bevorzugt kann der ermittelte Wert der Verschiebung dazu verwendet werden, eine entsprechende Korrektur der von der Positionsermittlungseinrichtung ausgegebenen Positionen durchzuführen, so dass insgesamt eine erhöhte Genauigkeit von Positionsdaten erreicht werden kann.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass bei Feststellung einer gemäß einem vorgegebenen Kriterium zu starken Abweichung zwischen der Lage und/oder Orientierung eines einem in dem Ausschnitt der digitalen Karte verzeichneten Gegenstand entsprechenden Objekts und der mittels der digitalen Karte ermittelten Lage und/oder Orientierung des Gegenstands ein Fehlersignal gebildet wird, das eine Funktionsstörung der Umgebungserfassungseinrichtung anzeigt. Dabei wird angenommen, dass die Positionsermittlungseinrichtung fehlerfrei arbeitet und die digitale Karte keine Fehler aufweist. Als Kriterium für eine zu starke Abweichung kann insbesondere verwendet werden, dass der Betrag der Differenz der Lagen einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, der in Abhängigkeit von zu erwartenden Messgenauigkeiten der Positionsermittlungseinrichtung, der Umgebungserfassungseinrichtung und der Genauigkeit der digitalen Karte sowie gegebenenfalls in Abhängigkeit von dem Abstand des Objekts von der Bilderfassungseinrichtung gewählt sein kann.

Insbesondere bei der Verwendung von Laserscannern kann der Fall auftreten, dass die erfassten Abstände um einen festen Wert bzw. Offset zu groß oder zu klein im Vergleich zu dem tatsächlichen Abstand sind. Es ist daher bevorzugt, dass die Lagen wenigstens zweier in der digitalen Karte verzeichneter Gegenstände aus der digitalen Karte und die Lagen der diesen Gegenständen entsprechenden Objekte ermittelt werden, dass geprüft wird, ob die mittels der digitalen Karte ermittelten Lagen der Gegenstände entsprechend einem vorgegebenen Kriterium gegenüber den Lagen der entsprechenden Objekte in radialer Richtung von einem das Abstandsbild erfassenden Sensor der Bilderfassungseinrichtung verschoben sind, und dass bei Feststellung einer Verschiebung ein Fehlersignal gebildet wird, das eine Funktionsstörung der Bilderfassungseinrichtung anzeigt. Durch die Verwendung von zwei Objekten kann vermieden werden, dass Fehler der Positionsermittlungseinrichtung als Fehler der Umgebungserfassungseinrichtung erkannt werden. Als Kriterium für das Auftreten einer Verschiebung kann insbesondere verwendet werden, ob die Verschiebungen gleich sind und ob die Verschiebungen einen vorgegebenen Mindestwert überschreiten. Dazu kann geprüft werden, ob die Projektionen der Lagedifferenzen auf die radiale Richtung von dem Sensor der Bilderfassungseinrichtung zu dem Objekt, d.h. eine radiale Verschiebung, einen ersten Schwellwert überschreitet bzw. die Differenz der radialen Verschiebung einen zweiten Schwellwert unterschreitet. Die Schwellwerte können insbesondere in Abhängigkeit von zu erwartenden unsystematischen Messfehlern der Bilderfassungseinrichtung und insbesondere eines Sensors der Bilderfassungseinrichtung gewählt sein.

Es ist dann besonders bevorzugt, dass bei einem Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes für die Verschiebung in radialer Richtung zusammen mit einem Fehlersignal, das einen entsprechenden Fehler der Bilderfassungseinrichtung anzeigt, Daten ausgegeben werden, die die Größe und vorzugsweise Richtung der Verschiebung wiedergeben. Auch in diesem Fall kann die ermittelte Verschiebung dazu verwendet werden, die Abstandsbilder zu korrigieren und so eine erhöhte Genauigkeit der Abstandsbildpunkte zu erzielen.

Um die Abweichungen zwischen den Lagen in den Abstandsbildern und den entsprechenden Lagen in der digitalen Karte einfach ermitteln zu können, ist es bevorzugt, dass die Lagen in der digitalen Karte oder die mittels der Umgebungserfassungseinrichtung ermittelten Lagen in Abhängigkeit von einem Drehwinkel gedreht und/oder in Abhängigkeit von einem Verschiebungsvektor gegeneinander verschoben und/oder in Abhängigkeit von einem konstanten Abstandswert in radialer Richtung verschoben werden, so dass die mittleren Abweichungen zwischen den Lagen minimal werden. Bei Übereinstimmung von Abstandsbild und Ausschnitt der digitalen Karte sollten die Lagen übereinstimmen und die mittleren Abweichungen auch absolut sehr klein sein. Daher kann dann das Fehlerkriterium geprüft werden, ob die mittlere Größe der minimierten Abweichungen einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, und, wenn dies der Fall ist, kann ein entsprechendes Fehlersignal ausgegeben werden. Der Schwellwert kann insbesondere in Abhängigkeit von der erwarteten Genauigkeit der digitalen Karte, der Positionsermittlungseinrichtung und der Umgebungserfassungseinrichtung gewählt werden. Beispielsweise kann eine beliebige streng monotone Funktion der Differenzen der Lagen, beispielsweise der Mittelwert der absoluten oder quadratischen Abweichungen, als Funktion des Drehwinkels, der linearen Verschiebung und/oder des Abstandswertes minimiert werden. Auf diese Weise können zusammen mit einer Orientierung in Bezug auf die digitale Karte verschiedene Fehler gleichzeitig und getrennt voneinander ermittelt werden.

Es ist weiterhin bevorzugt, dass bei Nichtauffinden eines einem in dem Ausschnitt der digitalen Karte verzeichneten Gegenstand entsprechenden Objekts oder bei Feststellung einer gemäß einem vorgegebenen Kriterium zu starken Abweichung zwischen der Lage des dem in der digitalen Karte verzeichneten Gegenstand entsprechenden Objekts und der mittels der digitalen Karte ermittelten Lage des Gegenstands ein Fehlersignal gebildet wird, das einen Fehler in der digitalen Karte anzeigt. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Positionsermittlungseinrichtung und die Umgebungserfassungseinrichtung im Wesentlichen fehlerfrei arbeiten. Eine zu starke Abweichung kann insbesondere dann vorliegen, wenn der absolute oder quadratische Betrag der Differenzen der Lagen einen vorgegebenen Schwellwert übersteigt, der in Abhängigkeit von den im Normalbetrieb zu erwartenden Messgenauigkeiten der Positionsermittlungseinrichtung und der Umgebungserfassungseinrichtung sowie der erwarteten Genauigkeit der digitalen Karte abhängen kann.

Kann nicht ausgeschlossen werden, dass die Positionsermittlungseinrichtung und/oder die Umgebungserfassungseinrichtung einen Fehler aufweisen, so ist es bevorzugt, dass die Lagen wenigstens zweier in der digitalen Karte verzeichneter Gegenstände aus dem Ausschnitt der digitalen Karte und die Lagen diesen Gegenständen entsprechender Objekte ermittelt werden, dass geprüft wird, ob die mittels der digitalen Karte ermittelten Abstände der Gegenstände zueinander entsprechend einem vorgegebenen Kriterium von den entsprechenden aus dem Abstandsbild ermittelten Abstände der Objekte zueinander abweichen, und dass bei Feststellung einer Abweichung ein Fehlersignal gebildet wird, das einen Fehler in der digitalen Karte anzeigt. Dabei wird ausgenutzt, dass Fehlorientierungen von Bezugsrichtungen in den Abstandsbildern relativ zu einer Bezugsrichtung der digitalen Karte und/oder Fehler in der Positionsermittlungseinrichtung nicht dazu führen, dass die Abstände von Objekten verfälscht werden. Es können so Positionsfehler in der digitalen Karte ermittelt werden.

Werden mehr als drei Objekte verwendet können statt der Abstände die Relativlagen verwendet werden.

Es ist dann besonders bevorzugt, dass eine festgestellte Abweichung zur Korrektur der digitalen Karte in einer der Einrichtungen oder einer anderen Speichereinrichtung in dem Fahrzeug gespeichert wird. Bei einer späteren Verwendung der digitalen Karte kann so eine korrigierte Version verwendet werden.

Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt, dass Daten in Bezug auf die Lage des Gegenstands an einen Herausgeber der digitalen Karte übermittelt werden.

Um die Zuordnung von Objekten zu Gegenständen in der digitalen Karte zu erleichtern, ist es bevorzugt, dass wenigstens in einem Bereich, in dem ein Objekt erfasst wurde, ein Videobild erfasst wird, und dass in dem Videobild geprüft wird, ob ein in der digitalen Karte verzeichneter Gegenstand vorhanden ist. Mittels der Bilderfassungseinrichtung wird also gewissermaßen eine Aufmerksamkeitssteuerung einer Videoerfassung durchgeführt. Auf diese Weise können beispielsweise einfach Fußgänger von Laternenmasten unterschieden werden.

Die Aufgabe wird weiterhin nach einer zweiten Alternative gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 23.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Kontrolle der Funktionsfähigkeit einer an oder in einem Fahrzeug angeordneten Umgebungserfassungseinrichtung zur Ermittlung von Lagen von Gegenständen in einer Umgebung des Fahrzeugs, die eine Bilderfassungseinrichtung zur Erfassung von Abstandsbildern wenigstens eines Abschnitts der Umgebung des Fahrzeugs und eine Einrichtung zur Erkennung und/oder Verfolgung von Objekten, die von der Bilderfassungseinrichtung erfassten Gegenständen entsprechen, auf der Basis von von der Bilderfassungseinrichtung erfass ten Abstandsbildern umfasst, werden Daten über eine Bewegung des Fahrzeugs zwischen zwei aufeinander folgenden Zeitpunkten erfasst und auf der Basis wenigstens eines mittels der Bilderfassungseinrichtung erfassten Abstandsbildes werden Daten über eine Bewegung ortsfester Gegenstände und/oder eine Bezugsrichtung in der digitalen Karte relativ zu einem Sensors der Bilderfassungseinrichtung zu wenigstens einem der Zeitpunkte oder zwischen den Zeitpunkten ermittelt. Die durch die Daten gegebene Bewegung des Fahrzeugs und die auf der Basis des Abstandsbildes ermittelte Bewegung der ortsfesten Gegenstände bzw. die durch die Bewegung des Fahrzeugs gegebene Richtung und die Bezugsrichtung werden miteinander verglichen und es wird ein das Ergebnis des Vergleichs wiedergebendes Signal gebildet.

Die Aufgabe wird nach einer zweiten Alternative weiterhin durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 28 gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Montage an oder in einem Fahrzeug nach der zweiten Alternative umfasst eine Positionsermittlungseinrichtung zur Ermittlung einer Position des Fahrzeugs, eine Umgebungserfassungseinrichtung zur Ermittlung von Lagen von Gegenständen in einer Umgebung des Fahrzeugs, die eine Bilderfassungseinrichtung zur Erfassung von Abstandsbildern wenigstens eines Abschnitts der Umgebung des Fahrzeugs und eine Einrichtung zur Erkennung und/oder Verfolgung von Objekten, die von der Bilderfassungseinrichtung erfassten Gegenständen entsprechen, auf der Basis von von der Bilderfassungseinrichtung erfassten Abstandsbildern umfasst, eine digitalen Karte und eine Funktionskontrolleinrichtung, mittels derer auf der Basis wenigstens eines mittels der Bilderfassungseinrichtung erfassten Abstandsbildes Daten über eine Bewegung ortsfester Gegenstände und/oder einer Bezugsrichtung in der digitalen Karte relativ zu einem Sensors der Bilderfassungseinrichtung wenigstens einem der Zeitpunkte oder zwischen den Zeitpunkten ermittelbar und die Bewegung mit einer Bewegung des Fahrzeugs bzw. die durch die Bewegung des Fahrzeugs gegebene Richtung mit der Bezugsrichtung zwischen zwei aufeinander folgenden Zeitpunkten vergleichbar und ein das Ergebnis des Vergleichs wiedergebendes Signal bildbar ist.

Sowohl das Verfahren als auch die Vorrichtung nach der zweiten Alternative können mit dem Verfahren bzw. Vorrichtung nach der ersten Alternative kombiniert werden.

Die Erläuterungen in Bezug auf die Positionsermittlungseinrichtung, die Umgebungserfassungseinrichtung und die digitale Karte sowie die verwendeten Begriffe gelten entsprechend auch für die zweite Alternative.

Das Verfahren nach der zweiten Alternative kann insbesondere dazu dienen, eine Ausrichtung des Sensors der Bilderfassungseinrichtung gegenüber einer Bezugsrichtung des Fahrzeugs, insbesondere der Längsachse des Fahrzeugs, zu kontrollieren. Dabei wird verwendet, dass zum einen eine mittels der digitalen Karte vorgegebenen Bezugsrichtung oder eine durch eine Bewegung des Fahrzeugs bedingte Bewegung von ortsfesten Gegenständen relativ zu dem Sensor der Bilderfassungseinrichtung und insbesondere einer Bezugsachse ermittelbar ist.

Zum anderen ist eine Ausrichtung des den Sensor tragenden Fahrzeugs durch die Bewegung des Fahrzeugs ermittelbar, wenn angenommen wird, dass die Bewegung zu jedem Zeitpunkt im Wesentlichen parallel zur Fahrzeuglängsachse erfolgt.

Durch Vergleich der Bewegung des Fahrzeugs und der auf der Basis des Abstandsbildes ermittelte Bewegung der ortsfesten Gegenstände bzw. der durch die Bewegung des Fahrzeugs gegebenen Richtung und der Bezugsrichtung, beispielsweise nach Transformation in ein gemeinsames Koordinatensystem, kann eine Dejustierung durch Verdrehen oder Verschwenken des Sensors gegenüber dem Fahrzeug leicht ermittelt werden.

Die Bewegung des Fahrzeugs wird zwischen zwei Zeitpunkten ermittelt. Die Zeitpunkte können dabei zwei aufeinander folgenden Zyklen entsprechen, in denen jeweils ein Abstandsbild erfasst und wenigstens teilweise verarbeitet wird. Vorzugsweise liegen die Zeitpunkte jedoch weiter voneinander entfernt. Die Bewegung kann dabei durch entsprechende Positionsdaten des Fahrzeugs bzw. dessen Trajektorie oder durch Daten für wenigstens eine Richtung, beispielsweise die der Geschwindigkeit, gegeben sein. Es ist jedoch keine umfassende Erfassung der Bewegung des Fahrzeugs notwendig.

Die Daten über die Bewegung der ortsfesten Gegenstände können insbesondere den Daten der Fahrzeugbewegung entsprechende Daten umfassen. Die Feststellung, ob Objekte ortsfesten Gegenständen entsprechen, kann anhand der digitalen Karte nach einer entsprechenden Zuordnung oder mit dem zuvor erwähnten Verfahren zur Ermittlung von ortfesten Gegenständen auf der Basis von Abstandsbildern erfolgen. Zur Erzielung einer hohen Genauigkeit werden vorzugsweise als ortsfeste Gegenstände nur in der digitalen Karte verzeichnete Gegenstände verwendet.

Weichen nach einer Transformation in ein gemeinsames Koordinatensystem die Bewegung des Fahrzeugs und die der ortsfesten Gegenstände, abgesehen von dem umgekehrten Vorzeichen einer Geschwindigkeit, voneinander ab, ist von einer Dejustierung des Sensors auszugehen.

Gleiches gilt bei Vergleich einer durch die Bewegung des Fahrzeugs gegebenen Richtung, beispielsweise einer aufgrund von Positionen oder Lagen zu verschiedenen Zeitpunkten oder einer zwischen zwei Zeitpunkten geschätzten Geschwindigkeit gegebenen Richtung, und der mittels der digitalen Karte ermittelten Bezugsrichtung.

Es kann dann ein entsprechendes Signal, insbesondere ein Fehlersignal gebildet werden, das beispielsweise einem Fahrassistenzsystem zugeführt werden kann.

Auch bei der Vorrichtung nach der zweiten Alternative ist es bevorzugt, dass die Bilderfassungseinrichtung einen Laserscanner aufweist.

Zur Ermittlung der Bewegung des Fahrzeugs ist es nach einer Alternative bevorzugt, dass die Daten über die Bewegung des Fahrzeugs mittels einer Positionserfassungseinrichtung ermittelt werden. Dazu ist es bevorzugt, dass die Positionsermittlungseinrichtung einen Empfänger eines satellitengestützten Positionserfassungssystems aufweist. Diese Ermittlung hat den Vorteil, dass die Umgebungserfassungseinrichtung nicht verwendet wird und dass Fehler der Positionserfassung sich in vielen Fällen bei der Ermittlung der Bewegung, insbesondere von Geschwindigkeiten, durch Differenzbildung aufheben.

Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt, dass die Daten über die Richtung der Bewegung des Fahrzeugs mittels der Objektverfolgungseinrichtung ermittelt werden. Hierzu kann beispielsweise mittels der digitalen Karte die Lage des Sensors der Bilderfassungseinrichtung relativ zu der digitalen Karte zu verschiedenen Zeitpunkten ermittelt werden, indem Abstandsbilder und insbesondere Lagen von Objekten, die in der digitalen Karte verzeichneten Gegenständen entsprechen, mit der digitalen Karte abgeglichen werden.

Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Bezugsrichtung in der digitalen Karte durch wenigstens zwei Gegenstände und/oder Gegenstandsbereiche gegeben ist. Die Bezugsrichtung kann so aus nur einem Abstandsbild ermittelt werden. Vorzugsweise werden Gegenstände mit geringer Ausdehnung und/oder Gegenstande mit eindeutig erfassbaren und in der Lage definierten Konturmerkmalen verwendet.

Die Erfindung wird im Folgenden noch weiter beispielhaft anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Draufsicht auf eine Szene mit einem Fahrzeug mit einer Vorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, einem weiteren Fahrzeug sowie drei Pfählen, und
2A, B ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
In 1 sind ein Fahrzeug 10, ein weiteres Fahrzeug 12 sowie drei ortsfeste Gegenstände in Form von Pfählen 14, 16, 18 gezeigt, die entlang eines in 1 nicht gezeigten Fahrbahnrandes aufgestellt sind.
Das Fahrzeug 10 besitzt eine Vorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die zur Navigation und Umgebungsüberwachung dient. Diese umfasst eine Bilderfassungseinrichtung 20, eine Positionsermittlungseinrichtung 22, eine digitalen Karte 24 und eine mit der Bilderfassungseinrichtung 20, der Positionsermittlungseinrichtung 22 und der digitalen Karte 24 verbundene Datenverarbeitungseinrichtung 26, die eine Einrichtung zur Objekterkennung und -verfolgung und eine Funktionskontrolleinrichtung im Sinne der Erfindung verkörpert.
Die Bilderfassungseinrichtung 20 besitzt einen an der Frontseite des Fahrzeugs 10 angeordneten Sensor zur Erfassung von Abstandsbildern, im Beispiel einen Laserscanner, deren verkleinert gezeigter Sicht- bzw. Erfassungsbereich 28 den in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 10 liegenden Bereich, d.h. einen Abschnitt der Umgebung des Fahrzeugs 10, umfasst.
Der Laserscanner 20 tastet seinen Sichtbereich 28 mit einem umlaufenden, gepulsten IR-Laserstrahlungsbündel 30 ab und erfasst die Lagen von Gegenstandsbereichen auf den Gegenständen 12, 14, 16, 18, von denen ein Puls des Laserstrahlungsbündels 30 zurückgeworfen wurde. Beispielhaft sind in 1 nur stellvertretend für alle erfassten Gegenstandsbereiche in geringer Anzahl Gegenstandsbereiche 32 auf dem Fahrzeug 12 durch schwarze Kreise dargestellt. Die Ausdehnung der Gegenstandsbereiche entspricht dabei im Wesentlichen dem Querschnitt des Laserstrahlungsbündels 30 auf der Oberfläche des Gegenstands.
Die Erfassung der Lagen erfolgt anhand des auf eine Bezugsrichtung eines Sensorkoordinatensystem des Laserscanners 20 bezogenen Winkels, unter welchem der Laserstrahlungspuls ausgesandt bzw. empfangen wurde, und dem Abstand zum Laserscanner 20, der sich aus der Laufzeit des Strahlungspulses von der Abstrahlung bis zum Empfang nach der Remission von einem Gegenstand ergibt. Die Abtastung erfolgt daher in einer Abtastebene, die im Wesentlichen parallel zu einer Ebene ist, in der sich das Fahrzeug 10 bewegt. Bei einer Abtastung des Sichtbereichs 28 wird somit ein Abstandsbild erfasst, das die bei der Abtastung erfassten Abstands bildpunkte umfasst, die zumindest die Koordinaten der Gegenstandsbereiche in einem Sensorkoordinatensystem enthalten, von denen das Laserstrahlungsbündel 30 reflektiert wurde. Die Aktualisierung der vollständigen Bilder erfolgt in einem konstanten zeitlichen Abstand T.
Die Daten der Abstandsbilder beinhalten also Lagen von erfassten Gegenstandspunkten in dem Sensorkoordinatensystem, das mit dem Fahrzeug 10 mitbewegt wird.
Die von der Bilderfassungseinrichtung 20, bzw. dem Laserscanner, erfassten Abstandsbilder werden, gegebenenfalls nach einer Korrektur der Koordinaten der Bildpunkte, an die mit dem Laserscanner 12 verbundene Datenverarbeitungseinrichtung 26 übertragen, in der eine Weiterverarbeitung der Bilder stattfindet.
Die Positionsermittlungseinrichtung 22 besitzt einen GPS-Empfänger mit einer entsprechenden Antenne. Sie ist über eine Datenverbindung mit der Datenverarbeitungseinrichtung 26 verbunden, die Positionsdaten von dem GPS-Empfänger abrufen kann, die Koordinaten der augenblicklichen Position des GPS-Empfängers umfassen. Nach Verschiebung um einen Vektor von der Antenne des GPS-Empfängers zu einem Bezugspunkt des Fahrzeugs 10, im Beispiel dem geometrischen Schwerpunkt, können die verschobenen Koordinaten dann Koordinaten des Fahrzeugs 10 in einem erdfesten Weltkoordinatensystem darstellen. Die Positionsermittlungseinrichtung 22 kann weiterhin mit Fahrzeugbewegungssensoren für den Lenkwinkel, die Radumdrehungen usw. verbunden sein, um von diesen erfasste Fahrzeugbewegungsdaten mit den Positionsdaten des GPS-Empfängers zu koppeln und so beispielsweise auch Fahrzeugpositionen in den Zeitintervallen zwischen dem Empfang von GPS-Signalen auf der Basis der zuletzt von dem GPS-Empfänger erfassten Position zu schätzen.
Die digitale Karte 24 umfasst eine Einrichtung zum Auslesen von Daten aus einem Datenträger, beispielsweise einer DVD, und einen für den Aufenthaltsbereich des Fahrzeugs 10 geeigneten Datenträger, im Beispiel eine DVD, auf der zu gegebenen Positionen in dem Weltkoordinatensystem Daten über an dem entsprechenden Ort vorhandene Bauten, Gegenstände wie beispielsweise Pfähle, Ampeln, Schilder usw. oder die Art der Bodenoberfläche, beispielsweise Fahrbahnen gegebenenfalls mit Fahrspurmarkierungen oder Felder, gespeichert sind.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 26 besitzt, in 1 nicht gezeigt, einen Prozessor und einen Speicher sowie Schnittstellen zur Übertragung der Daten von der Bilderfassungseinrichtung 20 und zum Datenaustausch mit der Positionsermittlungseinrichtung 22 und der digitalen Karte 24. Weiterhin ist eine Schnittstelle zur Ausgabe von Daten an andere Datenverarbeitungs- oder -ausgabeeinrichtungen in dem Fahrzeug 10 vorgesehen, die jedoch ebenfalls in den Figuren nicht gezeigt sind.
Die Datenverarbeitungseinrichtung 26 ist zur Ausführung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens programmiert. Das Programm umfasst zum einen ein Modul zur Erkennung und -verfolgung von Objekten, die von der Bilderfassungseinrichtung 20 erfassten Gegenständen in dem Sichtbereich 28 entsprechen. Dazu werden zyklisch Abstandsbilder eingelesen und verarbeitet. Als Verfahren können beispielsweise das bereits zuvor erwähnte, in der in der Reihe Fortschritts-Berichte, Sachgebiet: Verkehrstechnik/Fahrzeugtechnik, Band Nr. 438 veröffentlichten Dissertation von Kirchner, Alexander mit dem Titel "Sensordatenverarbeitung eines Laserscanners für autonome Fahrfunktionen von Kraftfahrzeugen", Hamburg, 2000, ISBN 3-18-343812-7, ISSN 0178-9449 genauer beschriebene Verfahren oder das in der Veröffentlichung von Fürstenberg, K.Ch. et al.: "Pedestrian Recognition and Tracking of Vehicles using a Vehicle based Mulitlayer Laserscanner", Proceedings of ITS 2003, 10^th World Congress on Intelligent Transport Systems, November 2003, Madrid, Spanien, beschriebene Verfahren verwendet werden. Die Datenverarbeitungseinrichtung 26 stellt insoweit eine Einrichtung zur Erkennung und Verfolgung von Objekten im Sinne der Erfindung dar. Diese bildet mit der Bilderfassungseinrichtung 20 eine Umgebungserfassungseinrichtung im Sinne der Erfindung.
Das Programm weist weiterhin ein Modul zur Funktionskontrolle auf, das mit dem anderen Modul verflochten abgearbeitet wird, so dass die Datenverarbeitungseinrichtung 26 insofern auch eine Funktionskontrolleinrichtung im Sinne der Erfindung darstellt.
Für die im Folgenden beschriebene bevorzugte Ausführungsform der Erfindung werden zwei Bezugssysteme und darin jeweils ein kartesisches Koordinatensystem verwendet, die im wesentlichen parallel zu der Ebene, in der sich das Fahrzeug 10 bewegt, und zu der Abtastebene, in der Positionen von Gegenständen oder Gegenstandsbereichen erfassbar sind, ausgerichtet sind.
Das im Folgenden als Fahrzeugkoordinatensystem bezeichnete, kartesische Koordinatensystem, das in 1 die Koordinatenachsen X_F und Y_F aufweist, ist gegenüber dem Sensorkoordinatensystem nur um einen Translationsvektor verschoben, der von dem Ursprung des Sensorkoordinatensystems zu einem Bezugspunkt des Fahrzeugs 10, dessen geometrischen Schwerpunkt, führt. Die Richtung der Koordinatenachsen ist gleich denen der Koordinatenachsen des Sensorkoordinatensystems.
Bei korrekter Justierung der Bilderfassungseinrichtung 20 bzw. des Laserscanners verläuft die Y_F-Achse parallel zu der Längsachse L des Fahrzeugs 10. In 1 ist die Y_F-Achse gegenüber der Längsachse L des Fahrzeugs 10 durch Drehung um einen Winkel ψ dejustiert gezeigt.
Weiterhin wird das bereits erwähnte kartesische Weltkoordinatensystem verwendet, das ortsfest ist. Es ist durch die Koordinatenachsen X und Y gegeben.
Das Verfahren nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist schematisch als Ablaufdiagramm in 2A und 2B gezeigt. Das Verfahren wird zyklisch durchgeführt, wobei in jedem Zyklus die folgenden, in 2A und 2B veranschaulichten Schritte ausgeführt werden.
In Schritt S10 wird mit dem Laserscanner 20 dessen Sichtbereich 28 abgetastet, wobei Abstandsbildpunkte mit den Lagen von Gegenstandsbereichen erfasster Gegenstände in dem Sensorkoordinatensystem erfasst werden.
Die folgenden Schritte werden mittels der Datenverarbeitungseinrichtung 26 ausgeführt.
In Schritt S12 werden die Abstandsbildpunkte für die Gegenstandsbereiche in dem Sensorkoordinatensystem, gegebenenfalls nach Korrekturen, unter Verschiebung um den bekannten Abstandsvektor f zwischen dem Laserscanner 12 und dem Bezugspunkt des Fahrzeugs 10 in kartesische Koordinaten in dem Fahrzeugkoordinatensystem transformiert. Weiterhin wird auf der Basis dieser transformierten Sensordaten ein weiterer Zyklus eines zyklisch ablaufenden, bekannten Objekterkennungs- und -verfolgungsverfahrens ausgeführt. Jedem Objekt wird dabei als Bezugs punkt der geometrische Schwerpunkt der das Objekt definierenden Gegenstandsbereiche bzw. Abstandsbildpunkte zugeordnet. Nach einer Segmentierung der Bilder, die durch Gegenstandsbereichen entsprechende, transformierte Abstandsbildpunkte gegeben sind, werden Objekte erkannt bzw. verfolgt, die ganzen Gegenständen entsprechen. Für jedes Objekt werden dabei in dem Fahrzeugkoordinatensystem Lagen und, soweit das Objekt bereits über wenigstens zwei Zyklen verfolgt wurde, Geschwindigkeiten zugeordnet.
Darüber hinaus werden in diesem Schritt in Bezug auf das Weltkoordinatensystem bzw. die Erde unbewegte Objekte erkannt. Hierzu kann beispielsweise der Bewegungszustand des Fahrzeugs 10 durch entsprechende Bewegungssensoren ermittelt werden. Unter Verwendung der dabei ermittelten Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs 10 können dann Geschwindigkeiten der Objekten in dem Weltkoordinatensystem berechnet werden, aus denen sich ergibt, welche Objekte in dem Weltkoordinatensystem ruhen. Bevorzugt werden die unbewegten Objekte jedoch auf der Basis von Abstandsbildern ermittelt. Ein entsprechendes Verfahren ist beispielsweise in dem Konferenzbeitrag von Fürstenberg, K.Ch. et al., "Laserscanner Innovations for Detection of Obstacles and Road", Proceedings of AMAA 2003, 7th International Conference on Advanced Microsystems for Automotive Applications, Mai 2003, Berlin, Deutschland (veröffentlich in Valldorf, Jürgen; Gessner, Wolfgang (Eds.): "Advanced Microsystems Automotive Applications 2003", in der Reihe VDI-Buch, 2003, ISBN: 3-540-00597-8, Seiten 223–247) und in der der am 11. November 2002 von der Anmelderin eingereichten deutschen Patentanmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen DE 102 52 323.1 beschrieben, deren Inhalt hiermit insoweit in die Beschreibung aufgenommen wird.
Weiterhin wird in diesem Schritt eine Objektklassifizierung durchgeführt, bei der Objekten in Abhängigkeit von ihrer Kontur in den Abstandsbildern, ihrer Größe, ihren dynamischen Daten und gegebenenfalls Lagen zueinander eine Objektklasse zugewiesen wird. Beispiele für solche Objektklassen sind Klassen für Fußgänger, für Lastkraftwagen, für Personenkraftwagen, für Fahrräder, für Pfähle, Ampeln oder Laternenmasten, für Leitpfosten oder für Verkehrszeichen.
Entsprechende Daten können dann gespeichert und/oder beispielsweise an ein Fahrerassistenzsystem ausgegeben werden.
In Schritt S14 werden zur Funktionsprüfung zu verwendende Objekte ausgewählt. Bei dem Verfahren wird nach einer ersten Auswahl eines Objekts in einem Zyklus, das Objekt entsprechend gekennzeichnet und in folgenden Zyklen weiter verwendet, was den Aufwand für die Auswahl reduziert. Bei dem Verfahren in dem Ausführungsbeispiel werden nur in Bezug auf das Weltkoordinatensystem ruhende bzw. unbewegte Objekte verwendet, denen eine Objektklasse für Objekte bzw. Gegenstände zugeordnet ist, die in der digitalen Karte verzeichnet sind. Noch nicht ausgewählte Objekte werden auf diese Kriterien geprüft und gegebenenfalls ausgewählt.
In Schritt S16 wird dann mittels der Positionsermittlungseinrichtung 22 die Position des Fahrzeugs 10, d.h. entsprechende Koordinaten, in dem Weltkoordinatensystem ermittelt und gespeichert.
In Schritt S18 wird eine vorläufige Orientierung des Fahrzeugkoordinatensystems relativ zu dem Weltkoordinatensystem und damit einer Bezugsrichtung der digitalen Karte, beispielsweise die der Y-Achse, ermittelt. Die Orientierung der X_F- oder Y_F-Achse in dem Weltkoordinatensystem bzw. der Winkel zwischen der Y_F-Achse und der als Bezugsachse der digitalen Karte verwendeten Y-Achse kann beispielsweise mittels eines entsprechenden, an dem Fahrzeugs 10 angeordneten Kompasses oder bei Bewegung des Fahrzeugs entlang der Fahrzeuglängsachse mittels der Positionsermittlungseinrichtung 22 ermittelt werden. Alternativ und bevorzugt kann in guter Näherung die Orientierung in dem vorhergehenden Zyklus verwendet werden, die mittels der digitalen Karte ermittelt wurde (vgl. Schritt S30). Zur Erhöhung der Genauigkeit kann die Eigenbewegung des Fahrzeugs 10 zur Extrapolation verwendet werden.
In Schritt S20 wird ein aktueller Sichtbereich der Bilderfassungseinrichtung 20 ermittelt. Dieser besteht aus den Abschnitten des Sicht- bzw. Erfassungsbereichs 28, die nicht durch Objekte bzw. Gegenstände verdeckt sind. In 1 verdeckt beispielsweise das Fahrzeug 12 einen Sektor 34 des Erfassungsbereichs 28, so dass in diesem Sektor liegende Gegenstände, in 1 der Pfahl 14, nicht erfassbar sind. Der aktuelle Sichtbereich wird in parametrisierter Form in Weltkoordinaten abgespeichert.
In Schritt S22 wird ausgehend von der aktuellen Position und Orientierung des Fahrzeugs 10 in dem Weltkoordinatensystem ein dem aktuellen Sichtbereich entsprechender Ausschnitt aus der digitalen Karte 24 um die aktuelle Fahrzeugposition ausgewählt. Der Ausschnitt ist dabei insgesamt mit einem Skalierungsfaktor, im Beispiel von etwa 1,2, gegenüber dem aktuellen Sichtbereich gedehnt, wobei jedoch der der Lage des Laserscanners 20 entsprechende Punkt bzw. der Ursprung des Sensorkoordinatensystems unverändert bleibt.
In Schritt S24 erfolgt dann eine Zuordnung von ausgewählten Objekten und in der digitalen Karte in dem Ausschnitt verzeichneten, entsprechenden Gegenständen zueinander. Dieser Schritt und die folgenden Schritte S26 bis S34 werden nur ausgeführt, wenn wenigstens zwei Objekte ausgewählt wurden.
Eine einmal in einem Zyklus erfolgte Zuordnung wird solange beibehalten, bis das entsprechende Objekt nicht mehr in dem aktuellen Sichtbereich liegt. Zur Neuzuordnung werden die Objektklassen der ausgewählten, noch nicht zugeordneten Objekte und, soweit vorhanden, deren Relativlagen zu anderen bereits zugeordneten Objekten herangezogen. Dabei brauchen die Relativlagen nicht mit hoher Genauigkeit übereinzustimmen, vielmehr genügt es, dass diese Lagen bis auf einen vorgegebenen maximalen Abstand voneinander übereinstimmen. Der maximale Abstand kann in Abhängigkeit von dem Abstand von in der digitalen Karte 24 verzeichneter, von der Bilderfassungseinrichtung 20 erfassbarer Gegenstände und der erwarteten Genauigkeit der digitalen Karte gewählt sein und ist im Beispiel zu etwa 10 m gewählt.
In Schritt S26 erfolgt eine Prüfung auf Fehler der digitalen Karte 24. Dazu werden für alle Paare von Objekten, die Gegenständen in dem Ausschnitt der digitalen Karte zugeordnet sind, und die entsprechenden Paare von Gegenständen Abstände zwischen den Objekten bzw. zwischen den Gegenständen ermittelt. Zur Prüfung der Übereinstimmung der Abstände werden für entsprechende Paare von Gegenständen bzw. Objekten jeweils die Abstände zwischen den jeweiligen Lagen der Gegenstände der Paare bzw. den jeweiligen Lagen der Objekte der Paare berechnet, woraufhin für jedes Paar von Objekten und das entsprechende Paar von Gegenständen der Betrag der Differenz der sich entsprechenden Abstände ermittelt wird. Unterschreitet dieser Betrag einen entsprechenden Grenzwert, der in Abhängigkeit von der zu erwartenden Genauigkeit der digitalen Karte 24 und der Messungen der Bilderfassungseinrichtung 20 abhängt, werden die Abstände als übereinstimmend angesehen. Stimmen für ein Paar von Objekten bzw. Gegenständen die Relativlagen nicht überein, wird ein entsprechendes Fehlersignal ausgegeben, das die Positionen der betroffenen Gegenstände enthält. Diese Positionen werden weiterhin in einem Speicher der Datenverarbeitungseinrichtung 26 zur Korrektur der digitalen Karte 24 gespeichert.
In Schritt S28 erfolgt eine erste Kontrolle der Funktionsfähigkeit der Bilderfassungseinrichtung 20. Dazu werden in dem Ausschnitt der digitalen Karte alle Gegenstände ermittelt, die zur Funktionskontrolle im Rahmen des Verfahrens geeignet sind, d.h. den in Schritt S14 verwendeten Objektklassen entsprechen. Wird für einen solchen Gegenstand kein entsprechendes Objekt gefunden, das diesem zugeordnet werden könnte, wird der entsprechende Winkelsektor in dem Sensor- bzw. Fahrzeugkoordinatensystem markiert. In folgenden Zyklen wird geprüft, ob in diesem Winkelsektor weiterhin keine Objekte, auch Objekte anderer Objektklassen, erfasst werden. Ist dies der Fall, obwohl gemäß der digitalen Karte ein solches Objekt erfasst worden sein müsste, wird ein entsprechendes Fehlersignal ausgegeben, das neben dem Typ des Fehlers Daten in Bezug auf die Lage des Winkelsektors enthält. Dieser Winkelsektor wird dann im Rahmen der Objekterkennung und -verfolgung nicht mehr benutzt.
In den Schritten S30 bis S34 erfolgt dann eine weitere Kontrolle der Funktionsfähigkeit der Umgebungserfassungseinrichtung und der Positionsermittlungseinrichtung 22 bei einer gleichzeitigen Ermittlung der Orientierung der Bezugsrichtung der Bilderfassungseinrichtung 20 zu der Bezugsrichtung der digitalen Karte, d.h. des Winkels zwischen der Y_F-Achse und der Y-Achse.
Dabei wird versucht, die Positionen der Objekte mit den Positionen der entsprechenden zugeordneten Gegenstände bestmöglich zur Deckung zu bringen.
Dazu werden in Schritt S30 die Lagen p_Si der Objekte i = 1,... N, (N Anzahl der verwendeten bzw. ausgewählten Objekte) im Sensorkoordinatensystem in radialer Richtung entlang eines Einheitsvektors e_ri von dem Laserscanner 20 zu dem Bezugspunkt des Objekts i um einen Festabstand bzw. Offset R₀ verschoben, dann durch Addition eines fest vorgegebenen Vektor f in das Fahrzeugkoordinatensystem transformiert und schließlich um den Ursprung des Fahrzeugkoordinatensystems um einen Winkel φ unter Verwendung einer entsprechenden Drehmatrix D(φ) gedreht. Dieser Lagevektor in dem Fahrzeugkoordinatensystem wird dann in das Weltkoordinatensystem transformiert, indem ein entsprechender Positionsvektor P für die in Schritt S16 ermittelte Position des Bezugspunktes des Fahrzeugs 10 addiert wird. Er wird dann noch um einen Translationsvektor t verschoben.
Für alle Paare von Objekten und Gegenständen wird dann die Summe der quadratischen Abweichungen zwischen den so erhaltenen Positionen der Objekte i und den Positionen p_i der entsprechenden Gegenstände gebildet:
Diese Funktion wird durch Variation des Festabstands R₀, des Winkels φ und des Translationsvektor t minimiert, wobei als Startwert ein Winkel benutzt wird, der der in Schritt S18 ermittelten vorläufigen Orientierung entspricht.
Der ermittelte Winkel φ, bei dem die Funktion F ihr Minimum annimmt, gibt die aktuelle Orientierung der Y-Achse und damit einer Bezugsrichtung der digitalen Karte 24 zu der Y_F-Achse und damit des Sensors an. Er wird zur Verwendung in dem folgenden Zyklus in Schritt S18 gespeichert.
In Schritt S32 erfolgt eine Prüfung der Funktionsfähigkeit der Positionsermittlungseinrichtung 22. Überschreitet der Betrag des Translationsvektors t einen vorgegebenen Fehlergrenzwert, der in Abhängigkeit von der erwarteten Meßgenauigkeit der Positionsermittlungseinrichtung 22 vorgegeben werden kann, so wird ein Fehler der Positionsermittlungseinrichtung 22 festgestellt und ein entsprechendes Fehlersignal ausgegeben, das neben dem Typ des Fehlers den Vektor t bzw. dessen Koordinaten wiedergibt. Der Vektor t kann im Folgenden zur Korrektur der erfassten Position des Fahrzeugs 10 verwendet werden.
In Schritt S34 erfolgt eine zweite Kontrolle der Funktionsfähigkeit der Umgebungserfassungseinrichtung, genauer der Bilderfassungseinrichtung 20.
Überschreitet der Festabstand R₀ einen vorgegebenen Abstandsschwellwert wird ebenfalls ein Fehler der Bilderfassungseinrichtung 22 festgestellt und ein entsprechendes Fehlersignal ausgegeben, das neben dem Typ des Fehlers den ermittelten Wert R₀ wiedergibt. Dieser Wert kann im Folgenden zur Korrektur der erfassten Lagedaten bzw. Abstandsbildpunkte verwendet werden.
Weiterhin werden aus den Positionen des Fahrzeugs 10 in mehreren vorhergehenden, beispielsweise den letzten fünf, Zyklen Daten über die Bewegung des Fahrzeugs 10 ermittelt. Dabei wird zunächst durch eine lineare Regression in Bezug auf die Positionen und Prüfung der Streuung ermittelt, ob sich das Fahrzeug 10 im Wesentlichen geradlinig bewegt hat. Nur in diesem Fall wird der Winkel ermittelt, den die bei der Regression ermittelte Gerade mit der Y-Achse des Weltkoordinatensystems einschließt. Dieser Winkel gibt, wenn sich das Fahrzeug 10 entlang seiner Längsachse L bewegt, die Ausrichtung des Fahrzeugs 10 gegenüber der Y-Achse wieder.
Der ermittelte Winkel wird mit dem Winkel φ verglichen, der die Ausrichtung der Y_F-Achse und damit des Laserscanners 20 gegenüber der Y-Achse angibt. Dazu wird geprüft, ob der Betrag der Differenz ψ der Winkel einen in Abhängigkeit von der erwarteten Messgenauigkeit der Bilderfassungseinrichtung 20, der digitalen Karte 24 und der Positionsermittlungseinrichtung 22 gewählten Schwellwert überschreitet. Ist dies der Fall, wird ein Fehlersignal gebildet, das die Differenz wiedergibt. Das Fehlersignal zeigt an, dass der Sensor bzw. Laserscanner 20 gegenüber der Fahrzeuglängsachse L um den Differenzwinkel ψ verdreht bzw. dejustiert ist.
Statt des Fehlersignals kann auch nur ein anderes Signal gebildet werden, auf das hin die Differenz gespeichert wird, um in einem folgenden Zyklus zur Korrektur der Ausrichtung der Fahrzeuglängsachse L zu dem Laserscanner 20 verwendet zu werden.
Das Verfahren wird dann in einem neuen Zyklus mit Schritt S10 fortgesetzt.
Auf diese Weise kann eine laufende Kontrolle der Funktionsfähigkeit der Positionsermittlungseinrichtung 22, der digitalen Karte 24, und der Umgebungserfassungseinrichtung, insbesondere der Bilderfassungseinrichtung 20 erfolgen.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel sind die Schritte S30 bis S34 geändert. Die Vorrichtung dieses anderen Ausführungsbeispiels entspricht bis auf die der Änderung des Verfahrens entsprechend geänderten Funktionskontrolleinrichtung der Vorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels.
Zunächst werden für die zweite Prüfung der Funktionsfähigkeit der Umgebungserfassungseinrichtung bzw. der Bilderfassungseinrichtung 20 für alle Paare von ausgewählten Objekten und die entsprechenden Paare den Objekten zugeordneter, in der digitalen Karte verzeichneter Gegenstände jeweils Relativlagevektoren zwischen den Objekten bzw. Gegenständen der Paare ermittelt.
Zur Ermittlung der Orientierung der Bezugsrichtung der Bilderfassungseinrichtung 20 bzw. der Abstandsbilder relativ zu der Bezugsrichtung der digitalen Karte 24 werden für alle Paare von Objekten und entsprechende Paare von Gegenständen in der digitalen Karte die Winkel zwischen den Relativlagevektoren in dem Fahrzeugkoordinatensystem und denen im Weltkoordinatensystem ermittelt. Sind die Abweichungen dieser Winkel von einem Mittelwert der Winkel kleiner als ein vorgegebener Winkel, so wird davon ausgegangen, dass alle Winkel im Wesentlichen gleich groß sind. Ist dies nicht der Fall, wird ein Fehler in der digitalen Karte angenommen und ein entsprechendes Fehlersignal ausgegeben, das die Lagen der Gegenstände wiedergibt, die eine zu große Abweichung aufweisen. Diese Objekte werden für die folgenden Funktionsprüfungen nicht mehr verwendet.
Andernfalls wird der ermittelte mittlere Winkel als Winkel zwischen den Bezugsrichtungen der Bilderfassungseinrichtung 20 bzw. der Abstandsbilder, d.h. der Y_F-Achse, und der digitalen Karte 24, d.h. der Y-Achse, verwendet. Die Lagekoordinaten der Objekte werden unter Verwendung des mittleren Winkels und der Vektoren f und P in das Koordinatensystem der digitalen Karte 24, d.h. das Weltkoordinatensystem, transformiert.
Dann wird für alle ausgewählten Objekte und den Objekten zugeordneten Gegenstände jeweils ein Differenzvektor zwischen der Lage des jeweiligen Objektes und der des zugeordneten Gegenstands gebildet und auf den radialen Einheitsvektor von dem Laserscanner 20, bzw. einer Schwenkachse des Laserstrahlungsbündels 30, zu der Lage des Objekts projiziert, wodurch Differenzabstandswerte gebildet werden. Daraufhin wird geprüft, ob alle Differenzabstandswerte innerhalb eines Intervalls vorgegebener Breite um den Mittelwert der Differenzabstandswerte liegen. Die Breite des Intervalls wird in Abhängigkeit von der Genauigkeit der digitalen Karte 24 und der erwarteten Messgenauigkeit der Bilderfassungseinrichtung 22 vorgegeben. Liegen alle Differenzabstandswerte in diesem Intervall, werden diese als gleich angesehen. Ist dies nicht der Fall, wird ein Fehler in der digitalen Karte 24 angenommen und ein entsprechendes Fehlersignal ausgegeben, das die Lagen der Gegenstände wiedergibt, die eine zu große Abweichung aufweisen. Diese Objekte werden für die Funktionsprüfung der Positionsermittlungseinrichtung 22 nicht mehr verwendet.
Es wird dann geprüft, ob der Betrag des mittleren Differenzabstandswerts einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt, der in Abhängigkeit von der erwarteten Messgenauigkeit der Bilderfassungseinrichtung 20 gewählt ist. Ist dies der Fall, wird eine Verschiebung in radialer Richtung festgestellt und ein entsprechendes Fehlersignal ausgegeben, das zusätzlich den Wert und die Richtung der Verschiebung in radialer Richtung beinhaltet. In diesem Fall werden die Lagen der Objekte mit der ermittelten mittleren radialen Verschiebung korrigiert.
Als weitere Prüfung wird die Prüfung der Justierung der Ausrichtung des Laserscanners 20 gegenüber der Fahrzeuglängsachse im vorhergehenden Ausführungsbeispiel durchgeführt, wobei der Winkel φ durch den mittleren Winkel ersetzt wird.
Schließlich erfolgt dann die Prüfung der Funktionsfähigkeit der Positionsermittlungseinrichtung 22. Hierzu werden für alle verbliebenen, ausgewählten Objekte Differenzvektoren zwischen den in das Weltkoordinatensystem transformierten und gegebenenfalls korrigierten Lagen der Objekte und den Lagen der entsprechenden, zugeordneten Gegenstände in dem Ausschnitt der digitalen Karte ermittelt. Es wird dann für alle Differenzvektoren geprüft, ob diese übereinstimmen. Dazu wird für jede Vektorkomponente geprüft, ob die Komponenten innerhalb eines Intervalls um einen Mittelwert der entsprechenden Komponenten liegen. Die Breite des Intervalls ist in Abhängigkeit von der erwarteten Genauigkeit der Umgebungserfassungseinrichtung und der Positionsermittlungseinrichtung 22 gewählt. Liegen nicht alle Komponenten innerhalb der entsprechenden Intervalle, wird ein Fehler der digitalen Karte 24 angenommen und ein entsprechendes Fehlersignal ausgegeben, das die Lagen der Gegenstände wiedergibt, die eine zu große Abweichung aufweisen.
Andernfalls wird angenommen, dass die Differenzvektoren im Wesentlichen gleich sind. Es wird dann geprüft, ob der Betrag des Mittelwerts für eine der Komponenten einen Verschiebungsgrenzwert überschreitet, der in Abhängigkeit von der erwarteten Genauigkeit der Umgebungserfassungseinrichtung und der Positionsermittlungseinrichtung 22 gewählt ist. Ist dies der Fall, wird eine Verschiebung durch eine Funktionsstörung der Positionsermittlungseinrichtung 22 erkannt und ein entsprechendes Fehlersignal ausgegeben, das gleichzeitig den mittleren Differenz- bzw. Verschiebungsvektor angibt.
Bei folgenden Positionsermittlungen mit der Positionsermittlungseinrichtung 22 bzw. Lageermittlungen mit der Umgebungserfassungseinrichtung können die jeweils ermittelten Mittelwerte zur Korrektur verwendet. Dies ist auch möglich, wenn kein Fehlersignal ausgegeben wird, sondern nur entsprechende Werte gespeichert werden.
Die in Zusammenhang mit Fehlern der digitalen Karte 24 genannten Gegenstände werden in folgenden Zyklen des Verfahrens nicht mehr benutzt.

10: Fahrzeug
12: Fahrzeug
14: Pfahl
16: Pfahl
18: Pfahl
20: Bilderfassungseinrichtung
22: Positionsermittlungseinrichtung
24: digitale Karte
26: Datenverarbeitungseinrichtung
28: Sicht- bzw. Erfassungsbereich
30: Laserstrahlungsbündel
32: Gegenstandspunkte bzw. -bereiche
34: verdeckter Bereich

Claims

Verfahren zur Kontrolle einer digitalen Karte (24) und/oder zur Kontrolle der Funktionsfähigkeit einer an oder in einem Fahrzeug (10) angeordneten Positionsermittlungseinrichtung (22) zur Ermittlung einer Position des Fahrzeugs (10) und/oder einer ebenfalls an oder in dem Fahrzeug (10) angeordneten Umgebungserfassungseinrichtung (20, 26) zur Ermittlung von Lagen von Gegenständen (12, 14, 16, 18) in einer Umgebung des Fahrzeugs (10), die eine Bilderfassungseinrichtung (20) zur Erfassung von Abstandsbildern wenigstens eines Abschnitts der Umgebung des Fahrzeugs (10) und eine Einrichtung (26) zur Erkennung und/oder Verfolgung von Objekten, die von der Bilderfassungseinrichtung (20) erfassten Gegenständen (12, 14, 16, 18) entsprechen, auf der Basis von von der Bilderfassungseinrichtung (20) erfassten Abstandsbildern umfasst, bei dem – mittels der Bilderfassungseinrichtung (20) wenigstens ein Abstandsbild erfasst wird und mittels der Objekterkennungs- und/oder -verfolgungseinrichtung (26) unter Verwendung des Abstandsbildes Daten wenigstens in Bezug auf die Lage wenigstens eines einem Gegenstand (12, 14, 16, 18) entsprechenden Objekts ermittelt werden, – mittels der Positionsermittlungseinrichtung (22) eine aktuelle Position des Fahrzeugs (10) ermittelt wird, – in Abhängigkeit von der erfassten Position des Fahrzeugs (10) in einer digitalen Karte (24) ein Ausschnitt der Umgebung der Position des Fahrzeugs (10) ermittelt wird, – Daten in Bezug auf das Objekt mit Daten aus dem Ausschnitt der digitalen Karte (24) verglichen werden, und – bei Feststellung einer Abweichung zwischen den Daten gemäß wenigstens einem vorgegebenen Fehlerkriterium ein Fehlersignal erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Positionsermittlungseinrichtung (22) verwendet wird, die einen Empfänger eines satellitengestützten Positionserfassungssystems umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergleich nur für ortsfesten Gegenständen (14, 16, 18) entsprechende Objekte durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Vergleich nur solche in der digitalen Karte (24) verzeichneten Gegenstände (14, 16, 18) berücksichtigt werden, die ein vorgegebenes Auswahlkriterium erfüllen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Bereich (34) in dem Ausschnitt der digitalen Karte (24) ermittelt wird, der in den Abstandsbildern durch Verdeckung nicht sichtbar ist, und dass Daten aus diesem Bereich nicht bei dem Vergleich berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Vergleich eine Zuordnung zwischen wenigstens einem Objekt und einem für den Vergleich verwendeten, in der digitalen Karte (24) verzeichneten Gegenstand (14, 16, 18) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lage wenigstens eines in der digitalen Karte (24) verzeichneten Gegenstands (14, 16, 18) mit der ermittelten Lage des Objekts verglichen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen wenigstens zweier in dem Ausschnitt der digitalen Karte (24) verzeichneter Gegenstände (16, 18) oder Gegenstandsbereiche aus der digitalen Karte (24) und die Lagen der diesen Gegenständen (14, 16, 18) bzw. Gegenstandsbereichen entsprechenden Objekte bzw. Objektbereiche ermittelt werden, dass ein Drehwinkel ermittelt wird, um den die mittels der digitalen Karte (24) ermittelten Lagen gegenüber den entsprechenden aus einem Abstandsbild ermittelten Lagen gedreht sind, und dass dieser Drehwinkel zur Ermittlung der Orientierung einer Bezugsrichtung in der digitalen Karte relativ zu einer Bezugsrichtung in einem Abstandsbild verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Nichtauffinden eines einem in dem Ausschnitt der digitalen Karte (24) verzeichneten Gegenstand (14, 16, 18) entsprechenden Objekts ein entsprechendes Fehlersignal ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Nichtauffinden eines einem in dem Ausschnitt der digitalen Karte (24) verzeichneten Gegenstand (14, 16, 18) entsprechenden Objekts ein die Lage des Gegenstands (14, 16, 18) umfassender Winkelsektor eines Sichtbereichs der Bilderfassungseinrichtung (20) ermittelt wird, dass in aufeinander folgenden Abstandsbildern geprüft wird, ob in diesem Winkelsektor Objekte ermittelt werden, und dass in dem Fall, dass keine Objekte in dem Winkelsektor ermittelt werden, obwohl gemäß der digitalen Karte (24) wenigstens ein einem in dem Ausschnitt der digitalen Karte (24) verzeichneten Gegenstand (14, 16, 18) entsprechendes Objekt ermittelbar sein sollte, ein Fehlersignal gebildet wird, das eine Funktionsstörung der Bilderfassungseinrichtung (20) anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Fehlersignal, das eine Funktionsstörung der Bilderfassungseinrichtung (20) anzeigt, Daten ausgegeben werden, die die Lage und/oder Größe des Winkelsektors wiedergeben.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, bei Feststellung einer gemäß einem vorgegebenen Kriterium zu starken Abweichung zwischen einer mittels der digitalen Karte (24) ermittelten Lage eines in dem Ausschnitt der digitalen Karte (24) ver zeichneten Gegenstands (14, 16, 18) und der Lage des dem Gegenstand (14, 16, 18) entsprechenden Objekts ein Fehlersignal gebildet wird, das eine Funktionsstörung der Positionsermittlungseinrichtung (22) anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen wenigstens zweier in der digitalen Karte (24) verzeichneter Gegenstände aus dem Ausschnitt der digitalen Karte (24) und die Lagen diesen Gegenständen (14, 16, 18) entsprechender Objekte ermittelt werden, und dass geprüft wird, ob die mittels der digitalen Karte (24) ermittelten Lagen gegenüber den entsprechenden mit der Umgebungserfassungseinrichtung (20, 26) ermittelten Lagen um jeweils die gleiche Verschiebung verschoben sind.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellung einer einen vorgegebenen Schwellwert überschreitenden, gleichen Verschiebung zwischen den mittels der digitalen Karte ermittelten Lagen und den entsprechenden mit der Umgebungserfassungseinrichtung (20, 26) ermittelten Lagen ein Fehlersignal gebildet wird, das die Größe und Richtung der Verschiebung wiedergibt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellung einer gemäß einem vorgegebenen Kriterium zu starken Abweichung zwischen der Lage und/oder Orientierung eines einem in dem Ausschnitt der digitalen Karte (24) verzeichneten Ge genstand (14, 16, 18) entsprechenden Objekts und der mittels der digitalen Karte (24) ermittelten Lage und/oder Orientierung des Gegenstands (14, 16, 18) ein Fehlersignal gebildet wird, das eine Funktionsstörung der Umgebungserfassungseinrichtung (20, 26) anzeigt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen wenigstens zweier in der digitalen Karte (24) verzeichneter Gegenstände aus der digitalen Karte (24) und die Lagen der diesen Gegenständen (14, 16, 18) entsprechenden Objekte ermittelt werden, dass geprüft wird, ob die mittels der digitalen Karte (24) ermittelten Lagen der Gegenstände entsprechend einem vorgegebenen Kriterium gegenüber den Lagen der entsprechenden Objekte in radialer Richtung von einem das Abstandsbild erfassenden Sensor der Bilderfassungseinrichtung (20) verschoben sind, und dass bei Feststellung einer Verschiebung ein Fehlersignal gebildet wird, das eine Funktionsstörung der Bilderfassungseinrichtung (20) anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes für die Verschiebung in radialer Richtung zusammen mit einem Fehlersignal, das einen entsprechenden Fehler der Bilderfassungseinrichtung (20) anzeigt, Daten ausgegeben werden, die die Größe und vorzugsweise Richtung der Verschiebung wiedergeben.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen in der digitalen Karte (24) oder die mittels der Umgebungserfassungseinrichtung (20, 26) ermittelten Lagen in Abhängigkeit von einem Drehwinkel gedreht und/oder in Abhängigkeit von einem Verschiebungsvektor gegeneinander verschoben und/oder in Abhängigkeit von einem konstanten Abstandswert in radialer Richtung verschoben werden, so dass die mittleren Abweichungen zwischen den Lagen minimal werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Nichtauffinden eines einem in dem Ausschnitt der digitalen Karte (24) verzeichneten Gegenstand (14, 16, 18) entsprechenden Objekts oder bei Feststellung einer gemäß einem vorgegebenen Kriterium zu starken Abweichung zwischen der Lage des dem in der digitalen Karte (24) verzeichneten Gegenstand (14, 16, 18) entsprechenden Objekts und der mittels der digitalen Karte (24) ermittelten Lage des Gegenstands (14, 16, 18) ein Fehlersignal gebildet wird, das einen Fehler in der digitalen Karte (24) anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen wenigstens zweier in der digitalen Karte (24) verzeichneter Gegenstände aus dem Ausschnitt der digitalen Karte (24) und die Lagen diesen Gegenständen (14, 16, 18) entsprechender Objekte ermittelt werden, dass geprüft wird, ob die mittels der digitalen Karte (24) ermittelten Abstände der Gegenstände zueinander entsprechend einem vorgegebenen Kriterium von den entsprechenden aus dem Abstandsbild ermittelten Abstände der Objekte zueinander abweichen, und dass bei Feststellung einer Abweichung ein Fehlersignal gebildet wird, das einen Fehler in der digitalen Karte (24) anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine festgestellte Abweichung zur Korrektur der digitalen Karte (24) in einer der Einrichtungen oder einer anderen Speichereinrichtung in dem Fahrzeug (10) gespeichert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass Daten in Bezug auf die Lage des Gegenstands (14, 16, 18) an einen Herausgeber der digitalen Karte (24) übermittelt werden.
Verfahren zur Kontrolle der Funktionsfähigkeit einer an oder in einem Fahrzeug (10) angeordneten Umgebungserfassungseinrichtung (20, 26) zur Ermittlung von Lagen von Gegenständen (12, 14, 16, 18) in einer Umgebung des Fahrzeugs (10), die eine Bilderfassungseinrichtung (20) zur Erfassung von Abstandsbildern wenigstens eines Abschnitts der Umgebung des Fahrzeugs (10) und eine Einrichtung (26) zur Erkennung und/oder Verfolgung von Objekten, die von der Bilderfassungseinrichtung (20) erfassten Gegenständen (12, 14, 16, 18) entsprechen, auf der Basis von von der Bilderfassungseinrichtung (20) erfassten Abstandsbildern umfasst, insbesondere Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem – Daten über eine Bewegung des Fahrzeugs (10) zwischen zwei aufeinander folgenden Zeitpunkten erfasst werden, – auf der Basis wenigstens eines mittels der Bilderfassungseinrichtung (20) erfassten Abstandsbildes Daten über eine Bewegung ortsfester Gegenstände (14, 16, 18) und/oder eine Be zugsrichtung in der digitalen Karte (24) relativ zu einem Sensor der Bilderfassungseinrichtung (20) zu wenigstens einem der Zeitpunkte oder zwischen den Zeitpunkten ermittelt werden, – die durch die Daten gegebene Bewegung des Fahrzeugs (10) und die auf der Basis des Abstandsbildes ermittelte Bewegung der ortsfesten Gegenstände (14, 16, 18) bzw. die durch die Bewegung des Fahrzeugs (10) gegebene Richtung und die Bezugsrichtung miteinander verglichen werden, und – ein das Ergebnis des Vergleichs wiedergebendes Signal gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten über die Bewegung des Fahrzeugs (10) mittels einer Positionserfassungseinrichtung (22) ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten über die Richtung der Bewegung des Fahrzeugs (10) mittels der Objektverfolgungseinrichtung (26) ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Bezugsrichtung in der digitalen Karte (24) durch zwei Gegenstände (14, 16, 18) und/oder Gegenstandsbereiche gegeben ist.
Vorrichtung zur Montage an oder in einem Fahrzeug (10) mit einer Positionsermittlungseinrichtung (22) zur Ermittlung einer Position des Fahrzeugs (10), einer Umgebungserfassungseinrichtung (20, 26) zur Ermittlung von Lagen von Gegenständen (12, 14, 16, 18) in einer Umgebung des Fahrzeugs (10), die eine Bilderfassungseinrichtung (20) zur Erfassung von Abstandsbildern wenigstens eines Abschnitts der Umgebung des Fahrzeugs (10) und eine Einrichtung zur Erkennung und/oder Verfolgung von Objekten, die von der Bilderfassungseinrichtung (20) erfassten Gegenständen (12, 14, 16, 18) entsprechen, auf der Basis von von der Bilderfassungseinrichtung (20) erfassten Abstandsbildern umfasst, einer digitalen Karte (24) und einer Funktionskontrolleinrichtung, mittels derer in Abhängigkeit von der ermittelten Position des Fahrzeugs (10) in der digitalen Karte (24) ein Ausschnitt der Umgebung der Position der Fahrzeugs (10) ermittelbar ist, Daten in Bezug auf ein durch die Einrichtung zur Ermittlung von Lagen anderer Gegenstände ermitteltes Objekt mit Daten aus dem Ausschnitt der digitalen Karte (24) vergleichbar sind, und mittels derer bei Feststellung einer Abweichung gemäß wenigstens einem vorgegebenen Fehlerkriterium ein Fehlersignal erzeugbar ist.
Vorrichtung zur Montage an oder in einem Fahrzeug (10), insbesondere auch nach Anspruch 27, mit einer Positionsermittlungseinrichtung (22) zur Ermittlung einer Position des Fahrzeugs (10), einer Umgebungserfassungseinrichtung (20, 26) zur Ermittlung von Lagen von Gegenständen (12, 14, 16, 18) in einer Umgebung des Fahrzeugs (10), die eine Bilderfassungseinrichtung (20) zur Erfassung von Abstandsbildern wenigstens eines Abschnitts der Umgebung des Fahrzeugs (10) und eine Einrichtung zur Erkennung und/oder Verfolgung von Objekten, die von der Bilderfassungsein richtung (20) erfassten Gegenständen (12, 14, 16, 18) entsprechen, auf der Basis von von der Bilderfassungseinrichtung (20) erfassten Abstandsbildern umfasst, einer digitalen Karte (24) und einer Funktionskontrolleinrichtung, mittels derer auf der Basis wenigstens eines mittels der Bilderfassungseinrichtung (20) erfassten Abstandsbildes Daten über eine Bewegung ortsfester Gegenstände (14, 16, 18) und/oder einer Bezugsrichtung in der digitalen Karte (24) relativ zu einem Sensors der Bilderfassungseinrichtung (20) wenigstens einem der Zeitpunkte oder zwischen den Zeitpunkten ermittelbar und die Bewegung mit einer Bewegung des Fahrzeugs (10) bzw. die durch die Bewegung des Fahrzeugs (10) gegebene Richtung mit der Bezugsrichtung zwischen zwei aufeinander folgenden Zeitpunkten vergleichbar und ein das Ergebnis des Vergleichs wiedergebendes Signal bildbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderfassungseinrichtung (20) einen Laserscanner aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsermittlungseinrichtung (22) einen Empfänger eines satellitengestützten Positionserfassungssystems aufweist.