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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Überwachung
der Umgebung eines Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet
ist, die Fahrzeugumgebung auf der Basis von Distanzdaten zu überwachen,
die anhand eines Paares von Stereobildern berechnet werden.
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2. Beschreibung des einschlägigen
Standes der Technik
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In
den letzten Jahren haben Vorrichtungen zur Überwachung
der Umgebung eines Fahrzeugs vom Stereo-Typ Aufmerksamkeit auf sich
gezogen, bei denen ein Paar von in einem Fahrzeug angebrachten Kameras
(Stereokameras) mit einem jeweiligen integrierten Festkörper-Bildaufnahmeelement, wie
z. B. einer ladungsgekoppelten Vorrichtung bzw. CCD, verwendet werden.
Zum Erkennen der Fahrzeugumgebung mittels einer solchen Vorrichtung
zur Überwachung der Umgebung eines Fahrzeugs wird zuerst
ein Pixelblock, der mit einem jeweiligen Pixelblock in dem einen
Bild korreliert ist, in einem weiteren Bild spezifiziert (Stereoabgleich),
und eine Parallaxe wird als relativer Versetzungsbetrag zwischen den
Pixelblöcken berechnet.
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Distanzdaten
werden aus Parallaxen, die man für Pixelblöcke
erhält, gemäß einem Triangulationsprinzip
berechnet. Indem die Distanzdaten einer bekannten Gruppierung unterzogen
werden, werden Objekte (beispielsweise weiße Linien und
Fahrzeuge in der Fahrzeugumgebung) in dem aufgenommenen Bild erkannt.
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Bei
dieser Distanzmessungstechnik ist es wichtig, Randzustände
der einem Stereoabgleich unterzogenen Pixelblöcke zu verifizieren,
um die Zuverlässigkeit von Parallaxen zu steigern, die
für die Pixelblöcke berechnet werden. Ein Verifikationsverfahren
besteht darin, den Änderungsbetrag bei der Helligkeit in
lateraler Richtung (Horizontalrichtung) des Pixelblocks auszuwerten.
Bei diesem Verifikationsverfahren wird z. B. der Änderungsbetrag
in der Helligkeit zwischen einander in der Horizontalrichtung benachbarten
Pixelpaaren in einem bestimmten abgeglichenen Pixelblock mit einem
vorbestimmten Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert verglichen, und
die Anzahl von Pixelpaaren, bei denen ein Änderungsbetrag
in der Helligkeit größer als der oder gleich dem
Schwellenwert ist, wird gezählt.
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Parallaxen
von Pixelblöcken, bei denen die gezählte Anzahl
größer als die oder gleich einer vorbestimmten
Anzahl ist, werden als Distanzdaten abgegeben, und Parallaxen von
Pixelblöcken, bei denen die gezählte Anzahl geringer
ist als die vorbestimmte Anzahl, werden aufgrund ihrer geringen
Zuverlässigkeit eliminiert.
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Die
ungeprüfte japanische Patentanmeldungsveröffentlichung
JP-A-2001-067 484 offenbart eine
Vorrichtung zur Überwachung der Umgebung des Fahrzeugs,
bei der die Anzahl von Distanzdaten, die in Abhängigkeit
von der Umgebung des Fahrzeugs variiert, optimiert ist. Bei der
in dieser Veröffentlichung offenbarten Vorrichtung zur Überwachung
der Umgebung eines Fahrzeugs wird ein Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert
in Abhängigkeit von der Anzahl von Distanzdaten eingestellt,
die durch Vergleichen der Änderungsbeträge in
der Helligkeit zwischen den benachbarten Pixeln in den Pixelblöcken
mit dem Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert berechnet wird, um
dadurch Pixelblöcke zu spezifizieren, bei denen der Helligkeits-Änderungsbetrag
hoch ist.
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Leider
werden in einem Fall, in dem der Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert
auf der Basis der Anzahl von Distanzdaten gleichmäßig
erhöht oder vermindert wird, wie dies bei der vorgenannten Veröffentlichung
der Fall ist, z. B. dann, wenn der Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert
auf einen niedrigen Wert eingestellt wird, aufgrund von Rauschen eine
große Anzahl fehlerhafter Distanzdaten berechnet. In diesem
Fall können wirklich erforderliche Distanzdaten, wie z.
B. Distanzdaten über ein in der Ferne vorhandenes Fahrzeug,
in fehlerhaften Distanzdaten verdeckt sein. Von diesem Standpunkt
aus betrachtet ist es daher bevorzugt, den Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert
etwas hoch zu halten.
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Andererseits
ist es in einem Fall, in dem der Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert
zu hoch vorgegeben ist, beispielsweise dann, wenn sich eine ebene
und strukturlose Wand unmittelbar vor einem betreffenden Fahrzeug
befindet, in dem die Vorrichtung angebracht ist, schwierig, eine
triviale Charakteristik der Wand in Form von Distanzdaten zu berechnen.
In diesem Fall kann eine exakte Erkennung der Wand unmöglich
sein.
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KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehend geschilderten
Umstände erfolgt, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung
besteht in der Schaffung einer Vorrichtung zur Überwachung
der Umgebung eines Fahrzeugs, bei der die Genauigkeit bei der Überwachung
der Umgebung eines Fahrzeugs verbessert werden kann, indem die Ansprechempfindlichkeit
für die Distanzdaten-Berechnung in Abhängigkeit
von einer Umgebung außerhalb des Fahrzeugs angemessen vorgegeben
wird.
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Gemäß einem
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zur Überwachung der
Umgebung eines Fahrzeugs dazu ausgebildet, eine außerhalb
eines Fahrzeugs vorhandene Bedingung zu überwachen, indem
Distanzdaten von Pixelblöcken, von denen jeder eine Vielzahl
von Pixeln aufweist, auf der Basis eines Paares von Bildern eines
außerhalb des Fahrzeugs vorhandenen Objekts berechnet werden.
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Die
Vorrichtung zur Überwachung der Umgebung eines Fahrzeugs
weist folgende Komponenten auf:
eine Parallaxen-Berechnungseinrichtung
zum Berechnen von Parallaxen von Zielpixelblöcken in einem
der Bilder durch Spezifizieren von korrelierten Pixelblöcken
in dem anderen Bild, wobei die korrelierten Pixelblöcke
eine Korrelation mit Helligkeitseigenschaften der Zielpixelblöcke
aufweisen;
eine Distanzdatenberechnungs-Pixelblock-Extrahiereinrichtung
zum Extrahieren von Distanzdatenberechnungs-Pixelblöcken,
deren Distanzdaten berechnet werden sollen, aus den Zielpixelblöcken,
deren Parallaxen berechnet werden, sowie zum Berechnen von Parallaxen
der Distanzdatenberechnungs-Pixelblöcke als Distanzdaten
in den extrahierten Distanzdatenberechnungs-Pixelblöcken;
und
eine Ansprechempfindlichkeits-Steuereinrichtung zum Steuern
der Ansprechempfindlichkeit, mit der die Distanzdatenberechnungs-Pixelblock-Extrahiereinrichtung
zum Extrahieren der Distanzdatenberechnungs-Pixelblöcke
in der Lage ist, und zwar auf der Basis einer Distanzverteilung
der berechneten Distanzdaten der Distanzdatenberechnungs-Pixelblöcke.
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Mit
der Vorrichtung zur Überwachung der Umgebung eines Fahrzeugs
der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Genauigkeit
bei der Überwachung der Fahrzeugumgebung durch angemessenes Vorgeben
der Distanzdatenberechnungs-Ansprechempfindlichkeit gemäß einer
außerhalb des Fahrzeugs vorhandenen Umgebung zu verbessern.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in Verbindung mit einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel und den beigefügten
Zeichnungen noch ausführlicher erläutert.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Konstruktionsdarstellung eines Fahrunterstützungssystems
für ein Fahrzeug;
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2A und 2B schematische
Darstellungen zur Erläuterung eines Referenzbildes bzw.
eines Vergleichsbildes;
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3 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens
zum Auswerten eines horizontalen Helligkeitsrands in einem Pixelblock;
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4 eine
graphische Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels
einer Verteilung von Distanzdaten in dem Pixelblock;
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5 eine
graphische Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels
einer Verteilung von Distanzdaten in dem Pixelblock;
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6 eine
graphische Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels
einer Verteilung von Distanzdaten in dem Pixelblock;
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7 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels
einer Umgebung außerhalb des Fahrzeugs;
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8 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung eines Beispiels
eines Distanzbildes; und
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9 eine
schematische Darstellung zur Erläuterung einer Modifizierung
eines Auswertungsbereichs für einen Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Ein
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im
folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Wie
unter Bezugnahme auf 1 ersichtlich, ist ein Fahrunterstützungssystem 2 für
ein Fahrzeug in einem Fahrzeug 1 (betreffenden Fahrzeug), wie
z. B. einem Pkw, angebracht. Das Fahrunterstützungssystem 2 weist
hauptsächlich eine Stereokamera 3, eine Stereobild-Erkennungsvorrichtung 4 und
eine Steuereinheit 5 auf.
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Weiterhin
weist das Fahrzeug 1 auch einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 11 zum
Erfassen einer Geschwindigkeit V des betreffenden Fahrzeugs, sowie
einen Hauptschalter 13 auf, von dem EIN- und AUS-Signale
einer Fahrunterstützungs-Steuerung eingegeben werden. Die
Geschwindigkeit V des betreffenden Fahrzeugs sowie die EIN- und
AUS-Signale der Fahrunterstützungs-Steuerung werden in
die Steuereinheit 5 eingegeben.
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Die
Stereokamera 3 beinhaltet ein Paar aus einer rechten und
einer linken CCD-Kamera 3a und 3b, die jeweils
ein Festkörper-Bildaufnahmelement, wie z. B. eine ladungsgekoppelte
Vorrichtung (CCD), als stereooptisches System verwenden. Die CCD-Kameras 3a und 3b sind
mit einer festen Beabstandung voneinander im vorderen Bereich einer
Decke des Fahrzeuginnenraums angebracht und nehmen Stereobilder
von Objekten außerhalb des Fahrzeugs 1 von verschiedenen
Betrachtungspunkten auf. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist die Kamera 3a als Hauptkamera auf der in Fahrtrichtung
rechten Seite des Fahrzeugs 1 angebracht, wobei die Kamera 3a ein
Referenzbild abgibt. Dagegen ist die Kamera 3b als Zusatzkamera
auf der in Fahrtrichtung linken Seite des Fahrzeugs 1 angebracht, wobei
die Kamera 3b ein Vergleichsbild abgibt.
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Die
Stereobild-Erkennungsvorrichtung 4 dient als Vorrichtung
zur Überwachung der Umgebung eines Fahrzeugs und beinhaltet
eine Distanzdaten-Berechnungseinheit 20 und eine Objekterkennungseinheit 21.
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Die
Distanzdaten-Berechnungseinheit 20 berechnet Distanzdaten
bei Pixelblöcken, von denen jeder z. B. durch 4 mal 4 Pixel
gebildet ist, auf der Basis von Referenzbilddaten und Vergleichsbilddaten, die
von der Stereokamera 3 eingegeben werden. Insbesondere
extrahiert die Distanzdaten-Berechnungseinheit 20 einen
Pixelblock PB1 aus den Referenzbilddaten und sucht nach und spezifiziert
einen Pixelblock in den Vergleichsbilddaten, der mit den Helligkeitseigenschaften
des Pixelblocks PB1 korreliert ist (vgl. 2A und 2B).
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Wie
allgemein bekannt ist, tritt die Distanz zwischen in Stereobildern
dargestellten Objekten als Parallaxe in den Stereobildern in Erscheinung,
d. h. als Ausmaß einer horizontalen Verschiebung bzw. Versetzung
der Position zwischen dem Referenzbild und dem Vergleichsbild. Zum
Spezifizieren eines Pixelblocks, der mit dem Zielpixelblock PB1
korreliert ist, wird somit in den Vergleichsbilddaten nach Pixelblöcken
auf einer horizontalen Linie (Epipolarlinie) gesucht, die die gleiche
j-Koordinate wie der Zielpixelblock PB1 aufweisen.
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Die
Distanzdaten-Berechnungseinheit 20 verschiebt den Pixelblock
jeweils um Eins auf der Epipolarlinie und wertet Korrelationen von
allen Vergleichspixelblöcken in einem vorbestimmten Pixelbereich
auf der Epipolarlinie aus. Die Distanzdaten-Berechnungseinheit 20 ermittelt
dann eine Parallaxe zwischen dem Pixelblock PB1 in dem Referenzbild und
dem spezifizierten Pixelblock in dem Vergleichsbild, der mit dem
Pixelblock PB1 korreliert ist.
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Außerdem
wertet die Distanzdaten-Berechnungseinheit 20 einen horizontalen
Helligkeitsrand (Helligkeits-Änderungsbetrag) des Pixelblocks
in bezug auf die Referenzbilddaten aus und unterzieht somit die
durch Stereoabgleich berechnete Parallaxe einem Filtervorgang. Insbesondere
berechnet z. B. die Distanzdaten-Berechnungseinheit 20 Helligkeitsänderungsbeträge
(Absolutwerte) ΔPn (1 ≤ n ≤ 16) zwischen
Paaren von Pixeln, die einander in jedem Pixelblock benachbart sind,
wobei diese Beträge als Einheit für die Berechnung
von Distanzdaten dienen, wie dies in 3 veranschaulicht
ist.
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Hinsichtlich
der Pixel (P11, P12, P13, P14) in der äußersten
linken Spalte werden Helligkeitsänderungsbeträge ΔP
gegenüber Pixeln in der äußersten rechten
Spalte von einem auf der linken Seite benachbarten Pixelblock berechnet.
Die Distanzdaten-Zähleinheit 20 zählt
dann die Anzahl der Helligkeitsänderungsbeträge ΔPn,
die höher als ein oder gleich einem Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert DCDXth
sind, von sechzehn Helligkeitsänderungsbeträgen ΔPn.
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Die
Distanzdaten-Berechnungseinheit 20 extrahiert Pixelblöcke,
bei denen der Helligkeitsänderungsbetrag hoch ist, durch
Eliminieren von Parallaxen in bezug auf Pixelblöcke, bei
denen die gezählte Anzahl geringer ist als ein vorgegebener
Wert (beispielsweise vier), und gibt als Distanzdaten nur Parallaxen
in bezug auf die extra hierten Pixelblöcke ab. Die extrahierten
Pixelblöcke diesen als Pixelblöcke für
die Distanzdaten-Berechnung.
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Mit
anderen Worten, es ist die Zuverlässigkeit der Parallaxe
in Pixelblöcken, in denen der Helligkeitsänderungsbetrag
in der horizontalen Richtung gering ist und die keine herausragende
Helligkeitseigenschaft aufweisen, häufig gering, selbst
wenn die Pixelblöcke durch Stereoabgleich abgeglichen werden.
Die für solche Pixelblöcke berechneten Parallaxen
werden daher zum Steigern der Zuverlässigkeit der Distanzdaten
eliminiert.
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Durch
diese Vorgänge erhält man z. B. ein Bild (Distanzbild)
aus einer Verteilung von Pixelblöcken, die Distanzdaten
aufweisen, wie dies in 8 gezeigt ist. Die in 8 gezeigten
Distanzdaten erhält man z. B. auf der Basis eines Paares
von Stereobildern einer Umgebung vor dem betreffenden Fahrzeug 1,
das parallel hinter einem großen Lastkraftwagen geparkt
ist, wie dies in 7 gezeigt ist.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel hat die Distanzdaten-Berechnungseinheit 20 somit
die Funktion einer Parallaxen-Berechnungseinrichtung und einer Pixelblock-Extrahiereinrichtung.
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Die
Objekterkennungseinheit 12 unterzieht Distanzdaten über
die Pixelblöcke, die mittels der Distanzdaten-Berechnungseinheit 20 berechnet
werden, einer bekannten Gruppierung. Beispielsweise werden Rahmen
(Fenster) von dreidimensionalen Straßen-Formgebungsdaten,
Seitenwanddaten und dreidimensionalen Objektdaten vorgegeben und
in der Objekterkennungseinheit 21 gespeichert.
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Die
Objekterkennungseinheit 21 vergleicht die Gruppen von Distanzdaten
mit den Fenstern und extrahiert dadurch Daten hinsichtlich weißer
Linien sowie Seitenwanddaten hinsichtlich seitlicher Begrenzungen
und Bordsteine, die entlang der Straße vorhanden sind.
Ferner extrahiert die Objekterkennungseinheit 21 Objekte
in verschiedenen Arten von dreidimensionalen Objekten, wie z. B.
ein Zweirad-Fahrzeug, ein Fahrzeug mit Standardgröße,
ein großes Fahrzeug, einen Fußgänger
und einen Strommasten.
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Weiterhin
schätzt die Objekterkennungseinheit 21 die Fahrspur
eines betreffenden Fahrzeugs auf der Basis von Information über
die erkannten Begrenzungslinien und Seitenbegrenzungen ab und führt
einen Erfassungsvorgang (Aufnahme, Prüfen der Abfahrt)
eines vorausfahrenden Fahrzeugs auf der geschätzten Fahrspur
des betreffenden Fahrzeugs aus.
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Mit
anderen Worten, es wird dann, wenn dreidimensionale Objekte mit
einer Geschwindigkeitskomponente, die größer als
ein oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, in der gleichen Richtung wie
die Fahrtrichtung des betreffenden Fahrzeugs (der Objekte, die sich
in Vorwärtsrichtung bewegen) auf der Fahrspur des betreffenden
Fahrzeugs vorhanden sind, ein in unmittelbarer Nähe des
betreffenden Fahrzeugs befindliches, sich in Vorwärtsrichtung bewegendes
Objekt als vorausfahrendes Fahrzeug aus den Objekten erfaßt
(festgestellt), und es wird verschiedenartige Information über
das vorausfahrende Fahrzeug (wie z. B. die zwischen den Fahrzeugen
vorhandene Distanz Dnow, die Geschwindigkeit Vfwd des vorausfahrenden
Fahrzeugs sowie die Verzögerung Gfwd des vorausfahrenden
Fahrzeugs) ermittelt.
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Dagegen
wird dann, wenn kein sich in Vorwärtsrichtung bewegendes
Objekt auf der Fahrspur des betreffenden Fahrzeugs vorhanden ist,
die Feststellung getroffen, daß das vorausfahrende Fahrzeug die
Fahrspur des betreffenden Fahrzeugs verlassen hat (oder an einer
Ausfahrt abgefahren ist).
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Die
Steuereinheit 5 führt z. B. eine adaptive Geschwindigkeitsregelung
(ACC-Regelung) als Fahrunterstützungs-Steuerung in Abhängigkeit
von der Information über die Fahrzeugumgebung aus, die von
der Stereobild-Erkennungsvorrichtung 4 erkannt worden ist.
Beispielsweise wird eine Geschwindigkeit V eines betreffenden Fahrzeugs
von dem Fahrzeug-Geschwindigkeitssensor 11 in die Steuereinheit 5 eingegeben,
und eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit Vset für eine
Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit wird von verschiedenen, an
dem Hauptschalter 13 angebrachten Schaltern ebenfalls in
die Steuereinheit eingegeben.
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In
einem Zustand, in dem der Hauptschalter 13 EIN ist, gibt
die Steuereinheit 5 eine vorgegebene Fahrzeuggeschwindigkeit
Vset, die von dem Fahrer vorgegeben wird, als Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit Vtrgt
während einer Fahrsteuerung mit konstanter Geschwindigkeit
vor, die dann ausgeführt wrid, wenn kein vorausfahrendes
Fahrzeug erfaßt wird, und sie steuert das Öffnen
einer Drosselklappe 15 (Motorausgangssteuerung) einer elektronischen
Steuerung, so daß die Geschwindigkeit V des betreffenden Fahrzeugs
mit der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit Vtrgt konvergiert.
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Wenn
die Steuereinheit 5 feststellt, daß eine ausreichende
Verzögerung allein durch die Motorausgangssteuerung nicht
erzielt werden kann, verwendet sie außerdem eine Steuerung
des Flüssigkeitsdrucks, der von einem aktiven Verstärker 16 (automatische
Bremsinterventionssteuerung) abgegeben wird, so daß die
Geschwindigkeit V des betreffenden Fahrzeugs mit der Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit
Vtrgt konvergiert.
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Wenn
während der Fahrsteuerung mit konstanter Geschwindigkeit
ein vorausfahrendes Fahrzeug auf der Fahrspur des betreffenden Fahrzeugs erfaßt
wird, schaltet die Steuereinheit 5 die Fahrsteuerung auf
eine Nachfolge-Fahrsteuerung um. Bei der Nachfolge-Fahrsteuerung
gibt die Steuereinheit 5 eine Fahrzeug-Zielgeschwindigkeit
Vtrgt auf der Basis einer Nachfolge-Zieldistanz Dtuiji zwischen
den Fahrzeugen vor, wie dies im folgenden beschrieben wird, und
sie steuert das Öffnen der Drosselklappe (Motorausgangssteuerung) 15 der
elektronischen Steuerung, so daß die zwischen den Fahrzeugen vorhandene
Distanz Dnow mit der Nachfolge-Zieldistanz Dtuiju konvergiert bzw. übereinstimmt.
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Wenn
die Steuereinheit 5 ferner feststellt, daß eine
ausreichende Verzögerung ausschließlich durch
Motorausgangssteuerung nicht erzielt werden kann, verwendet sie
ferner eine Steuerung des von dem aktiven Verstärker 16 (automatische
Bremsinterventionssteuerung) abgegebenen Flüssigkeitsdrucks
in Kombination, so daß die zwischen den Fahrzeugen vorhandene
Distanz Dnow nunmehr mit der Nachfolge-Zieldistanz Dtuiju zwischen
den Fahrzeugen konvergiert. Die Nachfolge-Zieldistanz Dtuiju zwischen
den Fahrzeugen wird entsprechend der Geschwindigkeit V des betreffenden
Fahrzeugs variabel vorgegeben.
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Mit
anderen Worten, es wird z. B. ein Kennfeld zum Vorgeben einer Nachfolge-Zieldistanz
zwischen den Fahrzeugen vorgegeben sowie in der Steuereinheit 5 gespeichert.
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In
bezug auf dieses Kennfeld gibt die Steuereinheit 5 die
Nachfolge-Zieldistanz Dtuiju zwischen den Fahrzeugen derart vor,
daß diese mit zunehmender Geschwindigkeit V des betreffenden
Fahrzeugs zunimmt.
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Als
Fahrunterstützungs-Steuerung auf der Basis der Fahrzeugumgebungsinformation,
die von der Stereobild-Erkennungsvorrichtung 4 erkannt wird,
steuert die Steuereinheit 5 auch Warnvorgänge hinsichtlich
eines schnellen Losfahrens des betreffenden Fahrzeugs 1,
wie dies z. B. durch ein unangemessenes Niederdrücken eines
Gaspedals 18 zum in Bewegung Setzen des Fahrzeugs bedingt
ist.
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Insbesondere
wird z. B. dann, wenn der Fahrer irrtümlich das Gaspedal 18 stark
drückt, um das betreffende Fahrzeug 1 in Bewegung
zu setzen, obwohl ein Hindernis als unmittelbar vor dem betreffenden
Fahrzeug 1 befindlich erkannt wird, durch die Steuereinheit
das Öffnen der Drosselklappe 18 der elektronischen
Steuerung mehr als üblich vermindert. Dies verhindert ein
plötzliches Beschleunigen des betreffenden Fahrzeugs 1.
Ferner wird eine Warnung hinsichtlich des vor dem Fahrzeug befindlichen Hindernisses über
einen Lautsprecher 17 abgegeben.
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Im
allgemeinen ist diese Art der Warnungssteuerung besonders effizient,
wenn das Fahrzeug unmittelbar nach dem Einschalten des Zündschlüssels
gestartet wird. Da andererseits das Fahrunterstützungssystem 2 (die
Stereobild-Erkennungsvorrichtung 4) nach dem Einschalten
des Zündschlüssels unmittelbar erneut gestartet
wird, ist es unmöglich, ein Hindernis unmittelbar vor dem
betreffenden Fahrzeug 1 anders als bei einem normalen Fahrvorgang
in kontinuierlicher Weise aus der Ferne zu erkennen.
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Wenn
z. B. eine im wesentlichen strukturlose Wand über nahezu
den gesamten Bereich unmittelbar vor dem betreffenden Fahrzeug 1 vorhanden
ist, ist es manchmal schwierig, die Wand exakt zu erkennen. Diese
Situation ist z. B. dann vorstellbar, wenn das betreffende Fahrzeug 1 parallel
hinter einem großen Lastwagen geparkt ist, wie dies in 7 gezeigt ist,
oder wenn das betreffende Fahrzeug 1 derart geparkt ist,
daß es einer Wand eines Gebäudes direkt zugewandt
ist.
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Zum
exakten Erkennen der Wand oder dergleichen selbst in dieser Situation
beinhaltet die Stereobild-Erkennungsvorrichtung 4 ferner
eine Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwertvorgabeeinheit 22. Die
Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwertvorgabeeinheit 22 gibt
in variabler Weise einen Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert DCDXth
auf der Basis der Verteilung (Distanzverteilung) von von der Distanzdaten-Berechnungseinheit 20 berechneten
Distanzdaten vor. Damit steuert die Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwertvorgabeeinheit 22 die
Ansprechempfindlichkeit zum Extrahieren von Pixelblöcken
durch Filtern in der Distanzdaten-Berechnungseinheit 20.
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Insbesondere
gibt z. B. die Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwertvorgabeeinheit
selektiv einen von einem ersten Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert
DCDX1 und einem zweiten Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert DCDX2
als Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert DCDXth vor.
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Bei
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei
einem ersten Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert DCDX1 um einen
grundlegenden Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert bei der Distanzdatenberechnung.
Der Schwellenwert DCDX1 ist auf einen derartigen Wert eingestellt,
daß ein Pixelblock mit geringer Zuverlässigkeit
(z. B. ein Pixelblock, dessen Parallaxe auf der Basis von Rauschen
im Bild berechnet worden ist) durch Filtern während der
Fahrt des betreffenden Fahrzeugs 1 in zuverlässiger
Weise entfernt werden kann. Ein zweiter Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert
DCDX2 ist niedriger als der erste Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert
DCDX1.
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Insbesondere
wird der zweite Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert DCDX2 auf einen
derartigen Wert eingestellt, daß selbst ein Pixelblock,
dessen Parallaxe auf der Basis von feinen Unregelmäßigkeiten
und in der Nähe des betreffenden Fahrzeugs 1 vorhandenen
Strukturen berechnet worden ist, in zuverlässiger Weise
extrahiert werden, ohne daß ein Eliminieren durch Filtern
erfolgt.
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Im
Großen und Ganzen gibt die Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwertvorgabeeinheit 22 einen
Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert DCDXth auf der Basis der Anzahl
F2 von Pixelblöcken vor, die weiter entfernte Distanzdaten
als eine vorbestimmte Distanz Dth (z. B. 5 m) aufweisen. Mit anderen
Worten, es ist dann, wenn die Anzahl F2 von Pixelblöcken
mit weiter entfernten Distanzdaten als der vorbestimmten Distanz
Dth kleiner als ein oder gleich einem vorgegebenen Schwellenwert
Fth2 (siehe z. B. 4) ist, davon auszugehen, daß ein
Bild von einem entfernten Objekt von der Stereokamera 3 nicht aufgenommen
werden kann, da das Objekt durch ein Hindernis verdeckt ist, das
unmittelbar vor dem betreffenden Fahrzeug vorhanden ist.
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Die
Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwertvorgabeeinheit 22 gibt
somit einen zweiten Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert DCDX2 als
Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert DCDXth vor. Dies verbessert
die Ansprechempfindlichkeit zum Extrahieren von Pixelblöcken
während des Filtervorgangs durch die Distanzdaten-Berechnungseinheit 20. Wenn
eine strukturlose Wand sich unmittelbar vor dem betreffenden Fahrzeug 1 befindet,
kann diese Wand zuverlässig erkannt werden.
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Wenn
dagegen die Anzahl F2 von Pixelblöcken mit weiter entfernten
Distanzdaten als der vorbestimmten Distanz Dth größer
ist als der vorgegebene Schwellenwert Fth2 (siehe z. B. 5),
dann ist davon auszugehen, daß ein Bild von einem von dem betreffenden
Fahrzeug 1 entfernten Hindernis von der Stereokamera 3 in
ausreichender Weise aufgenommen werden kann.
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Somit
gibt die Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwertvorgabeeinheit 22 einen
ersten Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert DCDX1 als Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert
DCDXth vor. Auf diese Weise werden Pixelblöcke mit niedriger
Zuverlässigkeit entfernt, und selbst ein von dem betreffenden
Fahrzeug 1 entfernt vorhandenes Hindernis kann in exakter
Weise erkannt werden.
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Wie
z. B. in 6 gezeigt ist, kann selbst dann,
wenn die Anzahl F2 von Pixelblöcken mit weiter entfernten
Distanzdaten als der vorgegebenen Distanz Dth kleiner als der oder
gleich dem vorgegebenen Schwellenwert Fth2 ist und die Anzahl F1
von Pixelblöcken mit näheren Distanzdaten als
der Distanz Dth größer ist als ein vorgegebener
Schwellenwert Fth1, ein unmittelbar vor dem betreffenden Fahrzeug 1 befindliches
Hindernis in zuverlässiger Weise erkannt werden.
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In
diesem Fall ist es ausnahmsweise bevorzugt, eine Änderung
des Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwerts DCDXth in einen zweiten Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert
DCDX2 zu unterbinden und den ersten Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert
DCDX1, der als grundlegender Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert
dient, als Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert DCDXth beizubehalten.
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Wenn
das betreffende Fahrzeug 1 mit einer Geschwindigkeit fährt,
die höher als eine oder gleich einer vorgegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit
(z. B. 5 km/h) ist, besteht selbst dann, wenn sich eine strukturlose
Wand unmittelbar vor dem betreffenden Fahrzeug 1 befindet,
eine hohe Wahrscheinlichkeit, daß die Wand aus der Ferne
in kontinuierlicher Weise erkannt worden ist (aus einer großen
Entfernung, die eine zuverlässige Randerfassung zuläßt).
Die Wand, die auf diese Weise kontinuierlich erkannt worden ist, kann
selbst dann ausreichend erkannt werden, wenn die Anzahl F1 von Pixelblöcken
mit Distanzdaten beim Erreichen der Vorderseite der Wand durch das betreffende
Fahrzeug 1 geringer als oder gleich dem vorgegebenen Schwellenwert
Fth1 ist.
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Daher
ist es in diesem Fall ausnahmsweise bevorzugt, eine Änderung
des Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwerts DCDXth in einen zweiten Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert
DCDX2 zu unterbinden und den ersten Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert
DCDX1, der als grundlegender Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert
dient, als Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert DCDXth beizubehalten.
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Zum
zuverlässigen Erkennen eines Hindernisses unmittelbar vor
dem betreffenden Fahrzeug 1 ist es z. B. bevorzugt, daß ein
Bereich, in dem Distanzdaten zum Vorgeben des Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwerts
DCDXth überwacht werden, auf einen vorbestimmten Bereich
A begrenzt ist, der dem betreffenden Fahrzeug 1 direkt
gegenüberliegt, wie dies in 9 gezeigt
ist.
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Gemäß dem
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird in der
Stereobild-Erkennungsvorrichtung 4 zum Überwachen
der Fahrzeugumgebung ein Pixelblock, der mit der Helligkeitscharakteristik
jedes Pixelblocks korreliert ist, welcher aus einem als Stereobild
dienenden Referenzbild extrahiert wird, in einem Vergleichsbild
spezifiziert, um dadurch Parallaxen von Pixelblöcken zu
berechnen.
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Ferner
werden Pixelblöcke, deren Distanzdaten zu berechnen sind,
aus den Pixelblöcken extrahiert, deren Parallaxen berechnet
worden sind, und Parallaxen der extrahierten Pixelblöcke
werden als Distanzdaten berechnet. Die Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwertvorgabeeinheit 22 gibt
in variabler Weise den Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert DCDXth
auf der Basis der Distanzverteilung der für die Pixelblöcke
berechneten Distanzdaten vor, um dadurch die Ansprechempfindlichkeit
zum Extrahieren der Pixelblöcke zu steuern, deren Distanzdaten berechnet
werden sollen. Dies kann die Genauigkeit bei der Überwachung
der Fahrzeugumgebung verbessern.
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Insbesondere
wird dann, wenn die Anzahl F2 der Pixelblöcke mit weiter
entfernten Distanzdaten als der vorgegebenen Distanz Dth geringer
als ein oder gleich einem vorgegebenen Schwellenwert Fth2 ist, die
Ansprechempfindlichkeit beim Extrahieren der Pixelblöcke
erhöht, indem der Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert
DCDXth auf einen relativ niedrigen Wert (DCDX2) gesetzt wird. In
diesem Fall kann selbst dann, wenn eine im wesentlichen strukturlose Wand
unmittelbar vor dem betreffenden Fahrzeug 1 vorhanden ist,
die Wand in zuverlässiger Weise erkannt werden.
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Im
Gegensatz dazu wird dann, wenn die Anzahl F2 von Pixelblöcken
mit weiter entfernten Distanzdaten als der vorgegebenen Distanz
Dth größer ist als der vorgegebene Schwellenwert
Fth2, die Ansprechempfindlichkeit beim Extrahieren der Pixelblöcke
vermindert, indem der Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert DCDXth
auf einen relativ hohen Wert gesetzt wird (grundlegender Schwellenwert DCDX1).
Dies erlaubt eine zuverlässige Erkennung eines von dem
betreffenden Fahrzeug 1 entfernt befindlichen Hindernisses,
ohne daß es irgendeinen Einfluß von Rauschen in
dem Bild gibt.
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Während
der Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert DCDXth bei dem vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiel auf einen von einem ersten und einem
zweiten Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwert DCDX1 und DCDX2 gesetzt wird,
ist die vorliegende Erfindung nicht hierauf beschränkt.
Beispielsweise ist es auch möglich, Bedingungen und Werte
der Verteilung von Distanzdaten zum Vorgeben des Helligkeitsbestimmungs-Schwellenwerts
DCDXth zu unterteilen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2001-067484
A [0006]