DE102011016217A1 - Method for warning driver of passenger car before rear end collision, involves projecting path of image, and warning driver of vehicle based on image with projected path, where path is determined based on velocity and steering angle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Warnen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs vor einer Kollisionsgefahr mithilfe eines Kamerasystems des Kraftfahrzeugs. Es wird ein Bild eines Umgebungsbereichs hinter dem Kraftfahrzeug aufgenommen, nämlich mittels einer Kamera des Kamerasystems. Der Fahrer wird dann auf der Basis des aufgenommenen Bildes gewarnt. Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Kamerasystem, welches zum Durchführen eines derartigen Verfahrens ausgebildet ist, wie auch auf ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kamerasystem.The invention relates to a method for warning a driver of a motor vehicle of a danger of collision by means of a camera system of the motor vehicle. An image of a surrounding area behind the motor vehicle is taken, namely by means of a camera of the camera system. The driver is then warned based on the captured image. The invention also relates to a camera system which is designed to carry out such a method, as well as to a motor vehicle with such a camera system.
Das Interesse richtet sich vorliegend insbesondere – jedoch nicht ausschließlich – auf ein Kamerasystem mit einer Rückwärtskamera, mittels welchem der Fahrer vor der Gefahr eines Auffahrunfalls von hinten gewarnt werden kann. Solche Kamerasysteme sind bereits Stand der Technik. Es wird bekanntlich eine Kamera eingesetzt, welche die Umgebung hinter dem Kraftfahrzeug erfasst. Auf der Grundlage der aufgenommenen Bilder wird dann das Risiko einer Kollision eingeschätzt, und der Fahrer wird gegebenenfalls gewarnt oder nicht. In den aufgenommenen Bildern können nämlich andere, hinter dem eigenen Kraftfahrzeug fahrende Fahrzeuge erkannt werden, und das Risiko einer Kollision kann in Abhängigkeit von einer relativen Position eines im Bild erkannten Fahrzeugs in Bezug auf das eigene Kraftfahrzeug eingeschätzt werden.In the present case, the interest is directed in particular - but not exclusively - to a camera system with a rearward camera, by means of which the driver can be warned of the danger of a rear-end collision from behind. Such camera systems are already state of the art. As is known, a camera is used which detects the surroundings behind the motor vehicle. Based on the captured images, the risk of collision is then estimated and the driver is warned or not. Namely, other vehicles traveling behind the own motor vehicle can be recognized in the captured images, and the risk of a collision can be estimated depending on a relative position of a vehicle recognized in the image with respect to the own motor vehicle.
Bekanntlich können im aufgenommenen Bild auch Straßenmarkierungen – insbesondere Längsmarkierungen – detektiert werden. Dann kann bei der Warnung des Fahrers auch die relative Position eines im Bild erkannten anderen Fahrzeugs in Bezug auf die detektierten Straßenmarkierungen im Bild berücksichtigt werden. An diesem Stand der Technik ist jedoch als nachteilig der Umstand anzusehen, dass Straßenmarkierungen nicht immer vorhanden sind und bei Fehlen von Straßenmarkierungen die Warnung des Fahrers nur unzureichend erfolgen kann.As is known, road markings-in particular longitudinal markings-can be detected in the recorded image. Then, in the warning of the driver, the relative position of another vehicle recognized in the image with respect to the detected road markings in the image can also be taken into account. At this state of the art, however, is to be regarded as a disadvantage of the fact that road markings are not always available and in the absence of road markings warning the driver can be done only insufficient.
Es kann auch vorkommen, dass im aufgenommenen Bild zwar ein anderes Fahrzeug erkannt wird, welches sich besonders nahe am eigenen Kraftfahrzeug befindet, jedoch auf einer benachbarten Fahrspur fährt. In diesem Falle ist eine Warnung nicht zwingend erforderlich; das Kamerasystem muss jedoch in der Lage sein, auch bei Fehlen der Straßenmarkierungen eine derartige Situation zu erkennen. Es sollen also auch unnötige Warnungen verhindert werden.It may also happen that in the recorded image, although another vehicle is detected, which is particularly close to its own motor vehicle, but driving on an adjacent lane. In this case, a warning is not mandatory; However, the camera system must be able to detect such a situation even in the absence of the road markings. So unnecessary warnings should also be prevented.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung der Fahrer besonders zuverlässig mithilfe des Kamerasystems vor gefährlichen Fahrsituationen – insbesondere vor dem Risiko eines Auffahrunfalls von hinten – gewarnt werden kann.It is an object of the invention to provide a solution, as in a method of the type mentioned above, the driver particularly reliable using the camera system before dangerous driving situations - especially from the risk of rear-end collision from behind - can be warned.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1, durch ein Kamerasystem mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 13 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.This object is achieved by a method with the features according to
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Fahrer eines Kraftfahrzeugs vor einer Kollisionsgefahr – insbesondere vor dem Risiko eines Auffahrunfalls von hinten – mithilfe eines Kamerasystems des Kraftfahrzeugs gewarnt. Eine optische Kamera des Kamerasystems nimmt ein Bild eines Umgebungsbereichs hinter dem Kraftfahrzeug auf. Das Kamerasystem warnt den Fahrer auf der Basis des aufgenommenen Bilds. Das Kamerasystem ermittelt einen durch das Kraftfahrzeug zurückgelegten Pfad in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit sowie von einem Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs. Der zurückgelegte Pfad wird dann auf das aufgenommene Bild projiziert, und der Fahrer wird anhand des Bildes mit dem projizierten Pfad gewarnt.In a method according to the invention, a driver of a motor vehicle is warned of a risk of collision - in particular of the risk of rear-end collision from behind - with the aid of a camera system of the motor vehicle. An optical camera of the camera system captures an image of an environmental area behind the motor vehicle. The camera system warns the driver based on the captured image. The camera system determines a path traveled by the motor vehicle as a function of a speed and of a steering angle of the motor vehicle. The trajectory is then projected onto the captured image, and the driver is warned of the image with the projected path.
Ein Kerngedanke der Erfindung besteht somit mit anderen Worten in der Ermittlung eines zurückgelegten Pfades – also einer zurückgelegten Trajektorie – des Kraftfahrzeugs, und zwar in Abhängigkeit von zumindest zwei spezifischen Parametern des Kraftfahrzeugs: der Geschwindigkeit einerseits und dem Lenkwinkel andererseits. Der Lenkwinkel kann mittels eines geeigneten Lenkwinkelsensors gemessen werden; ist ein solcher Sensor nicht vorhanden, so kann der Lenkwinkel auch aus Messwerten eines Gierratesensors mittels eines Differenzverfahrens bestimmt werden, oder aber aus Messwerten eines anderen vorhandenen Richtungssensors. Der ermittelte Pfad wird dann mit dem Bild des Umgebungsbereichs hinter dem Kraftfahrzeug verknüpft, sodass das Kamerasystem die Positionen von abgebildeten Objekten in Bezug auf den zurückgelegten Pfad des eigenen Kraftfahrzeugs vergleichen kann. Der Fahrer wird auf der Grundlage der Projektion des zurückgelegten Pfades auf das aufgenommene Bild gewarnt. Auf diese Weise kann die Kollisionsgefahr bzw. das Risiko eines Unfalls besonders zuverlässig und präzise eingeschätzt werden, und der Fahrer kann zuverlässig vor der Kollisionsgefahr gewarnt werden. Insbesondere können Fahrzeuge detektiert werden, die tatsächlich dem eigenen Kraftfahrzeug folgen und somit eine potentielle Gefahr darstellen. Die Gefahr einer Kollision mit anderen Fahrzeugen kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch dann besonders realitätsgetreu eingeschätzt werden, wenn keine Markierungen – insbesondere keine Längsmarkierungen – auf der Straße aufgebracht sind. Nicht zuletzt ermöglichen die beiden Parameter Geschwindigkeit und Lenkwinkel eine besonders präzise und höchst genaue Ermittlung des zurückgelegten Pfades.In other words, a core idea of the invention thus consists in determining a traversed path-that is, a trajectory traveled-of the motor vehicle, as a function of at least two specific parameters of the motor vehicle: the speed, on the one hand, and the steering angle, on the other. The steering angle can be measured by means of a suitable steering angle sensor; If such a sensor is not present, then the steering angle can also be determined from measured values of a yaw rate sensor by means of a difference method, or else from measured values of another existing direction sensor. The determined path is then linked to the image of the surrounding area behind the motor vehicle, so that the camera system can compare the positions of imaged objects with respect to the covered path of the own motor vehicle. The driver is warned based on the projection of the traveled path on the captured image. In this way, the risk of collision or the risk of an accident can be estimated particularly reliably and precisely, and the driver can be reliably warned of the risk of collision. In particular, vehicles can be detected that actually follow their own motor vehicle and thus represent a potential danger. The risk of a collision with other vehicles can also be estimated with the method according to the invention particularly true to reality if no markings - especially no longitudinal markings - on the road are applied. Not least, the two parameters speed and steering angle enable a particularly precise and highly accurate determination of the distance covered.
Die optische Kamera ist bevorzugt eine Video-Kamera, welche in vorbestimmten Zeitabständen – beispielsweise in zeitlichen Abständen von 33 ms – Einzelbilder (frames) aufzeichnen kann. Auch der zurückgelegte Pfad kann fortlaufend ermittelt werden, sodass beispielsweise für jedes aufgenommene Bild der zurückgelegte Pfad aktualisiert und projiziert wird. Auf diesem Weg gelingt es, die Kollisionsgefahr fortlaufend bzw. kontinuierlich zu überprüfen, sodass der Fahrer rasch gewarnt werden kann. Die Geschwindigkeit und der Lenkwinkel können auch zu Zeitpunkten aktualisiert bzw. erfasst werden, die von den Zeitpunkten der Bildaufnahme unterschiedlich sind – die Bildrate des Bildsensors kann unterschiedlich von der Frequenz der Messung der Geschwindigkeit und des Lenkwinkels sein.The optical camera is preferably a video camera, which at predetermined time intervals - for example, at intervals of 33 ms - can record frames (frames). The path traveled can also be determined continuously, so that, for example, the distance traveled is updated and projected for each recorded image. In this way, it is possible to check the risk of collision continuously or continuously, so that the driver can be warned quickly. The speed and the steering angle may also be updated at times different from the timings of the image capture - the image rate of the image sensor may be different from the frequency of the measurement of the speed and the steering angle.
Die Kamera kann in einem Heckbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sein, etwa an einer Heckklappe oder einem hinteren Stoßfänger oder an einer Heckscheibe des Kraftfahrzeugs.The camera can be arranged in a rear region of the motor vehicle, for example on a tailgate or a rear bumper or on a rear window of the motor vehicle.
Die Kamera kann eine CMOS-Kamera (Complementary Metal Oxide Semiconductor) oder aber eine CCD-Kamera (Charge Coupled Device) sein.The camera can be a CMOS camera (Complementary Metal Oxide Semiconductor) or a CCD camera (Charge Coupled Device).
In dem aufgenommenen Bild kann ein fahrzeugexternes Objekt, insbesondere ein benachbartes Fahrzeug, erkannt werden. Die Kollisionsgefahr kann dann in Abhängigkeit von einer relativen Position des Objekts bezüglich des projizierten Pfades im Bild eingeschätzt werden. Dies bedeutet, dass der Fahrer in Abhängigkeit von dieser relativen Position des erkannten Objekts bezüglich des projizierten Pfades gewarnt werden kann. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass Fehlwarnungen bzw. unnötige Warnungen verhindert werden können. Ein außerhalb des zurückgelegten Pfades befindliches anderes Fahrzeug stellt nämlich keine oder eine geringere Kollisionsgefahr als ein auf dem zurückgelegten Pfad befindliches Fahrzeug dar.In the recorded image, an external vehicle object, in particular an adjacent vehicle, can be detected. The risk of collision can then be estimated as a function of a relative position of the object with respect to the projected path in the image. This means that the driver can be warned in relation to the projected path depending on this relative position of the detected object. This embodiment has the advantage that false warnings or unnecessary warnings can be prevented. Namely, another vehicle located outside the traveled path presents no or less danger of collision than a vehicle on the covered path.
Es kann in dem aufgenommenen Bild ein für die Warnung relevanter Bereich definiert werden, nämlich entlang des projizierten Pfades. Dieser relevante Bereich erstreckt sich also parallel zum projizierten Pfad und kann eine derartige Breite aufweisen, die zumindest der Breite des Kraftfahrzeugs im Bild entspricht. Dann kann das Warnen des Fahrers unter der Voraussetzung erfolgen, dass einerseits sich das Objekt (benachbartes Fahrzeug) innerhalb des relevanten Bereichs – etwa auf dem zurückgelegten Pfad – befindet und andererseits auch ein Abstand des Objekts zum Kraftfahrzeug unterhalb eines vorgegebenen Grenzwerts liegt. Die Warnung wird vorzugsweise bereits dann vorgenommen, wenn sich das Objekt nur bereichsweise innerhalb des relevanten Bereichs befindet bzw. in den relevanten Bereich hineinragt. Gerade dann besteht nämlich das Risiko eines Auffahrunfalls von hinten, und der Fahrer kann vor dieser Kollisionsgefahr gewarnt werden. Auf diesem Wege wird der Fahrer darüber informiert, dass ein plötzliches Abbremsen des eigenen Kraftfahrzeugs zu einem Auffahrunfall und somit zu einer Kollision führen kann. Das Risiko eines Unfalls wird somit auf ein Minimum reduziert. Das System kann auch dafür eingesetzt werden, um das Fahrzeug für einen bevorstehenden Unfall vorzubereiten, z. B. kann das System die Vorspannung eines Sicherheitsgurtes auslösen, wenn das System erkennt, dass ein Unfall bevorsteht und unvermeidbar ist.It can be defined in the captured image a relevant area for the warning, namely along the projected path. This relevant area thus extends parallel to the projected path and may have such a width which corresponds at least to the width of the motor vehicle in the image. Then the warning of the driver can take place on the assumption that, on the one hand, the object (adjacent vehicle) is within the relevant area - for example along the path traveled - and, on the other hand, a distance between the object and the motor vehicle is below a predetermined limit value. The warning is preferably already made when the object is only partially within the relevant area or projects into the relevant area. Especially then there is the risk of rear-end collision from behind, and the driver can be warned against this collision hazard. In this way, the driver is informed that a sudden deceleration of the own motor vehicle can lead to a rear-end collision and thus to a collision. The risk of an accident is thus reduced to a minimum. The system can also be used to prepare the vehicle for an impending accident, e.g. For example, the system may trigger the pretension of a seat belt if the system recognizes that an accident is imminent and unavoidable.
Der Fahrer kann mithilfe des Kamerasystems auf verschiedene Art und Weisen gewarnt werden: Beispielsweise kann ein akustisches Warnsignal ausgegeben werden, mittels welchem der Fahrer auf akustischem Wege gewarnt wird. Ergänzend oder alternativ kann auch eine haptische Vorrichtung – etwa ein Vibrationsaktuator – angesteuert werden, mittels welchem der Fahrer auf haptischem Wege gewarnt wird. Noch zusätzlich oder alternativ kann das aufgenommene Bild zusammen mit dem projizierten Pfad auf einer optischen Anzeigeeinrichtung – etwa einem Display und/oder einem Rückwärtsspiegel – angezeigt werden, sodass der Fahrer vor einer möglichen Kollisionsgefahr optisch gewarnt wird. Mit den genannten Methoden kann der Fahrer besonders zuverlässig gewarnt werden; insbesondere kann das Anzeigen des Bildes auf der Anzeigeeinrichtung mit der akustischen und/oder haptischen Warnung kombiniert werden, sodass der Fahrer einerseits ein Bild der Umgebung hinter dem Kraftfahrzeug auf der Anzeigeeinrichtung angezeigt bekommt und andererseits auch gegebenenfalls durch eine akustische und/oder haptische Warnung gewarnt wird.The driver can be warned by the camera system in various ways: For example, an audible warning can be issued, by means of which the driver is warned acoustically. Additionally or alternatively, a haptic device - such as a vibration actuator - can be controlled, by means of which the driver is warned by haptic means. Additionally or alternatively, the recorded image can be displayed together with the projected path on an optical display device - such as a display and / or a rear-view mirror - so that the driver is visually warned of a possible collision hazard. With the above methods, the driver can be warned particularly reliable; In particular, the display of the image on the display device can be combined with the acoustic and / or haptic warning, so that the driver on the one hand gets an image of the environment behind the motor vehicle displayed on the display and on the other hand also warned by an audible and / or haptic warning ,
Wie bereits ausgeführt, wird der zurückgelegte Pfad in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit sowie dem Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs ermittelt. Prinzipiell sind hier unterschiedlichste Methoden der Ermittlung des zurückgelegten Pfades denkbar, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Methode beschränkt. Es erweist sich jedoch als besonders vorteilhaft, wenn der zurückgelegte Pfad des Kraftfahrzeugs gemäß der nachfolgenden Beschreibung ermittelt wird:
Während der Fahrt des Kraftfahrzeugs kann eine Vielzahl von Werten der Geschwindigkeit sowie zugeordneten Werten des Lenkwinkels des Kraftfahrzeugs in vorbestimmten Zeitabständen aufgezeichnet werden. Es können also fortlaufend diskrete Werte der Geschwindigkeit einerseits und des Lenkwinkels andererseits aufgezeichnet werden, nämlich während der Fahrt des Kraftfahrzeugs. Dann liegt eine zeitliche Sequenz bzw. Abfolge von Wertepaaren aus Werten der Geschwindigkeit einerseits und Werten des Lenkwinkels andererseits vor. In vorteilhafter Weise kann der zurückgelegte Pfad abschnittsweise berechnet werden; es können Abschnitte des zurückgelegten Pfads jeweils in Abhängigkeit von zwei benachbarten, d. h. zeitlich unmittelbar aufeinander folgenden Wertepaaren berechnet werden. Bevorzugt werden die einzelnen Abschnitte des Pfads ausschließlich in Abhängigkeit von den jeweiligen benachbarten Wertepaaren berechnet. Durch das „Zerlegen” des zurückgelegten Pfades in einzelne Abschnitte kann dieser Pfad mit geringem technischen Aufwand ermittelt werden. Es brauchen nämlich lediglich die einzelnen Abschnitte berechnet werden, nämlich jeweils in Abhängigkeit von zwei Werten der Geschwindigkeit sowie von zwei zugeordneten Werten des Lenkwinkels. Eine derartige Berechnung des zurückgelegten Pfads ist außerdem besonders präzise. Es gilt nämlich die Beziehung, dass, je größer die Frequenz der Aufzeichnung der Werte der Geschwindigkeit und des Lenkwinkels ist, desto höher die Auflösung des ermittelten Pfads.As already stated, the distance covered is determined as a function of the speed and the steering angle of the motor vehicle. In principle, the most varied methods for determining the distance traveled are conceivable here, and the present invention is not limited to a specific method. However, it proves to be particularly advantageous if the covered path of the motor vehicle is determined according to the following description:
During the driving of the motor vehicle, a plurality of values of the speed as well as associated values of the steering angle of the motor vehicle can be recorded at predetermined time intervals. Thus, it is possible to continuously record discrete values of the speed on the one hand and of the steering angle on the other hand, namely while the motor vehicle is traveling. Then there is a temporal sequence or sequence of value pairs from values of speed on the one hand and values of the steering angle on the other. Advantageously, the path traveled can be calculated in sections; It is possible to calculate sections of the path traveled in each case as a function of two adjacent value pairs, ie, one after the other in temporal succession. Preferably, the individual sections of the path are calculated exclusively as a function of the respective adjacent value pairs. By "breaking down" the path covered into individual sections, this path can be determined with little technical effort. Namely, only the individual sections need to be calculated, namely in each case as a function of two values of the speed and of two associated values of the steering angle. Such calculation of the traveled path is also particularly accurate. Namely, the relationship holds that the larger the frequency of recording the values of the speed and the steering angle, the higher the resolution of the detected path.
Während der Fahrt des Kraftfahrzeugs kann also eine zeitliche Abfolge von Werten der Geschwindigkeit und zugeordneten Werten des Lenkwinkels aufgezeichnet werden. Jedem Wert der Geschwindigkeit ist somit ein Wert des Lenkwinkels zeitlich zugeordnet. Dies bedeutet, dass zu einem bestimmten Zeitpunkt ein Wert des Lenkwinkels und ein Wert der Geschwindigkeit erfasst werden. Wird ein neues Wertepaar aus einem neuen Wert der Geschwindigkeit und einem neuen Wert des Lenkwinkels aufgezeichnet, so kann ein neuer Abschnitt des zurückgelegten Pfads zwischen der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs einerseits und der vergangenen (letzten) Position des Kraftfahrzeugs andererseits berechnet werden, in welcher das letzte Wertepaar erfasst wurde. Im Rahmen der Berechnung des neuen Abschnittes wird diese vergangene Position des Kraftfahrzeugs in Bezug auf die aktuelle Position bestimmt, und diese beiden Punkte werden miteinander verbunden, sodass ein neuer Abschnitt des zurückgelegten Pfads entsteht.During the drive of the motor vehicle, therefore, a chronological sequence of values of the speed and associated values of the steering angle can be recorded. Each value of the speed is thus assigned a value of the steering angle in time. This means that at a certain time, a value of the steering angle and a value of the speed are detected. If a new value pair is recorded from a new value of the speed and a new value of the steering angle, then a new portion of the traveled path can be calculated between the current position of the motor vehicle on the one hand and the past (last) position of the motor vehicle on the other hand Value pair was recorded. As part of the calculation of the new section, this past position of the motor vehicle with respect to the current position is determined, and these two points are connected together, so that a new section of the path covered is created.
Prinzipiell können die Zeitabstände, in denen die Werte der Geschwindigkeit und des Lenkwinkels aufgezeichnet werden, beliebig sein Diese Zeitabstände können auch variieren, sodass die Werte in unregelmäßigen Zeitabständen erfasst werden. Wie bereits ausgeführt, erweist es sich jedoch als vorteilhaft, wenn diese Werte mit einer relativ hohen Frequenz aufgezeichnet werden. Dann kann der zurückgelegte Pfad nämlich mit einer besonders hohen Auflösung und somit auch besonders präzise ermittelt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Werte der Geschwindigkeit und des Lenkwinkels mit einer – insbesondere konstanten – Frequenz aufgezeichnet, die gleich der Frequenz der Bildaufnahme durch die Kamera ist. Mit jedem Einzelbild steht dann ein aktualisierter Pfad für die Beurteilung der Fahrsituation zur Verfügung, und der Fahrer kann besonders rasch und frühzeitig gewarnt werden.In principle, the time intervals, in which the values of the speed and the steering angle are recorded, can be arbitrary. These time intervals can also vary, so that the values are recorded at irregular time intervals. As already stated, however, it proves to be advantageous if these values are recorded at a relatively high frequency. In that case, the path traveled can namely be determined with a particularly high resolution and thus also with particular precision. In a preferred embodiment, the values of the speed and of the steering angle are recorded with a frequency, in particular a constant frequency, which is equal to the frequency of the image acquisition by the camera. With each frame is then an updated path for assessing the driving situation available, and the driver can be warned very quickly and early.
Die Werte der Geschwindigkeit und des Lenkwinkels können beispielsweise in zeitlichen Abständen aus einem Wertebereich von 20 ms bis 40 ms aufgezeichnet werden, insbesondere in Zeitabständen von 33 ms (Zeitabstände zwischen den Einzelbildern der Kamera).The values of the speed and the steering angle can be recorded, for example, at intervals from a value range of 20 ms to 40 ms, in particular at intervals of 33 ms (intervals between the individual images of the camera).
Der Rechenaufwand bei der Berechnung einzelner Abschnitte des Pfads kann dann auf ein Minimum reduziert werden, wenn die einzelnen Abschnitte als ringsegmentförmige Abschnitte, also Abschnitte eines Ringes, berechnet werden. Der jeweilige Radius kann in Abhängigkeit von den jeweiligen benachbarten Werten des Lenkwinkels bestimmt werden. Hier kann beispielsweise ein Mittelwert des Lenkwinkels aus den beiden aufeinander folgenden Werten des Lenkwinkels berechnet werden. Aus diesem Mittelwert des Lenkwinkels kann dann der jeweilige Radius und somit auch die Krümmung des Abschnittes berechnet werden. Die Position des Mittelpunktes – also des Zentrums – des Rings bezüglich des Kraftfahrzeugs kann in Abhängigkeit von bekannten Fahrzeugdaten – etwa einem Abstand zwischen der vorderen und der hinteren Fahrzeugachse sowie einem Abstand zwischen dem linken und dem rechten Rad derselben Achse – sowie in Abhängigkeit von dem Mittelwert des Lenkwinkels bestimmt werden. Es können prinzipiell beliebige Methoden angewandt werden, welche die Berechnung des Lenkradius aus dem Mittelwert des Lenkwinkels ermöglichen. Um den Rechenaufwand weiterhin zu reduzieren, können die Abschnitte in einer Ausführungsform – anstatt als ringförmige Segmente – auch als lineare Abschnitte bzw. Segmente berechnet werden. Hier kann die Richtung der linearen Abschnitte auf der Basis des Lenkwinkels des Kraftfahrzeugs berechnet werden, während die Länge der linearen Abschnitte auf der Basis der Geschwindigkeit berechnet werden kann.The computational effort when calculating individual sections of the path can then be reduced to a minimum if the individual sections are calculated as ring-segment-shaped sections, ie sections of a ring. The respective radius can be determined as a function of the respective adjacent values of the steering angle. Here, for example, an average value of the steering angle can be calculated from the two successive values of the steering angle. From this mean value of the steering angle then the respective radius and thus also the curvature of the section can be calculated. The position of the center - that is the center - of the ring relative to the motor vehicle may depend on known vehicle data - such as a distance between the front and rear vehicle axles and a distance between the left and right wheels of the same axle - as well as the average the steering angle are determined. In principle, any methods can be used which allow the calculation of the steering radius from the mean value of the steering angle. In order to further reduce computational effort, in one embodiment, rather than as annular segments, the sections may also be calculated as linear segments. Here, the direction of the linear portions may be calculated on the basis of the steering angle of the motor vehicle, while the length of the linear portions may be calculated on the basis of the speed.
Ist der Radius und somit die Krümmung des einzelnen Abschnitts des Pfads bekannt, so braucht nun lediglich die Länge dieses Abschnitts berechnet zu werden. Für die Berechnung der Länge wird bevorzugt eine für diesen Abschnitt konstante Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs angenommen. Diese Geschwindigkeit kann als Mittelwert aus den Werten der Geschwindigkeit der benachbarten Wertepaare berechnet werden. Die Länge des jeweiligen Abschnitts kann somit ohne viel Rechenaufwand berechnet werden, nämlich auch unter Berücksichtigung des Zeitabstands, in welchem die beiden benachbarten Wertepaare aufgezeichnet wurden.If the radius and thus the curvature of the single section of the path is known, then only the length of this section needs to be calculated. For the calculation of the length, a speed of the motor vehicle which is constant for this section is preferably assumed. This speed can be calculated as an average of the values of the speed of the adjacent value pairs. The length of each section can thus be calculated without much computational effort, namely also taking into account the time interval in which the two adjacent value pairs were recorded.
Bei der Ermittlung des zurückgelegten Pfads können auch Positionsdaten des Kraftfahrzeugs berücksichtigt werden, die mittels eines Navigationssystems des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden. Beispielsweise können die Positionsdaten des Kraftfahrzeugs für die Berechnung des genannten Lenkradius bei der Ermittlung der Krümmung eines einzelnen Abschnitts des Pfades berücksichtigt werden. Durch die Berücksichtigung der Positionsdaten kann der zurückgelegte Pfad noch genauer ermittelt werden bzw. der Pfad kann mit den Positionsdaten des Kraftfahrzeugs plausibilisiert werden.When determining the distance traveled, position data of the motor vehicle can also be used be taken into account, which are provided by means of a navigation system of the motor vehicle. For example, the position data of the motor vehicle for the calculation of said steering radius can be taken into account in determining the curvature of a single section of the path. By taking into account the position data, the path traveled can be determined even more accurately or the path can be made plausible with the position data of the motor vehicle.
Neben der oben beschriebenen Funktion des Warnens des Fahrers vor Auffahrunfällen von hinten kann das Kamerasystem auch weitere Funktionen übernehmen: Beispielsweise kann anhand des Bildes mit dem projizierten Pfad ein das eigene Kraftfahrzeug überholendes anderes Fahrzeug erkannt werden. Ein im aufgenommenen Bild erkanntes anderes Fahrzeug kann als überholendes Fahrzeug dann eingestuft werden, wenn sich das erkannte Fahrzeug neben dem projizierten Pfad befindet und sich der Abstand zwischen den beiden Kraftfahrzeugen verringert. In diesem Falle kann eine Warnung bzw. eine Information ausgegeben werden, dass ein überholendes Fahrzeug erkannt wurde. Der Fahrer wird somit über dieses überholende Fahrzeug informiert, und das Risiko einer Kollision ist minimal.In addition to the above-described function of warning the driver of rear-end collisions from the rear, the camera system can also take on additional functions: For example, it is possible to use the image with the projected path to detect an own vehicle overtaking another vehicle. An other vehicle recognized in the captured image may be classified as a passing vehicle if the detected vehicle is adjacent to the projected path and the distance between the two vehicles is decreased. In this case, a warning or information may be issued that an overtaking vehicle has been detected. The driver is thus informed about this overtaking vehicle and the risk of a collision is minimal.
Das Kamerasystem kann auch als ein Spurverlassenswarner verwendet werden. Anhand des aufgenommenen Bilds einschließlich des projizierten Pfads kann erkannt werden, dass das Kraftfahrzeug seine Fahrspur verlässt. Dies kann anhand des Verlaufs des zurückgelegten Pfads ohne viel Aufwand erkannt werden. Bei dieser Ausführungsform kann gegebenenfalls auch die Information berücksichtigt werden, ob der Fahrer einen Blinker aktiviert hat oder nicht. Wird das Verlassen der Fahrspur ohne einen aktivierten Blinker erkannt, so kann der Fahrer gewarnt werden.The camera system can also be used as a lane departure warning. Based on the captured image including the projected path can be seen that the motor vehicle leaves its lane. This can be recognized by the course of the path covered without much effort. In this embodiment, the information may also be taken into account if the driver has activated a turn signal or not. If leaving the lane without an activated turn signal is detected, the driver can be warned.
Es ist somit auch möglich, anhand des Bildes mit dem projizierten Pfad ein Überholmanöver des Kraftfahrzeugs zu detektieren. In diesem Falle weist der zurückgelegte Pfad nämlich ebenfalls einen spezifischen Verlauf auf.It is thus also possible to detect an overtaking maneuver of the motor vehicle on the basis of the image with the projected path. In this case, the path traveled also has a specific course.
Die Erfindung betrifft auch ein Kamerasystem für ein Kraftfahrzeug, nämlich zum Warnen eines Fahrers des Kraftfahrzeugs vor einer Kollisionsgefahr. Das Kamerasystem umfasst eine Kamera, welche zum Aufnehmen eines Bildes eines Umgebungsbereichs hinter dem Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Es sind Mittel bereitgestellt, welche zum Warnen des Fahrers auf der Basis des aufgenommenen Bildes dienen. Das Kamerasystem kann einen durch das Kraftfahrzeug zurückgelegten Pfad in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit und von einem Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs ermitteln. Bei dem Kamerasystem wird der Pfad auf das aufgenommene Bild projiziert. Das Kamerasystem kann den Fahrer anhand des Bildes mit dem projizierten Pfad warnen.The invention also relates to a camera system for a motor vehicle, namely for warning a driver of the motor vehicle of a risk of collision. The camera system comprises a camera which is designed to record an image of a surrounding area behind the motor vehicle. Means are provided for alerting the driver based on the captured image. The camera system can determine a path traveled by the motor vehicle as a function of a speed and of a steering angle of the motor vehicle. In the camera system, the path is projected onto the recorded image. The camera system can warn the driver based on the image with the projected path.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug beinhaltet ein erfindungsgemäßes Kamerasystem.A motor vehicle according to the invention includes a camera system according to the invention.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Kamerasystem sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.The preferred embodiments presented with reference to the method according to the invention and their advantages apply correspondingly to the camera system according to the invention and to the motor vehicle according to the invention.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.Further features of the invention will become apparent from the claims, the figures and the description of the figures. All the features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone.
Die Erfindung wird nun anhand einzelner bevorzugter Ausführungsbeispiele, wie auch unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.The invention will now be described with reference to individual preferred embodiments, as well as with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen:Show it:
Ein in
Die Kamera
Diese Informationen kann die Recheneinrichtung
Optional kann die Recheneinrichtung
Wie bereits ausgeführt, dient das Kamerasystem
In
Um den genannten relevanten Bereich zu ermitteln, berechnet die Recheneinrichtung
In
Für die Bestimmung des zurückgelegten Pfades
Bezugnehmend auf
Ist der Radius r0 bekannt, so braucht lediglich noch die Länge d0 des Abschnitts
Wie in
- – (x0, y0): die aktuelle Position des
Kraftfahrzeugs 1 ; und - – (x–1, y–1), (x–2, y–2), (x–n, y–n): die vergangenen Positionen
14 desKraftfahrzeugs 1 zu jeweiligen Zeitpunkten t–1 bzw. t–2 bzw. t–n
- - (x 0 , y 0 ): the current position of the
motor vehicle 1 ; and - - (x -1 , y -1 ), (x -2 , y -2 ), (x -n , y -n ): the
past positions 14 of themotor vehicle 1 at respective times t -1 and t -2 and t -n, respectively
Sind die vergangenen Positionen
In
Also dient das Kamerasystem
Claims (14)
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