DE102016005463A1 - Method and device for detecting and locating road bumps - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung und Lokalisierung von Fahrbahnunebenheiten (U1 bis Un) in einer Fahrzeugumgebung, wobei die Fahrzeugumgebung mittels einer Kamera (2) erfasst wird. Erfindungsgemäß wird eine geografische Fahrzeugposition (FPOS) ermittelt, innerhalb zumindest eines mittels der Kamera (2) erfassten Bildes (B) wird zumindest eine Landmarke erfasst, die Lokalisierung zumindest einer Fahrbahnunebenheit (U1 bis Un) wird mittels der geografischen Fahrzeugposition (FPOS) und einer hinterlegten geografischen Position (LPOS) der erfassten Landmarke durchgeführt und die Erkennung zumindest einer Fahrbahnunebenheit (U1 bis Un) wird mittels eines Klassifikationsverfahrens durchgeführt, in welchem zumindest eine tatsächlich vorhandene Fahrbahnunebenheit (U1 bis Un) von Grauwertschwankungen und/oder Farbschwankungen im erfassten Bild (B) unterschieden wird. Die Erfindung betrifft weiterhin Vorrichtung (1) zur Erkennung und Lokalisierung von Fahrbahnunebenheiten (U1 bis Un) in einer Fahrzeugumgebung.The invention relates to a method for detecting and locating road bumps (U1 to Un) in a vehicle environment, wherein the vehicle surroundings are detected by means of a camera (2). According to the invention, a geographical vehicle position (FPOS) is determined, at least one landmark is detected within at least one image captured by the camera (2), the location of at least one unevenness of the road (U1 to Un) is determined by means of the geographical vehicle position (FPOS) and a The recorded geographical position (LPOS) of the detected landmark is carried out and the detection of at least one unevenness of the road (U1 to Un) is carried out by means of a classification method in which at least one actually existing unevenness in the road (U1 to Un) of gray scale fluctuations and / or color fluctuations in the captured image (B ) is distinguished. The invention further relates to device (1) for detecting and locating road bumps (U1 to Un) in a vehicle environment.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung und Lokalisierung von Fahrbahnunebenheiten in einer Fahrzeugumgebung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for detecting and locating road bumps in a vehicle environment according to the preamble of claim 1.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Erkennung und Lokalisierung von Fahrbahnunebenheiten in einer Fahrzeugumgebung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3.The invention further relates to a device for detecting and locating road bumps in a vehicle environment according to the preamble of claim 3.
Aus der
Weiterhin ist aus der
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Erkennung und Lokalisierung von Fahrbahnunebenheiten anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved method and an improved device for detecting and locating road bumps.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich der Vorrichtung durch die im Anspruch 3 angegebenen Merkmale gelöst.With regard to the method, the object is achieved by the features specified in claim 1 and in terms of the device by the features specified in claim 3.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
In dem Verfahren zur Erkennung und Lokalisierung von Fahrbahnunebenheiten in einer Fahrzeugumgebung wird die Fahrzeugumgebung mittels einer Kamera, insbesondere einer Monokamera, erfasst.In the method for detecting and locating road bumps in a vehicle environment, the vehicle surroundings are detected by means of a camera, in particular a monocamera.
Erfindungsgemäß wird eine geografische Fahrzeugposition ermittelt und innerhalb zumindest eines mittels der Kamera erfassten Bildes wird zumindest eine Landmarke erfasst. Die Lokalisierung zumindest einer Fahrbahnunebenheit wird mittels der geografischen Fahrzeugposition und einer hinterlegten geografischen Position der erfassten Landmarke durchgeführt und die Erkennung zumindest einer Fahrbahnunebenheit wird mittels eines Klassifikationsverfahrens durchgeführt, in welchem zumindest eine tatsächlich vorhandene Fahrbahnunebenheit von Grauwertschwankungen und/oder Farbschwankungen im erfassten Bild unterschieden wird.According to the invention, a geographical vehicle position is determined and within at least one image acquired by the camera, at least one landmark is detected. The localization of at least one roadway unevenness is performed by means of the geographical vehicle position and a stored geographical position of the detected landmark, and the recognition of at least one uneveness of the road is carried out by means of a classification method in which at least one actually existing uneveness of the road is distinguished from gray scale fluctuations and / or color fluctuations in the acquired image.
Das Verfahren ermöglicht die Verwendung einer Monokamera zur Erkennung und Lokalisierung von Fahrbahnunebenheiten und ermöglicht somit gegenüber dem Stand der Technik, in welchem Stereo-Kameras zur Erkennung und Lokalisierung von Fahrbahnunebenheiten verwendet werden, eine signifikante Kostenersparnis. Dabei ist eine Zuverlässigkeit der Erkennung und Lokalisierung von Fahrbahnunebenheiten aufgrund der Berücksichtigung bekannter geografischer Positionen von Landmarken und des Klassifikationsverfahrens zur Unterscheidung vorhandener Fahrbahnunebenheiten von Grauwertschwankungen und/oder Farbschwankungen, beispielsweise aufgrund so genannter ”Fahrbahnflicken”, im erfassten Bild sehr hoch.The method enables the use of a monocamera to detect and localize road bumps, thus enabling significant cost savings over the prior art in which stereo cameras are used to detect and locate road bumps. In this case, a reliability of the recognition and localization of road bumps due to the consideration of known geographic positions of landmarks and the classification method for distinguishing existing road bumps from gray scale fluctuations and / or color variations, for example due to so-called "roadway patches" in the captured image is very high.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:Showing:
In
Unter Fahrbahnunebenheiten U1 bis Un werden dabei vorliegend insbesondere Spurrillen, Schlaglöcher, Schlagkanten, Fugen, Schäden durch exzessive Befahrung mit Fahrzeugen großer Masse, andere Schäden sowie aus einem Niveau der Fahrbahnoberfläche herausragende oder unterhalb desselben befindliche Ausformungen verstanden.Under road bumps U1 to Un are present in particular ruts, potholes, impact edges, joints, damage caused by excessive driving with large mass vehicles, other damage as well as from a level of the road surface outstanding or located below the same formations.
Um einen für Fahrzeuginsassen komfortablen Betrieb eines Fahrzeugs zu ermöglichen, erfolgt in Abhängigkeit der Fahrbahnunebenheiten U1 bis Un eine Steuerung eines Betriebs des Fahrzeugs. Beispielsweise wird eine Steuerung eine Federungs- und/oder Dämpfungscharakteristik eines Fahrwerks in Abhängigkeit der Fahrbahnunebenheiten U1 bis Un durchgeführt. Auch ist es möglich, dass einem Fahrer bei Erkennen einer Fahrbahnunebenheit U1 bis Un, beispielsweise eines Schlagloches, eine optische, akustische und/oder haptische Warnung ausgegeben wird. Alternativ oder zusätzlich erfolgt in einem autonomen oder teilautonomen Betrieb des Fahrzeugs eine Längs- und/oder Quersteuerung in Abhängigkeit von Eigenschaften einer vor dem Fahrzeug befindlichen Fahrbahnoberfläche in der Art, dass den Fahrbahnunebenheiten U1 bis Un automatisch ausgewichen wird oder eine Fahrzeuggeschwindigkeit angepasst wird.In order to enable a vehicle occupant comfortable operation of a vehicle, takes place in dependence of the road bumps U1 to Un control of an operation of the vehicle. For example, a control is performed a suspension and / or damping characteristic of a chassis depending on the road bumps U1 to Un. It is also possible for a driver to be given a visual, acoustic and / or haptic warning when a roadway unevenness U1 to Un, for example a pothole, is detected. Alternatively or additionally, in an autonomous or semi-autonomous operation of the vehicle, a longitudinal and / or lateral control is effected as a function of characteristics of a road surface located in front of the vehicle in such a way that the road bumps U1 to Un are automatically dodged or a vehicle speed is adjusted.
Beispielsweise wird der Fahrer des Fahrzeugs bei Erkennen eines Schlagloches in Abhängigkeit von dessen Tiefe und Breite zunächst gewarnt. Bleibt eine Reaktion des Fahrers auf diese Warnung aus, werden oder wird beispielsweise eine (teil-)automatisierte Bremsung und/oder ein Ausweichmanöver initiiert.For example, the driver of the vehicle is first warned upon detection of a pothole depending on its depth and width. If the driver does not react to this warning, a (partially) automated braking and / or an evasive maneuver will be or will be initiated, for example.
Zu einer kostengünstigen und zuverlässigen Erfassung der Fahrbahnunebenheiten U1 bis Un umfasst die Vorrichtung
Die Auswerteeinheit
Die Auswerteeinheit
Die Lokalisierung der Fahrbahnunebenheiten U1 bis Un führt die Auswerteeinheit
Zur Erkennung der Fahrbahnunebenheiten U1 bis Un führt die Auswerteeinheit
Die Lokalisierung und Erkennung der Fahrbahnunebenheiten U1 bis Un erfolgt in einem möglichen Ausführungsbeispiel mittels eines so genannten ”Structure-from-Motion-Bildauswerteverfahrens”.The localization and detection of the road bumps U1 to Un is done in a possible embodiment by means of a so-called "structure-from-motion image evaluation".
Insbesondere wird ein Profil der Fahrbahnunebenheiten U1 bis Un unter Berücksichtigung eines vorhandenen Schattenwurfs an der jeweiligen Fahrbahnunebenheit U1 bis Un und einem Höhen-/Größenvergleich mit Höhen und/oder Größen bekannter Objekte in der Umgebung der jeweiligen Fahrbahnunebenheit U1 bis Un durchgeführt. Um den Schattenwurf von der Fahrbahnunebenheiten U1 bis Un von Teerflecken oder ähnlichen Strukturen, welche innerhalb der Bilder B als Grauwertschwankungen und/oder Farbschwankungen dargestellt sind, unterscheiden zu können, werden die erkannten schattenwerfenden Objekte/Fahrbahnunebenheiten U1 bis Un einem Klassifikator zugeführt, der zuvor mit ausreichend großen Datenmengen trainiert wurde. Je nach Wettersituation und Umgebungsbeleuchtung ergeben sich entsprechende Verläufe von Grauwerten und Farben. Eine Tiefe einer Fahrbahnunebenheit U1 bis Un, beispielsweise eines Schlaglochs, wird generell durch eine Höhe einer dunkelgrau bis schwarz im Bild B dargestellten Schlaglochkante bestimmt.In particular, a profile of the road bumps U1 to Un, taking into account an existing shadow on the respective road bumps U1 to Un and a height / size comparison with heights and / or sizes of known objects in the environment of the respective road bumps U1 to Un performed. In order to be able to distinguish the shadow from the unevenness of the road U1 to Un from tar stains or similar structures, which are shown within the images B as grayscale fluctuations and / or color variations, the detected shadow-throwing objects / road unevenness U1 to Un are fed to a classifier, which was previously identified with sufficiently large amounts of data has been trained. Depending on the weather situation and ambient lighting, corresponding gradients of gray values result and colors. A depth of a road surface unevenness U1 to Un, such as a pothole, is generally determined by a height of a pothole edge shown in dark gray to black in FIG.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Vorrichtungcontraption
- 22
- Kameracamera
- 33
- Auswerteeinheitevaluation
- 44
- PositionsermittlungseinheitPosition determining unit
- 55
- SpeicherStorage
- BB
- Bildimage
- FPOSFPOS
- Fahrzeugpositionvehicle position
- LPOSLPOS
- Positionposition
- U1 bis UnU1 to Un
- Fahrbahnunebenheitspeed bump
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102013009082 A1 [0005] DE 102013009082 A1 [0005]
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2016
- 2016-05-03 DE DE102016005463.8A patent/DE102016005463A1/en not_active Withdrawn
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