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Anfahrfreigabe
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren einer im Wesentlichen Farb- und formbasierten Anfahrfreigabe zur Anwendung bei Kraftfahrzeugen, basierend auf Einzel- und Multikamerasystemen.
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Stand der Technik
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DE 100 2006 061 300 A1 bezieht sich auf ein Umfelderfassungssystem und ein Umfelderfassungsverfahren eines Kraftfahrzeuges mit einer Sensorik zum Erfassen von Messsignalen, die Informationen über Objekte im Umfeld des Kraftfahrzeuges liefern. Das Umfelderfassungssystem umfasst eine Auswahleinheit, die einen ausgewählten Raumbereich des Umfeldes ermittelt, über den Informationen benötigt werden. Es ist eine Steuereinheit vorhanden, welche eine Sensorik derart ansteuert, dass ein Messsignal ermittelt wird, das den ausgewählten Raumbereich umfasst. Eine Auswerteinheit fusioniert die Informationen der Messsignale anhand eines Wahrscheinlichkeitsverfahrens in eine Zelle, wobei jeder Zelle ein Wahrscheinlichkeitswert zugeordnet ist. Dieser Wert ist ein Maß für die Anwesenheit eines Objektes in dem mit der Zelle korrespondierenden Raumbereich. Der ausgewählte Raumbereich kann in Abhängigkeit zu einem vorausgesagten Fahrschlauch ausgewählt werden. Eine derart erzeugte Umfeldkarte wird in einem Speicher abgelegt und steht über diesen zum Zugriff bereit. Nähert sich das Fahrzeug oder ein Fahrzeugteil des Fahrzeuges dem Raumbereich, in dem die Wahrscheinlichkeit der Anwesenheit eines Objektes über einem Schwellenwert liegt, kann ein Warnsignal von einer Warneinheit generiert werden.
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DE 2004 039 740 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Abstandsbestimmung und Objektbestimmung mittels einer Mono-Kamera und vier Laserdioden, wobei mehrere Triangulationssensoren entstehen, die eine Abstandsberechnung ermöglichen. Mithilfe einer nachgeschalteten Graubildverarbeitung kann ein detektiertes Objekt klassifiziert werden, wobei im Umfeld der Intensitätspeaks des Triangulationssensors nach Kanten oder anderen Objektmerkmalen im Grauwertbild gesucht und die Objekte durch Segmentierung vereinigt werden. Die detektierten Objekte und ihre Position können einem Steuergerät für eine Stop- und Go-Funktion zugeführt werden.
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DE 2006 002 232 A1 offenbart einen Anfahrwarner mit Kollisionsmelder bei Nutzfahrzeugen. Hier wird mittels Ultraschallsensoren ein Ist-Zustand eines nichteinsehbaren Bereiches, insbesondere vor und/oder seitlich des Fahrerhauses erfasst. Die Ultraschallsensoren erfassen den Bereich bei einem im Stillstand befindlichen Fahrzeug, wobei in einer definierten Zeitspanne der Bereich vermessen und der Abstand zu mindestens einem, zum Zeitpunkt des Stillstands im Bereich bereits befindlichen Objekts ermittelt wird. Es wird offenbart, dass bei jedem Stillstand des Fahrzeuges ein Ist-Zustand ermittelt wird und dieser als Referenzwert hinterlegt ist, wobei ein erstes Warnsignal ausgegeben wird, wenn sich mindestens ein Abstand gegenüber dem gespeicherten Referenzwert verringert. Es wird dann ein zweites Warnsignal ausgegeben, wenn aufgrund Pedalstellung und/oder Zustand des Antriebsstranges und/oder der Bremseinrichtung ein Anfahrwunsch ableitbar ist und mindestens ein Abstand geringer ist als derjenige des gespeicherten Referenzzustandes.
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DE 10 2009 039 809 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermessung des Umfeldes eines Kraftfahrzeuges, wobei im Stillstand des Fahrzeuges eine Kamera eine vorgegebene Bewegung ausführt und unter Verwendung der Bewegung der Kamera 3-D-Daten des Umfeldes ermittelt werden. Insbesondere beim automatischen Ausfahren aus einer Parklücke mittels eines Parkassistenten kann ein auf Motion-Stereo basierendes Assistenzsystem keine Informationen über das aktuelle Umfeld des Fahrzeuges geben und die Umfeldinformation wird nur langsam aufgebaut, sodass Systeme auf vorherige und möglicherweise überholte Informationen zurückgreifen. Demnach beschreibt
DE 10 2009 031 809 A1 ein Verfahren zur Erkennung des Umfeldes mittels Motion-Stereo bei einem stehenden Fahrzeug. Die Kamera legt eine Bewegung zurück und generiert dadurch 3-D-Daten des Umfeldes. Dabei kann die Kamera eine Drehbewegung, beispielsweise erzeugt durch eine Bewegung der Außenspiegel und/oder durch eine Längsbewegung ausführen.
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Bei heute eingesetzten Videosystemen für KFZ-Anwendungen wird eine Hilfe für den Fahrer beim Navigieren im nahen Umfeld angeboten. Diese Videosysteme umfassen in der Regel Rückfahrkameras, Multikameras, so zum Beispiel für eine Ansicht aus der Vogelperspektive, Vor- und Seitenkameras.
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Alle diese Systeme haben gemeinsam, dass das tatsächliche Umfeld des Fahrzeugs auf einem Monitor visualisiert wird. Bei aktuell am Markt befindlichen Systemen kann der Fahrer die jeweilige Ansicht selbst auswählen und so zum Beispiel unter der Vogelperspektive, unter einem sogenannten Trailer-Hitch-Mode wählen. Darunter ist zu verstehen, dass der Bildausschnitt direkt hinter der Anhängerkupplung gezeigt wird, um beispielsweise Rangiervorgänge mit einem angehängten Anhänger zu vereinfachen. Des Weiteren besteht auch die Möglichkeit, dass der Fahrer eine normale Rückfahrkamerasicht (Rear-View) auswählt.
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Darstellung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, an einem Kraftfahrzeug mindestens ein Kamerasystem derart zu verbauen, dass dieses stets einen Teil des Fahrzeugs zeigt, damit eine eindeutige Zuordnung von Objekten in Bezug auf die Fahrzeugkontur für den Fahrer möglich ist. Das mindestens eine Kamerasystem zeigt den unmittelbar vor dem Stoßfänger oder direkt entlang der Fahrzeugkontur, insbesondere längs der Seitenkanten liegenden Bereich als einen Farbbereich, der stets den Fahruntergrund repräsentiert. Eine Änderung dieses den Fahruntergrund repräsentierenden unmittelbaren Farbbereiches lässt auf eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Objekt, beziehungsweise einem Hindernis schließen.
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Bevorzugt wird die Farbe, welche am meisten in dem von dem mindestens einen Kamerasystem überstrichenen Suchbereich vorliegt, als Untergrundfarbe, d. h. als Farbe, die den Fahruntergrund repräsentiert, angenommen. Durch ein Steuergerät, welches die Kamerasysteme, insbesondere eine Frontkamera, eine Heckkamera und beispielsweise in den Seitenspiegeln vorgesehene Seitenkameras steuert, kann eine Abfrage der Kamerasysteme dahingehend erfolgen, dass die Farbe, die von der Mehrheit der Kamerasysteme gesehen wird, als Untergrundfarbe, d. h. den Fahruntergrund repräsentierend ausgewählt wird.
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Der auch als Hauptfarbe bezeichnete Farbbereich kann außerdem mittels eines Histogramms gefunden werden, innerhalb dessen auch ein Toleranzband der Farbe hinsichtlich der Schwankungsbreite vordetektiert und gegebenenfalls festgelegt werden kann. Anschließend erfolgt unter Verwendung der nunmehr bekannten Untergrundfarbe, d. h. des unmittelbaren Farbbereiches um die Fahrzeugkontur herum eine Segmentierung des von den Kamerasystemen erhaltenen Bildes. Bevorzugt weisen die einzelnen Segmente eine Mindestgröße auf und dürfen insbesondere keinen periodisch wiederkehrenden geometrischen Formen, so zum Beispiel Zebrastreifen oder Mittelstreifen oder Seitenstreifen oder dergleichen ähneln. Wird ein signifikantes Segment gefunden, d. h. ein Segment mit Hindernis, beziehungsweise Objekt, welches den vorgegebenen Regeln entspricht, kann eine Anfahrwarnung generiert werden.
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Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren zur Generierung von Signalen eines eine Anfahrtsfreigabe oder eines ein Anfahrtverbot anzeigenden Signals erlaubt es, Objekte, welche im Rahmen des Segmentierens als im die Fahrzeugkontur umgebenden Farbbereich liegend ermittelt wurden, mit resultierenden „Fahrschläuchen“ abzugleichen. Dies bedeutet, dass ein vorbestimmter „Fahrschlauch“ bei der Detektion eines signifikanten Segmentes, d. h. eines Segmentes, innerhalb dessen ein Objekt vorliegt, angepasst und verändert werden kann, um eben diesem Hindernis, beziehungsweise Objekt auszuweichen. Dies ist insbesondere interessant bei nahen Objekten, die sich beispielsweise an den Längsseiten der Fahrzeugkontur, d. h. im Bereich der Türen, der vorderen und der hinteren Kotflügel befinden. Dort befindliche Objekte können aufgrund fehlender Sensorik nicht vermessen werden, wenn sich das Fahrzeug gerade im stationären Initialzustand befindet, was bedeutet, dass das Fahrzeug zuvor an den entsprechenden Objekten nicht unmittelbar im Rahmen einer Fahrt vorbeigekommen ist, diese Objekte demzufolge nicht erkannt hat.
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Diesem stationären, initialen Zustand hilft das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren in besonders einfacher und kostengünstiger Weise ab. Der von den Kamera- beziehungsweise Videosystemen überstrichene Bereich kann sich über das gesamte Bild erstrecken; desweiteren besteht die Möglichkeit, den Suchbereich wie auch den Farbauswahlbereich je nach Relevanz an verschiedenen Positionen zu untersuchen.
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Vorteile der Erfindung
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Der Vorteil der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung ist vor allem darin zu erblicken, dass bei in der Nähe der Fahrzeugkontur liegenden Objekten, so zum Beispiel einem über Nacht abgestellten Fahrrad, herausgestellten Mülltonnen auf Gehsteigen und dergleichen mehr, aufgrund einer fehlenden Sensorik entlang der Längsseiten des Fahrzeugs fahrzeugnahe Objekte stationär und im Initialzustand des Fahrzeugs detektiert werden können. Damit kann insbesondere dem Umstand Rechnung getragen werden, dass für den Fall, dass das Fahrzeug zuvor an diesen Objekten nicht vorbeigefahren ist und diese demzufolge nicht erfasst und abgespeichert werden können, deren Position also unbekannt ist, stationär und im Initialzustand eine Kollision mit fahrzeugnah vorhandenen Hindernissen beziehungsweise Objekten vermieden werden kann.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend eingehender beschrieben.
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Es zeigt:
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1 Video- beziehungsweise Kamerasysteme und/oder Ultraschallsensoren und deren Einbauorte an einem Fahrzeug,
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2 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug aus der Vogelperspektive mit eingezeichneten relevanten Farbbereichen,
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3 einen segmentierten Fahrschlauch vor dem Fahrzeug liegend und
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4 den unmittelbar vor dem Frontbereich des Fahrzeugs liegenden Bereich der Fahrbahn.
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Ausführungsvarianten
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1 zeigt ein Fahrzeug und an diesem an ihren Einbauorten vorgesehene Ultraschallsensoren beziehungsweise Video- oder Kamerasysteme.
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Aus 1 geht hervor, dass an einem Fahrzeug 10 in der Motorhaube beziehungsweise im Kühlergrill eine Frontkamera 12 an einem Einbauort 14 vorgesehen ist. Wie heute immer häufiger zu beobachten ist, ist das Frontend des Fahrzeugs 10 mit einer Anzahl von Ultraschallsensoren 16 versehen, die an Einbauorten 18 unterhalb der Scheinwerfer beidseits des Kühlergrills beispielsweise eingelassen sind.
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In Seitenspiegeln 20 des Fahrzeugs 10 können, wie in 1 angedeutet, Seitenkameras 22 an Einbauorten 24 untergebracht sein. Im hinteren Bereich des Fahrzeugs befindet sich mindestens eine Heckkamera 33, deren Einbauort in der Darstellung gemäß 1 durch Bezugszeichen 34 gekennzeichnet ist. Die Ultraschallsensoren 26 im Heckbereich des Fahrzeugs sind an Einbauorten 28 untergebracht.
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In der Darstellung gemäß 1 ist ein rückwärtiges Sichtfeld, das durch die Heckkamera 33 aufgenommen wird, mit Bezugszeichen 30 bezeichnet. Eine Draufsicht auf das Fahrzeug 10 beim Rückwärtseinparken in eine schräg verlaufende Parklücke ist in der Darstellung gemäß 1 durch Bezugszeichen 32 identifiziert.
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Desweiteren ist der Darstellung gemäß 1 zu entnehmen, dass eine kombinierte Frontsicht 35 beispielsweise aus Signalen der Ultraschallsensoren 16 im Frontbereich des Fahrzeugs 10 und aus Bildern der Frontkamera 12 bei Überlagerung der gelieferten Informationen generiert wird.
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Mit den in 1 schematisch dargestellten Ultraschallsensoren 16 beziehungsweise 26, den Kamerasystemen 12, 22 und 33 lässt sich – ein entsprechendes koordinierendes Steuergerät vorausgesetzt – der gesamte Bereich in der Nähe einer Fahrzeugkontur 37 erfassen und visualisieren. Diese Visualisierung ist beispielsweise in der in 2 gewählten Vogelperspektive auf das Fahrzeug 10 dargestellt.
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Durch die Kamerasysteme, d. h. die Frontkamera 12, die Heckkamera 33 sowie in den Seitenspiegeln 20 untergebrachte Seitenkameras 22, lässt sich die Fahrzeugkontur 37 entlang der Längsseiten, im Bereich vor dem Fahrzeug und im Heckbereich, wie in 2 angedeutet, mit einem am meisten von den Kamerasystemen 12, 22, 33 detektierten Farbton abbilden. Wie 2 entnommen werden kann, befindet sich vor dem Fahrzeug 10 ein erster relevanter Farbbereich 38, am Fahrzeug 10 im Heckbereich ein zweiter relevanter Farbbereich 40 und parallel zu den Seitenflächen des Fahrzeugs 10 sind dritte, und vierte relevante Farbbereiche 42, 44 in 2 gezeigt. Die dargestellten vier relevanten Bereiche 38, 40, 42, 44 werden durch die Kamerasysteme 12, 22 u. 33 abgebildet. Je nachdem welche Farbe die Mehrheit der Kamerasysteme 12, 22, 33 sieht, wird die am meisten detektierte Farbe als Farbe des Fahruntergrundes des Fahrzeugs 10 angenommen.
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Die Hauptfarbe, die um die Fahrzeugkontur 37 als vorherrschend angenommen wird, kann mittels eines Histogramms gefunden werden. Die Verwendung eines Histogramms bietet auch die Möglichkeit, ein Toleranzband festzulegen, insbesondere Schwankungsbreiten des Farbtons zu definieren.
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Aus der Darstellung gemäß 3 lässt sich ein einen Fahrschlauch 46 darstellender Bereich entnehmen, der von der Frontkamera 12 unter Verwendung der Signale der Ultraschallsensoren 16 im Frontbereich des Fahrzeugs 10 aufgenommen wird. Der Fahrschlauch 46 ist in der Darstellung gemäß 3 perspektivisch als Rechtskurve angedeutet und umfasst ein Gittermuster 48 aus einzelnen Gitterfeldern 50, welche relevante Segmente darstellen. Der Fahrschlauch 46, der in der Darstellung gemäß 3 als Rechtskurve verläuft und vor dem Fahrzeug 10 liegt, kann unter Annahme einer bekannten Untergrundfarbe – eben jener Hauptfarbe – segmentiert werden. Ein jedes der in der im Fahrschlauch 46 gemäß der Darstellung in 3 leicht gekrümmten Segmente 50 weist in vorteilhafter Weise eine bestimmte Mindestgröße auf. Die einzelnen Segmente 50 hier dargestellt durch die einzelnen Gitterfelder 50 eines Gittermusters 48 entlang des Fahrschlauches 46, dürfen keine gleichmäßig wiederkehrenden geometrischen Formen wie beispielsweise Mittelstreifen, Zebrastreifen oder dergleichen umfassen.
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Sobald während des Segmentierens ein signifikantes Segment 50, d. h. ein Gitterfeld 50 gefunden wurde, das als signifikantes Segment erkannt wird, das ein Objekt beziehungsweise ein Hindernis enthält, kann eine Anfahrwarnung beziehungsweise ein eine Anfahrwarnung darstellendes optisches oder akustisches Signal generiert werden.
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Anhand des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens unter Rückgriff auf eine Hauptfarbe, welche die Fahrzeugkontur 37 des Fahrzeugs 10 umgibt, kann insbesondere beim Losfahren eine Detektion von der Fahrzeugkontur 37 nahegekommenen Objekten erfolgen. Liegen diese Objekte insbesondere in den relevanten Farbbereichen 42 bis 44, im Türbereich beziehungsweise im Kotflügelbereich des Fahrzeugs 10, können diese aufgrund einer fehlenden Sensorik entlang der Seiten des Fahrzeugs 10 in der Regel nicht vermessen werden, wenn sich das Fahrzeug im stationären Initialzustand befindet. Beispielsweise über Nacht herausgestellte auf den Gehweg in der Nähe des Fahrzeugs gestellte Mülltonnen, Fahrräder, Kinderwagen oder dergleichen können als dementsprechende Objekte nicht unmittelbar vorher durch eine Vorbeifahrt ermittelt werden, wenn sie nach dem Abstellen des Fahrzeugs in einer Parklücke über Nacht vor dem morgendlichen Anlassen des Fahrzeugs die Nähe der Fahrzeugkontur eben entlang einer Längsseite vergleiche Position 42, 44 in 2 Fahrzeugkontur 37 sehr nahegekommen sind. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren berücksichtigt insbesondere den Umstand, dass Objekte in unmittelbarer Nähe der Fahrzeugkontur 37 erkannt werden können, entweder in einer Vorbeifahrt zuvor nicht vermessen werden konnten, die Orte dieser Objekte in Bezug auf die Fahrzeugkontur 37 demzufolge unbekannt sind, sowie Objekte wie die vorstehend aufgezählten Abfallcontainer, Mülltonnen, Fahrräder und dergleichen, welche aufgrund ihrer Mobilität in die Nähe des Fahrzeugs 10 beziehungsweise in die Nähe der Fahrzeugkontur 37 gelangt sein können.
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Der Suchbereich, innerhalb dessen die Kamerasysteme 12, 22 beziehungsweise 33 suchen, kann sich über das gesamte Bild, d. h. über die gesamte Fahrzeugkontur 37 – vergleiche Darstellung gemäß 2 aus der Vogelperspektive – erstrecken; es kann jedoch auch die Variante vorgesehen werden, den Suchbereich, wie auch den Farbauswahlbereich je nach Relevanz, zum Beispiel hinsichtlich des Fahrschlauches 46 an verschiedene Positionen zu transferieren.
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Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung zeichnet sich durch ihre Einfachheit aus, insbesondere durch den Umstand, dass diese sehr leicht in Assistenzsysteme integrierbar ist und die vorgegebenen Berechnungesalgorythmen keiner aufwändigen Implementierung und Pflege bedürfen. Die Detektion eines Farbumschlages d. h. die Detektion eines signifikanten Segmentes beziehungsweise Gitterfeldes 50 kann einfach und schnell integrierbar auf einer einfachen Hardware in kostengünstiger Weise bereitgestellt werden.
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4 zeigt den unmittelbar vor dem Frontbereich des Fahrzeugs liegenden Bereich eines Fahruntergrundes.
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Wie aus der perspektivischen Darstellung gemäß 4 hervorgeht, bewegt sich ein Fahrzeug auf der gegenüberliegenden Fahrbahnspur 56. Der unmittelbar vor dem Fahrzeug 10 liegende Fahrbahnbereich, vergleiche Position 38 in 3, ist von einer Begrenzung 58 auf der linken Seite (Stoßfänger) begrenzt sowie von einer Begrenzung 60 (Stoßfänger), die auf der rechten Seite der vom Fahrzeug 10 befahrenen Fahrbahnspur 56 liegt. Analog zur Darstellung gemäß 3 ist die Fahrbahn 56, auf der sich das Fahrzeug 10 bewegt, von einem Gittermuster 48 bedeckt. Die einzelnen Gitterfelder 50 des Gittermusters 48 gemäß der Darstellung in den 3 und 4 weisen beispielsweise quadratische Geometrie auf und haben eine Größenordnung von etwa 1 m auf 1 m. Selbstverständlich sind auch andere Größen der Gitterfelder 50 des Gittermusters 48 konfigurierbar.
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Analog zur Darstellung gemäß 3 geht aus 4 hervor, dass die Fahrbahnspur 56, auf der sich das entgegenkommende Fahrzeug bewegt und die Fahrbahnspur 56, auf der sich das Fahrzeug 10 bewegt, auf ein und derselben Fahrbahn 54 liegen.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die anhängigen Ansprüche angegebenen Bereiches eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 1002006061300 A1 [0002]
- DE 2004039740 A1 [0003]
- DE 2006002232 A1 [0004]
- DE 102009039809 A1 [0005]
- DE 102009031809 A1 [0005]
