DE102004060432A1

DE102004060432A1 - Verfahren zur Früherkennung von Straßen-Ausfahrten

Info

Publication number: DE102004060432A1
Application number: DE102004060432A
Authority: DE
Inventors: Andreas Spieker; Alexander Von Reyher
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2004-12-14
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2024-12-15
Also published as: DE102004060432B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein Fahrzeug (3) zur Früherkennung von Straßen-Ausfahrten (7), bei dem eine optische Vorrichtung (1) zur Umgebungserfassung verwendet wird und bei dem ferner eine Auswerteeinheit verwendet wird, um die von der optischen Vorrichtung (1) übertragenen Informationen auszuwerten, wobei die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, eine Straßen-Ausfahrt (7) anhand der bei der Erfassung der Umgebung von Straßen-Ausfahrten (7) übertragenen Informationen zu erkennen. DOLLAR A Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit einer optischen Vorrichtung (1) zur Umgebungserfassung und einer Auswerteeinheit zur Auswertung der von der optischen Vorrichtung übertragenen Informationen, wobei die Auswerteeinheit dazu ausgebildet ist, eine Straßen-Ausfahrt (7) anhand der bei der Erfassung der Umgebung von Straßen-Ausfahrten (7) übertragenen Informationen zu erkennen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Früherkennung von Straßen-Ausfahrten für Fahrzeuge.

Aus dem Stand der Technik sind spurerkennende Systeme bekannt, die den Fahrer bei unbeabsichtigtem Verlassen der Fahrspur meist durch ein akustisches Signal warnen. Zur Ermittlung der Fahrspur wird während der Fahrt die Fahrbahn optisch erfasst. Als Referenz dienen hierbei die in Form von durchgehenden bzw. unterbrochenen Streifen auf die Fahrbahn aufgebrachten Fahrbahnbegrenzungen. Ein aus dem Stand der Technik bekanntes spurerkennendes System ist in der Druckschrift JP 2002-318130 offenbart, welches ergänzend zur optischen Erfassung der Fahrbahn Verkehrschilder optisch erfasst, die der Fahrbahn zugeordnet sind, um die Spurerkennung zu unterstützen.

Bei den bekannten spurerkennenden Systemen kann es im Bereich von Straßen-Ausfahrten zur einer falschen Deutung der sich teilenden Spur kommen, weshalb es für diese Systeme von Nutzen wäre, frühzeitig über eine nahende Auffahrt informiert zu werden, um einer falschen Deutung der sich teilenden Spur frühzeitig entgegenzuwirken. Zudem ist das frühzeitige Wissen um eine nahende Straßen-Ausfahrt auch für andere Fahrerassistenzsysteme von Nutzen, die so frühzeitig auf ausscherende Fahrzeuge in der Straßen-Ausfahrt und einscherende Fahrzeuge im anschließenden Einfahrtsbereich vorkonditioniert werden können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren für ein Fahrzeug anzugeben, mit dem nahende Straßen-Ausfahrten frühzeitig erkannt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, bei dem eine optische Vorrichtung zur Umgebungserfassung verwendet wird, und bei dem ferner eine Auswerteeinheit verwendet wird, um die von der optischen Vorrichtung erfassten Informationen auszuwerten, wobei die Auswerteinheit dazu ausgebildet ist, eine Straßen-Ausfahrt anhand der bei der Erfassung der Umgebung von Straßen-Ausfahrten übertragenen Informationen zu erkennen.

Die optische Vorrichtung erfasst vorzugsweise die in Fahrtrichtung liegende Umgebung, wobei die optische Vorrichtung jede geeignete Umgebungssensorik sein kann, welche eine frühzeitige Erkennung von in Fahrtrichtung nahenden Objekten ermöglicht. Beispielweise kann eine bekannte Radarsensorik verwendet werden, welche als aktive Sensorik Radarstrahlung emittiert und zusätzlich emittierte Radarstrahlung aufnimmt, welche zuvor an Objekten in der von der Radarsensorik erfassten Umgebung reflektiert wurde. Durch Messung und Auswertung der aufgenommenen reflektierten Radarstrahlung kann das reflektierende Objekt erkannt und ferner durch Laufzeitmessung der Radarstrahlung geortet werden. Denkbar ist auch die Verwendung einer passiven Sensorik, wie etwa einer Kamera, welche in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Auswerteeinheit Straßen-Ausfahrten erkennt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Auswerteinheit dazu ausgebildet, anhand der übertragenen Informationen Schilder zu erkennen und Straßen-Ausfahren daran zu erkennen, dass die auf eine nahende Straßen-Ausfahrt hinweisenden Schilder in konstanten Abständen zueinander angeordnet sind. Typischerweise wird auf Straßen, insbesondere auf Autobahnen, auf nahende Straßen-Ausfahrten durch Schilder hingewiesen, die in einem konstanten Abstand von in der Regel einhundert Metern zueinander angeordnet sind und den Fahrer auf die noch zurückzulegende Distanz bis zur Straßen-Ausfahrt hinweisen. Diese Anordnung der Schilder stellt ein kennzeichnendes Merkmal für Straßen-Ausfahrten dar und kann von der erfindungsgemäßen Auswerteeinheit aus den von der optischen Vorrichtung übertragenen Informationen leicht erkannt werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Auswerteinheit dazu ausgebildet, anhand der übertragenen Informationen neben Schildern weitere Straßenobjekte zu erkennen und Straßen-Ausfahren daran zu erkennen, dass im Bereich von Straßen-Ausfahrten eine Vielzahl von Schildern und weiteren Straßenobjekten angeordnet ist. Weitere erkennbare Straßenobjekte sind beispielsweise Leitpfosten oder andere Objekte, die typischerweise im Randbereich von Straßen, insbesondere Autobahnen, vorzufinden sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann dazu verwendet werden, spurerkennende Systeme zu unterstützen, da es bei den bekannten spurerkennenden Systemen im Bereich von Straßen-Ausfahrten zur einer falschen Deutung der sich teilenden Spur kommen kann. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das spurerkennende System frühzeitig über eine nahende Auffahrt informiert und kann einer falschen Deutung der sich teilenden Spur frühzeitig entgegenwirken. Ferner ist das frühzeitige Wissen um eine nahende Straßen-Ausfahrt auch für andere Fahrerassistenzsysteme von Nutzen, die so frühzeitig auf ausscherende Fahrzeuge in der Straßen-Ausfahrt und einscherende Fahrzeuge im anschließenden Einfahrtsbereich vorkonditioniert werden können.

Bei einer konkreten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die verwendete optische Vorrichtung zur Umgebungserfassung ein oder mehrere Mittel zur Strahlungsemission und Mittel zur Aufnahme und Messung der emittierten Strahlung nach Reflexion an einem oder mehreren Objekten. Bei Verwendung einer derartigen aktiven optischen Vorrichtung liefert die aufgenommene und gemessene Strahlung, welche zuvor an Objekten innerhalb der erfassten Umgebung reflektiert wurde, Informationen über Ort und Art des reflektierenden Objekts. So reflektieren beispielsweise Schilder sehr stark, woraus eine hohe gemessene Strahlungsintensität resultiert. Ferner handelt es sich bei Schildern um stehende Objekte, die eine bestimmte Breite aufweisen, so dass Schilder von der erfindungsgemäßen Auswerteinheit insgesamt betrachtet gut erkannt werden können.

Eine konkrete Ausführungsform eines Mittels zur Strahlungsemission ist ein Laser, dessen Strahlungsrichtung durch eine geeignete Vorrichtung periodisch kontinuierlich verändert werden kann, so dass er vorzugsweise einen winkelförmigen Bereich der in Fahrtrichtung nahenden Umgebung erfasst. Geeignete Vorrichtungen zur Änderung der Strahlungsrichtung können aktive, ablenkende optische Vorrichtungen sein oder mechanische Vorrichtungen, welche den Laser zur Abdeckung des erwünschten Winkelbereichs entsprechend bewegen. Ein Laser mit einer geeigneten Vorrichtung zur Änderung der Strahlungsrichtung ist beispielsweise in der bekannten Lidar-Sensorik integriert.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit einer optischen Vorrichtung zur Umgebungserfassung und einer Auswerteinheit zur Auswertung der von der optischen Vorrichtung übertragenen Informationen, wobei die Auswerteinheit dazu ausgebildet ist, eine Straßen-Ausfahrt anhand der bei der Erfassung der Umgebung von Straßen-Ausfahrten übertragenen Informationen zu erkennen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die optische Vorrichtung zur Umgebungserfassung ein oder mehrere Mittel zur Strahlungsemission und Mittel zur Aufnahme und Messung der emittierten Strahlung nach Reflexion an einem oder mehreren Objekten. Konkrete Ausführungsformen des Mittels zur Strahlungsemission sind beispielsweise der oben beschriebene Laser oder eine geeignete Radarquelle.

Bei einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die optische Vorrichtung zur Umgebungserfassung zwei Kameras in Stereo-Anordnung umfassen.

Durch Verwendung von zwei Kameras in Stereo-Anordnung kann die in Fahrtrichtung nahende Umgebung dreidimensional erfasst werden und insbesondere Abstände der erfassten Objekte untereinander und zum Fahrzeug bestimmt werden, so dass insbesondere die für die Straßen-Ausfahrten typischen Objekte, wie Schilder oder Leitpfosten und deren geometrische Anordnung zueinander erkannt werden kann, woraus letztlich eine zuverlässige Ausfahrt-Erkennung realisiert werden kann.

Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in 1 dargestellten Ausführungsbeispiels, bei dem zur Umgebungserfassung eine bekannte Lidar-Sensorik verwendet wird.
An dem in 1 dargestellten Fahrzeug 3 ist frontseitig eine Lidar-Sensorik 1 angebracht, die mittels eines integrierten Lasers (nicht dargestellt) einen winkelförmigen Bereich 2 der in Fahrtrichtung nahenden Umgebung erfasst. Die Fahrbahnen 8 und 9 sind beidseitig von jeweils zwei durchgehenden Fahrbahnbegrenzungen 4 bzw. einer unterbrochenen Fahrbahnbegrenzung 5 begrenzt. Im Randbereich der Fahrbahn 8 sind Schilder 6 angeordnet, die im entlegenen Bereich der Straßen-Ausfahrt 7 mit einem konstanten Abstand d von hundert Metern zueinander angeordnet sind. Dargestellt ist die Situation, bei der das in Fahrtrichtung dritte Schild 6 von der Lidar-Sensorik 1 erfasst wird. Eine in die Lidar-Sensorik 1 integrierte Auswerteeinheit (nicht dargestellt) erkennt aufgrund der gemessenen hohen Strahlungsintensität des von dem Schild 6 reflektierten Laserlichts, dass es sich um ein Schild 6 handelt. Ferner ermittelt die Auswerteeinheit aus Laufzeitmessungen des verwendeten Laserlichts den Abstand des erfassten Schilds 6 von dem Fahrzeug 3. Vor Erfassung des in Fahrtrichtung dritten Schildes 6 wurden das in Fahrtrichtung erste und zweite Schild 6 erfasst, als Schilder 6 erkannt und deren Abstand zum Fahrzeug 1 ermittelt. Aus den ermittelten Abständen kann die Auswerteeinheit auch den Abstand d zwischen den im entlegenen Bereich der Straßen-Ausfahrt 7 angeordneten Schilder 6 bestimmen, der vorliegend hundert Meter beträgt, und insbesondere feststellen, dass sie mit einem konstanten Abstand zueinander angeordnet sind, was die Auswerteinheit der Lidar-Sensorik 1 das Vorliegen der nahenden Straßen-Ausfahrt 7 erkennen lässt.
Diese Früherkennung der Straßen-Ausfahrt 7 kann der Unterstützung eines spurkennenden Systems (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 3 dienen. Zur Ermittlung der Fahrspur des Fahrzeugs 3 wird während der Fahrt die Fahrbahn 8 optisch erfasst. Als Referenz dienen hierbei die Fahrbahnbegrenzungen 4 und 5, welche die Fahrbahn 8 begrenzen, wobei bei einer zu großen Annäherung der Fahrspur an die Fahrbahnbegrenzungen 4 oder 5 das spurerkennende System den Fahrer über ein möglicherweise unbeabsichtigtes Verlassen der Fahrspur warnt. Im Bereich der Straßen-Ausfahrt 7 verläuft die äußere Fahrbahnbegrenzung 4, welche die Straßen-Ausfahrt 7 begrenzt, jedoch nicht mehr parallel zur inneren Fahrbahnbegrenzung 5, wodurch das spurerkennende System falschen Deutungen in Bezug auf die Fahrspur unterliegen kann. Da die Straßen-Ausfahrt 7 jedoch frühzeitig erkannt wurde, kann die Information über das Vorliegen der nahenden Straßen-Ausfahrt 7 dem spurerkennenden System des Fahrzeugs 3 übermittelt werden, so dass dieses möglichen falschen Deutungen in Bezug auf die Fahrspur frühzeitig entgegenwirken kann.

1: Lidar-Sensorik
2: erfasster winkelförmiger Bereich
3: Fahrzeug
4: Fahrbahnbegrenzung (durchgehend)
5: Fahrbahnbegrenzung (unterbrochen)
6: Schild
7: Straßen-Ausfahrt
8: Fahrbahn
9: Fahrbahn

Claims

Verfahren für ein Fahrzeug (3) zur Früherkennung von Straßen-Ausfahrten (7), bei dem eine optische Vorrichtung (1) zur Umgebungserfassung verwendet wird, und bei dem ferner eine Auswerteeinheit verwendet wird, um die von der optischen Vorrichtung (1) erfassten Informationen auszuwerten, wobei die Auswerteinheit dazu ausgebildet ist, eine Straßen-Ausfahrt (7) anhand der bei der Erfassung der Umgebung von Straßen-Ausfahrten (7) erfassten Informationen zu erkennen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Informationen einem Fahrerassistenzsystem zugeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Informationen einem spurerkennenden System zugeführt werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinheit dazu ausgebildet ist, anhand der übertragenen Informationen Schilder (6) zu erkennen und Straßen-Ausfahren (7) daran zu erkennen, dass die auf eine nahende Straßen-Ausfahrt (7) hinweisenden Schilder (6) in konstanten Abständen zueinander angeordnet sind.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteinheit dazu ausgebildet ist, anhand der übertragenen Informationen neben Schildern (6) weitere Straßenobjekte zu erkennen und Straßen-Ausfahren (7) daran zu erkennen, dass im Bereich von Straßen-Ausfahrten (7) eine Vielzahl von Schildern (6) und weiteren Straßenobjekten angeordnet ist.
Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete optische Vorrichtung (1) zur Umgebungserfassung ein oder mehrere Mittel zur Strahlungsemission und Mittel zur Aufnahme und Messung insbesondere der emittierten Strahlung nach Reflexion an einem oder mehreren Objekten umfasst.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, mit einer optischen Vorrichtung (1) zur Umgebungserfassung und einer Auswerteinheit zur Auswertung der von der optischen Vorrichtung übertragenen Informationen, wobei die Auswerteinheit dazu ausgebildet ist, eine Straßen-Ausfahrt (7) anhand der bei der Erfassung der Umgebung von Straßen-Ausfahrten (7) übertragenen Informationen zu erkennen.
Vorrichtung nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass die optische Vorrichtung (1) zur Umgebungserfassung ein oder mehrere Mittel zur Strahlungsemission und Mittel zur Aufnahme und Messung der emittierten Strahlung nach Reflexion an einem oder mehreren Objekten umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Strahlungsemission ein Laser ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Vorrichtung (1) zur Umgebungserfassung zwei Kameras in Stereo-Anordnung umfasst.