-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Selbstlokalisation eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Aus der
DE 10 2013 003 117 A1 ist ein Verfahren zur Selbstlokalisation eines Fahrzeugs und zur Detektion von Objekten in einer Umgebung des Fahrzeugs bekannt. Die Umgebung wird mittels im Bereich von Außenspiegeln angeordneten Bilderfassungseinheiten erfasst und mittels der Bilderfassungseinheiten erfasste Bilder werden analysiert. Dabei werden Bildmerkmale der Bilder mit in einer Datenbank hinterlegten Vergleichsmerkmalen und/oder ermittelte Anordnungen von Bildmerkmalen zueinander mit Anordnungen hinterlegter Vergleichsmerkmale verglichen. Bei einer Übereinstimmung von Bildmerkmalen mit den Vergleichsmerkmalen und/oder von Anordnungen von Bildmerkmalen mit Anordnungen von Vergleichsmerkmalen wird eine Position des Fahrzeugs aus zu den Vergleichsmerkmalen und/oder Anordnungen von Vergleichsmerkmalen hinterlegten Positionsdaten ermittelt.
-
Auch die unveröffentlichte
DE 10 2015 006 637.4 beschreibt ein Verfahren zur Selbstlokalisation eines Fahrzeugs, wobei zur Entzerrung von mittels in Außenspiegeln des Fahrzeugs angeordneten Bilderfassungseinheiten erfassten Bildern die Bilder auf eine virtuelle Bodenebene projiziert werden. Hierbei werden anhand von relativen Bewegungen zwischen den Bilderfassungseinheiten und einer Umgebung der Bilderfassungseinheiten und einer zeilen- oder spaltenweisen Belichtungssteuerung der Bilderfassungseinheiten hervorgerufene Verzerrungen der projizierten Bilder in Abhängigkeit einer Fahrzeuggeschwindigkeit mittels Werten zumindest einer Lookup-Tabelle und/oder mittels einer Bildkorrektur derart korrigiert und entzerrt, dass in Abhängigkeit der zeilen- oder spaltenweisen Belichtungssteuerung eine Verzerrung von Bildzeilen oder Bildspalten der projizierten Bilder kompensiert wird.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Selbstlokalisation eines Fahrzeugs anzugeben.
-
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
In dem Verfahren zur Selbstlokalisation eines Fahrzeugs wird mittels zumindest einer, beispielsweise in einem Außenspiegel angeordneten, Bilderfassungseinheit eine Fahrzeugumgebung erfasst und zumindest Abschnitte einer in der Fahrzeugumgebung befindlichen und von der Bilderfassungseinheit erfassten Bodenoberfläche werden ausgewertet. Die Selbstlokalisierung des Fahrzeugs wird anhand einer Anordnung von Strukturmerkmalen der Bodenoberfläche und einer relativen Anordnung und Ausrichtung von Fahrzeugabschnitten zu diesen Strukturmerkmalen durchgeführt.
-
Erfindungsgemäß wird in Abhängigkeit einer Fahrsituation automatisch eine Belichtung der Bilderfassungseinheit eingestellt, wobei die Einstellung der Belichtung in Abhängigkeit einer Fahrsituation für einen Teilbereich eines mittels der Bilderfassungseinheit erfassten Bildes oder für das gesamte Bild erfolgt.
-
Mittels des Verfahrens wird eine erhöhte Verfügbarkeit mittels der Bilderfassungseinheit erfasster Bilder zu einer Verwendung bei einer bildabhängigen Ausführung einer Fahrzeugfunktion und/oder Fahrerassistenzfunktion auch bei einer geringen Umgebungshelligkeit erzielt. Weiterhin kann eine Genauigkeit bei einer Vermessung einer mittels der Bilderfassungseinheit erfassten Fahrzeugumgebung auch bei geringen Umgebungshelligkeiten erhöht werden.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
-
Dabei zeigen:
-
1 schematisch eine perspektivische Ansicht auf eine Unterseite eines Außenspiegels eines Fahrzeugs
-
2 schematisch eine Draufsicht auf ein Fahrzeug, mittels in Außenspiegeln des Fahrzeugs angeordneter Kameras erfasste Bilder und in den Bildern markierte Teilbereiche,
-
3 schematisch eine Draufsicht auf ein Fahrzeug, mittels in Außenspiegeln des Fahrzeugs angeordneter Kameras erfasste und entzerrte Bilder und in den entzerrten Bildern markierte Teilbereiche und
-
4 schematisch eine Draufsicht auf ein Fahrzeug, mittels am Fahrzeug angeordneter Kameras erfasste und zylinderprojizierte Bilder und in den Bildern markierte Teilbereiche.
-
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
In 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Außenspiegels 1 eines in 2 gezeigten Fahrzeugs 2 dargestellt, wobei an einer Unterseite des Außenspiegels 1 eine in Richtung einer Fahrbahn gerichtete und als Kamera ausgebildete Bilderfassungseinheit 3 angeordnet ist. Der Außenspiegel 1 ist dabei mit der Bilderfassungseinheit 3 an einer Längsseite des Fahrzeugs 2 angeordnet. Die folgende Beschreibung zur 1 und den weiteren 2 bis 4 ist dabei nicht auf die im Außenspiegel 1 des Fahrzeugs 2 angeordnete Bilderfassungseinheit 3 beschränkt, sondern trifft analog auch auf andere am Fahrzeug 2 angeordnete, beispielsweise in 4 näher dargestellte Bilderfassungseinheiten 7, 8, beispielsweise Rückfahrkameras und Frontkameras, zu.
-
Die Bilderfassungseinheit 3 ist zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung vorgesehen und Bestandteil einer nicht gezeigten Fahrerassistenzvorrichtung zur Fahrspurerkennung, zur Erfassung einer Fahrdynamik des Fahrzeugs 2 und/oder zur Unterstützung eines Fahrers bei einem Einparkvorgang. Bei einer Verwendung der Bilderfassungseinheit 3 zur Unterstützung des Fahrers bei einem Einparkvorgang sind mittels dieser insbesondere Bilddaten erzeugbar, welche zur Darstellung einer Fahrzeugumgebung aus einer Vogelperspektive, auch als Surround-View-Funktionalität bezeichnet, verwendet werden. Hierzu umfasst die Bilderfassungseinheit 3 in nicht näher dargestellter Weise ein als so genanntes Fischaugenobjektiv ausgebildetes Objektiv.
-
2 zeigt eine Draufsicht auf das Fahrzeug 2 und mittels in Außenspiegeln 1, 4 des Fahrzeugs 2 angeordneter Bilderfassungseinheiten 3, 5 erfasste Bilder B1, B2. Die im Außenspiegel 4 angeordnete Bilderfassungseinheit 5 und ein Objektiv derselben entsprechen hinsichtlich ihrer Eigenschaften dabei insbesondere der in 1 beschrieben Bilderfassungseinheit 3 und deren Objektiv.
-
Aufgrund der Ausbildung der Objektive der Bilderfassungseinheiten 3, 5 als Fischaugenobjektiv weisen die Bilderfassungseinheiten 3, 5 einen verhältnismäßig großen Erfassungsbereich E1, E2 auf. Die Darstellungen der Fahrzeugumgebung in den erfassten Bildern B1, B2 sind jedoch aufgrund der optischen Eigenschaften der Fischaugenobjektive verzerrt.
-
Die Bilder B1, B2 zeigen dabei in verzerrter Weise die Fahrzeugumgebung mit jeweils einem Fahrbahnrand F im jeweiligen Erfassungsbereich E1, E2 der Bilderfassungseinheiten 3, 5, Abschnitte des Fahrzeugs 2 sowie Vorderräder 2.1, 2.2 und Hinterräder 2.3, 2.4 des Fahrzeugs 2 sowie eine Bodenoberfläche. Zur Verwendung der Bilderfassungseinheiten 3, 5 und der erfassten Bilder B1, B2 in der Fahrerassistenzvorrichtung zur Fahrspurerkennung, zur Erfassung der Fahrdynamik des Fahrzeugs 2 und/oder zur Unterstützung eines Fahrers bei einem Einparkvorgang ist eine Entzerrung der Bilder B1, B2 erforderlich.
-
Zur Entzerrung der Bilder B1, B2 umfasst das Fahrzeug 2 eine Bildverarbeitungseinheit 6, wobei die Entzerrung der Bilder B1, B2 durch Projektion derselben auf eine virtuelle Bodenebene in allgemein bekannter Weise unter Berücksichtigung von extrinsischen und intrinsischen Parametern der Bilderfassungseinheiten 3, 5 erfolgt, so dass projizierte und in 3 näher dargestellte entzerrte Bilder EB1, EB2 im Bereich der Bodenebene, d. h. der Bodenoberfläche, entzerrt dargestellt sind. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass aufgrund der Anordnung der Bilderfassungseinheiten 3, 5 in den Außenspiegeln 1, 4 stets ein Abstand der Bilderfassungseinheiten 3, 5 zum relativ zu den Bilderfassungseinheiten 3, 5 statisch angeordneten Boden bekannt ist. Durch diese Entzerrung werden aus den optischen Eigenschaften resultierende Verzerrungen der Bilder B1, B2 im Bereich der Bodenebene entzerrt.
-
Unter intrinsischen Parametern werden dabei interne Parameter der Bilderfassungseinheiten 3, 5, insbesondere Parameter des Objektivs der jeweiligen Bilderfassungseinheit 3, 5 und Parameter eines Bildsensors der jeweiligen Bilderfassungseinheit 3, 5 verstanden, welche beispielsweise einen Hauptpunkt, eine Brennweite, Aberrationen des Objektivs, radiale Verzeichnungen erster und höherer Ordnung, eine Bildpunkt- oder Pixelgröße, d. h. eine Bildauflösung, tangentiale Verzerrungen und weitere interne Parameter umfassen.
-
Unter extrinsischen Parametern der Bilderfassungseinheiten 3, 5 werden dabei so genannte Einbauparameter verstanden, welche eine Relation der Bilderfassungseinheiten 3, 5 zu deren Umgebung darstellen und in Abhängigkeit einer Anordnung der Bilderfassungseinheiten 3, 5 am oder im Fahrzeug 2 durch drei nicht näher dargestellte Raumkoordinaten und drei ebenfalls nicht näher dargestellte Richtungswinkel gekennzeichnet sind.
-
Neben der Entzerrung der Bilder B1, B2 ist zur Verwendung der Bilderfassungseinheiten 3, 5 und der erfassten Bilder B1, B2 in der Fahrerassistenzvorrichtung zur Fahrspurerkennung, zur Erfassung der Fahrdynamik des Fahrzeugs 2 und/oder zur Unterstützung eines Fahrers bei einem Einparkvorgang eine ausreichende Helligkeit der Fahrzeugumgebung in den Bildern B1, B2 erforderlich, um innerhalb der Bilder B1, B2 Strukturmerkmale der Bodenoberfläche und eine relative Anordnung und Ausrichtung von Fahrzeugabschnitten zu diesen Strukturmerkmalen zu erfassen und zu erkennen.
-
Insbesondere zur Realisierung der Unterstützung des Fahrers bei einem Einparkvorgang ist eine ausreichende Helligkeit von Teilbereichen TB1, TB2 der Bilder B1, B2 erforderlich, welche sich unmittelbar neben dem Fahrzeug 2 befinden. Insbesondere in diesen Teilbereichen TB1, TB2 kommt jedoch aufgrund einer automatischen Belichtungssteuerung der Bilderfassungseinheiten 3, 5 bei einer Bilderfassung bei Dunkelheit, beispielsweise bei vorhandene hellen Lampen in der Fahrzeugumgebung, oder bei tiefstehender Sonne zu einer Unterbelichtung, da die Belichtungssteuerung für das gesamte Bild B1, B2 durchgeführt wird. Daraus folgend besteht die Gefahr, dass eine Textur der Bodenoberfläche aufgrund eines zu geringen Kontrastes nicht aus den Bildern B1, B2 bestimmbar ist.
-
Aus diesem Grund ist es vorgesehen, dass in Abhängigkeit einer Fahrsituation des Fahrzeugs 2, beispielsweise bei einem Einparkvorgang, automatisch eine Belichtung der Bilderfassungseinheiten 3, 5 eingestellt wird. Dabei erfolgt die Einstellung der Belichtung vorliegend in Abhängigkeit der Fahrsituation für die Teilbereiche TB1, TB2 der Bilder B1, B2.
-
Werden die mittels der Bilderfassungseinheiten 3, 5 erfassten Bilder B1, B2 beispielsweise zur Darstellung der Fahrzeugumgebung aus einer Vogelperspektive, auch als Surround-View bezeichnet, verwendet, kann die Belichtung jeweils für das gesamte Bild B1, B2 erfolgen, um eine für einen Nutzer ansprechende Darstellung zu erzielen.
-
In 4 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug 2 dargestellt, wobei das Fahrzeug 2 zusätzlich zu den Bilderfassungseinheiten 3, 5 eine als Frontkamera ausgebildete Bilderfassungseinheit 7 mit einem Erfassungsbereich E3 und eine als Heckkamera ausgebildete Bilderfassungseinheit 8 mit einem Erfassungsbereich E4 umfasst.
-
Die mittels der Bilderfassungseinheiten 3, 5, 7, 8 erfassten Bilder B1 bis B4 werden auf virtuelle Zylinderprojektionsflächen P1 bis P4 in bekannter Weise mittels einer Zylinderprojektion projiziert. Somit können mittels der Bilderfassungseinheiten 3, 5, 7, 8 und der Fischaugenobjektive Bereiche der Bodenoberfläche nahe am Fahrzeug 2 erfasst werden. Nah am Fahrzeug 2 befindliche Bereiche sind in den Bildern B1 bis B4 stark verzerrt abgebildet, während weiter entfernte Bereiche geringere Verzerrungen aufweisen.
-
Insbesondere zur Realisierung der Unterstützung des Fahrers bei einem Einparkvorgang erfolgt in den Teilbereichen TB1 bis TB4 in Abhängigkeit einer Fahrsituation des Fahrzeugs 2 automatisch eine Steuerung oder Regelung der Belichtung der Bilderfassungseinheiten 3, 5, 7, 8.
-
Werden die mittels der Bilderfassungseinheiten 3, 5, 7, 8 erfassten Bilder B1 bis B4 beispielsweise zur Darstellung der Fahrzeugumgebung aus einer Vogelperspektive verwendet, kann die Belichtung jeweils für das gesamte Bild B1 bis B4 erfolgen, um eine für einen Nutzer ansprechende Darstellung zu erzielen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Außenspiegel
- 2
- Fahrzeug
- 2.1
- Vorderrad
- 2.2
- Vorderrad
- 2.3
- Hinterrad
- 2.4
- Hinterrad
- 3
- Bilderfassungseinheit
- 4
- Außenspiegel
- 5
- Bilderfassungseinheit
- 6
- Bildverarbeitungseinheit
- 7
- Bilderfassungseinheit
- 8
- Bilderfassungseinheit
- B1 bis B4
- Bild
- EB1, EB2
- entzerrtes Bild
- E1 bis E4
- Erfassungsbereich
- F
- Fahrbahnrand
- P1 bis P4
- Zylinderprojektionsfläche
- TB1 bis TB4
- Teilbereich
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102013003117 A1 [0002]
- DE 102015006637 [0003]
