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STAND DER TECHNIK
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines
relativen Gierwinkels eines ersten Fahrzeugs zu einem zweiten Fahrzeug.
Unter weiteren Gesichtspunkten betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt
zur Ausführung des Verfahrens und eine Vorrichtung zur
Ermittlung eines relativen Gierwinkels.
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Im
Falle eines Unfalls mit einer Kollision zweier Fahrzeuge bietet
ein Kraftfahrzeug dann einen optimalen Schutz, wenn die Fahrzeuge
möglichst mit parallelen Wandflächen aufeinandertreffen. Sind
die Fahrzeuge gegeneinander vergiert, trifft ein Fahrzeug mit einer
seiner Ecken eine Fläche des anderen und Fahrzeugs und
dringt in dieses im Allgemeinen tiefer ein, als bei einer planparallelen
Kollision möglich wäre. Erfahrungsweise sind Fahrer
der unfallbeteiligten Fahrzeuge kurz vor einer unvermeidbaren Kollision
nicht mehr in der Lage, ein Lenkmanöver durchzuführen,
durch welche der relative Gierwinkel der Fahrzeuge verringert und
die Schwere des Unfalls gemindert werden könnte.
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Infolgedessen
besteht ein Bedürfnis dafür, Fahrerassistenzsysteme
zu schaffen, die in einer derartigen Situation in die Lenkung eines
Fahrzeugs eingreifen, um die Schwere eines an sich unvermeidlichen
Unfalls zu mindern. Notwendige Voraussetzung zur Korrektur des relativen
Gierwinkels der Fahrzeuge ist zunächst ein Verfahren, mit
welchem ein Maß für den relativen Gierwinkel ermittelt
werden kann.
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Die
DE 10 2005 000 652
A1 offenbart ein Verfahren für die Objekterfassung,
bei dem mittels bordeigener Sensorsysteme wie Stereokameras, Radar
usw. das Fahrzeugumfeld erfasst und aus den Messwerten der Sensoren
Objekten wie z. B. weiteren Fahrzeugen zugeordnete POI (Points of
Interest) abgeleitet werden. Aus den POI wird die Orientierung des
Objekts abgeleitet. Die für dieses Verfahren notwendigen
Sensorsysteme, die dreidimensionale Bilder des Fahrzeugumfelds liefern,
sind jedoch aufwändig und teuer.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Demgemäß vorgesehen
ist ein Verfahren zum Ermitteln eines relativen Gierwinkels eines
ersten Fahrzeugs zu einem zweiten Fahrzeug. Vom zweiten Fahrzeug
wird zunächst ein Bild des ersten Fahrzeugs aufgenommen,
d. h. ein Bild von einer Kamera, die auf dem zweiten Fahrzeug montiert
ist. Eine Wandfläche des ersten Fahrzeugs wird erfasst, indem
aus dem Bild mindestens eine erste und zweite Kante ermittelt werden,
die im Bild horizontal bzw. im wesentlichen horizontal verlaufen
und bzw. im wesentlichen übereinander angeordnet sind,
also parallel bzw. im wesentlichen parallel sind. Üblicherweise weisen äußere
Wandflächen, z. B. Rückwandflächen herkömmlicher
Kraftfahrzeuge nämlich eine Vielzahl paralleler, horizontaler
Kanten auf, was ermöglicht, die Wandfläche in
dem aufgenommenen Bild anhand der Kanten zu erfassen. Anschließend
wird ein Orientierungswinkel der Wandfläche relativ zur
Bildaufnahmerichtung berechnet, basierend auf einer relativen Neigung
der ersten zur zweiten Kante. Ausgehend von der Parallelität
der Kanten auf der Wandfläche des ersten Fahrzeugs zeigt
so die relative Neigung der ersten zur zweiten Kante im Bild an,
in welchem Winkel das erste Fahrzeug zur Bildaufnahmerichtung orientiert
ist, woraus der Gierwinkel bei bekannter Orientierung der Kamera
auf dem zweiten Fahrtzeug und damit bekannter Bildaufnahmerichtung
relativ zum zweiten Fahrzeug unmittelbar folgt.
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Dieses
Verfahren ist äußerst kostengünstig zu
implementieren, da es ermöglicht, den Gierwinkel mit Hilfe
eines mit einer gewöhnlichen Kamera aufgenommenen zweidimensionalen
Bildes zu ermitteln, so dass darauf verzichtet werden kann, Kraftfahrzeuge
mit aufwändigen, dreidimensionale Bilder liefernden Sensorsystemen
wie Stereokameras oder hochauflösenden RADAR- oder LIDAR-Systemen
auszurüsten. Da viele Fahrerassistenzsysteme ohnehin eine
Videokamera enthalten, die den Verkehrsraum vor dem Fahrzeug aufnimmt,
können Bilder dieser Kamera verwendet werden, so dass keine
Kosten für Sensorsysteme anfallen.
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Unter
weiteren Gesichtspunkten schafft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt
zur Ausführung des Verfahrens und eine Vorrichtung zum
Ermittlung eines relativen Gierwinkels eines ersten Fahrzeugs zu
einem zweiten Fahrzeug. Die Vorrichtung umfasst eine Kamera zum
Aufnehmen eines Bildes des ersten Fahrzeugs vom zweiten Fahrzeug aus,
und eine Bildverarbeitungseinheit zum Erfassen einer Wandfläche
des ersten Fahrzeugs durch Ermitteln, aus dem Bild, mindestens einer
ersten und zweiten Kante, die im Bild wesentlich horizontal verlaufen und
wesentlich übereinander angeordnet sind. Weiterhin umfasst
die Vorrichtung eine Winkelberechnungseinheit zum Berechnen eines
Orientierungswinkels der Wandfläche relativ zur Bildaufnahmerichtung,
basierend auf einer relativen Neigung der ersten zur zweiten Kante.
Eine derartige Vorrichtung kann z. B. in ein allgemeines Fahrerassistenzsystems
integriert sein.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen
Verfahrens erfolgt das Aufnehmen des Bildes in Richtung einer Fahrzeuglängsachse
des zweiten Fahrzeugs. Auf diese Weise liefert der Orientierungswinkel
der Wandfläche (d. h. einer Flächennormalen der
Wandfläche) zur Bildaufnahmerichtung ohne weitere Umrechnung
den relativen Gierwinkel der Fahrzeuge.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung werden zum Erfassen der Wandfläche
Kanten ermittelt, die relativ zu einer Horizontalrichtung des Bildes nicht
stärker als um einen vorgebbaren Maximalwinkel geneigt
sind. Dies ermöglicht, Kanten im Bild, die Abbilder von
am realen ersten Fahrzeug horizontal verlaufender Kanten und daher
für die Winkelberechnung verwendbar sind, besonders zuverlässig
von in der Realität geneigt oder senkrecht verlaufenden Kanten
zu unterscheiden.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung werden zum Erfassen der Wandfläche
Kanten ermittelt, die einen Abstand zur Fahrbahnoberfläche
innerhalb eines vorgebbaren Intervalls aufweisen. Dies ermöglicht
beispielsweise, nur solche Kanten für die Winkelberechnung
heranzuziehen, die eine ähnliche Höhe über
der Fahrbahnoberfläche aufweisen, wie die aufnehmende Kamera
des zweiten Fahrzeugs, sodass besonders exakte Bilddaten zur Verfügung stehen.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist mindestens eine der Kanten eine Unterkante und/oder
eine Oberkante eines Fahrzeugkennzeichenschilds. Dies ermöglicht
eine besonders hohe Zuverlässigkeit des Verfahrens, da
aufgrund der gesetzlichen normierten Form des Fahrzeugkennzeichenschilds
mit großer Zuverlässigkeit davon ausgegangen werden
kann, dass die betreffende Kante am realen ersten Fahrzeug horizontal
verläuft.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist weiterhin ein Schritt des Ermittelns
einer Entfernung zwischen dem ersten und zweiten Fahrzeug vorgesehen,
wobei das Berechnen des Orientierungswinkels weiterhin basierend
auf der Entfernung erfolgt. Dies ermöglicht eine besonders
exakte Ermittlung des Gierwinkels, da die im Bild zu erwartende
Neigung zwischen der ersten und zweiten Kante neben dem Orientierungswinkel
der Wandfläche zur Bildaufnahmerichtung auch von der Entfernung
der Fahrzeuge voneinander abhängt.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung umfasst das Berechnen des Orientierungswinkels
einen Unterschritt des Ermittelns eines Schnittpunkts entsprechender
Verlängerungsgeraden der mindestens ersten und zweiten
Kante. Dies ermöglicht insbesondere, wenn mehr als zwei
Kanten ermittelt werden, die Zuverlässigkeit des Verfahrens
weiter zu erhöhen, da das Vorhandensein des gemeinsamen Schnittpunkts
der Verlängerungsgeraden ein zuverlässiger Hinweis
darauf ist, dass es sich bei den Kanten tatsächlich um
an der realen Wandfläche parallel verlaufende Kanten handelt,
deren Abbilder im aufgenommenen Bild bzw. deren Verlängerungsgeraden
sich aufgrund der Neigung der Wandfläche zur Bildaufnahmerichtung
in einem Fluchtpunkt schneiden.
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Gemäß einer
bevorzugten Weiterbildung ist weiterhin ein Schritt des Eingreifens
in eine Lenkung des zweiten Fahrzeugs derart vorgesehen, dass der relative
Gierwinkel verringert wird. Dies ermöglicht, die Schwere
eines unvermeidlichen Unfalls zu mindern. Besonders vorteilhaft
ist dabei, dass bei einem notwendigerweise geringen Abstand der
Fahrzeuge voneinander, der in einer derartigen Situation besteht,
die Neigung der ersten und zweiten Kante im Bild zueinander besonders
stark mit dem relativen Gierwinkel variiert, was das Verfahren gerade
in dieser Situation besonders zuverlässig und genau werden
lässt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen
und beigefügten Figuren erläutert. Von den Figuren
zeigen:
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1 eine
schematische Draufsicht auf ein erstes Fahrzeug und ein zweites
Fahrzeug, das eine Vorrichtung zum Ermitteln eines relativen Gierwinkels
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung aufweist;
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2 eine
Bildaufnahme des ersten Fahrzeugs aus 1, aus welcher
gemäß einer Ausführungsform Kanten ermittelt
werden;
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3 das
Beispielbild aus 1, aus welchem nach gemäß einer
Ausführungsform ein Schnittpunkt der Kanten ermittelt wird;
und
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4 ein
Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform.
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In
den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche
Elemente, soweit nicht explizit anders angegeben.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
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1 zeigt
in einer schematischen Draufsicht senkrecht von oben ein erstes
Fahrzeug 101 und ein zweites Fahrzeug 102, die
auf einer in der Zeichenebene liegenden Oberfläche einer
nicht gezeigten Fahrbahn angeordnet sind. Das erste und zweite Fahrzeug 101, 102 weisen
eine jeweilige erste und zweite Fahrzeugslängsachse 111, 112 auf,
die sich in ihrer Projektion auf die Zeichenebene unter einem Winkel 100 schneiden,
der als relativer Gierwinkel 100 der Fahrzeuge bezeichnet
wird.
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Im
Folgenden soll angenommen werden, dass das zweite Fahrzeug 102 sich
in der dargestellten Situation in Richtung seiner Längsachse 112 auf das
erste Fahrzeug 101 zu bewegt und das erste Fahrzeug 101 vollständig
oder im Vergleich zur Bewegungsgeschwindigkeit des zweiten Fahrzeugs 102 nahrungsweise
stillsteht. Würde in dieser Situation das zweite Fahrzeug 102 seine
Bewegung unverändert fortsetzen, wäre eine Kollision
der Fahrzeuge 101, 102 zu erwarten, bei der eine
rechte vordere Ecke 150 des zweiten Fahrzeugs auf die annähernd
ebene und zur Zeichenebene senkrecht verlaufende Rückwand 104 des
ersten Fahrzeugs trifft, wobei aufgrund ihrer spitzen Form die Ecke 150 die Rückwand 104 des
ersten Fahrzeugs 101 bis zu einer erheblich größeren
Eindringtiefe deformieren würde, als bei einem vergleichbaren
Auffahrunfall mit geringerem relativen Gierwinkel der beteiligten
Fahrzeuge zu erwarten wäre.
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Für
die dargestellte Situation der beiden Fahrzeuge 101, 102 soll
ferner angenommen werden, dass alle fahrphysikalisch noch möglichen
Trajektorien des zweiten Fahrzeugs 102 auf dem ersten Fahrzeug 101 enden,
d. h. ein Unfall unvermeidlich ist. Der Führer des zweiten
Fahrzeugs 102 hätte jedoch insbesondere noch die
Möglichkeit, durch eine Lenkbewegung nach rechts Einfluss
auf den relativen Gierwinkel 100 der Fahrzeuge 101, 102 zu
nehmen, um zu erreichen, dass zum Zeitpunkt der unvermeidlichen
Kollision die Frontwand 152 des zweiten Fahrzeugs 102 z.
B. planparallel oder zumindest unter einem verkleinerten Winkel
auf die Rückwand 104 des ersten Fahrzeugs 101 trifft.
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Das
zweite Fahrzeug 102 ist mit einer Fahrerassistenzvorrichtung 120 ausgestattet,
um in einer Situation wie der oben beschriebenen den Fahrer des
zweiten Fahrzeugs 102 durch Eingreifen in die Lenkung 142 dahingehend
zu unterstützen, dass bei der unvermeidlichen Kollision
ein größtmöglicher Schutz für
die Insassen der Fahrzeuge erreicht wird.
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Die
Fahrerassistenzvorrichtung 120 weist eine Videokamera 122 auf,
die in der Frontwand 152 des zweiten Fahrzeugs 102 angeordnet
ist und den vor dem Fahrzeug 102 liegenden Verkehrsraum
einschließlich des ersten Fahrzeugs 101 aufnimmt.
Die Kamera 122 ist parallel zur Fahrzeuglängsachse 112 ausgerichtet,
sodass die Bildaufnahmerichtung 132 der mit der Kamera 122 aufgenommenen
Videobilder stets parallel zur Fahrzeuglängsachse 112 nach
vorn weist. Die Fahrerassistenzvorrichtung umfasst weiterhin eine
Bildverarbeitungseinheit 124, die mit der Videokamera 122 verbunden
ist und von dieser laufend die aufgenommenen Bilder des Verkehrsraums erhält.
Die Bildverarbeitungseinheit 124 ist ausgebildet, in den
empfangenen Bilddaten Wandflächen von vor dem zweiten Fahrzeug 102 befindlichen
weiteren Fahrzeugen wie z. B. die Rückwand 104 oder
eine Seitenwand 105 des ersten Fahrzeugs 101 zu
erkennen, indem sie aus den Daten eines Bildes mindestens zwei Kanten
extrahiert, die im Bild annähernd horizontal verlaufen
und übereinander angeordnet sind.
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Die
Fahrerassistenzvorrichtung 120 umfasst weiterhin eine Winkelberechnungseinheit 126,
die mit der Bildverarbeitungseinheit 124 verbunden ist und
von dieser die Daten der ermittelten Kanten erhält. Die
Winkelberechnungseinheit 126 ist dazu ausgebildet, einen
Orientierungswinkel zu ermitteln, um den die mittels der Kanten
erfasste Wandfläche – im vorliegenden Fall z.
B. die Rückwand 104 des ersten Fahrzeugs 101 – gegenüber
der Aufnahmerichtung 132 des Bildes verkippt ist, indem
sie untersucht, ob und in welchem Maße die ermittelten
Kanten zueinander geneigt sind.
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Der
von der Winkelberechnungseinheit 126 berechnete Orientierungswinkel
der erfassten Wandfläche ist für den gezeigten
Fall einer Fahrzeugrückwand wie der Rückwand 104 des
ersten Fahrzeugs 101 und einer wie gezeigt zur Fahrzeuglängsachse 112 des
zweiten Fahrzeugs parallelen Bildaufnahmerichtung 132 gleich
dem relativen Gierwinkel 100. Die ist deswegen der Fall,
da die Rückwand 104 sich zumindest in ihrer Projektion
auf die Zeichenebene bzw. Fahrbahnoberfläche senkrecht
zur Fahrzeuglängsachse 111 des ersten Fahrzeugs
erstreckt. Anders ausgedrückt ist die Projektion der Flächennormalen 131 der
Rückwand 104 auf die Zeichenebene bzw. bei einer
exakt senkrechten Rückwand 104 die Flächennormale 131 selbst
parallel zur Fahrzeuglängsachse 111 des ersten
Fahrzeugs 101.
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Die
Funktion der Bildverarbeitungseinrichtung 124 und der Winkelberechnungseinheit 126 soll nun
anhand der 2 und 3 näher
erläutert werden. 2 zeigt
in einem gestrichelten Rahmen den Inhalt eines von der Videokamera 122 aufgenommenen
Einzelbildes, wobei zur deutlicheren Darstellung willkürlich
ein Bildausschnitt gezeigt ist, der hauptsächlich Bilddaten
des ersten Fahrzeugs 101 enthält. Das Bild 200 zeigt
das erste Fahrzeug 101 entsprechend der relativen Anordnung
der beiden Fahrzeuge 101, 102 mit seiner rechten
hinteren Ecke 154 dem Betrachter zugekehrt.
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Wie
im Bild zu sehen, weist die Rückwand 104 mehrere
zur Bildhorizontalen wesentlich parallel verlaufende und im Bild übereinander
angeordnete Kanten 202, 204, 206, 208, 210, 212 auf.
Dies sind für den vorliegenden beispielhaften Fahrzeugtyp etwa
die Unterkante 202 der Heckscheibe, die Oberkante 204 des
Fahrzeugkennzeichens, die Unterkante 206 des Fahrzeugkennzeichens,
eine wulstartige Vorwölbung 208 des Karosserieblechs,
eine Unterkante 210 der Heckklappe und eine abschließende untere
Begrenzung 212 der Rückwand 104. Allgemein
weisen herkömmliche Fahrzeugtypen typischerweise an ihrer
Rückwand derartige horizontaler Kanten auf, wobei Anzahl,
Art und Verteilung über die Rückwand variieren.
Insbesondere weist die Rückwand jedes zugelassenen Fahrzeugtyps
aufgrund gesetzlicher Vorschriften zumindest die Ober- und Unterkante 204, 206 eines
amtlichen Kennzeichens auf. Auch an der Seitenwand 105 des
gezeigten Fahrzeugtyps finden sich horizontale Kanten wie z. B. die
Zierleiste 214, was der vorliegenden Ausführungsform
ermöglicht, auch die Winkelorientierung der Seitenwand 105 zu
ermitteln.
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Im
Betrieb extrahiert die Bildverarbeitungseinrichtung 124 mittels
geeigneter im Stand der Technik bekannter Extraktionsverfahren aus
den Daten des Bildes 200 alle Kanten, die gegenüber
der Bildhorizontalen parallel oder nur geringfügig geneigt sind,
z. B. alle Kanten, die mit der Bildhorizontalen einen Neigungswinkel
einschließen, der kleiner als ein vorgebbarer Grenzwinkel
von z. B. 2°, 5° oder 10° ist. Anschließend
sucht die Bildverarbeitungseinheit 124 nach einer Bildregion,
in der mehrere der ermittelten Kanten übereinander gestapelt
angeordnet sind, um auf diese Weise innerhalb des Bildes die Wandfläche eines
Fahrzeugs aufzufinden. Die Bildverarbeitungseinheit 124 gibt
die als einer Fahrzeugwandfläche zugehörig erkannten
Kanten an die Winkelberechnungseinheit 126 weiter. Dabei
kann sie vorab unter den ermittelten Kanten eine weitere Auswahl
treffen, z. B. nur solche Kanten auswählen, die einen Abstand
zur Fahrbahnoberfläche 230 aufweisen, der größer
als ein Mindestabstand 231 und/oder kleiner als ein Höchstabstand 232 ist.
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Die
Winkelberechnungseinheit 126 untersucht die von der Bildverarbeitungseinheit 124 erhaltenen
Kantendaten daraufhin, ob und in welchem Maße die in den
Daten beschriebenen Kanten zueinander geneigt sind. Hierzu ermittelt
die Winkelberechnungseinheit 126 rechnerisch, ob durch
die erhaltenen Kanten 204, 206, 208, 210 führende
und diese verlängernde Geraden 244, 246, 248, 250 sich in
einem gemeinsamen Schnittpunkt 300 schneiden. Zur Beurteilung,
ob ein derartiger Schnittpunkt 300 zumindest näherungsweise
existiert, können geeignete rechnerische oder geometrisch
abgeleitete Kriterien definiert sein.
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Schneiden
sich die erhaltenen Kanten nicht bzw. nur im Unendlichen, so sind
diese im Bild parallel. Ausgehend von der Grundannahme, dass es
sich bei den erhaltenen Kanten um Abbilder realer Kanten 204, 206, 208, 210 einer
Wandfläche 104 eines realen Fahrzeugs 101 handelt,
die am Fahrzeug 101 ebenfalls parallel sind, folgt, dass
die Fahrzeugwandfläche 104 senkrecht zur Bildaufnahmerichtung 132 orientiert
ist. Dies entspricht einem Orientierungswinkel von 0°.
Schneiden sich die Verlängerungsgeraden 244, 246, 248, 250 der
erhaltenen Kanten in einem Schnittpunkt 300 in endlicher
Entfernung, so bedeutet dies, dass die Wandfläche 104 des
Fahrzeugs 101 zur Bildaufnahmerichtung 132 schräg
steht, und die Fahrzeuge 101, 102 relativ zueinander
um einen endlichen Gierwinkel vergiert sind.
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Der
Abstand des Schnittpunkts zur Wandfläche im Bild gibt dabei
ein Maß für den relativen Gierwinkel, wobei bei
gleicher Entfernung der Fahrzeuge voneinander auf einen umso größeren
relative Gierwinkel geschlossen werden kann, je geringer der Abstand
des Schnittpunkts zur Wandfläche im Bild ist.
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4 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Ermitteln und aktiven Korrigieren
eines relativen Gierwinkels eines ersten und eines zweiten Fahrzeugs,
wie es z. B. von der in 1 gezeigten Fahrerassistenzvorrichtung 120 des
zweiten Fahrzeugs ausführbar ist.
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In
Schritt 301 wird mittels einer Kamera, die im zweiten Fahrzeug
z. B. unter der Kühlerhaube angebracht und parallel zur
Längsachse des zweiten Fahrzeugs ausgerichtet ist, ein
digitales Bild des vor dem zweiten Fahrzeug liegenden Verkehrsraums aufgenommen.
Im Folgenden soll angenommen werden, dass das Bild in einem Abschnitt
das erste Fahrzeug zeigt.
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In
Schritt 302 wird das digitale Bild mittels eines Kantenextraktionsverfahrens
auf Kanten hin untersucht, die gegenüber der Bildhorizontalen
parallel oder nur um einen geringen Winkelbetrag geneigt sind, der
kleiner ist als ein vorgegebener Grenzwinkel von z. B. zwischen
5° und 10°.
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In
Schritt 304 wird untersucht, ob das Bild einen Abschnitt
enthält, in welchem mehrere der aufgefundenen Kanten übereinander
angeordnet sind. Ein derartiger Bildabschnitt stellt mit hoher Wahrscheinlichkeit
eine Wandfläche, insbesondere eine Rückwandfläche
eines Kraftfahrzeugs dar. Im vorliegenden Beispiel soll angenommen
werden, dass mehrere übereinander angeordnete Kanten aufgefunden werden,
die Abbilder von an einer Rückwand des ersten Fahrzeugs
angeordneten Kanten sind. In alternativen Ausführungsformen
kann die Erkennung des ersten Fahrzeugs in den Bilddaten an sich
auf andere Weise mit einem geeigneten Verfahren erfolgen, wobei
zweckmäßig die Erkennung des Fahrzeugs der Extraktion
der Kanten in Schritt 302 vorausgeht, und die Kanten gezielt
im Bereich des erkannten Fahrzeugs ermittelt werden.
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In
Schritt 304 wird mit einem geeigneten Verfahren eine Entfernung
des ersten Fahrzeugs vom zweiten Fahrzeug ermittelt. Dies kann z.
B. aus den aufgenommenen Bilddaten über die Position und Größe
des ersten Fahrzeugs im Bild, aber auch auf andere Weise erfolgen,
wie z. B. mittels eines RADAR- oder LIDAR-Systems.
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In
Entscheidungsschritt 308 wird beurteilt, ob das zweite
Fahrzeug auf unvermeidlich mit dem ersten Fahrzeug zusammenstoßen
wird oder nicht, wozu nach einem geeigneten Verfahren geeignete Kriterien
wie die Richtung, Entfernung und Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs
und die eigene Geschwindigkeit herangezogen werden. Falls keine Gefahr
einer Kollision droht oder eine Kollision mit dem ersten Fahrzeug
durch Fahrmanöver des Führers des zweiten Fahrzeugs
noch ausgewichen werden kann, springt das Verfahren zurück
zu Schritt 301 und setzt die Überwachung des Verkehrsraums
vor dem zweiten Fahrzeug fort.
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Falls
in Entscheidungsschritt 308 festgestellt wird, dass eine
Kollision mit dem ersten Fahrzeug aus fahrphysikalischen Gründen
durch den Führer des zweiten Fahrzeugs nicht mehr verhinderbar
ist, wird in Schritt 309 unter den in Schritt 302 extrahierten
Kanten eine Untermenge von Kanten ausgewählt, die zur Berechnung
des relativen Gierwinkels der Fahrzeuge verwendet werden sollen.
Beispielsweise sind dies Kanten aus dem Bildabschnitt, wo die Rückwandfläche
des ersten Fahrzeugs detektiert wurde. Ein weiteres Selektionskriterium
kann z. B. sein, dass die Kanten sich zusätzlich innerhalb
eines vorgegebenen horizontalen Streifens des Bildes befinden müssen,
der einem vorgebbaren vertikalen Winkelbereich der aufnehmenden
Kamera bzw. bei Berücksichtigung der Entfernung des ersten
Fahrzeugs einem vorgebbaren Höhenbereich über
der Fahrbahnoberfläche am realen ersten Fahrzeug entspricht.
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In
Schritt 310 wird ein Schnittpunkt festgestellt, in dem
die in Schritt 309 ausgewählten Kanten bzw. Verlängerungsgeraden
dieser Kanten sich, nach einem vorgebbaren Näherungskriterium,
näherungsweise schneiden. Dieser Schnittpunkt kann z. B.
bei exakt parallelen Kanten auch im Unendlichen liegen.
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In
Schritt 312 wird der relative Gierwinkel der beiden Fahrzeuge
berechnet, gestützt auf die Entfernung des in Schritt 310 ermittelten
Schnittpunkts vom Ort der Wandfläche im Bild, und auf die
in Schritt 306 ermittelte Entfernung der beiden Fahrzeuge
voneinander in der Realität. Falls der in Schritt 310 ermittelte
Schnittpunkt im Unendlichen liegt, wird ein relativer Gierwinkel
von 0° berechnet.
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In
Entscheidungsschritt 314 wird festgestellt, ob der relative
Gierwinkel mehr oder nicht mehr als 45° beträgt.
Beträgt der relative Gierwinkel maximal 45° so
wird in Schritt 316 derart korrigierend in die Lenkung
des zweiten Fahrzeugs eingegriffen, dass sich der relative Gierwinkel
verringert, um eine möglichst planparallele Kollision der
Frontseite des zweiten Fahrzeugs mit der in Schritt 304 erfassten
Wandfläche des ersten Fahrzeugs herbeizuführen.
Beträgt der relative Gierwinkel über 45°,
so wird in Schritt 318 derart korrigierend in die Lenkung
des zweiten Fahrzeugs eingegriffen, dass sich der relative Gierwinkel vergrößert,
um eine möglichst planparallele Kollision der Frontseite
des zweiten Fahrzeugs mit einer weiteren Wandfläche des
ersten Fahrzeugs herbeizuführen, die dem zweiten Fahrzeug
näher zugekehrt ist als die in Schritt 304 erfasste
Wandfläche. Falls z. B. die in Schritt 304 erfasste
Wandfläche die Rückwand des ersten Fahrzeugs war,
ist dies eine der Seitenflächen des ersten Fahrzeugs.
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In
alternativen Ausführungsformen kann das gezeigte Verfahren
z. B. fortlaufend wiederholt werden, um so in wiederholten Lenkeingriffen
den relativen Gierwinkel bis zur Kollision auf einen Zielwinkel von
0° zu einer Flächennormalen der vier Wandflächen
(d. h. der Rückwand, Frontwand und den beiden Seitenwänden)
des ersten Fahrzeugs einzuregeln.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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A1 [0004]