DE102009011866A1

DE102009011866A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen einer Sichtweite für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102009011866A1
Application number: DE102009011866A
Authority: DE
Inventors: Thanh-Binh Dr. To; Wojciech Waclaw Derendarz; Henry Türmer
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2009-03-05
Filing date: 2009-03-05
Publication date: 2010-09-09
Also published as: WO2010099847A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Sichtweite für ein Fahrzeug (10). Bei dem Verfahren wird eine Bildinformation einer Umgebung des Fahrzeugs (10) mit Hilfe einer Bilderfassungsvorrichtung (2, 3) erfasst. Von der Bildinformation werden diejenigen Bildabschnitte bestimmt, die einen Kontrast aufweisen, welcher größer als ein vorbestimmter Kontrastschwellenwert ist. Für die so bestimmten Bildabschnitte werden jeweils Entfernungen (d-d) zwischen jeweils der Bilderfassungsvorrichtung (2, 3) und Stellen (12-15) in der Umgebung, welche den Bildabschnitten entsprechen, bestimmt. Die größte der bestimmten Entfernungen (d-d) wird als Maß für die Sichtweite bestimmt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Sichtweite für ein Fahrzeug, welche beispielsweise zur Ansteuerung von Nebelleuchten oder einer automatischen Geschwindigkeitsregelanlage des Fahrzeugs verwendet werden können.
Eine Erfassung von Zuständen außerhalb des Fahrzeugs, welche die Sichtweite des Fahrers einschränken, wie z. B. Nebel, Rauch, starker Regen, starker Schneefall, kann zur Verbesserung der Verkehrssicherheit erheblich beitragen. Zum einen können Fahrerassistenzsysteme, wie z. B. eine automatische Geschwindigkeitsregelanlage, eine automatisch angesteuerte Nebelschlussleuchte oder automatisch angesteuerte Nebelscheinwerfer, in Abhängigkeit der bestimmten Sichtweite automatisch eingestellt werden, wodurch eine Entlastung des Fahrers und eine Erhöhung der Fahrsicherheit erreicht wird. Darüber hinaus kann dem Fahrer beispielsweise bei plötzlich auftretendem Nebel eine Warnung ausgegeben werden, so dass der Fahrer seine Geschwindigkeit anpassen kann und ein Unfall und insbesondere eine schwere Massenkarambolage verhindert werden können.
Bisherige Sensoren zur Sichtweitenmessung, die außerhalb von Fahrzeugen zum Einsatz kommen, sind so genannten Scatter- oder Transmissionsmeter. Diese speziellen Geräte zur Sichtweitenerkennung benötigen jedoch zur korrekten Messung ein großes freies Areal. Darüber hinaus sind sie unhandlich sowie teuer in der Anschaffung und zudem schlecht in einem Fahrzeug zu integrieren.
Die DE 10 2008 003 948 A1 offenbart eine Vorrichtung, die das Vorhandensein eines Bestandteils erfasst, der eine Raumsicht beeinträchtigt, welche vor einem Fahrzeug vorhanden ist. Der Bestandteil ergibt sich aus einer natürlichen Erscheinung in dem Raum und kann beispielsweise Nebel umfassen. Die Vorrichtung beinhaltet eine Einrichtung zum Erfassen einer Abbildung des Raums, eine Einrichtung zum Extrahieren einer Referenzabbildung, eine Einrichtung zum Schätzen der Helligkeitswerte, eine Einrichtung zum Erfassen eines Hindernisses, eine Einrichtung zum Maskieren, eine Einrichtung zum Berechnen einer Zuverlässigkeit, eine Einrichtung zum Berechnen einer Gesamthelligkeitsintensität und eine Einrichtung zum Bestimmen. Die Einrichtung zum Erfassen der Abbildung des Raums wird angewendet, um die Abbildung zu erfassen, die von dem Fahrzeug gesehen und aus einer Gruppe von Bildelementen besteht, die Helligkeitswerte aufweisen. Die Einrichtung zum Extrahieren der Referenzabbildung wird angewendet, um die Referenzabbildung aus der Abbildung zu extrahieren, die von der Einrichtung zum Erfassen der Abbildung erfasst wird. Die Referenzabbildung beinhaltet einen Abschnitt der Abbildung des Raums, der sich in einem vorbestimmten Abstand entfernt von dem Fahrzeug befindet. Die Einrichtung zum Schätzen der Helligkeitswerte wird angewendet, um die Helligkeitswerte der Gruppen der Bildelemente in der Referenzabbildung zu schätzen. Die Einrichtung zum Schätzen des Hindernisses wird angewendet, um das Hindernis von der Referenzabbildung zu erfassen, um eine Kontur des Hindernisses in der Referenzabbildung zu erzielen. Die Einrichtung zum Maskieren wird angewendet, um einen Bereich, der das Bild des Hindernisses in der Referenzabbildung beinhaltet, in Übereinstimmung mit der Kontur des Hindernisses zu maskieren, das von dem Hindernis-Erfassungsblock erfasst wird, um eine maskierte Referenzabbildung zu erzeugen. Die Einrichtung zum Berechnen der Zuverlässigkeit wird angewendet, um die Zuverlässigkeit eines Bestimmens des Vorhandenseins des Bestandteils auf der Grundlage des Bereichs zu berechnen, welcher beim Erzeugen der maskierten Referenzabbildung maskiert wird. Die Einrichtung zum Berechnen der Gesamthelligkeitsintensität wird angewendet, um die Gesamthelligkeitsintensität als eine Funktion der Helligkeitswerte der Gruppen der Bildelemente in der maskierten Referenzabbildung zu berechnen, um die Gesamthelligkeitsintensität zu erzielen. Die Einrichtung zum Bestimmen wird angewendet, um das Vorhandensein des Bestandteils in Übereinstimmung mit der Gesamthelligkeitsintensität, die von dem Gesamthelligkeitsberechnungsblock berechnet wird, und die Zuverlässigkeit eines Bestimmens des Vorhandenseins des Bestandteils zu bestimmen, die von dem Zuverlässigkeitsberechnungsblock berechnet wird. Das in der DE 10 2008 003 948 A1 offenbarte Verfahren liefert zwar eine zuverlässige Bestimmung, ob Nebel vorhanden ist, benötigt dazu jedoch aufwändige und komplexe Bildanalysen, welche eine Objektbestimmung beinhalten. Darüber hinaus benötigt die Vorrichtung verschiedene Sensoren, wie z. B. eine Kamera und einen Abstandsradar, wodurch die Vorrichtung verhältnismäßig kostspielig ist.
Die EP 1 498 721 A1 offenbart eine Vorrichtung zur Erkennung von Nebel für ein Fahrzeug. Die Vorrichtung umfasst eine Kamera, welche eine Vielzahl von in Array-Form angeordneten Pixeln aufweist, die Kamera erfasst einen Teil ihrer Umgebung, insbesondere den Bereich vor einem Fahrzeug. Die Vorrichtung umfasst ferner eine Bildauswerteeinheit zur Auswertung eines von der Kamera erfassten Bilds und vergleicht dazu den Helligkeitswert eines jeden Pixels der Kamera mit einem vorgebaren Mindesthelligkeitswert. Ein Nebel-anzeigendes Ausgangssignal wird ausgegeben, wenn keines der Pixel einen Helligkeitswert aufweist, der kleiner als der Mindesthelligkeitswert ist. Diese Vorrichtung ist jedoch nicht zur Bestimmung einer Sichtweite geeignet. Darüber hinaus ist die Vorrichtung stark von der Intensität des Umgebungslichts abhängig, wodurch eine Zuverlässigkeit der Nebelerkennung beeinträchtigt sein kann.
Die DE 695 04 761 T2 offenbart ein Verfahren zum Feststellen des Vorhandenseins von Nebel oder Rauch im Bereich der Umgebung eines Kraftfahrzeugs. Bei dem Verfahren wird mindes tens ein Bild eines Raumbereichs aufgenommen, der Kontrast mindestens eines Teils des Bilds analysiert und in Abhängigkeit von dieser Analyse ein Signal zur Feststellung von Nebel oder Rauch gesendet. Für den analysierten Bildteil wird ein Kennwert einer Zahl von weißen Pixeln und ein Kennwert einer Zahl von schwarzen Pixeln bestimmt und dieser Wert mit Schwellenwerten verglichen. Wenn einer dieser Werte von Pixelzahlen größer als der ihm entsprechende Schwellenwert ist, wird davon ausgegangen, dass kein Nebel vorhanden ist. Das offenbarte Verfahren stellt jedoch keine Möglichkeit bereit, eine aktuelle Sichtweite zu bestimmen.
Die DE 102 19 788 C1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sichtweitenmessung mit Bildsensorensystemen, die aus wenigstens zwei Bildsensoren bestehen, die im Wesentlichen dieselbe Szene aufnehmen. Aus den Bildsensorsignalen werden Objekte erkannt, deren Abstand zum Bildsensorsystem berechnet, der Objektkontrast bestimmt und die Sichtweite ermittelt. Das Verfahren benötigt eine zuverlässige Objektdetektion und basiert auf der Annahmen, dass die zwei erfassten Objekte über den gleichen Kontrast verfügen, d. h., dass die im Bild festgestellten Kontrastunterschiede nur aufgrund von Entfernungsunterschieden entstanden sind.
Die DE 103 03 046 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur quantitativen Abschätzung der Sichtweite in Fahrzeugen. Bilddaten aus der Umgebung werden erfasst und zur Abschätzung der Sichtweite ausgewertet. Dabei wird zumindest ein Bereich eines erfassten Bilds zur Bildung einer charakteristischen Maßzahl ausgewertet, zu dieser Maßzahl mittels einer Referenz, welche die Maßzahl ins Verhältnis zu einer Sichtweite setzt, eine Sichtweite ermittelt und die ermittelte Sichtweite zur Ausgabe und/oder Steuerung von Fahrzeugkomponenten verwendet. Die Auswertung der Bilddaten wird vorzugsweise anhand einer Maßzahl für die Schärfe bzw. den Kontrast des Bilds vorgenommen. Ergänzend oder alternativ wird die Umgebung des Fahrzeugs beleuchtet, das rückgestreute Licht erfasst und eine intensitätsabhängige Maßzahl für das erfasste rückgestreute Licht zur Ermittlung der Sichtweite gebildet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Bestimmen einer Sichtweite für ein Fahrzeug, insbesondere bei einer Sichtbehinderung durch Nebel, Rauch und dergleichen, bereitzustellen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Bestimmen einer Sichtweite für ein Fahrzeug nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Sichtweite für ein Fahrzeug nach Anspruch 11 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Sichtweite für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Verfahren umfasst ein Erfassen einer Bildinformation einer Umgebung des Fahrzeugs mit Hilfe einer Bilderfassungsvorrichtung. Aus der Bildinformation werden Bildabschnitte bestimmt, welche einen Kontrast aufweisen, welcher größer als ein vorbestimmter Kontrastschwellenwert ist. Für die bestimmten Bildabschnitte wird jeweils eine Entfernung zwischen der Bilderfassungsvorrichtung und der Stelle in der Umgebung, welche dem Bildabschnitt entspricht, bestimmt. Schließlich wird die größte der bestimmten Entfernungen als Maß für die Sichtweite bestimmt.
Die Bilderfassungsvorrichtung kann z. B. eine Stereokamera umfassen, so dass die Entfernungen mittels eines Stereoverfahrens aus der Bildinformation bestimmt werden können. Die Bildinformation kann beispielsweise eine Vielzahl von beispielsweise in Array-Form angeordneten Bildpunkten aufweisen und ein Bildabschnitt kann zwei benachbarte Bildpunkte der Bildinformation umfassen, so dass ein Kontrast des Bildabschnitts den Kontrast der beiden benachbarten Bildpunkte umfasst. Somit es auf einfache Art und Weise möglich, nicht nur Nebel festzustellen, sondern auch eine Sichtweite bei Nebel, Rauch, starkem Regen oder Schneefall und dergleichen zu bestimmen. Durch die Verwendung der Stereokamera, welche beispielsweise auch für andere Funktionen des Fahrzeugs verwendet werden kann, wie z. B. eine Fahrbahn- oder Fahrschlaucherkennung, steht eine kostengünstige Erfassung der Bildinformation zur Verfügung. Darüber hinaus benötigt das Verfahren keine Sendeeinheit, welche beispielsweise einen Bereich in der Umgebung des Fahrzeugs ausleuchtet, wodurch die Kosten zur Realisierung des Verfahrens gering gehalten werden können. Da keine Sendeeinheit notwendig ist, d. h., das Verfahren auf passiver Sensorik basiert, ist außerdem eine Beeinträchtigung des entgegenkommenden Verkehrs ausgeschlossen. Da der Kontrast direkt durch Vergleichen benachbarter Bildpunkte bestimmt wird, sind keine Referenzdaten notwendig. Außerdem ist keine Objektdetektion notwendig, da das Verfahren auf einer Bildpunktebene und nicht auf einer Objektebene arbeitet. Dadurch ist keine hohe Rechenleistung erforderlich, wodurch das Verfahren schnell und preiswert zu realisieren ist. Darüber hinaus ist die Kontrastberechnung von der Belichtungssteuerung der Kamera unabhängig und dadurch auch die Sichtweitenschätzung von der Belichtungssteuerung der Kamera unabhängig. Dadurch kann das Verfahren bei unterschiedlichsten Witterungsbedingungen und zu unterschiedlichen Tageszeiten zuverlässig eingesetzt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann der Kontrast mit Hilfe eines logarithmischen Bildverarbeitungsmodells bestimmt werden. Derartige Modelle sind auch unter dem Begriff Logarithmic Image Processing Models, so genannten LIP-Modellen, bekannt, und bieten eine Unabhängigkeit von der Belichtungssteuerung der Kamera. Untersuchungen haben gezeigt, dass ein Kon trastschwellenwert im Bereich von 3% bis 10%, insbesondere ein Kontrastschwellenwert mit einem Wert von 5% geeignet sind, um ein Objekt als sichtbar einzustufen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren ein Filtern der bestimmten Sichtweite mit einem statistischen Verfahren, beispielsweise ein Filtern mit einem Kalman-Filter. Dadurch kann die Robustheit des Systems erhöht werden.
Gemäß einer Ausführungsform wird in Abhängigkeit der bestimmten Sichtweite eine Fahrzeugvorrichtung, wie z. B. eine Nebelschlussleuchte, ein Nebelscheinwerfer, eine automatische Geschwindigkeitsregelanlage oder eine Warneinrichtung für den Fahrer des Fahrzeugs, angesteuert. Durch das automatische Ansteuern der Nebelleuchten und die automatische Einstellung der Geschwindigkeitsregelanlage kann der Fahrer entlastet werden. Durch die Warneinrichtung kann der Fahrer rechtzeitig auf eine gefährliche Situation mit Sichtbehinderung hingewiesen werden, wodurch die Verkehrssicherheit erhöht werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Sichtweite für ein Fahrzeug bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Bilderfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Bildinformation einer Umgebung des Fahrzeugs und eine Verarbeitungseinheit, welche mit der Bilderfassungsvorrichtung gekoppelt ist. Die Verarbeitungseinheit bestimmt aus der Bildinformation diejenigen Bildabschnitte, die einen Kontrast aufweisen, welcher größer als ein vorbestimmter Kontrastschwellenwert ist. Weiterhin bestimmt die Verarbeitungseinheit für jeden der zuvor bestimmten Bildabschnitte jeweils eine Entfernung zwischen der Bilderfassungsvorrichtung und denjenigen Stellen in der Umgebung des Fahrzeugs, welche den bestimmten Bildabschnitten entsprechen. Aus den so bestimmten Entfernungen zu den Stellen in der Umgebung, welche den bestimmten Bildabschnitten entsprechen, wird die größte Entfernung als Maß für die Sichtweite bestimmt.
Eine Vorrichtung, welche wie zuvor beschrieben ausgestaltet ist, kann zur Durchführung der zuvor beschriebenen Verfahren verwendet werden und umfasst daher auch die zuvor im Zusammenhang mit den Verfahren beschriebenen Vorteile.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert werden.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Sichtweite für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Sichtweite gemäß der vorliegenden Erfindung auf einer Fahrbahn.
1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Bestimmen einer Sichtweite für ein Fahrzeug. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Bilderfassungsvorrichtung 2, 3 zum Erfassen einer Bildinformation einer Umgebung des Fahrzeugs. Die Bilderfassungsvorrichtung 2, 3 umfasst in der vorliegenden Ausführungsform zwei Kameras 2, 3, welche als eine Stereokameraanordnung an dem Fahrzeug angeordnet sind. Die Kameras 2, 3 sind vorzugsweise an einer Vorderseite des Fahrzeugs derart angeordnet, dass sie einen Bereich in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug aufnehmen können. Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Verarbeitungseinheit 4, welche mit der Stereokameraanordnung 2, 3 gekoppelt ist. Die Verarbeitungseinheit 4 umfasst beispielsweise eine Mikroprozessorrecheneinheit, welche zur Verarbeitung von Bildinformationen geeignet ist. Die Stereokameraanordnung 2, 3 liefert beispielsweise eine Bildinformation der Umgebung des Fahrzeugs in Form von Bildpunkten, welche in einer Matrixanordnung, einer so genannten Array-Anordnung, angeordnet sind. Jeder Bildpunkt umfasst dabei einen Helligkeitswert und eventuell eine Farbinformation einer entsprechenden Stelle der Umgebung des Fahrzeugs.
Wie in 1 gezeigt, umfasst die Verarbeitungseinheit 4 eine 3D-Rekonstruktionseinheit und eine Kontrastberechnungseinheit.
In der Kontrastberechnungseinheit werden die Kontrastwerte zwischen jeweils zwei benachbarten Bildpunkten berechnet und diejenigen Stellen des Kamerabilds bestimmt, an denen der Kontrast größer als beispielsweise 5% ist. Dabei wird die Kontrastformel des Logarithmic Image Processing Models, des so genannten LIP-Modells, verwendet, um die Unabhängigkeit von der Belichtungssteuerung der Kamera zu gewährleisten. Von der World Metereological Organisation wurde die Sichtweite als die größte Entfernung definiert, bei der ein schwarzes Objekt auf klarem Himmel einen Kontrastwert von mindestens 5% aufweist. Daher wurde in der vorliegenden Ausführungsform ein Kontrastschwellenwert von 5% zu Grunde gelegt. Der Kontrast C ist durch die Weber'sche Kontrastdefinition folgendermaßen definiert:
Wobei L_O die Luminanz des Objekts und L_B die Luminanz des unmittelbar daran angrenzenden Hintergrunds ist. Durch das LIP-Modell wird eine Konsistenz mit der Weber'schen Kontrastdefinition hergestellt und das LIP-Modell kann als Definition für den Begriff „Sichtweite” benutzt werden. Der Kontrast zwischen zwei benachbarten Bildpunkten berechnet sich im LIP-Modell zu
Dabei ist M der im Bild maximal mögliche Grauwert eines Bildpunkts und f(x, y) und f(x', y') sind die im LIP-Modell definierten Grauwerte zweier benachbarter Bildpunkte mit den Positionen (x, y) bzw. (x', y'). In diesem Modell werden als Grauwerte die invertierten Helligkeitswerte verwendet. Durch die zuvor beschriebene Kontrastformel des LIP-Modells ist die Kontrastbestimmung unabhängig von einer Belichtungssteuerung der Stereokameraanordnung 2, 3. In der Kontrastberechnungseinheit der Verarbeitungseinheit 4 werden alle Abschnitte oder Bereiche der Bildinformation bestimmt, in denen der Kontrast für jeweils zwei benachbarte Bildpunkte gemäß Gleichung (2) größer als 5% ist.
In der 3D-Rekonstruktionseinheit der Verarbeitungseinheit 4 werden mittels eines Stereoverfahrens für die Bildabschnitt oder Bildbereiche der Bildinformation, die einen Kontrast von mehr als 5% aufweisen, jeweils eine Entfernungsbestimmung durchgeführt. Die so bestimmten Entfernungen werden einer Sichtweitenschätzeinheit der Verarbeitungseinheit 4 zugeführt. In der Sichtweitenschätzeinheit wird die größte der bestimmten Entfernungen ermittelt und als Maß für die Sichtweite verwendet. Um die Robustheit des Systems zu erhöhen, können die bestimmten Sichtweiten mit statistischen Verfahren gefiltert werden, beispielsweise mit einem Kalman-Filter.
In Abhängigkeit der bestimmten Sichtweite können dann weitere Vorrichtungen des Fahrzeugs, wie z. B. eine Nebelleuchte 5, eine Geschwindigkeitsregelanlage 6 oder eine Warneinrichtung 7 angesteuert werden. Die Nebelleuchte 5 kann beispielsweise sowohl Nebelscheinwerfer als auch eine Nebelschlussleuchte des Fahrzeugs umfassen. In Abhängigkeit der bestimmten Sichtweite können dann die Nebelscheinwerfer und/oder die Nebelschlussleuchte individuell und automatisch ein- und ausgeschaltet werden. Dadurch wird der Fahrer des Fahrzeugs von der Betätigung entsprechender Bedienvorrichtungen des Fahrzeugs entlastet und es wird vermieden, dass der Fahrer des Fahrzeugs vergisst, die Nebelleuchten ein- bzw. auszuschalten, wenn Nebel aufkommt bzw. kein Nebel mehr vorhanden ist. Bei Fahrzeugen mit einer automatischen Geschwindigkeitsregelanlage 6, kann beispielsweise eine maximale Geschwindigkeit, auf die das Fahrzeug eingestellt werden kann, in Abhängigkeit der bestimmten Sichtweite begrenzt werden. Dadurch wird automatisch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs bei aufkommendem Nebel verringert, wodurch die Verkehrssicherheit erhöht werden kann. Schließlich kann eine Warneinrichtung 7, wie z. B. eine elektronische Anzeige in einem Armaturenbrett des Fahrzeugs, welche eine aktuelle Sichtweite in Metern anzeigt, oder ein akustisches Warnsignal, den Fahrer des Fahrzeugs auf eine verringerte Sichtweite aufmerksam machen, wodurch die Verkehrssicherheit erhöht wird.
2 zeigt ein Fahrzeug 10, welches mit einer Vorrichtung 1 zum Bestimmen einer Sichtweite für das Fahrzeug 10 ausgestattet ist. Die Vorrichtung 1 umfasst, wie im Zusammenhang mit 1 beschrieben, die Stereokameraanordnung 2, 3 und eine in 2 nicht gezeigte Verarbeitungseinheit. Das Fahrzeug 10 befindet sich auf einer Fahrbahn 11 und bewegt sich in der Darstellung der 2 von rechts nach links. Die Stereokameraanordnung 2, 3 ist derart an dem Fahrzeug 10 angeordnet, dass sie einen Umgebungsbereich des Fahrzeugs 10 in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug 10 erfasst. In dem Erfassungsbereich der Stereokameraanordnung 2, 3 befindet sich unter anderem ein Verkehrszeichen 12 am rechten Fahrbahnrand der Fahrbahn 11, ein entgegenkommendes Fahrzeug 13, ein Baum 14 und ein vorausfahrendes Fahrzeug 15.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird von der Stereokameraanordnung 2, 3 eine Bildinformation der Umgebung des Fahrzeugs 10 erfasst und der Verarbeitungseinheit 4 bereitgestellt. Die Verarbeitungseinheit 4 analysiert die Bildinformation auf einer Bildpunktbasis, um Bereiche oder Bildpunktpaare zu bestimmen, welche einen vorgegebenen Kontrastschwellenwert von beispielsweise 5% überschreiten. Dazu wird, wie im Zusammenhang mit 1 beschrieben, ein LIP-Modell verwendet, welches eine Kontrastbestimmung unabhängig von der Belichtungssteuerung der Kamera gewährleistet. Aufgrund von in 2 nicht gezeigtem Nebel, welcher sich zwischen dem Fahrzeug 10 und den weiteren Objekten 12–15 befindet, bestimmt die Verarbeitungsvorrichtung 4 beispielsweise für Bildpunkte, welche dem Verkehrszeichen 12 entsprechen und für Bildpunkte, welche dem entgegenkommenden Fahrzeug 13 entsprechen, Kontrastwerte von mehr als 5%. Für Bildpunkte, welche dem Baum 14 oder dem vorausfahrenden Fahrzeug 15 entsprechen, werden hingegen bei der vorliegenden Sichtsituation Kontrastwerte von weniger als 5% ermittelt. Für die Bereiche oder Bildabschnitte der Bildinformation, welche einen Kontrast von mehr als 5% aufweisen, werden dann von der Verarbeitungseinheit 4 mit Hilfe des Stereoverfahrens und der beiden Kameras 2, 3 Entfernungen zu den Stellen in der Umgebung des Fahrzeugs ermittelt, welche den Bildabschnitten oder Bildpunkten mit mehr als 5% Kontrast entsprechen. Im vorliegenden Fall werden somit die Entfernungen d₁ und d₄ bestimmt. Die Entfernungen d₂ und d₃ werden hingegen nicht bestimmt, da die Bildpunkte des Baums 14 und des vorausfahrenden Fahrzeugs 15 keinen ausreichenden Kontrast aufweisen (d. h. kleiner als 5%). Nun wird das Maximum der bestimmten Entfernungen d₁, d₄ ermittelt. Im vorliegenden Beispiel ist d₄ die größte der bestimmten Entfernungen. Somit wird als Maß für die Sichtweite für das Fahrzeug 10 die Entfernung d₄ bestimmt. In Abhängigkeit dieser Entfernung können, wie im Zusammenhang mit 1 beschrieben, Nebelschlussleuchten, eine automatische Geschwindigkeitsregelanlage oder Warneinrichtungen für den Fahrer angesteuert werden.
Verbessert sich die Sicht in dem in 2 gezeigten Beispiel derart, dass auch Bildpunkte, welche das vorausfahrende Fahrzeug 15 darstellen, einen Kontrastwert von mehr als 5% aufwei sen, so wird die Entfernung d₃ als das Maß für die Sichtweite bestimmt und die Vorrichtungen des Fahrzeugs entsprechend angesteuert.
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung ein Kontrastschwellenwert von 5% zur Bestimmung der Sichtweite verwendet wurde, können auch andere Kontrastschwellenwerte beispielsweise in einem Bereich von 3–10% verwendet werden. Darüber hinaus können auch andere Bildverarbeitungsmodelle als das zuvor beschriebene LIP-Modell verwendet werden, um einen Kontrast zwischen benachbarten Bildpunkten oder in Bildabschnitten der Bildinformation zu bestimmen. Darüber hinaus kann die Stereokameraanordnung 2, 3 sowie die daran angeschlossene Verarbeitungseinheit 4 auch für weitere Funktionen, so genannte Fahrerassistenzfunktionen, des Fahrzeugs verwendet werden, wie z. B. eine Hindernisobjekterkennung und eine Fahrbahn- und Fahrschlaucherkennung.

1: Vorrichtung
2: Bilderfassungsvorrichtung
3: Bilderfassungsvorrichtung
4: Verarbeitungseinheit
5: Nebelleuchte
6: Geschwindigkeitsregelanlage
7: Warneinrichtung
10: Fahrzeug
11: Fahrbahn
12: Verkehrsschild
13: entgegenkommendes Fahrzeug
14: Baum
15: vorausfahrendes Fahrzeug

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 102008003948 A1 [0004, 0004]
- EP 1498721 A1 [0005]
- DE 69504761 T2 [0006]
- DE 10219788 C1 [0007]
- DE 10303046 A1 [0008]

Claims

Verfahren zum Bestimmen einer Sichtweite für ein Fahrzeug, umfassend: – Erfassen einer Bildinformation einer Umgebung des Fahrzeugs (10) mit Hilfe einer Bilderfassungsvorrichtung (2, 3), – Bestimmen von Bildabschnitten der Bildinformation, die einen Kontrast aufweisen, welcher größer als ein vorbestimmter Kontrastschwellenwert ist, – Bestimmen von Entfernungen (d₁–d₄) zwischen jeweils der Bilderfassungsvorrichtung (2, 3) und Stellen (12–14) in der Umgebung, welche den Bildabschnitten entsprechen, und – Bestimmen der größten der bestimmten Entfernungen (d₁–d₄) als Maß für die Sichtweite.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderfassungsvorrichtung (2, 3) eine Stereokamera umfasst, und dass die Entfernungen (d₁–d₄) mittels eines Stereoverfahrens aus der Bildinformation bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bildabschnitt zwei benachbarte Bildpunkte der Bildinformation umfasst und ein Kontrast des Bildabschnitts den Kontrast der beiden benachbarten Bildpunkte umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontrast mit Hilfe eines logarithmischen Bildverarbeitungsmodells bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontrastschwellenwert einen Wert im Bereich von 3%–10% umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontrastschwellenwert einen Wert von 5% umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ein Filtern der bestimmten Sichtweite mit einem statistischen Verfahren umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Filtern ein Filtern mit einem Kalman-Filter umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verfahren ein Ansteuern einer Fahrzeugvorrichtung (5–7) in Abhängigkeit der bestimmten Sichtweite umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugvorrichtung eine Nebelschlussleuchte (5), einen Nebelscheinwerfer (5), eine automatische Geschwindigkeitsregelanlage (6) und/oder eine Warneinrichtung (7) für den Fahrer des Fahrzeugs (10) umfasst.
Vorrichtung zum Bestimmen einer Sichtweite für ein Fahrzeug, umfassend: – eine Bilderfassungsvorrichtung (2, 3) zum Erfassen einer Bildinformation einer Umgebung des Fahrzeugs (10), und – eine Verarbeitungseinheit (4), welche mit der Bilderfassungsvorrichtung (2, 3) gekoppelt ist, wobei die Verarbeitungseinheit (4) ausgestaltet ist: – Bildabschnitte der Bildinformation zu bestimmen, die einen Kontrast aufweisen, welcher größer als ein vorbestimmter Kontrastschwellenwert ist, – Entfernungen (d₁–d₄) zwischen jeweils der Bilderfassungsvorrichtung (2, 3) und Stellen (12–15) in der Umgebung, welche den bestimmten Bildabschnitten entsprechen, zu bestimmen, und – die größte der bestimmten Entfernungen (d₁–d₄) als Maß für die Sichtweite zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2–10 ausgestaltet ist.