DE102012112164A1 - VIDEO-BASED DETECTION OF OBSTACLES ON A TRACK - Google Patents

VIDEO-BASED DETECTION OF OBSTACLES ON A TRACK Download PDF

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DE102012112164A1
DE102012112164A1 DE102012112164.8A DE102012112164A DE102012112164A1 DE 102012112164 A1 DE102012112164 A1 DE 102012112164A1 DE 102012112164 A DE102012112164 A DE 102012112164A DE 102012112164 A1 DE102012112164 A1 DE 102012112164A1
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Stefan Hegemann
Stefan Heinrich
Stefan Lüke
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Conti Temic Microelectronic GmbH
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Continental Teves AG and Co OHG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur videobasierten Erkennung von Hindernissen auf einer Fahrbahn mit den folgenden Schritten: Empfangen von Bilddaten (S10), die von einer zum Erfassen eines Bereichs einer Umgebung vor einem Fahrzeug vorgesehen 3D-Kamera erzeugt werden, wobei die 3D-Kamera derart ausgerichtet und ausgebildet ist, dass der von ihr erfasste Bereich mindestens die gesamte Breite der Fahrbahn vor dem Fahrzeug umfasst, Auswerten der Bilddaten (S12) zum Erkennen von Hindernissen quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs, und Ausgeben von Daten (S14) zu erkannten Hindernissen.The invention relates to a method for video-based detection of obstacles on a roadway with the following steps: Receiving image data (S10) that are generated by a 3D camera provided for capturing an area of the surroundings in front of a vehicle, the 3D camera in this way is aligned and designed so that the area covered by it encompasses at least the entire width of the lane in front of the vehicle, evaluating the image data (S12) to detect obstacles across the direction of travel of the vehicle, and outputting data (S14) on detected obstacles.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur videobasierten Erkennung von Hindernissen auf einer Fahrbahn, die insbesondere für den Einsatz in Fahrerassistenzsystemen geeignet sind. The invention relates to a method and a device for video-based detection of obstacles on a roadway, which are particularly suitable for use in driver assistance systems.

Die DE 10 2009 033 219 A1 beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung eines Straßenprofils einer Fahrspur vor einem Fahrzeug anhand von erfassten Bilddaten. Hierbei wird ein Straßenhöhenprofil der Fahrspur durch eine Schätzvorrichtung, beispielsweise einem Kalman-Filter ermittelt. Die Bilddaten werden insbesondere von einer beispielsweise im Frontbereich des Fahrzeugs fest angeordneten Kamera erzeugt. Durch Vermessen des Straßenhöhenprofils vor dem Fahrzeug und zeitliches Integrieren können zu erwartende Bodenunebenheiten an einem jeweiligen Fahrzeugrad des Fahrzeugs ermittelt werden, wenn das Fahrzeug den vermessenen Bereich überfährt. Darauf basierend kann das Fahrwerk des Fahrzeugs entsprechend geregelt werden. Formal gesehen handelt es sich bei diesem Verfahren um einen stochastischen Messprozess. The DE 10 2009 033 219 A1 describes a method for determining a road profile of a traffic lane in front of a vehicle on the basis of captured image data. In this case, a road height profile of the traffic lane is determined by an estimation device, for example a Kalman filter. In particular, the image data are generated by a camera fixedly arranged, for example, in the front region of the vehicle. By measuring the road height profile in front of the vehicle and integrating time, expected unevenness in the floor of a respective vehicle wheel of the vehicle can be determined when the vehicle passes over the measured area. Based on this, the chassis of the vehicle can be regulated accordingly. Formally, this process is a stochastic measurement process.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur videobasierten Erkennung von Hindernissen auf einer Fahrbahn vorzuschlagen, die gegenüber dem aus der DE 10 2009 033 219 A1 weiter verbessert sind. Object of the present invention is therefore to propose a method and an apparatus for video-based detection of obstacles on a roadway compared to that from the DE 10 2009 033 219 A1 are further improved.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. This object is solved by the subject matters of the independent claims. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Ein der Erfindung zugrunde liegender Gedanke besteht darin, Hindernisse auf einer Fahrbahn durch Auswerten von Bilddaten einer 3D-Kamera zu erkennen, also eine videobasierte Erkennung zu implementieren, bei der An underlying idea of the invention is to detect obstacles on a roadway by evaluating image data of a 3D camera, that is to implement a video-based recognition, in which

mittels einer 3D-Kamera eine aktive Auswertezone für die Erkennung von Hindernissen auf einer Fahrbahn verwendet wird, die nicht nur auf den unmittelbaren Bereich von dem Fahrzeug bzw. einem Fahrzeugreifen beschränkt ist, sondern die gesamte Fahrbahnoberfläche (Breite) im Vorausschaubereich des Fahrzeug umfasst. Durch den Einsatz einer 3D-Kamera enthalten die Bilddaten zudem Rauminformationen des Vorausschaubereichs des Fahrzeugs. Durch die aktive Auswertezone und die Rauminformationen ist es nun möglich, Hindernisse quer zur Fahrtrichtung wie beispielsweise Bodenschwellen, Kanten (Unstetigkeiten) auf der Fahrzeugtrajektorie und/oder Fahrbahnkrümmungen zu erkennen, die sich insbesondere über die gesamte Breite einer Fahrbahn erstrecken und mit den bisher eingesetzten Algorithmen nicht oder nur sehr schwer erkannt werden können, da sie keine Sprünge in einem Höhenverlauf quer zur Fahrtrichtung bewirken, und daher mit einem auf die Erkennung von solchen Sprüngen spezialisierten Bildverarbeitungsalgorithmus in der Regel nicht erkannt werden können. is used by means of a 3D camera, an active evaluation zone for the detection of obstacles on a roadway, which is not limited to the immediate area of the vehicle or a vehicle tire, but comprises the entire road surface (width) in the Vorschaubereich of the vehicle. By using a 3D camera, the image data also contain spatial information of the Vorschaubereichs of the vehicle. Due to the active evaluation zone and the spatial information, it is now possible to detect obstacles transverse to the direction of travel, such as bumps, edges (discontinuities) on the vehicle trajectory and / or road curvatures, which extend in particular over the entire width of a road and with the previously used algorithms impossible or very difficult to detect, since they do not cause jumps in a height profile transverse to the direction of travel, and therefore can not be detected with a specialized on the detection of such jumps image processing algorithm in the rule.

Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur videobasierten Erkennung von Hindernissen auf einer Fahrbahn mit den folgenden Schritten: Empfangen von Bilddaten, die von einer zum Erfassen eines Bereichs einer Umgebung vor einem Fahrzeug vorgesehen 3D-Kamera erzeugt werden, wobei die 3D-Kamera derart ausgerichtet und ausgebildet ist, dass der von ihr erfasste Bereich mindestens die gesamte Breite der Fahrbahn vor dem Fahrzeug umfasst, Auswerten der Bilddaten zum Erkennen von Hindernissen quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs, und Ausgeben von Daten zu erkannten Hindernissen. An embodiment of the invention now relates to a method for video-based detection of obstacles on a roadway comprising the steps of: receiving image data generated by a 3D camera provided for detecting a region of an environment in front of a vehicle, the 3D camera thus is aligned and formed such that the area covered by it comprises at least the entire width of the roadway in front of the vehicle, evaluating the image data for detecting obstacles transverse to the direction of travel of the vehicle, and outputting data to detected obstacles.

Das Auswerten der Bilddaten zum Erkennen von Hindernissen quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs kann das Erkennen von mehreren Bildpunkten im Raum, die etwa auf einer horizontalen Linie angeordnet sind, und das Ermitteln einer ungefähren Höhe des Hindernisses abhängig von den erkannten Bildpunkten aufweisen. The evaluation of the image data for detecting obstacles transverse to the direction of travel of the vehicle may include the detection of several pixels in space, which are arranged approximately on a horizontal line, and determining an approximate height of the obstacle depending on the detected pixels.

Das Auswerten der Bilddaten zum Erkennen von Hindernissen quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs kann das Erkennen von mehreren Bildpunkten im Raum, die etwa auf einer vertikalen Linie angeordnet sind, und das Berechnen einer Fahrbahnkrümmung abhängig von den erkannten Bildpunkten aufweisen. The evaluation of the image data for detecting obstacles transverse to the direction of travel of the vehicle may include the detection of several pixels in space, which are arranged approximately on a vertical line, and the calculation of a roadway curvature depending on the detected pixels.

Das Ausgeben von Daten zu erkannten Hindernissen kann das Bestimmen, ob das Fahrzeug ein erkanntes Hindernis überfahren kann und/oder ob ein erkanntes Hindernis beim Überfahren Beschädigungen am Fahrzeug hervorrufen kann, und das Ausgeben des Ergebnisses des Bestimmens aufweisen. Outputting data on detected obstacles may include determining whether the vehicle can run over a detected obstacle and / or whether a detected obstacle may cause damage to the vehicle when crossing it, and outputting the result of the determining.

Das Ausgeben von Daten zu erkannten Hindernissen abhängig vom Ergebnis des Bestimmens kann ein Ausgeben einer Warnung, einen Eingriff in die Fahrzeugsteuerung und/oder eine Veränderung von Fahrzeugeigenschaften aufweisen. Outputting data on detected obstacles depending on the result of the determination may include issuing a warning, an intervention in the vehicle control and / or a change of vehicle characteristics.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur videobasierten Erkennung von Hindernissen auf einer Fahrbahn mit ersten Mitteln zum Empfangen von Bilddaten, die von einer zum Erfassen eines Bereichs einer Umgebung vor einem Fahrzeug vorgesehen 3D-Kamera erzeugt werden, wobei die 3D-Kamera derart ausgerichtet und ausgebildet ist, dass der von ihr erfasste Bereich mindestens die gesamte Breite der Fahrbahn vor dem Fahrzeug umfasst, zweiten Mitteln zum Auswerten der Bilddaten zum Erkennen von Hindernissen quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs, unddritten Mitteln zum Ausgeben von Daten zu erkannten Hindernissen. A further embodiment of the invention relates to a device for video-based detection of obstacles on a roadway having first means for receiving image data generated by a 3D camera provided for detecting a region of an environment in front of a vehicle, the 3D camera being aligned in this way and is configured so that the area covered by it comprises at least the entire width of the roadway in front of the vehicle, second means for evaluating the image data for detecting obstacles transversely to the direction of travel of the vehicle, and third means for outputting data to detected obstacles.

Die zweiten Mittel können ausgebildet sein, ein Verfahren nach der Erfindung und wie hierin beschrieben auszuführen, und die dritten Mittel können ausgebildet sein, ein Verfahren nach der Erfindung und wie hierin beschrieben auszuführen. The second means may be adapted to carry out a method according to the invention and as described herein, and the third means may be adapted to carry out a method according to the invention and as described herein.

Schließlich betrifft eine weitere Ausführungsform der Erfindung ein Fahrerassistenzsystem mit einer Vorrichtung nach der Erfindung und wie hierin beschrieben. Finally, another embodiment of the invention relates to a driver assistance system having a device according to the invention and as described herein.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem/den in der/den Zeichnung(en) dargestellten Ausführungsbeispiel(en). Further advantages and possible applications of the present invention will become apparent from the following description in conjunction with the / in the drawing (s) illustrated embodiment (s).

In der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung und in der/den Zeichnung(en) werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In the description, in the claims, in the abstract and in the drawing (s), the terms and associated reference numerals used in the list of reference numerals recited below are used.

Die Zeichnung(en) zeigt/zeigen in The drawing (s) show / show in

1 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zur videobasierten Erkennung von Hindernissen auf einer Fahrbahn gemäß der Erfindung; 1 a flowchart of an embodiment of a method for video-based detection of obstacles on a roadway according to the invention;

2 ein Beispiel eines Bildes eines erfassten Bereichs einer Umgebung vor einem Fahrzeug mit einem Bereich einer abgehobenen Fahrbahnoberfläche bei einer Baustelle als Hindernis; 2 an example of an image of a detected area of an environment in front of a vehicle with an area of a raised road surface at a construction site as an obstacle;

3 ein Beispiel eines Bildes eines erfassten Bereichs einer Umgebung vor einem Fahrzeug mit einem Bereich einer angehobenen Fahrbahnoberfläche zur Verkehrsberuhigung als Hindernis; 3 an example of an image of a detected area of an environment in front of a vehicle having an area of a raised road surface for traffic calming as an obstacle;

4 zwei Beispiele von Fahrbahnverläufen mit Hindernissen quer zur Fahrtrichtung eines Fahrzeugs in einer Seitenansicht; und 4 two examples of lanes with obstacles transverse to the direction of travel of a vehicle in a side view; and

5 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur videobasierten Erkennung von Hindernissen auf einer Fahrbahn gemäß der Erfindung. 5 An embodiment of a device for video-based detection of obstacles on a roadway according to the invention.

In der folgenden Beschreibung können gleiche, funktional gleiche und funktional zusammenhängende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Absolute Werte sind im Folgenden nur beispielhaft angegeben und sind nicht als die Erfindung einschränkend zu verstehen. In the following description, identical, functionally identical and functionally connected elements may be provided with the same reference numerals. Absolute values are given below by way of example only and are not to be construed as limiting the invention.

Bei der vorliegenden Erfindung wird ausgehend von einem im Fahrzeug befindlichen Stereo-bzw. 3D-Kamerasystem die Fahrbahnoberfläche im Umgebungsbereich vor dem Fahrzeug beobachtet. Die vom 3D-Kamreasystem erzeugten Bilddaten des erfassten Umgebungsbereichs werden von einem Algorithmus verarbeitet, dessen Flussdiagramm in 1 dargestellt ist und der im Folgenden erläutert wird. In the present invention, starting from an in-vehicle stereo or. 3D camera system observing the road surface in the surrounding area in front of the vehicle. The image data of the acquired environmental region generated by the 3D camera system are processed by an algorithm whose flow chart is shown in FIG 1 is shown and will be explained below.

Der Algorithmus empfängt in einem ersten Schritt S10 die Bilddaten vom 3D-Kamreasystem zur weiteren Verarbeitung. In einem darauffolgenden Schritt S12 werden die empfangenen Bilddaten zum Erkennen von Hindernissen quer zur Fahrtrichtung ausgewertet. The algorithm receives in a first step S10 the image data from the 3D camera system for further processing. In a subsequent step S12, the received image data for detecting obstacles transverse to the direction of travel are evaluated.

Die Auswertung kann verschiedene Schritte umfassen, um verschiedene Hindernisse zu erkennen, wie nachfolgend erläutert wird. The evaluation may include various steps to detect various obstacles, as explained below.

Zum Erkennen von Unstetigkeiten im Verlauf der zu überfahrenden Fläche werden in einem Schritt S120 mehrere, auf einer horizontalen Linie angeordnete Bildpunkte erkannt, wie es bei den in 2 und 3 dargestellten beispielhaften Bildern von erfassten Umgebungsbereichen vor einem Fahrzeug gezeigt ist. In order to detect discontinuities in the course of the surface to be traversed, a plurality of pixels arranged on a horizontal line are detected in a step S120, as is the case with the in 2 and 3 shown exemplary captured images of detected environmental areas in front of a vehicle.

In 2 ist der Verlauf einer Fahrbahn 14 vor einem Fahrzeug gezeigt, wie er von einem 3D-Kamerasystem erfasst wird. Auf der Fahrbahn 14 befindet sich ein Bereich 10 (eingerahmt durch das gestrichelte Rechteck), in dem ein Abschnitt 100 der Fahrbahnoberfläche abgehoben ist, wie es beispielsweise häufig bei der Erneuerung des Asphaltbelags einer Fahrbahn stattfindet. Aufgrund des Abschnitts 100 mit der abgehobenen Fahrbahnoberfläche entstehen eine vordere Kante 102 und eine hintere Kante 104 jeweils zwischen der Oberfläche der Fahrbahn 14 und dem Abschnitt 100. Ein Überfahren dieser beiden Kanten 102 und 104, die quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs liegen, könnte zu Schäden am Fahrzeug führen. Daher gilt in der Regel im Bereich solcher Abschnitte eine Geschwindigkeitsbegrenzung. Durch den Schritt S120 kann der Algorithmus nun die beiden Kanten 102 und 104 erkennen und in einem nachfolgenden Schritt S122 die ungefähre Höhe dieser Kanten anhand der in dem vom 3D-Kemerasystem erzeugten Bilddaten enthaltenen Raum- bzw. 3D-Informationen ermitteln, insbesondere berechnen oder abschätzen. In 2 is the course of a roadway 14 shown in front of a vehicle as captured by a 3D camera system. On the roadway 14 there is an area 10 (framed by the dashed rectangle), in which a section 100 the road surface is lifted, as is often the case for example when renewing the asphalt surface of a roadway. Due to the section 100 with the lifted road surface arise a front edge 102 and a back edge 104 each between the surface of the roadway 14 and the section 100 , A crossing of these two edges 102 and 104 , which are transverse to the direction of travel of the vehicle, could lead to damage to the vehicle. Therefore, a speed limit usually applies in the area of such sections. Through step S120, the algorithm can now use the two edges 102 and 104 recognize and in a subsequent step S122 determine the approximate height of these edges on the basis of in the 3D Kemerasystem generated image data contained space or 3D information, in particular calculate or estimate.

Bei dem in 3 gezeigten Beispiel ist in einem Bereich 12 der Fahrbahn 14 ein Abschnitt 120 angehoben, was beispielsweise zur Verkehrsberuhigung auf bestimmten Straßen vorgenommen wird. Alternativ können auch sogenannte Speed bumper (Bremsschwelle zur Verkehrsberuhigung) auf der Fahrbahnoberfläche angebracht sein, die etwas kürzer als der Abschnitt 120 sind. Um ein Überfahren des angehobenen Fahrbahnabschnitts 120 zu ermöglichen, sind vorne am Abschnitt 120 eine vordere Auffahrt 122 und hinten am Abschnitt 120 eine hintere Abfahrt 124 vorgesehen, die einen schrägen Übergang zwischen dem Abschnitt 120 und der Oberfläche der Fahrbahn 14 definieren. Auch die Auffahrt 122 und die Abfahrt 124 können durch ihre Darstellung in vom 3D-Kamreasystem erfassten Bildern als mehrere, auf einer horizontalen Linie angeordnete Bildpunkte vom Algorithmus im Schritt S120 erkannt werden. Die ungefähre Höhe des Abschnitts 120 kann im Schritt S122 aus der Rauminformation zu den Bildpunkten der Auffahrt 122 und der Abfahrt 124 ermittelt, insbesondere berechnet oder abgeschätzt werden. At the in 3 example shown is in one area 12 the roadway 14 a section 120 what is done, for example, to calm traffic on certain roads. Alternatively, so-called speed bumper (brake threshold for traffic calming) be mounted on the road surface, something shorter than the section 120 are. To override the raised section of roadway 120 to allow, are at the front of the section 120 a front driveway 122 and at the back of the section 120 a back departure 124 provided an oblique transition between the section 120 and the surface of the roadway 14 define. Also the driveway 122 and the departure 124 may be recognized by their representation in captured by the 3D camera system images as multiple, arranged on a horizontal line pixels from the algorithm in step S120. The approximate height of the section 120 can in step S122 from the space information to the pixels of the driveway 122 and the departure 124 determined, in particular calculated or estimated.

Weiterhin kann der Algorithmus im Rahmen der Auswertung die Krümmung der zu überfahrenden Fläche, d.h. der Fahrbahn ermittelt werden. Hierzu werden in einem Schritt S124 Bildpunkte auf einer vertikalen Linie erkannt, beispielsweise der Mittelstreifen einer Straße. Anschließend wird in einem Schritt S126 mit den Raumpositionen der auf der vertikalen Linie erkannten Bildpunkte die Krümmung der Fahrbahn bzw. Straße berechnet. Furthermore, in the course of the evaluation, the algorithm can determine the curvature of the surface to be traversed, i. the roadway are determined. For this purpose, in a step S124 pixels are recognized on a vertical line, for example the central strip of a road. Subsequently, in a step S126, the curvature of the road is calculated with the spatial positions of the pixels recognized on the vertical line.

Der Algorithmus fährt nach dem Auswerten der Bilddaten im Schritt S12, wie es oben erläutert ist, mit einem Schritt S14 fort, in dem Daten zu erkannten Hindernissen ausgegeben werden. Auch der Schritt S14 weist mehrere Unterschritte auf, wie es im Folgenden im Detail erläutert wird. The algorithm proceeds to a step S14 after the image data is evaluated in step S12, as explained above, in which data on detected obstacles are output. Also, the step S14 has a plurality of sub-steps, as will be explained in detail below.

Zunächst bestimmt der Algorithmus in einem Schritt S140, ob das Fahrzeug ein im Schritt S12 erkannten Hindernis überfahren kann, oder ob ein erkanntes Hindernis beim Überfahren Schäden am Fahrzeug hervorrufen kann. First, in a step S140, the algorithm determines whether the vehicle can overrun an obstacle detected in step S12, or whether a detected obstacle when overrunning can cause damage to the vehicle.

Beispielsweise kann bestimmt werden

  • – ob das Fahrzeug in der Lage ist die Fahrbahnkrümmung ohne Beschädigungen zu befahren (siehe beispielsweise die in 4 oben unter 1 gezeigte Situation), oder
  • – ob es eine Kante (Unstetigkeit) auf der Fahrzeugtrajektorie gibt, die entweder nicht überfahren werden kann oder Beschädigungen am Fahrzeug hervorrufen könnte (siehe beispielsweise die in 4 unten unter 2 gezeigte Situation).
For example, it can be determined
  • - whether the vehicle is able to negotiate the road curvature without damage (see, for example, the in 4 the situation shown above under 1), or
  • Whether there is an edge (discontinuity) on the vehicle trajectory that either can not be run over or could cause damage to the vehicle (see, for example, the in 4 below situation 2).

Nachfolgend zum Schritt S142 kann der Algorithmus verschiedene Funktionen ausführen, die auf der Hinderniserkennung basieren:

  • – Ausgeben einer Warnung im Schritt S1420 oder Eingriff in die Fahrzeugsteuerung (beispielsweise aktiver Brems- oder Lenkeingriff) im Schritt S1422 bei unmöglich befahrbaren Fahrbahnkrümmungen (z.B. tiefliegende Garagen, zu hohe Kanten vor Garagen, zu hohe Speedbumper etc.);
  • – Veränderung der Fahrzeugeigenschaften im Schritt S1424, so dass Überfahrbarkeit wieder gegeben ist und/oder Komfort beim Überfahren verbessert wird.
Subsequent to step S142, the algorithm may perform various functions based on obstacle detection:
  • Issuing a warning in step S1420 or intervention in the vehicle control (for example active braking or steering intervention) in step S1422 in the case of impassable road curves (eg low-lying garages, edges too high in front of garages, speed bumpers too high, etc.);
  • - Changing the vehicle characteristics in step S1424 so that override is restored and / or comfort when driving over is improved.

5 zeigt ein Blockschaltbild einer videobasierten Hinderniserkennungsvorrichtung 20 gemäß der Erfindung, die Daten einer Stereovisions-Kamera mit linken und einem rechten Imager 28 bzw. 30 verarbeitet. Die beiden Imager 28 und 30 liefern Bilddaten von der Umgebung vor einem Fahrzeug. Diese Bilddaten werden einer Bilddatenempfangseinheit 22 zugeführt, die ausgebildet sein kann, die Position von Bildpunkten im Raum zu berechnen. Die Bilddaten und ggf. die berechneten Bildpunktpositionen im Raum werden an eine Bilddatenauswerteeinheit 24 übermittelt, welche die erhaltenen Bilddaten auswertet, um Hindernisse quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs erkennen entsprechend dem oben erläuterten Verfahrensschritt S12. Eine Hindernisausgabeeinheit 26 gibt dann Daten zu erkannten Hindernissen aus, beispielsweise in Form einer Warnung (akustisch, visuell und/oder haptisch), durch einen Eingriff in die Fahrzeugsteuerung und/oder durch eine Veränderung der Fahrzeugeigenschaften z.B. durch Ausgabe eines entsprechenden Steuersignals für Steuergeräte des Fahrzeugs, die für die Fahrzeugsteuerung zuständig sind (z.B. aktive Bremsen), entsprechend dem oben erläuterten Verfahrensschritt S14. 5 shows a block diagram of a video-based obstacle detection device 20 According to the invention, the data of a stereo-vision camera with left and right imagers 28 respectively. 30 processed. The two imagers 28 and 30 provide image data of the environment in front of a vehicle. This image data becomes an image data receiving unit 22 which may be configured to calculate the position of pixels in the space. The image data and possibly the calculated pixel positions in space are sent to an image data evaluation unit 24 transmitted, which evaluates the obtained image data to detect obstacles transverse to the direction of travel of the vehicle according to the method step S12 explained above. An obstacle issuing unit 26 then outputs data on detected obstacles, for example in the form of a warning (acoustically, visually and / or haptically), by an intervention in the vehicle control and / or by a change in the vehicle characteristics, for example by outputting a corresponding control signal for control devices of the vehicle that is responsible for the vehicle control are responsible (eg active brakes), according to the method step S14 explained above.

Der Kern der Erfindung besteht in der Erkennung von Bereichen im Fahrzeugumfeld, die aufgrund der Fahrzeugeigenschaften nicht befahren werden können oder sollten oder deren Befahrbarkeit eingeschränkt ist oder die Schäden am Fahrzeug beim Befahrens verursachen können. Die Bereiche im Fahrzeug zeichnen sich hierbei durch Hindernisse aus, die quer zur Fahrtrichtung liegen und daher von herkömmlichen Algorithmen zur Umfeldbewertung nicht oder nur schwer ermittelt werden können, insbesondere da sie in er Regel keine Sprünge in einem Höhenverlauf quer zur Fahrtrichtung bewirken. Weitere Aspekte der Erfindung sind im Folgenden nochmals aufgelsitet:

  • – Berechnung ob eine Fläche mit den gegebenen Fahrzeugeigenschaften (Radstand, Federwege, Abstand Chassis zum Boden) überfahrbar ist (wie in 4 beispielhaft gezeigt ist).
  • – Anzeige oder Warnung, falls Bereiche nicht überfahren werden können.
  • – Aus der Erkennung abgeleitete Eingriffe in die Fahrzeugeigenschaften (z.B. Fahrwerkanhebung), so dass die Bereiche dennoch befahren werden können.
  • – Aus der Erkennung abgeleitete Eingriffe in die Fahrzeugeigenschaften (z.B. Feder/Dämpfer-Verstellung), so dass die Bereiche (z.B. Übergangsbereiche an Parkhausrampen) möglichst „komfortabel“ überfahren werden können.
The essence of the invention is the detection of areas in the vehicle environment that can not or should not be driven due to the vehicle characteristics or whose trafficability is limited or can cause damage to the vehicle when driving. The areas in the vehicle are characterized by obstacles that are transverse to the direction of travel and therefore can not be determined by conventional algorithms for environment assessment difficult or difficult, especially since they usually do not cause jumps in a height gradient transverse to the direction of travel. Further aspects of the invention are listed below again:
  • - Calculation of whether an area with the given vehicle characteristics (wheelbase, suspension travel, distance chassis to the ground) can be driven over (as in 4 is shown by way of example).
  • - Display or warning if areas can not be overrun.
  • - Interference in the vehicle characteristics derived from the recognition (eg suspension lift), so that the areas can still be traveled.
  • - Interference derived from the recognition in the vehicle characteristics (eg spring / damper adjustment), so that the areas (eg transition areas on parking garage ramps) as possible "comfortable" can be run over.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10
Bereich mit abgehobener Fahrbahnoberfläche (Hindernis) Area with raised road surface (obstacle)
100100
Fahrbahnabschnitt mit angehobener/erhöhter Fahrbahnoberfläche  Road section with raised / elevated road surface
102102
vordere Kante des Fahrbahnabschnitts 100 leading edge of the carriageway section 100
104104
hintere Kante des Fahrbahnabschnitts 100 rear edge of the carriageway section 100
12 12
Bereich mit angehobener Fahrbahn zur Verkehrsberuhigung (Hindernis)Area with raised lane for traffic calming (obstacle)
120120
angehobener/erhöhter Fahrbahnabschnitt  raised / elevated roadway section
122122
vordere Auffahrt zum angehobenen/erhöhten Fahrbahnabschnitt 120 front driveway to raised / elevated carriageway section 120
124124
hintere Abfahrt vom angehobenen/erhöhten Fahrbahnabschnitt 120 rear departure from the raised / elevated carriageway section 120
14 14
Fahrbahn roadway
20 20
videobasierte Hinderniserkennungsvorrichtung Video-based obstacle detection device
22 22
Bilddatenempfangseinheit Image data receiving unit
24 24
Bilddatenauswerteeinheit Bilddatenauswerteeinheit
26 26
Hindernisausgabeeinheit Obstacle output unit
28 28
linker Imager einer 3D-Kamera left imager of a 3D camera
30 30
rechter Imager einer 3D-Kamera right imager of a 3D camera

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009033219 A1 [0002, 0003] DE 102009033219 A1 [0002, 0003]

Claims (8)

Verfahren zur videobasierten Erkennung von Hindernissen (10; 12) auf einer Fahrbahn (14) mit den folgenden Schritten: – Empfangen von Bilddaten (S10), die von einer zum Erfassen eines Bereichs einer Umgebung vor einem Fahrzeug vorgesehen 3D-Kamera erzeugt werden, wobei die 3D-Kamera derart ausgerichtet und ausgebildet ist, dass der von ihr erfasste Bereich mindestens die gesamte Breite der Fahrbahn vor dem Fahrzeug umfasst, – Auswerten der Bilddaten (S12) zum Erkennen von Hindernissen (10) quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs, und – Ausgeben von Daten (S14) zu erkannten Hindernissen (10). Method for video-based detection of obstacles ( 10 ; 12 ) on a roadway ( 14 ) comprising the steps of: receiving image data (S10) generated by a 3D camera provided to detect a region of an environment in front of a vehicle, the 3D camera being oriented and configured such that the region covered thereby comprises at least the entire width of the road ahead of the vehicle, - evaluating the image data (S12) for detecting obstacles ( 10 transverse to the direction of travel of the vehicle, and - outputting data (S14) to identified obstacles ( 10 ). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerten der Bilddaten (S12) zum Erkennen von Hindernissen quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs das Erkennen von mehreren Bildpunkten im Raum (S120), die etwa auf einer horizontalen Linie angeordnet sind, und das Ermitteln einer ungefähren Höhe des Hindernisses abhängig von den erkannten Bildpunkten (S122) aufweist. A method according to claim 1, characterized in that the evaluation of the image data (S12) for detecting obstacles transverse to the direction of travel of the vehicle, the detection of multiple pixels in space (S120), which are arranged approximately on a horizontal line, and determining an approximate Height of the obstacle depending on the detected pixels (S122). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswerten der Bilddaten (S12) zum Erkennen von Hindernissen quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs das Erkennen von mehreren Bildpunkten im Raum (S124), die etwa auf einer vertikalen Linie angeordnet sind, und das Berechnen einer Fahrbahnkrümmung abhängig von den erkannten Bildpunkten (S126) aufweist. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the evaluation of the image data (S12) for detecting obstacles transverse to the direction of travel of the vehicle, the detection of several pixels in the space (S124), which are arranged approximately on a vertical line, and calculating a roadway curvature depending on the detected pixels (S126). Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgeben von Daten (S14) zu erkannten Hindernissen das Bestimmen (S140), ob das Fahrzeug ein erkanntes Hindernis überfahren kann und/oder ob ein erkanntes Hindernis beim Überfahren Beschädigungen am Fahrzeug hervorrufen kann, und das Ausgeben des Ergebnisses des Bestimmens (S142) aufweist. The method of claim 1, 2 or 3, characterized in that the outputting of data (S14) to detected obstacles determining (S140), whether the vehicle can run over a detected obstacle and / or whether a detected obstacle when driving over cause damage to the vehicle , and outputting the result of the determination (S142). Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgeben von Daten (S142) zu erkannten Hindernissen abhängig vom Ergebnis des Bestimmens ein Ausgeben einer Warnung (S1420), einen Eingriff in die Fahrzeugsteuerung (S1422) und/oder eine Veränderung von Fahrzeugeigenschaften (S1424) aufweist. A method according to claim 4, characterized in that the outputting of data (S142) to detected obstacles depending on the result of the determination, outputting a warning (S1420), an intervention in the vehicle control (S1422) and / or a change of vehicle characteristics (S1424) having. Vorrichtung (20) zur videobasierten Erkennung von Hindernissen auf einer Fahrbahn mit – ersten Mitteln (22) zum Empfangen von Bilddaten, die von einer zum Erfassen eines Bereichs einer Umgebung vor einem Fahrzeug vorgesehen 3D-Kamera erzeugt werden, wobei die 3D-Kamera derart ausgerichtet und ausgebildet ist, dass der von ihr erfasste Bereich mindestens die gesamte Breite der Fahrbahn vor dem Fahrzeug umfasst, – zweiten Mitteln (24) zum Auswerten der Bilddaten zum Erkennen von Hindernissen quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs, und – dritten Mitteln (26) zum Ausgeben von Daten zu erkannten Hindernissen. Contraption ( 20 ) for the video-based detection of obstacles on a roadway with - first means ( 22 ) for receiving image data generated by a 3D camera provided for detecting a region of an environment in front of a vehicle, wherein the 3D camera is oriented and configured so that the area covered by it is at least the entire width of the road ahead of Vehicle comprises, - second means ( 24 ) for evaluating the image data for detecting obstacles transverse to the direction of travel of the vehicle, and - third means ( 26 ) for outputting data on detected obstacles. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Mittel (24) ausgebildet sind, ein Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 auszuführen, und die dritten Mittel (26) ausgebildet sind, ein Verfahren nach einem Anspruch 4 oder 5 auszuführen. Device according to claim 6, characterized in that the second means ( 24 ) are adapted to carry out a method according to claim 2 or 3, and the third means ( 26 ) are adapted to carry out a method according to claim 4 or 5. Fahrerassistenzsystem mit einer Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7.  Driver assistance system with a device according to claim 6 or 7.
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