DE102012016256A1

DE102012016256A1 - Method for judging position of vehicle e.g. motor car relative to lane at construction site, involves calculating position of vehicle as weighted sum of representative size of current mark spacing and current barrier spacing

Info

Publication number: DE102012016256A1
Application number: DE201210016256
Authority: DE
Inventors: Marco MOEBUS
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-08-16
Filing date: 2012-08-16
Publication date: 2014-02-20

Abstract

The method involves measuring a mark spacing between a vehicle (1) and an edge mark (8) of the lane (7), and a barrier spacing between the vehicle and barrier (10) that is provided in the side of the vehicle. The reliability of the measured values is estimated, and a weighting factor is set corresponding to the reliability. The position (P) of the vehicle is calculated as a weighted sum of representative size of the current mark spacing and the current barrier spacing. A weighing factor is defined for the current mark spacing. Independent claims are included for the following: (1) a device for judging position of vehicle; and (2) a computer program product for judging position of vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beurteilen der Position eines Fahrzeugs relativ zu einer Fahrspur. Derartige Verfahren kommen in Fahrerassistenzsystemen zum Einsatz, um z. B. zu erkennen, ob das Fahrzeug im Begriff ist, seine Fahrspur zu verlassen und ggf. den Fahrer durch ein Warnsignal darauf aufmerksam zu machen. Bei autonom oder semiautonom navigierenden Fahrzeugen können basierend auf den Ergebnissen eines solchen Verfahrens Lenkeingriffe automatisch vorgenommen werden, um das Fahrzeug auf einer von ihm befahrenen Fahrspur zu halten.The present invention relates to a method of judging the position of a vehicle relative to a lane. Such methods are used in driver assistance systems to z. B. to recognize whether the vehicle is about to leave its lane and possibly to alert the driver by a warning signal. In autonomous or semi-autonomous navigating vehicles, steering interventions can be automatically performed based on the results of such a method to keep the vehicle on a lane traveled by it.

Herkömmliche Systeme zur Positionsbeurteilung umfassen in der Regel eine Kamera, die am Fahrzeug in einer Position eingebaut ist, in der sie in der Lage ist, eine Markierung der von dem Fahrzeug befahrenen Fahrspur wie etwa einen Fahrbahnmittel- oder -randstreifen zu erfassen, und eine Bildauswerteeinheit, die eingerichtet ist, den Abstand des Fahrzeug von der Markierung zu messen, indem sie die Markierung in einem von der Kamera gelieferten Bild identifiziert und den Abstand anhand der Position der Markierung im Bild berechnet.Conventional position judging systems typically include a camera mounted on the vehicle in a position capable of detecting a mark of the lane traveled by the vehicle, such as a lane center or edge strip, and an image evaluator adapted to measure the distance of the vehicle from the marker by identifying the marker in an image provided by the camera and calculating the distance based on the position of the marker in the image.

Derartige herkömmliche Systeme versagen regelmäßig, wenn die Fahrspur keine Markierung hat, die von der Kamera erfasst werden könnte, oder wenn, z. B. an einer Baustelle, mehrere einander widersprechende Markierungen vorhanden sind.Such conventional systems fail regularly when the lane has no mark that could be detected by the camera, or when, for. B. at a construction site, several conflicting markings are available.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren zum Beurteilen der Position eines Fahrzeugs zu schaffen, das gegen die oben erwähnten Fehlerquellen tolerant ist.The object of the invention is to provide a method for assessing the position of a vehicle that is tolerant to the above-mentioned sources of error.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Schritten:

a) Messen eines Markierungsabstands zwischen dem Fahrzeug und einer Markierung der Fahrspur sowie eines Barriereabstands zwischen einem Fahrzeug und einer seitlich vom Fahrzeug gelegenen Barriere;
b) Einschätzen der Zuverlässigkeit der gemessenen Werte von Markierungs- und Barriereabstand und Festlegen eines der Zuverlässigkeit entsprechenden Gewichtungsfaktors;
c) Berechnen einer für die Position des Fahrzeugs repräsentativen Größe als gewichtete Summe wenigstens des aktuellen Markierungsabstands und des aktuellen Barriereabstands.

The problem is solved by a method with the steps:

a) measuring a mark distance between the vehicle and a marking of the lane and a barrier distance between a vehicle and a laterally from the vehicle barrier;
b) assessing the reliability of the measured values of mark and barrier distance and determining a reliability factor corresponding weighting factor;
c) calculating a representative of the position of the vehicle size as a weighted sum of at least the current mark distance and the current barrier distance.

Als seitliche Barriere kommen stationäre Objekte wie eine Leitplanke, eine Bordsteinkante oder dergleichen in Betracht. Diese Objekte erstrecken sich üblicherweise zwar jenseits der Fahrspur, aber parallel zu dieser, so dass eine Veränderung des gemessenen Barriereabstands im Allgemeinen darauf schließen lässt, dass sich auch der Markierungsabstand geändert hat. So kann der Barriereabstand wenn nötig herangezogen werden, um eine ungenügend zuverlässige Messung des Markierungsabstands zu korrigieren oder zu ersetzen.As a lateral barrier stationary objects such as a guardrail, a curb or the like come into consideration. Although these objects usually extend beyond the lane, but parallel to it, so that a change in the measured barrier distance generally suggests that the marking distance has also changed. Thus, the barrier distance can be used if necessary to correct or replace an insufficiently reliable measurement of the marking pitch.

Einer bevorzugten, einfachen Ausgestaltung zufolge wird in Schritt b) für den aktuellen Markierungsabstand ein Gewichtungsfaktor von 1 oder von 0 festgelegt, mit anderen Worten wird lediglich binär entschieden, ob der aktuelle Wert des Markierungsabstands zuverlässig oder unzuverlässig ist, und im Falle der Unzuverlässigkeit wird der aktuelle Markierungsabstand durch Gewichten mit 0 verworfen.According to a preferred, simple embodiment, a weighting factor of 1 or 0 is determined in step b) for the current marking distance, in other words, it is only decided in binary form whether the current value of the marking distance is reliable or unreliable, and in the case of unreliability becomes current marking distance is rejected by weighting with 0.

Zweckmäßig ist ferner, dass in die gewichtete Summe eine Differenz zwischen dem aktuellen und wenigstens einem früheren Barriereabstand eingeht. Anhand einer so ermittelten Änderung des Barriereabstands kann die Position des Fahrzeugs fortgeschrieben werden, auch wenn der Markierungsabstand zeitweilig nicht oder nicht ausreichend sicher gemessen werden kann:It is also expedient for the weighted sum to account for a difference between the current and at least one earlier barrier distance. On the basis of a change in the barrier distance determined in this way, the position of the vehicle can be updated, even if the marking distance can not be measured temporarily or not sufficiently reliably:

Zweckmäßig ist ferner, auch die Änderungsrate des Markierungsabstands zu berechnen und in der gewichteten Summe des Schritts c) zu berücksichtigen.It is also expedient to calculate the rate of change of the marking distance and to take it into account in the weighted sum of step c).

Im einfachsten Fall kann die Änderungsrate anhand einer Differenz zwischen wenigstens zwei früheren Markierungsabständen berechnet werden.In the simplest case, the rate of change can be calculated based on a difference between at least two previous marker distances.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, den vor dem Fahrzeug liegenden Verlauf der Fahrspur und die Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu erfassen und die Änderungsrate anhand einer Abweichung zwischen Verlauf und Fahrtrichtung zu berechnen.But it is also possible to detect the lying ahead of the vehicle course of the lane and the direction of travel of the vehicle and to calculate the rate of change based on a deviation between the course and direction.

Um den Verlauf der Fahrspur zu erfassen, kann eine am Fahrzeug montierte Kamera genutzt werden.To detect the course of the lane, a camera mounted on the vehicle can be used.

Denkbar ist aber auch, den Verlauf der Fahrspur anhand von Kartendaten eines Navigationssystems zu ermitteln.It is also conceivable, however, to determine the course of the lane on the basis of map data of a navigation system.

Zum Berechnen des Markierungsabstands kann ein von einer Kamera erfasstes Bild der Markierung genutzt werden. Die zur Erfassung dieses Bildes genutzte Kamera kann zweckmäßigerweise auch zur Erfassung des vor dem Fahrzeug liegenden Verlaufs der Fahrspur eingesetzt werden.For calculating the mark distance, an image of the mark captured by a camera can be used. The camera used to acquire this image can expediently also be used to detect the lane ahead of the vehicle.

Um den Barriereabstand zu erfassen, kann ein Totwinkelsensor genutzt werden. Totwinkelsensoren sind bei vielen modernen Kraftfahrzeugen eingebaut, um ein sich näherndes Fremdfahrzeug in einem toten Winkel der Rückspiegel des Fahrzeugs zu erfassen und den Fahrer zu warnen, wenn er Gefahr läuft, dem Fremdfahrzeug den Weg abzuschneiden. Die Nutzung eines solchen herkömmlichen Totwinkelsensors ermöglicht eine preiswerte Realisierung der vorliegenden Erfindung.To detect the barrier distance, a blind spot sensor can be used. Blind spot sensors are incorporated in many modern motor vehicles to detect an approaching foreign vehicle at a blind spot of the vehicle's rearview mirrors and warn the driver when he is in danger is running, the other vehicle to cut the way. The use of such a conventional blind spot sensor allows an inexpensive realization of the present invention.

Da eine Barriere wie etwa eine Bordsteinkante oder eine Leitplanke im Allgemeinen eine ausgedehnte dem Fahrzeug zugewandte Oberfläche hat, bietet es sich an, den Barriereabstand basierend auf einem von der Barriere zurückgeworfenen Echosignal, insbesondere einem Ultraschall- oder Radarsignal, zu erfassen.Since a barrier such as a curb or guardrail generally has an extended vehicle facing surface, it is convenient to detect the barrier distance based on an echo signal reflected by the barrier, particularly an ultrasonic or radar signal.

Barriere kann aber auch ein benachbartes Fahrzeug, insbesondere auf einer Nachbarspur, sein. Im letzteren Fall kann sich der Barriereabstand abrupt ändern, wenn ein das erfindungsgemäße Verfahren ausführendes Ego-Fahrzeug und ein als Barriere fungierendes Fremdfahrzeug auf einer benachbarten Fahrspur sich gegeneinander in Fahrtrichtung bewegen, so dass bei einer Messung des Barriereabstands der Abstand zu dem Fremdfahrzeug und bei einer anderen Messung der Abstand zu einer anderen, weiter entfernten Barriere oder gar kein Abstand gemessen wird. Die in einem solchen Fall zwischen zwei Barriereabständen erhaltene Differenz lässt keinen Rückschluss auf eine Bewegung des Ego-Fahrzeugs relativ zu seiner Fahrspur zu. Um dem Rechnung zu tragen, kann eine Differenz zwischen dem aktuellen und wenigstens einem früheren Barriereabstand berechnet werden, und der Gewichtungsfaktor, mit dem der aktuelle Barriereabstand in Schritt c) in die gewichtete Summe eingeht, wird auf einen hohen Wert gesetzt, wenn die Differenz in einem erwarteten Intervall liegt, und auf einen niedrigen Wert gesetzt, wenn die Differenz außerhalb des erwarteten Intervalls liegt.However, a barrier may also be an adjacent vehicle, in particular on a neighboring lane. In the latter case, the barrier distance may change abruptly when an inventive method executing Ego vehicle and acting as a barrier foreign vehicle on an adjacent lane move towards each other in the direction of travel, so that when measuring the barrier distance, the distance to the other vehicle and at a other measurement is the distance to another, more distant barrier or no distance is measured. The difference obtained between two barrier distances in such a case does not allow any conclusion as to the movement of the ego vehicle relative to its lane. To account for this, a difference between the current and at least one prior barrier distance may be calculated, and the weighting factor at which the current barrier distance enters the weighted sum in step c) is set to a high value when the difference in an expected interval, and set to a low value if the difference is outside the expected interval.

Das Intervall kann um 0 zentriert sein, entsprechend der Erwartung, dass Fremd- und Ego-Fahrzeug mit – in Fahrzeugquerrichtung gemessen – konstantem Abstand nebeneinander herfahren und sich in Folge dessen die Differenz zwischen aktuellem und früherem Barriereabstand im Mittel nicht ändert. Denkbar ist aber auch, dass sich beide Fahrzeuge kontinuierlich einander nähern oder sich von einander entfernen. Dem kann Rechnung getragen werden, indem das Intervall um einen Mittelwert der Differenzen früherer Messwerte zentriert ist.The interval may be centered around 0, in accordance with the expectation that foreign and ego vehicles will travel alongside each other with a constant distance measured in the transverse direction of the vehicle, as a result of which the difference between the current and previous barrier distance does not change on average. It is also conceivable, however, that both vehicles approach each other continuously or move away from each other. This can be accommodated by centering the interval around an average of the differences of previous measurements.

Wenn die Differenz außerhalb des erwarteten Intervalls liegt, d. h. wenn sich der Barriereabstand schneller als erwartet geändert hat, dann kann angenommen werden, dass das Objekt, relativ zu dem der Barriereabstand gemessen wird, sich durch eine Relativbewegung in Fahrtrichtung geändert hat. In einem solchen Fall lässt die beobachtete Änderung des Barriereabstands keinen Rückschluss auf die Position des Fahrzeugs auf seiner Fahrspur zu, so dass in diesem Fall der Gewichtungsfaktor vorzugsweise 0 ist.If the difference is outside the expected interval, d. H. if the barrier distance has changed faster than expected, then it can be assumed that the object relative to which the barrier distance is measured has changed by a relative movement in the direction of travel. In such a case, the observed change in the barrier distance does not permit any conclusions about the position of the vehicle in its lane, so that in this case the weighting factor is preferably 0.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Vorrichtung zum Beurteilen der Position eines Fahrzeugs relativ zu einer Fahrspur, mit

– Mitteln zum Messen eines Markierungsabstands zwischen dem Fahrzeug und einer Markierung der Fahrspur sowie eines Barriereabstands zwischen dem Fahrzeug und einer seitlich vom Fahrzeug gelegenen Barriere;
– Mitteln zum Einschätzen der Zuverlässigkeit der gemessenen Werte und Festlegen eines der Zuverlässigkeit entsprechenden Gewichtungsfaktors; und
– Mitteln zum Berechnen einer für die Position des Fahrzeugs repräsentativen Größe als gewichtete Summe wenigstens des aktuellen Markierungsabstands und des aktuellen Barriereabstands. Während die Mittel zum Messen des Abstandes im Allgemeinen Sensoren, insbesondere Ultraschall- oder Radarsensoren sein werden, sind die Mittel zum Einschätzen der Zuverlässigkeit und Berechnen der für die Position des Fahrzeugs repräsentativen Größe vorzugsweise als Mikroprozessorschaltung implementiert.

The invention further relates to a device for assessing the position of a vehicle relative to a lane, with

Means for measuring a mark distance between the vehicle and a marking of the lane and a barrier distance between the vehicle and a barrier located laterally from the vehicle;
Means for estimating the reliability of the measured values and setting a weighting factor corresponding to the reliability; and
- means for calculating a representative of the position of the vehicle size as a weighted sum of at least the current marking distance and the current barrier distance. While the means for measuring the distance will generally be sensors, particularly ultrasonic or radar sensors, the means for assessing the reliability and calculating the magnitude representative of the position of the vehicle are preferably implemented as a microprocessor circuit.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode-Mitteln, die einen Computer befähigen, das oben beschriebene Verfahren auszuführen.The invention also relates to a computer program product with program code means which enable a computer to carry out the method described above.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figures. Show it:

1 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugs, an dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist; 1 a block diagram of a vehicle to which the present invention is applicable;

2 eine typische Verkehrssituation in einer Draufsicht; 2 a typical traffic situation in a plan view;

3 eine exemplarische Entwicklung des Markierungsabstands und des Barriereabstands in der Verkehrssituation von 2; 3 an exemplary development of the mark distance and the barrier distance in the traffic situation of 2 ;

4 eine zweite Verkehrssituation, in der das Verfahren anwendbar ist; und 4 a second traffic situation in which the procedure is applicable; and

5 die zeitliche Entwicklung von Markierungsabstand und Barriereabstand in der Verkehrssituation der 4. 5 the temporal development of marking distance and barrier distance in the traffic situation of 4 ,

1 zeigt stark schematisiert eine Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug 1, an dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist. Eine Kamera 2 ist hinter einer Frontscheibe der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs 1 oder, wie in der Figur dargestellt, an einer Frontpartie des Kraftfahrzeugs 1 montiert, um eine sich vor dem Fahrzeug 1 erstreckende Fahrbahn zu überwachen. Die Kamera 2 ist mit einer Recheneinheit 3 verbunden. Diese dient zum einen als Auswerteeinheit, um in von der Kamera 2 gelieferten Bildern, wenn vorhanden, Fahrspurbegrenzungsmarkierungen zu erkennen und anhand der Position dieser Markierungen in den Bildern den Abstand des Fahrzeugs 1 von einer solchen Markierung quer zu seiner Fahrtrichtung zu berechnen. Die Recheneinheit 3 kann mit einem Navigationssystem 4 verbunden sein, um von diesem Informationen über den Verlauf der vor ihm liegenden Fahrbahn zu empfangen, die das Identifizieren der Fahrspurbegrenzungsmarkierungen in den Bildern erleichtern und eine genauere Berechnung des Markierungsabstands, d. h. des Abstands zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und einer Fahrspurmarkierung, zu ermöglichen. 1 shows a highly schematic plan view of a motor vehicle 1 to which the present invention is applicable. A camera 2 is behind a windscreen of the passenger compartment of the motor vehicle 1 or, as shown in the figure, at a front end of the motor vehicle 1 mounted to one in front of the vehicle 1 to supervise extending roadway. The camera 2 is with a computing unit 3 connected. This serves as an evaluation unit to in from the camera 2 supplied images, if any, to detect lane boundary markings and the distance of the vehicle based on the position of these markings in the images 1 to calculate from such a mark across its direction of travel. The arithmetic unit 3 can with a navigation system 4 be connected to receive from this information about the course of the lane in front of him, which facilitate the identification of the lane boundary markers in the images and a more accurate calculation of the marking distance, ie the distance between the motor vehicle 1 and a lane marker.

Die Recheneinheit 3 ist ferner mit zwei Sensoren 5 verbunden, die den Raum rechts und links vom Fahrzeug 1 wenigstens innerhalb der jeweils durch strichpunktierte Linien bezeichneten Grenzen, d. h. innerhalb eines für den Fahrer des Fahrzeugs 1 über Rückspiegel 6 nicht ohne weiteres einsehbaren toten Winkels überwachen. Bei diesen Sensoren 5 kann es sich insbesondere um Ultraschall- oder Radarsensoren handeln, allgemein ist jeder Sensor geeignet, der in der Lage ist, einen Impuls zu emittieren und anhand eines von einem Hindernis im überwachten Bereich außerhalb des Fahrzeugs 1 zurückgeworfenen Echos des Impulses die Entfernung zum Hindernis abzuschätzen.The arithmetic unit 3 is also with two sensors 5 connected to the room to the right and left of the vehicle 1 at least within each of the designated by dash-dotted lines boundaries, ie within a for the driver of the vehicle 1 over rearview mirror 6 not readily observable blind spot monitor. With these sensors 5 In particular, it may be any sensor that is capable of emitting a pulse and one of an obstacle in the monitored area outside the vehicle 1 returned echoes of the momentum to estimate the distance to the obstacle.

2 zeigt eine erste Anwendungssituation des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Fahrzeug 1 bewegt sich auf einer Fahrspur 7, von der in der 2 nur eine rechte Randmarkierung 8 in Form eines durchgezogenen Striches gezeigt ist. Während die Markierung 8 in unmittelbarer Nachbarschaft des Kraftfahrzeugs 1 für dessen Kamera 2 gut und sicher erkennbar ist, gibt es in etwas größerer Entfernung vom Fahrzeug einen Abschnitt 9, in dem die Markierung abgetragen, durch Verunreinigungen, Schnee oder dergleichen verdeckt oder aus anderen Gründen für die Kamera 2 nicht sicher erkennbar ist. Jenseits der Randmarkierung 8 erstreckt sich eine Barriere, hier eine Leitplanke 10. Die Recheneinheit 3 ermittelt anhand der von der Kamera 2 gelieferten Bilder periodisch den Markierungsabstand M, d. h. den Abstand zwischen einem Referenzpunkt am Fahrzeug 1 und der Markierung 8, sowie anhand von Daten des rechten Sensors 5 den Barriereabstand B zwischen dem Referenzpunkt und der Leitplanke 10. 2 shows a first application situation of the method according to the invention. The vehicle 1 moves on a lane 7 , in the 2 only a right edge marker 8th is shown in the form of a solid line. While the mark 8th in the immediate vicinity of the motor vehicle 1 for his camera 2 good and safe, there is a section a little further away from the vehicle 9 in which the mark is worn away, obscured by contaminants, snow or the like or for other reasons for the camera 2 not sure is recognizable. Beyond the edge mark 8th extends a barrier, here a guardrail 10 , The arithmetic unit 3 determined by the camera 2 supplied images periodically the marking distance M, ie the distance between a reference point on the vehicle 1 and the mark 8th , as well as data from the right sensor 5 the barrier distance B between the reference point and the guardrail 10 ,

3 zeigt exemplarisch anhand zweier Kurven B, M die Entwicklung des Barriereabstands bzw. des Markierungsabstands im Laufe der Bewegung des Fahrzeugs 1 entlang der Fahrspur 7. Solange sich das Fahrzeug 1 entlang der gut sichtbaren Randmarkierung 8 bewegt, d. h. im Zeitintervall [t0, t1] der 3, kann der Markierungsabstand M als Maß für die Position P des Fahrzeugs 1 auf der Fahrspur 7 angenommen werden, d. h. P = M. Da die Leitplanke 10 und die Randmarkierung 8 im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, unterscheiden sich die Kurven M und B um einen im Wesentlichen konstanten, dem Abstand zwischen Leitplanke 10 und Randmarkierung 8 entsprechenden Wert D. 3 shows by way of example on the basis of two curves B, M the development of the barrier distance or the marking distance in the course of the movement of the vehicle 1 along the lane 7 , As long as the vehicle 1 along the well visible edge marking 8th moved, ie in the time interval [t0, t1] the 3 , the marking distance M as a measure of the position P of the vehicle 1 on the lane 7 be accepted, ie P = M. Since the guardrail 10 and the edge marker 8th are substantially parallel to each other, the curves M and B differ by a substantially constant, the distance between guardrail 10 and edge marking 8th corresponding value D.

Wenn das Fahrzeug den Abschnitt 9 erreicht hat, nach dem Zeitpunkt t1, kann die Kamera 2 keine Randmarkierung 8 mehr erfassen, und die Recheneinheit 3 kann den Markierungsabstand M nicht mehr durch Analyse der Bilder der Kamera 2 ermitteln. Um die Position P des Fahrzeugs 1 dennoch weiterhin angeben zu können, muss eine andere Messgröße herangezogen werden. Was auch nach dem Zeitpunkt t1 noch genau gemessen werden kann, ist der Barriereabstand B. Unter der Annahme, dass die Differenz D zwischen dem nun unbekannten Markierungsabstand M und dem Barriereabstand B weiterhin konstant = D ist, kann daher die Fahrzeugposition P aus dem Begrenzungsabstand B berechnet werden, während das Fahrzeug 1 an dem Abschnitt 9 ohne erkennbare Randmarkierung vorbeifährt.If the vehicle is the section 9 has reached, after the time t1, the camera can 2 no edge marking 8th capture more, and the arithmetic unit 3 can no longer determine the marking distance M by analyzing the images of the camera 2 determine. To the position P of the vehicle 1 Nevertheless, to be able to continue to specify, a different measure must be used. What can still be measured accurately even after the time t1 is the barrier distance B. Assuming that the difference D between the now unknown marking distance M and the barrier distance B is still constant = D, the vehicle position P can therefore be determined from the limiting distance B be calculated while the vehicle 1 at the section 9 Passes without recognizable edge marking.

Wenn der Wert der Fahrzeugposition P, egal ob anhand der Kamerabilder gemessen oder aus dem Barriereabstand B berechnet, unter einen Mindestwert Pmin fällt, kann ein Warnsignal erzeugt werden, um den Fahrer des Fahrzeugs 1 auf eine kritische Annäherung an den Fahrspurrand aufmerksam zu machen, oder es kann eine Stellkraft auf die Lenkung des Fahrzeugs ausgeübt werden, um das Fahrzeug 1 auf der Fahrspur 7 zu halten. Die Stellkraft ist so bemessen, dass sie für den Fahrer zwar fühlbar ist, er sie aber ohne Schwierigkeiten überwinden kann, wenn ein Verlassen der Fahrspur 7 beabsichtigt sein sollte.When the value of the vehicle position P, whether measured from the camera images or calculated from the barrier distance B, falls below a minimum value Pmin, a warning signal may be generated to the driver of the vehicle 1 to draw attention to a critical approach to the lane edge, or it may be exerted on the steering of the vehicle, a force on the vehicle 1 on the lane 7 to keep. The force is such that it is indeed felt by the driver, but he can overcome it without difficulty when leaving the lane 7 should be intended.

Mit anderen Worten kann eine von der Recheneinheit 3 zum aktuellen Zeitpunkt t ermittelte Position P_t des Fahrzeugs 1 auf der Spur 7 aufgefasst werden als eine gewichtete Summe aus Markierungsabstand M_t, Barriereabstand B_t und dem Abstand D zwischen der Randmarkierung 8 und der Leitplanke 10 nach der Formel: P_t = c₀M_t + c₁B_t – c₁D, (1) wobei c₀ = 1 und c₁ = 0 ist, solange eine Messung des Markierungsabstands M anhand von Bildern der Kamera 2 möglich ist, und c₀ = 0 und c₁ = 1 ist, wenn der Markierungsabstand M aus den Kamerabildern nicht ermittelt werden kann.In other words, one of the arithmetic unit 3 at the current time t determined position P _{t of} the vehicle 1 on the track 7 be understood as a weighted sum of marking distance M _t , barrier distance B _t and the distance D between the edge marking 8th and the guardrail 10 according to the formula: P _t = c ₀ M _t + c ₁ B _t - c ₁ D, (1) where c ₀ = 1 and c ₁ = 0, as long as a measurement of the mark distance M based on images of the camera 2 is possible, and c ₀ = 0 and c ₁ = 1, if the mark distance M can not be determined from the camera images.

Wenn die Recheneinheit 3 die Markierung 8 in einem von der Kamera 2 zum aktuellen Zeitpunkt t aufgenommenen Bild ungenau oder falsch erkennt, dann ist der daraus berechnete Markierungsabstand M_t fehlerhaft. Um die Auswirkungen solcher Fehler zu reduzieren, kann die Position z. B. auch nach der Formel P_t = c₀c₂M_t + c₀(1 – c₂)(M_t-1 + M') + c₁B_t – c₁D (2) berechnet werden, wobei M_t-1 den bei der vorhergehenden Messung erhaltenen Wert des Markierungsabstands und M' eine gemittelte Änderung, z. B. einen gleitenden Mittelwert, des Markierungsabstands zwischen zwei aufeinander folgenden früheren Messungen M_t-1, M_t-2, ... bezeichnet. Die Gewichtungskoeffizienten c₂, (1-c₂) können hier fest gewählt sein, sie können aber auch eine eine Funktion der Abweichung von M_t von dem durch Extrapolation der früheren Messwerte M_t-1, M_t-2, ... zu erwartenden Wert M_t-1 + M' sein: je größer |M_t – M_t-1 + M'| ist, um so größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass M_t fehlerhaft ist, und um so kleiner wird folglich der entsprechende Gewichtungskoeffizient c₀ gewählt.If the arithmetic unit 3 the mark 8th in one of the camera 2 If the image taken at the current time t is inaccurate or incorrect, then the mark distance calculated therefrom is determined M _t faulty. To reduce the effects of such errors, the position z. B. also according to the formula P _t = c ₀ c ₂ M _t + c ₀ (1-c ₂ ) (M _t-1 + M ') + c ₁ B _t -c ₁ D (2) where M _{t-1 is} the value of the mark pitch obtained in the previous measurement and M 'is an averaged change, e.g. A moving average, the mark distance between two consecutive earlier measurements M _t-1 , M _t-2 , .... The weighting coefficients c ₂ , (1-c ₂ ) may be fixed here, but they may also be a function of the deviation of M _t from that by extrapolation of the earlier measured values M _t-1 , M _t-2 , ... expected value M _t-1 + M ': the greater | M _t - M _t-1 + M' | is, the greater the probability that M _{t is} erroneous, and the smaller the corresponding weighting coefficient c _{0 is} chosen.

Anstatt wie oben beschrieben die Änderung M' des Markierungsabstands aus früheren Messungen abzuleiten, besteht auch die Möglichkeit, sie aus dem Verlauf einerseits der Fahrspur 7 und andererseits des vom Fahrzeug 1 zurückgelegten Weges abzuleiten. Die Krümmung der vor dem Fahrzeug 1 liegenden Fahrspur kann die Recheneinheit durch Analyse der Bilder der Kamera 2 oder anhand von vom Navigationssystem 4 gelieferten, den Verlauf der Fahrspur 7 beschreibenden Kartendaten ermitteln. Die Krümmung des zurückgelegten Weges wird berechnet anhand erfasster Lenkmanöver des Fahrers und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Alternativ kann die Krümmung des Weges auch anhand von vom Navigationssystem gelieferten, die momentane Fahrtrichtung des Fahrzeugs spezifizierenden Daten und der Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet werden. Aus der Differenz zwischen dieser Krümmung der Fahrspur 7 und der – z. B. anhand der Lenkradstellung ermittelten – Krümmung des tatsächlich vom Fahrzeug 1 zurückgelegten Weges ermittelt die Recheneinheit einen Schätzwert für die Änderung M', um daraus die Position P_t. nach Formel (2) zu berechnen.Instead of deriving the change M 'of the mark distance from earlier measurements as described above, it is also possible to derive it from the course of the lane on the one hand 7 and on the other hand of the vehicle 1 derived route. The curvature of the front of the vehicle 1 lying lane, the arithmetic unit by analyzing the images of the camera 2 or from the navigation system 4 delivered, the course of the lane 7 determine descriptive map data. The curvature of the distance traveled is calculated on the basis of detected steering maneuvers of the driver and the speed of the vehicle. Alternatively, the curvature of the path can also be calculated on the basis of data supplied by the navigation system, the current direction of travel of the vehicle and the vehicle speed. From the difference between this curvature of the lane 7 and the -. B. based on the steering wheel position determined - curvature of the actual vehicle 1 covered path, the arithmetic unit determines an estimate for the change M ', in order to derive the position P _t . according to formula (2).

4 zeigt eine zweite exemplarische Verkehrssituation, in der neben der vom Fahrzeug 1 befahrenen Fahrspur 7 noch eine weitere in gleiche Richtung verlaufende Fahrspur 11 vorhanden ist, auf der sich Fahrzeuge 12, 13 bewegen. 4 shows a second exemplary traffic situation, in addition to that of the vehicle 1 busy lane 7 yet another lane running in the same direction 11 is present on the vehicles 12 . 13 move.

Auch hier kann der Fall auftreten, dass eine Randmarkierung 8 der Fahrspur 7 in einem Abschnitt 9 von der Kamera 2 nicht erfasst werden kann. Solange sich das Fahrzeug 1 neben dem Fahrzeug 12 herbewegt und die Markierung 8 für die Kamera 2 sichtbar ist, entsprechend dem Zeitintervall [t0, t1] im Diagramm der 5, werden Markierungsabstand M und Barriereabstand B unabhängig voneinander gemessen, wobei in diesem Fall das Fahrzeug 12 das Echo eines vom Sensor 5 emittierten Impulses zurückwirft, so dass hier als Barriereabstand B der Abstand zum Fahrzeug 12 erhalten wird.Again, the case may occur that an edge marker 8th the lane 7 in a section 9 from the camera 2 can not be detected. As long as the vehicle 1 next to the vehicle 12 moved and the mark 8th for the camera 2 is visible, corresponding to the time interval [t0, t1] in the diagram of 5 , Marking distance M and barrier distance B are measured independently, in which case the vehicle 12 the echo of one from the sensor 5 reflected back pulse, so here as the barrier distance B, the distance to the vehicle 12 is obtained.

Im Zeitintervall [t1, t2] bewegt sich das Fahrzeug 1 im nicht markierten Abschnitt 9 neben dem Fahrzeug 12 her. Hier kann zwar der Markierungsabstand M nicht mehr gemessen werden, wohl aber der Barriereabstand B, so dass die Position P des Fahrzeugs 1 in Bezug zu seiner Fahrspur 7 anhand dieses Barriereabstands B wie mit Bezug auf 3 beschrieben abgeschätzt werden kann.In the time interval [t1, t2] the vehicle moves 1 in the unmarked section 9 next to the vehicle 12 ago. Although the marking distance M can no longer be measured here, it is the barrier distance B that determines the position P of the vehicle 1 in relation to its lane 7 from this barrier distance B as with reference to FIG 3 can be estimated.

Zum Zeitpunkt t2 hat das Fahrzeug 1 das Fahrzeug 12 so weit überholt, dass der vom Sensor 5 emittierte Impuls zwischen den Fahrzeugen 12, 13 hindurchgeht. Im hier betrachteten Fall wird er wieder an einer Leitplanke 10 reflektiert, was zu einer abrupten Zunahme des Begrenzungsabstands B zur Zeit t2 führt. Da eine solche abrupte Zunahme nicht auf eine Querbewegung des Fahrzeugs 1 oder des Fahrzeugs 12 zurückgeführt werden kann, kann davon ausgegangen werden, dass der Gegenstand, der das Echo zurückwirft, sich zum Zeitpunkt t2 geändert hat, nicht aber die Position P des Fahrzeugs 1 auf seiner Spur 7. Daher folgt die errechnete Position P zum Zeitpunkt t2 der sprunghaften Änderung von B nicht.At time t2, the vehicle has 1 the vehicle 12 so far out of date, that of the sensor 5 emitted impulse between the vehicles 12 . 13 passes. In the case considered here he is again at a guardrail 10 reflected, resulting in an abrupt increase in the bounding distance B at time t2. Because such an abrupt increase is not due to a transverse movement of the vehicle 1 or the vehicle 12 It can be assumed that the object which reflects the echo has changed at time t2, but not the position P of the vehicle 1 on his trail 7 , Therefore, the calculated position P does not follow the sudden change of B at time t2.

Zwischen den Zeitpunkten t2, t3, solange der Sensor 5 das Echo von der Leitplanke 10 empfängt, folgt die berechnete Position P allen Änderungen des Barriereabstands B. Mit anderen Worten, wenn Messungen des Markierungsabstands M und des Begrenzungsabstands B zu diskreten Zeiten, einem gegenwärtigen Zeitpunkt t und in der Vergangenheit liegenden Zeitpunkten t – 1, t – 2, .... durchgeführt werden, kann die aktuelle Position P_t zum Zeitpunkt t geschrieben werden als gewichtete Summe P_t = c₀M_t + c₁P_t-1 + c₃(B_t – B_t-1), (3) wobei c₀ und c₁ jeweils wie zuvor definiert sind und c₃ = c₁ ist, wenn B_t – B_t-1 von einer zwischen zwei Messungen zu erwartenden Änderung B' um mehr als ein zweckmäßig festgelegter Maximalwert Δ_max abweicht und sonst = 0 ist. Die zu erwartende Änderung B' kann pauschal als 0 angenommen werden, oder sie kann wie oben für M beschrieben aus früheren Messungen des Begrenzungsabstands abgeleitet werden.Between times t2, t3, as long as the sensor 5 the echo from the guardrail 10 In other words, when measurements of the mark distance M and the limit distance B at discrete times, a current time t, and in the past times t-1, t-2, .., the calculated position P follows. .., the current position P _t can be written at time t as a weighted sum P _t = c ₀ M _t + c ₁ P _t-1 + c ₃ (B _t -B _t-1 ), (3) where c ₀ and c _{1 are} each as previously defined and c ₃ = c ₁ , when B _t -B _t-1 deviates from a change B 'to be expected between two measurements by more than a suitably determined maximum value Δ _max and otherwise = 0 is. The expected change B 'can be assumed to be a general value of 0, or it can be derived from previous measurements of the limitation distance as described above for M.

Zum Zeitpunkt t3 beginnt der Sensor 5, das Fahrzeug 13 zu erfassen. Die Folge ist ein Sprung von B, der wieder abrupt genug ist, um c₂ zeitweilig 0 werden zu lassen, so dass die berechnete Position P dem Sprung von B nicht folgt.At time t3, the sensor starts 5 , the vehicle 13 capture. The sequence is a jump from B that is again abrupt enough to make c ₂ temporarily zero so that the calculated position P does not follow the jump of B.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Kraftfahrzeugmotor vehicle
22: Kameracamera
33: Recheneinheitcomputer unit
44: Navigationssystemnavigation system
55: Sensorsensor
77: Fahrspurlane
88th: Randmarkierungedge marking
99: Abschnittsection
1010: Leitplankebarrier
1111: Fahrspurlane
1212: Fahrzeugvehicle
1313: Fahrzeugvehicle

Claims

Method for assessing the position (P) of a vehicle ( 1 ) relative to a lane ( 7 ), comprising the steps of: a) measuring a mark distance (M _t ) between the vehicle ( 1 ) and a marker ( 8th ) of the lane ( 7 ) and a barrier distance (B _t ) between the vehicle ( 1 ) and one side of the vehicle ( 1 ) barrier ( 10 . 12 . 13 ); b) estimating the reliability of the measured values (M _t , B _t ) and determining a reliability factor corresponding to the weighting factor (c ₀ , c ₁ , c ₂ , c ₃ ); c) calculating one for the position (P _t ) of the vehicle ( 1 ) representative size as the weighted sum of at least the current mark distance (M _t ) and the current barrier distance (B _t ).

A method according to claim 1, characterized in that in step b) for the current marking distance (M _t ) a weighting factor of 1 or 0 is determined.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that in step c) in the weighted sum a difference between the current (B _t ) and at least one previous barrier distance (B _t-1 ) received.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the rate of change of the marking distance (M ') is calculated and entered in step c) in the weighted sum.

A method according to claim 4, characterized in that the rate of change (M ') is calculated on the basis of a difference between at least two previous marking distances (M _t-1 , M _t-2 , ...).

Method according to claim 4 or 5, characterized in that the front of the vehicle ( 1 ) lying course of the lane ( 7 ) and the direction of travel of the vehicle 1 ) and the rate of change (M ') is calculated based on a deviation between the course and the direction of travel.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the marking distance (M) on the basis of one of a camera ( 2 ) captured image of the mark ( 8th ) is calculated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the barrier distance (B) by means of a blind angle sensor ( 5 ) is detected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the barrier distance (B) based on one of the barrier ( 8th ) reflected echo signal, in particular an ultrasonic or radar signal is detected.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a difference between the current barrier distance (B _t ) and at least one previous barrier distance (B _t-1 ) is calculated and the weighting factor (c ₃ ), with which the current barrier distance (B _t ) in step c) enters the weighted sum, is higher, if the difference

in an expected interval ([B '- Δ _max , B' + Δ _max ]) than if the difference

outside the expected interval ([B '- Δ _max , B' + Δ _max ]).

A method according to claim 10, characterized in that the interval ([B '- Δ _max , B' + Δ _max ]) by 0 or by an average of differences

centered on previous readings.

A method according to claim 10 or 11, characterized in that the weighting factor (c ₃ ) is 0 when the difference

outside the expected interval ([B '- Δ _max , B' + Δ _max ]).

Device for assessing the position (P) of a vehicle ( 1 ) relative to a lane ( 7 ), with - means for measuring a mark distance (M _t ) between the vehicle ( 1 ) and a marker ( 8th ) of the lane ( 7 ) and a barrier distance (B _t ) between the vehicle ( 1 ) and one side of the vehicle ( 1 ) barrier ( 10 . 12 . 13 ); - means for estimating the reliability of the measured values (M _t , B _t ) and setting a reliability factor corresponding to the weighting factor (c ₀ , c ₁ , c ₂ , c ₃ ); and means for calculating a position (P _t ) of the vehicle ( 1 ) representative size as the weighted sum of at least the current mark distance (M _t ) and the current barrier distance (B _t ).

A computer program product having program code means for enabling a computer to carry out the method of any one of the preceding claims.