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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Abstandes zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt.
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In modernen Fahrzeugen werden für gewöhnlich Funktionen, wie die Abstandsfolgefahrt ACC (Adaptive Cruise Control) mit Radar-Sensoren realisiert, mit denen eine laterale und/oder longitudinale Position, Relativgeschwindigkeit und Relativbeschleunigung über Radar-Impulse aktiv gemessen werden. ACC-Systeme können mit einer Video-Kamera realisiert werden, Video-ACC genannt. Die Video-Kamera nimmt dabei ein Bild der Straße auf und vergleicht das Bild zum Beispiel ausschnittsweise mit trainierten Ansichten von Fahrzeugen, wobei meist Rückfronten erfasst werden, unter Ausnutzung von Ähnlichkeiten der Fahrzeugrückfronten. Aus der beispielsweise horizontalen Ausdehnung des Bildausschnitts, der als Fahrzeug klassifiziert wird, kann über eine geschätzte reale Größe die Entfernung geschätzt werden. Da die Größe und/oder Entfernung des Fahrzeugs nicht wirklich gemessen werden kann, kann die Entfernung lediglich mittels Schätzung ermittelt werden. Bestimmt man die Relativgeschwindigkeit über die zeitliche Differentiation der lediglich geschätzten Entfernung, erhält man durch das Messrauschen der Entfernungsschätzung eine verrauschte, geschätzte Relativgeschwindigkeit. Für ein Video-ACC-System wären somit eine möglichst genau gemessene Entfernung und Relativgeschwindigkeit von Vorteil. Ebenso für eine Ermittlung der Sichtweite in der Umgebung eines Fahrzeugs. Beispielsweise bei Nebel, Schnee und starken Regen ist die Sicht für den Fahrer unter Umständen schlecht. Es gibt für derartige Fälle bestimmte Beleuchtungsmittel, wie z. B. Nebenscheinwerfer, die eingestellt werden müssen und, wenn die Beleuchtungsmittel es erlauben, an die Sichtweite bzw. Situation angepasst werden können. Es gibt verschiedene Arten von Sensoren zur Ermittlung von Regen. Durch die Sensoren wird aber nicht angeben, wie weit die Sichtweite ist und wie die Scheinwerfer am besten darauf anzupassen sind.
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Die
DE 100 59 895 A1 offenbart ein Verfahren zur Erkennung von Fahrbahnmarkierungen aus Bilddaten, dadurch gekennzeichnet, dass es die morphologischen Eigenschaften punktförmiger Fahrbahnmarkierungen auf Grundlage von a priori Wissen in Betracht zieht.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Bestimmung eines Abstandes zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt, eine verbesserte Vorrichtung zur Bestimmung eines Abstandes zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt und ein verbessertes Computer-Programmprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass ein Abstand bzw. eine Entfernung von einem Fahrzeug zu einem Objekt auf Basis einer Anzahl sowie einer Beabstandung von Fahrbahnmarkierungsmerkmalen zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt bestimmt werden kann. Dazu können sowohl das Objekt als auch die Anzahl von Fahrbahnmarkierungsmerkmalen zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt erfasst werden. Auch kann die Beabstandung der Fahrbahnmarkierungsmerkmale untereinander erfasst bzw. vermessen werden. Aus der Anzahl sowie der Beabstandung der Fahrbahnmarkierungsmerkmale lässt sich dann der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt ermitteln. Auf diese Weise lässt sich auch die aktuelle Sichtweite bestimmen.
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Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt sehr exakt und korrekt bestimmt werden kann. Dies wirkt sich auf die Verwendung des gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmten Abstandes im Rahmen weiterer Fahrzeugsysteme, die auf den Abstand zugreifen, dahingehend vorteilhaft aus, dass die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der weiteren Fahrzeugsysteme gesteigert werden kann. Beispielsweise kann der bestimmte Abstand für eine Vorparametrisierung von Bremssystem oder Notbremssystem, ESP, Airbag und/oder weiteren Sicherheitssystemen vorteilhaft genutzt werden. Somit kann die Fahrsicherheit erhöht werden.
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Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Bestimmung eines Abstandes zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Erkennen des Objekts und einer Anzahl von Fahrbahnmarkierungsmerkmalen zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt;
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Ermitteln einer Beabstandung zwischen den Fahrbahnmarkierungsmerkmalen; und
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Bestimmen des Abstandes zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt basierend auf der erkannten Anzahl von Fahrbahnmarkierungsmerkmalen und der ermittelten Beabstandung.
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Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug handeln, insbesondere ein straßengebundenes Kraftfahrzeug, wie ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad. Das Objekt kann ein Objekt auf, über oder neben einer Fahrbahn sein, auf der sich das Fahrzeug befindet. Dabei kann das Objekt sich beispielsweise in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug befinden. Ein Fahrbahnmarkierungsmerkmal kann hierbei einen Licht reflektierenden Bereich und/oder eine sich von der Fahrbahn unterscheidende Farbe aufweisen oder darstellen. Dabei kann das Fahrbahnmarkierungsmerkmal einen Leitpfosten und zusätzlich oder alternativ eine Begrenzungslinie der Fahrbahn sein. Bei der Begrenzungslinie kann es sich beispielsweise um eine im Wesentlichen regelmäßig unterbrochene Begrenzungslinie bzw. Mittellinie der Fahrbahn handeln. Die Begrenzungslinie kann eine definierte Beabstandung zu einem vorhergehenden Abschnitt der Begrenzungslinie und/oder zu einem nachfolgenden Abschnitt der Begrenzungslinie aufweisen. Bei dem Leitpfosten kann es sich um einen einzeln stehenden Leitpfosten oder einen in eine Leitplanke integrierten Leitpfosten handeln. Die Integration des Leitpfostens in die Leitplanke kann beispielsweise auch durch Anbringung eines Teils des Leitpfostens auf der Leitplanke erfolgen oder kann beispielsweise durch Reduzierung des Leitpfostens auf den Reflektor, der in oder an der Leitplanke angebracht ist, realisiert sein. Der Leitpfosten kann eine definierte Beabstandung zu einem vorhergehenden Leitpfosten und/oder zu einem nachfolgenden Leitpfosten aufweisen. Die Beabstandung zwischen den Fahrbahnmarkierungsmerkmalen kann hierbei vorgegeben sein. Es kann auch zumindest ein weiteres Objekt erkannt werden und somit zumindest ein weiterer Abstand zwischen dem zumindest einen weiteren Objekt und dem Fahrzeug bestimmt werden. Der bestimmte Abstand kann in Gestalt eines Steuersignals an weitere Fahrzeugsysteme, die den Abstand als eine Eingangsgröße verwenden, und zusätzlich oder alternativ in Gestalt eines Warnsignals an einen Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Erkennens ein am weitesten von dem Fahrzeug entferntes Fahrbahnmarkierungsmerkmal als das Objekt erkannt werden. Somit kann im Schritt des Bestimmens der Abstand eine Sichtweite repräsentieren. Somit entspricht die Sichtweite dem Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem am weitesten von dem Fahrzeug entfernten Fahrbahnmarkierungsmerkmal. Die Sichtweite kann beispielsweise als eine Eingangsgröße für eine Scheinwerfereinstellung bzw. Lichtsteuerung, ein Bremssystem oder Notbremssystem, ESP, Airbags und/oder weitere Sicherheitssysteme dienen. Die Sichtweite kann beispielsweise durch Witterungseinflüsse und dergleichen beeinträchtigt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Sichtweite während der Fahrt des Fahrzeugs fortlaufend genau bestimmt werden kann. Somit wird die Fahrsicherheit erhöht, da auf die aktuelle Sichtweite reagiert werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Erkennens ein bewegtes oder feststehendes potentielles Hindernis als das Objekt erkannt werden. Somit kann im Schritt des Bestimmens der Abstand einen Abstand zu dem potentiellen Hindernis repräsentieren. Bei dem Hindernis kann es sich beispielsweise um ein weiteres Fahrzeug, insbesondere ein vorausfahrendes Fahrzeug, ein parkendes oder haltendes Fahrzeug, um eine Person, ein Tier, einen Gegenstand auf oder neben der Fahrbahn und dergleichen handeln. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass der Abstand zu dem Hindernis genau bestimmt werden kann. Auch wenn sich eine Position des Hindernisses verändert, kann somit die Fahrsicherheit erhöht werden, da der Abstand eine aktuelle Position des Hindernisses berücksichtigt.
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Auch kann im Schritt des Ermittelns zusätzlich eine sich in Fahrtrichtung erstreckende Abmessung der Fahrbahnmarkierungsmerkmale ermittelt werden. Dabei kann im Schritt des Bestimmens der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt zusätzlich basierend auf der Abmessung bestimmt werden. Bei der Abmessung kann es sich beispielsweise um eine Länge einer Begrenzungslinie, eines Abschnitts einer Begrenzungslinie zwischen zwei Unterbrechungen in der Begrenzungslinie oder der Abstand zwischen zwei Punkten, beispielsweise den Start- oder Endpunkten, zweier aufeinanderfolgender Begrenzungslinien handeln. Die Abmessung kann hierbei einen definierten Betrag aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt noch genauer bestimmt werden kann. Insbesondere falls es sich bei den Fahrbahnmarkierungsmerkmalen um Begrenzungslinien handelt, kann auf diese Weise der Abstand korrekt und zuverlässig bestimmt werden.
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Dabei kann im Schritt des Ermittelns die Beabstandung und/oder eine sich in Fahrtrichtung erstreckende Abmessung der Fahrbahnmarkierungsmerkmale während einer Bewegung des Fahrzeugs ermittelt werden. Somit können die Beabstandung und zusätzlich oder alternativ die Abmessung bestimmt werden, während sich das Fahrzeug an den Fahrbahnmarkierungsmerkmalen vorbei bewegt. Hierbei können im Schritt des Ermittelns die Beabstandung und zusätzlich oder alternativ die Abmessung zusätzlich unter Verwendung von Fahrtdaten ermittelt werden. Die Fahrtdaten können eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Positionsdaten des Fahrzeugs und/oder dergleichen aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Beabstandung und gegebenenfalls die Abmessung aktuell und noch genauer ermittelt werden können.
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Ferner kann im Schritt des Ermittelns die Beabstandung und/oder eine sich in Fahrtrichtung erstreckende Abmessung der Fahrbahnmarkierungsmerkmale unter Bildung eines Mittelwertes aufeinanderfolgender Beabstandungen und/oder der Abmessungen ermittelt werden. Dabei kann der Mittelwert kontinuierlich oder intermittierend gebildet werden. Der Mittelwert kann somit kontinuierlich über die Zeit gebildet werden. Auch kann der Mittelwert in bestimmten Abständen bzw. mit bestimmten Unterbrechungen gebildet werden. Bei der intermittierenden Mittelwertbildung ist eine Bestimmung möglicherweise regional unterschiedlicher Beabstandungen und/oder Abmessungen der Fahrbahnmarkierungsmerkmale möglich. Dies kann in einem Schritt des Kalibrierens der Beabstandung und/oder Abmessung erfolgen. Es können im Schritt des Ermittelns die Beabstandung und zusätzlich oder alternativ die Abmessung zusätzlich unter Verwendung von Fahrtdaten ermittelt werden. Die Fahrtdaten können beispielsweise Positionsdaten oder Geschwindigkeitsdaten des Fahrzeugs aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass auch auf regionale Unterschiede bei den Fahrbahnmarkierungsmerkmalen reagiert werden kann, was die Flexibilität, Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Abstandsbestimmung erhöht.
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Hierbei kann der Schritt des Erkennens und/oder der Schritt des Ermittelns unter Verwendung eines Bildes einer Fahrzeugkamera mittels Bildverarbeitung durchgeführt werden. Bei der Fahrzeugkamera kann es sich um eine in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs gerichtete Kamera, Bildverarbeitungseinrichtung und/oder dergleichen handeln. Die Fahrzeugkamera kann beispielsweise in einem Innenraum des Fahrzeugs verbaut sein. Die Fahrzeugkamera kann hierbei zumindest ein Bild einer Umgebung des Fahrzeugs aufnehmen, wobei das Bild das Objekt und die Fahrbahnmarkierungsmerkmale beinhaltet. Das Objekt und die Fahrbahnmarkierungsmerkmale können in dem Bild mittels einer geeigneten Bildauswertung oder Objekterkennung erkannt werden. Auch kann die Fahrzeugkamera eine Folge von Bildern aufnehmen. Dadurch kann der Schritt des Erkennens und/oder der Schritt des Ermittelns auch basierend auf Bildinformationen und zugeordneten Aufnahmezeitpunkten durchgeführt werden. Zusätzlich können Fahrtinformationen, wie beispielsweise eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Positionsdaten des Fahrzeugs und/oder dergleichen, im Schritt des Erkennens und/oder im Schritt des Ermittelns verwendet werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass Kosten und Bauraum bei einem Fahrzeug eingespart werden können, da auf radarbasierte Sensoren und dergleichen zur Abstandsbestimmung verzichtet werden kann.
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Zudem kann ein Schritt des Plausibilisierens des bestimmten Abstandes unter Verwendung eines Größenschätzwertes des Objekts vorgesehen sein. Der Schritt des Plausibilisierens kann dabei folgende Teilschritte aufweisen: einen Schritt des Erzeugens eines Größenschätzwertes für das Objekt unter Verwendung eines Bildes einer Fahrzeugkamera mittels Bildverarbeitung, einen Schritt des Herleitens eines Abstandsschätzwertes zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt von dem Größenschätzwert, und einen Schritt des Verifizierens des bestimmten Abstandes mittels des Abstandsschätzwertes, um den bestimmten Abstand zu plausibilisieren. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass Sicherheit, Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Abstandsbestimmung erhöht werden.
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Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zur Bestimmung eines Abstandes zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt, die ausgebildet ist, um die Schritte des oben genannten Verfahrens durchzuführen bzw. umzusetzen. Insbesondere kann die Vorrichtung Einrichtungen aufweisen, die ausgebildet sind, um je einen Schritt des oben genannten Verfahrens auszuführen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät bzw. Steuergerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung des oben genannten Verfahrens verwendet wird, wenn das Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 und 3 Aufnahmen eines Straßenverlaufs;
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4 bis 6 sowie 8 bis 10 schematische Darstellungen von Straßenverläufen;
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7 eine schematische Darstellung eines Leitpfostens; und
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11 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100 mit einer Vorrichtung 110 zur Bestimmung eines Abstandes zwischen einem Fahrzeug 100 und einem Objekt gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 100 weist eine Fahrzeugkamera 105 auf. Ferner weist das Fahrzeug 100 die Vorrichtung 110 auf, bei der es sich um eine Abstandsbestimmungsvorrichtung handelt. Die Fahrzeugkamera 105 und die Vorrichtung 110 sind über eine Schnittstelle gekoppelt. Die Fahrzeugkamera 105 ist ausgebildet, um eine Aufnahme der Umgebung des Fahrzeugs in Form von Bilddaten an die Vorrichtung 110 auszugeben. Die Vorrichtung 110 ist ausgebildet, um die Aufnahme bzw. die Bilddaten also Rohdaten oder als bereits vorverarbeitete Daten von der Fahrzeugkamera 105 zu empfangen und basierend auf den Daten der Fahrzeugkamera 105 einen Abstand zwischen dem Fahrzeug 100 und einem Objekt zu bestimmen.
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Die Vorrichtung 110 weist eine Erkennungseinrichtung 120, eine Ermittlungseinrichtung 140 und eine Bestimmungseinrichtung 160 auf. Die Erkennungseinrichtung 120, die Ermittlungseinrichtung 140 und die Bestimmungseinrichtung 160 sind kommunikativ miteinander verbunden. Die Erkennungseinrichtung 120 ist ausgebildet, um das Objekt und eine Anzahl von Fahrbahnmarkierungsmerkmalen zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Objekt zu erkennen. Dazu kann die Erkennungseinrichtung 120 ausgebildet sein, um eine Bildauswertung oder Objekterkennung durchzuführen. Entsprechende Vorlagen für potentielle Objekte oder Fahrbahnmarkierungsmerkmale können in einem Speicher der Erkennungseinrichtung 120 gespeichert sein und von der Erkennungseinrichtung 120 genutzt werden, um das Objekt und die Anzahl von Fahrbahnmarkierungsmerkmalen zu erkennen. Die Ermittlungseinrichtung 140 ist ausgebildet, um eine Beabstandung zwischen den erkannten Fahrbahnmarkierungsmerkmalen zu ermitteln. Dazu kann die Ermittlungseinrichtung 140 ausgebildet sein, die Beabstandung basierend auf den jeweiligen Fahrbahnmarkierungsmerkmalen zugeordneten vorgegebenen Werten oder basierend auf aktuell gemessenen Werten zu ermitteln. Die Bestimmungseinrichtung 160 ist ausgebildet, um den Abstand zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Objekt basierend auf der erkannten Anzahl von Fahrbahnmarkierungsmerkmalen und der ermittelten Beabstandung zu bestimmen.
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Die Vorrichtung 110 ist ausgebildet, um den bestimmten Abstand über eine geeignete Schnittstelle an eine weitere Einrichtung des Fahrzeugs zur weiteren Nutzung auszugeben.
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2 zeigt eine Aufnahme eines Straßenverlaufs. Die Aufnahme kann mittels einer Fahrzeugkamera wie der Fahrzeugkamera aus 1 aufgenommen sein. Die Aufnahme kann aus einem Fahrzeug, wie beispielsweise aus dem Fahrzeug von 1 heraus, in Vorwärtsfahrtrichtung gemacht sein. Die Aufnahme zeigt einen Straßenverlauf mit einem vorausfahrenden Fahrzeug 200 und einer Fahrbahnmarkierung in Gestalt eines in regelmäßigen Abständen unterbrochenen Mittelstreifens. Somit weist der Mittelstreifen eine Mehrzahl von einzelnen Abschnitten oder Streifen 270 auf. Bei den einzelnen Abschnitten oder Streifen 270 des Mittelstreifens handelt es sich um Fahrbahnmarkierungsmerkmale. Zwischen dem Fahrzeug, mittels dessen Fahrzeugkamera die Aufnahme erzeugt wurde, und dem vorausfahrenden Fahrzeug 200 kann eine Anzahl von einzelnen Abschnitten oder Streifen 270 des Mittelstreifens erkannt werden. Wenn zusätzlich die Abmessungen und Abstände der einzelnen Abschnitte oder Streifen 270 ermittelt sind, kann ein Abstand zwischen dem Fahrzeug, von dem aus die Aufnahme erzeugt wurde, und dem vorausfahrenden Fahrzeug 200 bestimmt werden. Dies kann beispielsweise mittels der Vorrichtung aus 1 erfolgen. Dabei kann es sich bei dem Objekt aus 1 um das vorausfahrende Fahrzeug 200 handeln. Somit kann die Aufnahme in 2 durch eine Abstandsbestimmungsvorrichtung, wie beispielsweise die Vorrichtung aus 1, verwendet werden, um den Abstand zwischen dem Fahrzeug, von dem aus die Aufnahme erzeugt wurde, und dem vorausfahrenden Fahrzeug 200 zu bestimmen.
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3 zeigt eine Aufnahme eines Straßenverlaufs. Die Aufnahme in 3 ist der Aufnahme aus 2 ähnlich. Entsprechend wird bezüglich 3 auf die Ausführungen hinsichtlich 2 verwiesen. In 3 sind jedoch mehrere vorausfahrende Fahrzeuge gezeigt, wobei einem vorausfahrenden Fahrzeug 200 gefolgt und der Abstand bis zu demselben bestimmt wird. Ebenso zeigt 3 eine Anzahl von einzelnen Abschnitten oder Streifen 270 der Fahrbahnmarkierung bzw. des Mittelstreifens.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Straßenverlaufs. 4 kann eine Draufsicht auf den Straßenverlauf zeigen, wobei der Straßenverlauf dem in 2 oder 3 gezeigten Straßenverlauf entsprechen kann. Gezeigt sind ein Fahrzeug 100, ein vorausfahrendes Fahrzeug 200, eine Mehrzahl von einzelnen Abschnitten oder Streifen 270 einer Fahrbahnmarkierung, Beabstandungen d zwischen den einzelnen Streifen 270 und ein Sichtbereich 305 einer Fahrzeugkamera des Fahrzeugs 100. Bei der Fahrzeugkamera kann es sich beispielsweise um eine Videokamera handeln. Ferner sind in 4 beispielhaft sieben der einzelnen Abschnitte oder Streifen 270 mit den Zahlen 1 bis 7 durchnummeriert. Dabei befindet sich der Streifen 270 mit der Nummer eins am nächsten an dem Fahrzeug 100 und der Streifen 270 mit der Nummer sieben am nächsten an dem vorausfahrenden Fahrzeug 200. Somit erstrecken sich die durchnummerierten Streifen 270 zwischen dem Fahrzeug 100 und dem vorausfahrenden Fahrzeug 200. Bei dem Fahrzeug 100 kann es sich um das Fahrzeug aus 1 handeln. Bei dem vorausfahrenden Fahrzeug 200 kann es sich um das vorausfahrende Fahrzeug aus 2 oder 3 handeln. Das Fahrzeug 100 und das vorausfahrende Fahrzeug 200 befinden sich in der gleichen Fahrspur des Straßenverlaufs. Bei der Fahrzeugkamera kann es sich um die Fahrzeugkamera aus 1 handeln. Das Fahrzeug 100 kann eine Abstandsbestimmungsvorrichtung wie die Vorrichtung aus 1 aufweisen, auch wenn dies in 4 nicht zeichnerisch dargestellt ist.
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Um einen Abstand zwischen dem Fahrzeug 100 und dem vorausfahrenden Fahrzeug 200 zu bestimmen, werden eine Länge der einzelnen Streifen 270 sowie die Beabstandung d zwischen den einzelnen Streifen 270 ermittelt bzw. gemessen. Diese können beispielsweise aus einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100, d. h. der Ego-Geschwindigkeit, berechnet werden. Hierzu können Bilddaten von der Fahrzeugkamera und eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 verwendet werden. Aus den Bilddaten der Fahrzeugkamera wird eine Anzahl der einzelnen Streifen 270 in dem Sichtbereich 305 erkannt. Aus der erkannten Anzahl der einzelnen Streifen 270 und der ermittelten Länge eines einzelnen Streifens 270 und der Beabstandung d zwischen den einzelnen Streifen 270 kann dann der Abstand zwischen dem Fahrzeug 100 und dem vorausfahrenden Fahrzeug 200 bestimmt werden. Die Darstellung in 4 dient der Veranschaulichung einer prinzipiellen Funktionsweise der Abstandsmessung bzw. Abstandsbestimmung zu anderen Fahrzeugen über eine Streifenlänge.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines Straßenverlaufs. Die Darstellung in 5 entspricht der Darstellung in 4, mit der Ausnahme, dass eine Teilmenge der Mehrzahl von Streifen 270 der Fahrbahnmarkierung bzw. des Mittelstreifens eine veränderte Länge und/oder Beabstandung aufweist. In 5 sind beispielhaft zehn der einzelnen Abschnitte oder Streifen 270 mit den Zahlen 1 bis 10 durchnummeriert. Die Länge und/oder die Beabstandung der einzelnen Streifen 270 in der unteren Bildhälfte in 5 entsprechen diesen in 4. Hierbei entsprechen die Streifen 270 mit den Nummern 1 bis 3 in 5 den Streifen mit den Nummern 1 bis 3 in 4. Die Streifen 270 mit den Nummern 4 bis 10 in 5 weisen eine Länge auf, die geringer als die Länge der Streifen 270 mit den Nummern 1 bis 3 ist. Der Streifen 270 mit der Nummer 10 befindet sich hierbei am nächsten an dem vorausfahrenden Fahrzeug 200.
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Zur Bestimmung des Abstandes zwischen dem Fahrzeug 100 und dem weiteren Fahrzeug 200 werden Spurdaten in Form der erkannten Streifen 270 sowie deren Länge und Beabstandung verwendet, um auf die Streifenlänge vor dem Fahrzeug 100 zu extrapolieren und damit den Abstand zwischen den Fahrzeugen 100 und 200 zu bestimmen. Eine abrupte Änderung der Streifenlänge, wie sie in 5 gezeigt ist, kann bei der Abstandsbestimmung berücksichtigt werden. Die veränderte Länge der Streifen 270 von dem Streifen 270 mit der Nummer 4 an kann bei einer Vorbeifahrt des Fahrzeugs 100 an den ersten Streifen 270 mit der veränderten Länge für die Abstandsbestimmung ermittelt werden. Des Weiteren kann der ermittelte Abstand über die Größe und/oder Skalierungsänderung des Fahrzeugs 200 plausibilisiert werden. Im Übrigen sei hier auf die Beschreibung bezüglich 4 verwiesen.
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6 zeigt eine schematische Darstellung eines Straßenverlaufs. Die Darstellung in 6 entspricht der Darstellung in 4 und/oder 5, mit der Ausnahme, dass eine Teilmenge der Mehrzahl von Streifen 270 der Fahrbahnmarkierung bzw. des Mittelstreifens eine veränderte Länge und/oder Beabstandung aufweist. In 6 sind beispielhaft fünf der einzelnen Abschnitte oder Streifen 270 mit den Zahlen 1 bis 5 durchnummeriert. Die Länge und/oder die Beabstandung der einzelnen Streifen 270 in der unteren Bildhälfte in 6 entsprechen diesen in 4 und 5. Hierbei entsprechen die Streifen 270 mit den Nummern 1 bis 3 in 6 den Streifen mit den Nummern 1 bis 3 in 4 und 5. Die Streifen 270 mit den Nummern 4 und 5 in 6 weisen eine Länge auf, die größer als die Länge der Streifen 270 mit den Nummern 1 bis 3 ist. Der Streifen 270 mit der Nummer 5 befindet sich hierbei am nächsten an dem vorausfahrenden Fahrzeug 200. Im Übrigen sei hier auf die Beschreibung bezüglich 4 und/oder 5 verwiesen.
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7 zeigt eine schematische Darstellung eines Leitpfostens 770, der zwei Reflektorelemente 775 aufweist. Bei dem Leitpfosten 770 kann es sich um einen Leitpfosten handeln, der üblicherweise gemäß straßenbaulicher Vorschriften an Straßenrändern verbaut wird. Der in 7 gezeigte Leitpfosten 770 weist zwei runde Reflektorelemente 775 auf, kann jedoch auch ein längliches Reflektorelement oder dergleichen aufweisen. 7 kann beispielsweise eine erste Seite des Leitpfostens 770 zeigen, an der die beiden Reflektorelemente 775 angeordnet sind, wobei eine zweite, der ersten Seite gegenüberliegende Seite des Leitpfostens 770 ein längliches Reflektorelement aufweisen kann.
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8 zeigt eine schematische Darstellung eines Straßenverlaufs. Gezeigt sind ein Fahrzeug 100, eine Fahrzeugkamera 105, beispielhaft vier Leitpfosten 770, eine Beabstandung d zwischen den Leitpfosten 770 und ein Lichtkegel 880 des Fahrzeugs 100. Bei dem Fahrzeug 100 kann es sich um das Fahrzeug aus 1 handeln. Das Fahrzeug 100 kann auch als Ego-Fahrzeug bezeichnet werden.
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Bei der Fahrzeugkamera 105 kann es sich um die Fahrzeugkamera aus 1 handeln. Bei den Leitpfosten 770 kann es sich um einzelne Leitpfosten entsprechend dem Leitpfosten aus 7 handeln. Die Leitpfosten 770 sind an einem in 8 rechts gezeigten Straßenrand des Straßenverlaufs angeordnet. Dabei sind die Leitpfosten 770 angeordnet, wie es nach Straßenbauvorschriften vorgegeben und üblich ist.
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Der Lichtkegel 880 des Fahrzeugs 100 stammt von Scheinwerfern des Fahrzeugs 100, beispielsweise von Frontscheinwerfern. Eine Blickrichtung der Fahrzeugkamera 105 entspricht im Wesentlichen einer Abstrahlrichtung des Lichtkegels 880. Somit können sowohl der Lichtkegel 880 als auch die Blickrichtung der Fahrzeugkamera 105 in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs 100 ausgerichtet sein. In dem Lichtkegel 880 des Fahrzeugs 100 befindet sich neben einem Teil des Straßenverlaufs auch eine Teilmenge der Leitpfosten 770. Gemäß dem in 8 gezeigten Beispiel erstreckt sich der Lichtkegel 880 von dem Fahrzeug 100 aus betrachtet über den dritten Leitpfosten 770 hinaus, aber nicht bis zu dem vierten Leitpfosten 770.
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Das Fahrzeug 100 kann eine Vorrichtung zur Abstandsbestimmung wie die Vorrichtung aus 1 aufweisen. Hierbei können die von dem Lichtkegel 880 erfassten Leitpfosten 770 erkannt werden. Dies sind in 8 hierbei drei Leitpfosten 770. Auch kann die Beabstandung d zwischen den einzelnen Leitpfosten 770 ermittelt werden. Es kann dann ein Abstand zwischen dem Fahrzeug 100 und dem entferntesten erkannten Leitpfosten 770 bestimmt werden. Der entfernteste von dem Lichtkegel 880 erfasste und erkannte Leitpfosten 770 ist in 8 der von dem Fahrzeug 100 aus betrachtet dritte Leitpfosten 770. Die Abstandsbestimmung zwischen dem Fahrzeug 100 und dem entferntesten Leitpfosten 770 in dem Lichtkegel 880 erfolgt dann basierend auf der Anzahl der erkannten, von dem Lichtkegel 880 erfassten Leitpfosten 770 und der Beabstandung d zwischen den einzelnen Leitpfosten 770. Der so bestimmte Abstand kann einer Sichtweite vor dem Fahrzeug 100 entsprechen. Die Sichtweite kann zur Einstellung von Fahrzeugscheinwerfern und dergleichen verwendet werden.
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9 zeigt eine schematische Darstellung eines Straßenverlaufs. Die Darstellung in 9 entspricht der Darstellung in 8, mit der Ausnahme, dass in 9 eine Fahrzeugkamera nicht explizit gezeigt ist. Auch in 9 ist zu erkennen, dass die Sichtweite größer als das Doppelte der Beabstandung d zwischen den Leitpfosten 770 und kleiner als das Dreifache der Beabstandung d zwischen den Leitpfosten 770 ist. Im Übrigen sei hier auf die Beschreibung bezüglich 8 verwiesen.
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10 zeigt eine schematische Darstellung eines Straßenverlaufs. Die Darstellung in 10 entspricht der Darstellung in 9, mit der Ausnahme, dass in 10 fünf Leitpfosten 770 und eine witterungsbedingte Sichtbehinderung 1090 gezeigt ist. Bei der witterungsbedingten Sichtbehinderung 1090 kann sich beispielsweise um Regen, Nebel, Schnee oder dergleichen handeln. In 9 ist zu erkennen, dass die Sichtweite kleiner als eine Beabstandung d zwischen den Leitpfosten 770 ist. Somit ist die Sichtweite durch die witterungsbedingte Sichtbehinderung 1090 eingeschränkt. Auch ist der Lichtkegel 880 des Fahrzeugs 100 durch die witterungsbedingte Sichtbehinderung 1090 verkürzt. Im Übrigen sei hier auf die Beschreibung bezüglich 8 und/oder 9 verwiesen.
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11 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1100 zur Bestimmung eines Abstandes zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 1100 weist einen Schritt des Erkennens 1120 des Objekts und einer Anzahl von Fahrbahnmarkierungsmerkmalen zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt auf. Das Verfahren 1100 weist auch einen Schritt des Ermittelns 1140 einer Beabstandung zwischen den Fahrbahnmarkierungsmerkmalen auf. Schließlich weist das Verfahren 1100 einen Schritt des Bestimmens 1160 des Abstandes zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt basierend auf der erkannten Anzahl von Fahrbahnmarkierungsmerkmalen und der ermittelten Beabstandung auf. Das Verfahren 1100 kann in Verbindung mit der Vorrichtung aus 1 vorteilhaft ausgeführt werden. Somit kann die Vorrichtung aus 1 ausgebildet sein, um die Schritte 1120, 1140, 1160 des Verfahrens 1100 auszuführen.
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Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die 1 bis 11 verschiedene Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zusammenfassend nochmals erläutert. Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Abstandsbestimmung durch unterbrochene Fahrbahnmarkierungen 270 und wird beispielsweise für Video-ACC genutzt. Die Länge von unterbrochenen Fahrbahnmarkierungen 270 wird gemessen. Die Entfernung zu anderen Fahrzeugen 200 wird durch Zählen der Streifen 270 bis zu diesem Fahrzeug 200 gemessen. Durch die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung kann die Entfernungsschätzung oder Abstandsbestimmung durch Abmessen der Entfernung bzw. des Abstandes an den Streifen 270 der Mittellinie verbessert werden. Die Länge der unterbrochenen Trennstreifen bzw. Streifen 270 und die Abstände d dazwischen bzw. Lücken variieren auf der Straße kaum. Daher kann aus den Streifen 270 und Lücken d, an denen man vorbeigefahren ist, auf die Dimensionen der Streifen 270 vor dem Fahrzeug 100 geschlossen werden. Die Streifen 270 können in einem durch die Fahrzeugkamera 105 aufgenommenen Bild detektiert werden. Zählt man Streifen 270 und Lücken d zwischen dem eigenen Fahrzeug 100 und dem Fahrzeug 200, dem man folgt, kann auf den Abstand geschlossen werden. Die durchschnittliche Länge der Streifen 270 und die durchschnittliche Länge der Lücken d dazwischen, wird nach bekannten Verfahren während dem Vorbeifahren ermittelt. Für die dazu erforderliche Berechnung wird neben der verstrichenen Zeit die Geschwindigkeit benötigt. Die Geschwindigkeit kann von lnertialsensorik oder aus dem Bild bestimmt werden. Anschließend wird die Anzahl der Streifen 270 und Lücken d zum anderen Fahrzeug 200 gezählt und werden gegebenenfalls Zwischenwerte geschätzt. Aus der Anzahl der Streifen 270 und Lücken d, sowie deren durchschnittlicher Länge, welche aus denen gemessenen Streifen 270 und gemessenen Lücken d ermittelt wurde, wird der Abstand gemessen. Die Streifen 270 dienen dabei als eine Art „Metermaß", das abgelesen werden kann. Zusätzlich zu den Streifen 270 kann der Abstand noch über die Größe bzw. Skalierung der Fahrzeuge 200 plausibilisiert werden. Prinzipiell kann die Länge auch aus dem Bild direkt vor dem Fahrzeug 100 gemessen werden. Dabei braucht sich die Linie 270 lediglich direkt vor dem Fahrzeug 100 zu befinden, damit keine Abweichung, z. B. bei gekrümmter Oberfläche, entsteht.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nutzt das Video-ACC-System des Fahrzeugs die Fahrbahnmarkierungen 270 wie ein farblich kodiertes „Metermaß" durch Abzählen. Variieren die Abstände der „Maßeinheiten", d. h. die Länge der Trennstreifen 270 und Lücken d, kann die Vorrichtung 110 durch ein erneutes Ermitteln 1140 der Länge der Trennstreifen 270 und der Lücken d darauf reagieren. Während solcher Übergangsphasen bei Veränderungen von Abständen und Abmessungen der Streifen 270, bei einem Fehlen der Streifen 270 oder bei durchgezogener Fahrbahnmarkierung kann eine fremdfahrzeugbasierte Kamerabildauswertung und/oder eine Abstandsbestimmung anhand anderer Fahrbahnmarkierungsmerkmale zum Einsatz kommen. Dieses Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung betrifft eine Abstandsmessung anhand von Spurdaten. Dieses Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann dort eingesetzt werden, wo Abstände zu Objekten auf der Straße zu messen sind. Dies kann neben einem Video-ACC-System auch ein FCW (Forward Collision Warning)-System sein. Ebenso könnte die Abstandsbestimmung nachts bei ausreichend weiter Vorausschau der Spurdaten zur Scheinwerfersteuerung zum Beispiel bei AHC (Adaptive High Beam Control; = gleitende Leuchtweite), CHC (Continuous High Beam Control; blendfreies Fernlicht) und OIC (Object Illumination Control, Markierungslicht) genutzt werden. Zusätzlich kann dieses Ausführungsbeispiel auch bei Scheinwerfersystemen für eine größere Vorausschau insbesondere nachts zum Einsatz kommen. Statt des Zählens von Streifen 270 und Multiplikation mit deren Abstand d können nachts auch Leitpfosten 770 gezählt werden und mit deren durchschnittlichen Abstand d multipliziert werden. Durch retroreflektierende Materialien können die Reflektoren der Leitpfosten 770 aus einer größeren Reichweite erkannt werden als die Trennstreifen 270. Man kann dadurch die Abstandsbestimmung vornehmen.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung können sowohl eine Detektion einer Sichtweite vor dem Fahrzeug 100 als auch eine Anpassung der Fahrzeugbeleuchtung hinsichtlich z. B. Lichtintensität und Lichtkegel bei schlechten Witterungsverhältnissen, vor allem bei Nebel, Schnee und starken Regen, mittels und auf Basis der Abstandsbestimmung erfolgen. An deutschen Straßen, insbesondere außerorts, befinden sich mindestens an der rechten Fahrspur so genannte Leitpfosten 770 in einem definierten Abstand d. Gemäß diesem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird auf Basis einer visuellen Erkennung, z. B. mittels eines Kamerasystems mit Objektdetektion, von Leitpfosten 770 die Sichtweite berechnet und auf Basis dieser Information die Beleuchtung des Fahrzeugs 100 an die Sichtweite anpasst. Die Sichtweite ergibt sich dabei aus der Anzahl der erkannten Leitpfosten 770 und liegt damit jeweils in einem Bereich > x Leitpfosten und < y Leitpfosten, der in 9 und 10 beispielsweise dargelegt ist. Die Anpassung der Beleuchtung kann hierbei zum Beispiel darin bestehen, Nebenscheinwerfer und/oder Fernlicht einund auszuschalten, Fern- und Abblendlichtkegel anzupassen, eine Fern- und Abblendlichtintensität anzupassen und/oder eine Vorparametrisierung von Notfallsystemen vorzunehmen. Desweiteren kann der Fahrer bezüglich der Sichtweite informiert oder gewarnt werden. Beispiele hierfür wären eine akustische und/oder visuelle Warnung, wie z. B. „Achtung, Sichtweite unter 100 m". Vorteil des Systems gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist insbesondere, dass der Fahrer in dem Fahrzeug 100 über eine automatisch an die Sichtweite optimal angepasste Beleuchtung verfügt. Das System gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann zudem mit weiteren Lichtfunktionen, wie z. B. Intelligent Headlight Control, IHC etc., oder anderen Fahrerassistenzfunktionen, wie z. B. Notbremsassistenten etc., kombiniert werden oder für diese Funktionen Eingangsparameter zur Verfügung stellen.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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