DE102008007347A1

DE102008007347A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Position eines anderen Verkehrsteilnehmers

Info

Publication number: DE102008007347A1
Application number: DE102008007347A
Authority: DE
Inventors: Kathleen Tischler; Thomas Heger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-02-04
Filing date: 2008-02-04
Publication date: 2009-08-06
Also published as: WO2009097917A1; US8612150B2; US20110046882A1; EP2240800A1

Abstract

Verfahren zum Bestimmen der Position eines anderen Verkehrsteilnehmers mit den Schritten: Bestimmen der Position eines Verkehrsteilnehmers mittels einer Positionserfassungseinrichtung; Schätzen eines Abstands des Verkehrsteilnehmers zu dem anderen Verkehrsteilnehmer mittels eines Abstandssensors und Bestimmen der Position des anderen Verkehrsteilnehmers, basierend auf der bestimmten Position des Verkehrsteilnehmers, dem geschätzten Abstand und einer Straßenkarte, wobei der andere Verkehrsteilnehmer als auf einem durch die Straßenkarte vorgegebenen Straßenbereich befindlich angenommen wird.

Description

STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen der Position eines anderen Verkehrsteilnehmers. Zudem betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fahrerassistenzsysteme erleichtern dem Führer eines Kraftfahrzeuges unter Anderem Gefahrensituationen zu erkennen. Ein Abschätzen einer Gefährdung auf Grund von entgegenkommenden, seitlich erscheinenden überholenden anderen Fahrzeugen erfordert eine zuverlässige Bestimmung des Abstandes zu dem jeweiligen anderen Fahrzeug.
Aus der DE 102 19 788 C1 ist bekannt den Abstand zu anderen Fahrzeugen mittels zweier Kameras und einer Triangulation zu bestimmen. Die Genauigkeit in der Bestimmung eines Abstandes mittels einer Triangulation nimmt mit zunehmendem Abstand hyperbolisch ab.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 dient zum Bestimmen der Position eines anderen Verkehrsteilnehmers. Dazu werden folgende Schritte ausgeführt: Die Position eines Verkehrsteilnehmers wird mittels einer Positionserfassungseinrichtung bestimmt. Ein Abstand des Verkehrsteilnehmers zu dem anderen Verkehrsteilnehmer wird mittels eines Abstandsensors geschätzt. Die Position des anderen Verkehrsteilnehmers wird basierend auf der Position des Verkehrsteilnehmers, dem geschätzten Abstand und einer Straßenkarte bestimmt, wobei der andere Verkehrsteilnehmer als auf einem durch die Straßenkarte vorgegebenen Straßenbereich befindlich angenommen wird.
Die Informationen aus der Straßenkarte werden zum Abgleichen der Information aus der Abstandsschätzung herangezogen. Hierdurch kann die Genauigkeit in der Abstandsbestimmung erhöht werden.
Der Straßenbereich ist im Sinne dieser Anmeldung nicht als einschränkend auf eine gewöhnliche Straße zu verstehen. Vielmehr umfasst ein Straßenbereich die üblichen Orte, an dem ein sich bewegender oder stehender Verkehrsteilnehmer, insbesondere ein Kraftfahrzeug, zu erwarten ist.
Erfindungsgemäß beinhaltet eine Vorrichtung zum Bestimmen der Position eine Positionserfassungseinrichtung zum Bestimmen der Position eines Verkehrsteilnehmers; einen Abstandsensor zum Schätzen eines Abstands des Verkehrsteilnehmers zu einem anderen Verkehrsteilnehmer; und eine Auswertungseinrichtung zum Bestimmen der Position des anderen Verkehrsteilnehmers basierend auf der Position des Verkehrsteilnehmers, dem geschätzten Abstand und einer Straßenkarte, wobei der andere Verkehrsteilnehmer als auf einem Straßenbereich befindlich angenommen wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und beigefügten Figuren erläutert. In den Figuren zeigen:
1 eine Graphik zur Anschauung der Auflösungsgrenze eines Kamera-basierten Triangulationssystems;
2 eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Bestimmen der Position eines anderen Verkehrsteilnehmers und
3 eine beispielhafte Verkehrssituation zur Illustration der Ausführungsform.
AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
Optische Kamera-basierte Verfahren zum Bestimmen eines Abstandes zeichnen eine Verkehrsituation aus zwei unterschiedlichen Richtungen auf. In einer einfachen Konfiguration werden dazu zwei Kameras 1, 2 bereitgestellt (1). Die beiden Kameras 1, 2 zeichnen zwei unterschiedliche Bilder eines Verkehrsteilnehmers auf. Der Abstand des Verkehrsteilnehmers zu den Kameras bedingt die relative Verschiebung seiner Abbildung in den beiden unterschiedlichen Bildern. Nach den Grundsätzen der Triangulation kann aus der Verschiebung der Abstand bestimmt werden.
Je weiter der Verkehrsteilnehmer von den Kameras entfernt ist, um so geringer ist die relative Verschiebung in den Bildern. In einer Näherung ist der Abstand umgekehrt proportional zu dem Abstand in den Bildern. Daraus kann abgeleitet werden, dass ein Fehler in der Bestimmung der Entfernung mit zunehmendem Abstand zunimmt.
Die Kameras weisen eine begrenzte Ortsauflösung auf. Diese kann unter anderem durch die Rasterung eines CCD-Sensors bedingt sein. Der Abstand zu zwei Verkehrsteilnehmern kann nicht mehr unterschieden werden, wenn diese in der Rasterung des Sensors die gleiche Verschiebung in den jeweiligen Bildern erfahren. In 1 sind die zur Illustration die Bereiche 3 für Abstände 4 eingezeichnet, die ein stereoskopisches Kamerasystem nicht unterscheiden kann.
Eine Vorrichtung zum Bestimmen der Position eines anderen Verkehrsteilnehmers gemäß einer Ausführungsform ist in 2 als Blockdiagramm dargestellt. Die Vorrichtung umfasst zwei Kameras 10, 11, eine Triangulations-Auswertungseinrichtung 12, ein Positionserfassungseinrichtung 13, einen Datenspeicher 14 mit gespeicherten Straßenkarten und eine Auswertungseinrichtung 15.
Die beiden Kameras 10, 11 und die Triangulations-Auswertungseinrichtung 12 schätzen den Abstand zu einem anderen Verkehrsteilnehmer. Die Ausführungsform kann sich mehr als zweier Kameras bedienen, um die Auflösung zu erhöhen. Einzelne Ausführungsformen nutzen eine einzige Kamera, die Bilder aus zwei unterschiedlichen Richtungen parallel oder zeitversetzt aufnimmt.
Anstelle von Kameras können auch andere als optische Abstandssensoren eingesetzt werden. Dies schließt unter anderem Radarsensoren ein, die eine Entfernungsbestimmung durch Laufzeitmessung und auch eine winkelaufgelöste Entfernungsmessung ermöglichen können.
Die Triangulations-Auswertungseinrichtung 12 kann neben dem Abstand auch die Richtung oder nur die Richtung zu einem anderen Verkehrsteilnehmer bestimmen. Die winkelaufgelöste Messung kann ebenfalls mittels einer Triangulation bestimmt werden.
Die Positionserfassungseinrichtung 13 kann ein Navigationsgerät eines Fahrzeuges sein. Das Navigationsgerät kann unter Verwendung des GPS-Signals des Global Positioning System die Position des Fahrzeuges bestimmen.
Andere Positionserfassungseinrichtungen zeichnen die zurückgelegte Wegstrecke und Richtungsänderungen auf. Hierzu werden beispielsweise Beschleunigungssensoren eingesetzt.
Weitere Positionserfassungseinrichtungen bestimmen die Position des Fahrzeuges anhand von Wegmarkierungen, die in der Umgebung angebracht sind. Eine Ausführungsform gleicht die bestimmte Position des Fahrzeuges mit Straßenkarten auf Plausibilität ab.
Die in dem Datenspeicher 14 vorgehaltenen Straßenkarten enthalten Informationen über Orte und der Position, die entlang oder auf einer Straße liegen. Ferner können sie Informationen über Standstreifen, Einfahrten, Ausfahrten, Parkplätze, Fußgängerwege, Radwege etc. aufweisen. Das Kartenmaterial sollte Positions-Informationen über alle Orte enthalten, auf den Kraftfahrzeuge oder andere Verkehrsteilnehmer sich befinden können.
Das Kartenmaterial kann Zusatzinformationen enthalten, die eine Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines Fahrzeuges an den entsprechenden Orten angeben. So ist auf einer befahrbaren Straße, z. B. Autobahn, mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Kraftfahrzeug zu erwarten, auf einem Standstreifen oder einem Gehweg nur mit geringer Wahrscheinlichkeit.
Die Auswertungseinrichtung 15 ermittelt aus dem geschätzten Abstand und/oder der geschätzten Richtung zu dem anderen Verkehrsteilnehmer und der eigenen Position eine mögliche Position des anderen Verkehrsteilnehmers.
Die Auswertungseinrichtung 15 bestimmt anhand des gespeicherten Straßenkarten den Ort, der der möglichen Position des anderen Verkehrsteilnehmers am nächsten kommt und zugleich auf einer Straße liegt. Das Auffinden solcher Orte, kann sich einer Maximum-Likelyhood Schätzung, einer Minimalwert-Suche eines Abstandsvektors etc. bedienen. Der aufgefundene Ort wird als bestimmte Position des anderen Verkehrsteilnehmers ausgegeben.
Die Auswertungseinrichtung 15 kann eingestellt werden, nur bestimmte Orte zu berücksichtigen, an denen ein Fahrzeug zu erwarten ist. Die Einstellung kann zum Beispiel automatisch anhand der Verkehrsituation erfolgen. Bei einer Fahrt auf der Autobahn, sind keine Gehwege, Radwege, nicht geteerte Straße zu berücksichtigen, sondern nur die momentan befahrene Spur und der zugehörige Randstreifen.
Eine weitere Ausgestaltung ermittelt zunächst den Typ des anderen Verkehrsteilnehmers. Anhand des Typs des Verkehrsteilnehmers werden nur noch bestimmte Orte berücksichtigt. Die Auswahl des Ortes kann bei einem Kraftfahrzeug auf befahrbare Straßen, Standstreifen, Einfahrten etc. eingeschränkt werden.
Eine andere Ausgestaltung berücksichtigt die Geschwindigkeit des anderen Verkehrsteilnehmers. Stehende Fahrzeuge sind zunächst nur im Bereich vor Ampeln, bei Parkplätzen und Standstreifen zu erwarten, entsprechend können diese Orte von der zu berücksichtigenden Auswahl ausgenommen werden.
In 3 ist eine beispielhafte Verkehrssituation dargestellt. Das Fahrzeug 20 befindet sich auf einer Straße 21. Ein anderes Fahrzeug 22 befindet sich in einer Seitenstraße 23.
Der Bereich 24 gibt die Unsicherheit an, mit der die Position des anderen Fahrzeugs 22 allein basierend auf einer Triangulationsmessung bestimmt wird. Der zusätzliche Abgleich durch das Kartenmaterial in dem Datenspeicher 14 kann die Unsicherheit auf den Bereich 25 reduziert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10219788 C1 [0003]

Claims

Verfahren zum Bestimmen der Position eines anderen Verkehrsteilnehmers (22) mit den Schritten: Bestimmen der Position eines Verkehrsteilnehmers (20) mittels einer Positionserfassungseinrichtung; Schätzen eines Abstands des Verkehrsteilnehmers (20) zu dem anderen Verkehrsteilnehmer (22) mittels eines Abstandsensors (10, 11, 12); und Bestimmen der Position des anderen Verkehrsteilnehmers basierend auf der bestimmten Position des Verkehrsteilnehmers, dem geschätzten Abstand und einer Straßenkarte, wobei der andere Verkehrsteilnehmer als auf einem durch die Straßenkarte vorgegebenen Straßenbereich befindlich angenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Abstand zum dem anderen Verkehrsteilnehmers mittels eines Triangulationsverfahrens geschätzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Richtung von dem Verkehrsteilnehmer zu dem anderen Verkehrsteilnehmer geschätzt wird und die Position des anderen Verkehrsteilnehmers auch unter Berücksichtigen der geschätzten Richtung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Position des Verkehrsteilnehmers mittels einem Navigationssystem, einem Satelliten-gestützten Navigationssystem und/oder einem Trackingsystem bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen der Position des anderen Verkehrteilnehmers ein Ermitteln eines Ortes in der Straßenkarte beinhaltet, dessen Abstand zu dem Verkehrsteilnehmer die geringste Abweichung zu dem geschätzten Abstand aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, wobei das Bestimmen der Position des anderen Verkehrteilnehmers ein Ermitteln eines Ortes auf einer in der Straßenkarte aufgezeichneten Straße beinhaltet, dessen Abstand und dessen Richtung zu dem Verkehrsteilnehmer die geringste Abweichung zu dem geschätzten Abstand und der geschätzten Richtung aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 oder 6, wobei als ein Straßenbereich in der Straßenkarte eine befahrbare Straße, ein Standstreifen, ein Parkplatz, eine Einfahrt, eine Ausfahrt, ein Radweg und/oder ein Gehweg ausgewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei ein Typ des anderen Verkehrsteilnehmers (22) ermittelt wird und die Straße in Abhängigkeit des Typs des anderen Verkehrsteilnehmers (22) ausgewählt wird.
Vorrichtung zum Bestimmen der Position mit: einer Positionserfassungseinrichtung (13) zum Bestimmen der Position eines Verkehrsteilnehmers (20); einem Abstandsensor (10, 11, 12) zum Schätzen eines Abstands des Verkehrsteilnehmers (20) zu einem anderen Verkehrsteilnehmer (22); und einer Auswertungseinrichtung (15) zum Bestimmen der Position des anderen Verkehrsteilnehmers (22) basierend auf der Position des Verkehrsteilnehmers (20), dem geschätzten Abstand und einer Straßenkarte, wobei der andere Verkehrsteilnehmer als auf einem Straßenbereich befindlich angenommen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausgestaltet ist.