-
Gebiet der Technik
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verifikation zumindest des Inhalts und des Aufstellorts von Verkehrszeichen.
-
Stand der Technik
-
Vorrichtungen zur Verkehrszeichenerkennung sind seit einiger Zeit in vielen Kraftfahrzeugen vorgesehen, bspw. um einen Fahrer auf eine an einem Ort und/oder an einem Tag und/oder zu einer Tageszeit geltende Geschwindigkeitsbeschränkung oder auf ein Überholverbot hinzuweisen. Häufig wird ein erkanntes Verkehrszeichen dem Fahrer auf einem Display im Instrumentencluster angezeigt, oder auf einem Display eines Navigationssystems. Der Fahrer kann somit zu jeder Zeit überprüfen, welche Beschränkung des Verkehrs gerade gültig ist, auch wenn er das Verkehrszeichen z.B. wegen einer Ablenkung nicht selbst wahrgenommen hat.
-
Die Verkehrszeichenerkennung erfolgt üblicherweise mittels einer Kamera, deren Bilder einem Objekterkennungs-Algorithmus zugeführt werden. Der Objekterkennungs-Algorithmus erkennt, bspw. anhand von in einer im Fahrzeug angeordneten Datenbank gespeicherten Grundmustern, Kandidaten-Objekte, also Objekte, die ein Verkehrszeichen repräsentieren könnten, und vergleicht diese Kandidaten-Objekte mit in einer Datenbank gespeicherten Erkennungsmerkmalen oder repräsentativen Bildern von Verkehrszeichen. Wenn eine Übereinstimmung gefunden wurde, kann das Verkehrszeichen angezeigt werden.
-
Einige Vorrichtungen zur Verkehrszeichenerkennung führen noch eine Prüfung auf durch Zusatzschilder gekennzeichnete, bedingt geltende Verkehrszeichen durch. Beispielsweise kann bei nur zu bestimmten Tageszeiten geltende Verkehrsbeschränkungen ein Abgleich mit der gegenwärtigen Uhrzeit erfolgen, oder bei nur für bestimmte Fahrzeugarten geltenden Verkehrszeichen können diese ignoriert werden, wenn das Fahrzeug, in dem die Vorrichtung zur Verkehrszeichenerkennung eingebaut ist, zu einem anderen Fahrzeugtyp gehört, für den die Verkehrsbeschränkung nicht gilt.
-
Eine Verkehrszeichenerkennung ist auch für autonom oder automatisiert fahrende Fahrzeuge wichtig, um beispielsweise die Geschwindigkeit und die Fahrtrichtung an die jeweilige Situation anpassen zu können. Hierzu sind in der Datenbank zusätzlich zu den Vergleichsbildern oder anderen für eine Erkennung notwendigen Daten Informationen über zulässige oder notwendige Aktionen zur Fahrzeugsteuerung gespeichert, bspw. eine entsprechende Fahrtrichtungsänderung oder ein Vorgabewert für eine zulässige Höchstgeschwindigkeit, der an eine Vorrichtung zur Fahrzeugsteuerung weitergeleitet wird.
-
Gerade im Fall von automatisiert oder autonom fahrenden Fahrzeugen eröffnet sich durch eine hier vorgesehene Verkehrszeichenerkennung eine Möglichkeit, von außen unbefugt Einfluss auf die Fahrweise des Fahrzeugs zu nehmen, weil eine situative Einordnung von Verkehrszeichen als Plausibilitätskontrolle nicht erfolgt. So kann beispielsweise ein als „Mutprobe“ in einer Tempo-30-Zone aufgestelltes, an anderer Stelle entwendetes Verkehrszeichen, das eine Geschwindigkeitsbegrenzung auf 80 km/h anzeigt, von der Verkehrszeichenerkennung nicht einfach als falsch erkannt werden und könnte dazu führen, dass ein automatisiert oder autonom fahrendes Fahrzeug mit einer zu hohen Geschwindigkeit fährt. Auch andere Manipulationen von Verkehrszeichen sind bereits vorgekommen. So wurden Verkehrszeichen von selbsternannten Künstlern durch hinzufügen von Bildelementen derart „verziert“, dass ein menschlicher Betrachter das zugrundeliegende Verkehrszeichen zwar noch als solches erkennen kann, möglicherweise unter Zuhilfenahme des Kontexts des Aufstellorts, eine Verkehrszeichenerkennung dieses „verzierte“ Verkehrszeichen jedoch nicht mehr als solches erkennen kann. Beispiele hierfür sind in den 1 und 2 gezeigt.
-
Eine Lösung für dieses Problem besteht darin, von einer Verkehrszeichenerkennung erkannte Verkehrszeichen und deren Aufstellorte mit entsprechenden Einträgen in einer Datenbank abzugleichen. Der Aufstellort eines erkannten Verkehrszeichens wird dabei mittels eines Navigationssystems des Fahrzeugs bestimmt, z.B. mittels eines im Fahrzeug eingebauten Satellitennavigationssystems. Die Datenbank kann im Fahrzeug angeordnet sein, oder es wird über eine drahtlose Kommunikationsverbindung auf eine außerhalb des Fahrzeugs angeordnete Datenbank zugegriffen. Voraussetzung hierfür ist eine vollständige und stets auf dem aktuellen Stand gehaltene Datenbank. Die Aktualisierung von in einzelnen Fahrzeugen angeordneten Datenbanken ist jedoch aufwendig, und eine zeitnahe Aktualisierung kann nicht immer garantiert werden. Ebenso ist es möglich, dass eine Verbindung zu einer außerhalb des Fahrzeugs angeordneten Datenbank möglicherweise nicht an jedem Ort aufgebaut werden kann. Darüber hinaus ist eine umfassende zeitnahe Aktualisierung bei nur vorübergehend aufgestellten oder beweglichen Verkehrszeichen, wie z.B. an Tagesbaustellen aufgestellten oder an langsam fahrenden Straßenkontrollfahrzeugen angebrachten Verkehrszeichen, nahezu unmöglich. Auch bei Verkehrszeichen, die an Orten aufgestellt sind, an denen keine genaue Positionsbestimmung durch ein Navigationssystem erfolgen kann, z.B. in Tunneln, kann das bekannte Verfahren nicht immer zuverlässige und vertrauenswürdige Ergebnisse hervorbringen.
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die eine Überprüfung von Verkehrszeichen auf ihren Inhalt und ihren Aufstellort ermöglichen. Der Inhalt eines Verkehrszeichens bezieht sich dabei auf den semantischen Inhalt, also die Bedeutung eines Verkehrszeichens für einen Fahrer eines Fahrzeugs oder ein autonom bzw. automatisiert fahrendes Fahrzeug.
-
Zum Zwecke der Validierung werden Verkehrszeichen mit zusätzlichen Identifizierungsmerkmalen ausgestattet die sich automatisch elektronisch überprüfen lassen. Die Identifizierungsmerkmale umfassen beispielsweise digital kodierte Informationen. Die digital kodierten Informationen können von dem Verkehrszeichen grundsätzlich unverschlüsselt bereitgestellt werden, es ist aber auch möglich zumindest Teile der digital kodierten Informationen verschlüsselt bereitzustellen, z.B. um Manipulationen zu erschweren. Die Identifizierungsmerkmale können auf unterschiedliche Weise bereitgestellt werden, z.B. als zusätzliche optische Merkmale oder als drahtlos vom Verkehrszeichen zu einem entsprechenden Empfänger übertragene Merkmale. Die Validierung oder Verifikation des Verkehrszeichens wird also anhand von Merkmalen durchgeführt, die über einen von der bloßen visuellen Erkennung des semantischen Inhalts des Verkehrszeichens in dem Kamerabild hinausgehenden, unabhängigen Weg bezogen werden. Die weiteren Merkmale umfassen u.a. Informationen, die den Standort, die Gültigkeitsdauer, die Ausrichtung und den semantischen Inhalt des Verkehrszeichens repräsentieren.
-
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Verifizierung von Inhalt und Aufstellort von Verkehrszeichen umfasst eine Detektion eines Verkehrszeichens in einem oder mehreren Bildern mindestens einer Kamera. Aus mindestens einem von der Kamera aufgenommenen Bild, in dem ein Verkehrszeichen erkannt wurde, wird mittels Bildanalyse der für einen Menschen visuell erkennbare Inhalt des in dem Bild abgebildeten Verkehrszeichens bestimmt. Die Detektion des Verkehrszeichens und die Bestimmung des für einen Menschen visuell erkennbaren Inhalts des Verkehrszeichens können auf konventionelle Weise erfolgen.
-
Außerdem wird der Aufstellort des Verkehrszeichens bestimmt, und es werden für einen Menschen nicht unmittelbar erkennbare oder interpretierbare Daten bezogen, die von dem Verkehrszeichen bereitgestellt werden, und die zumindest den Inhalt und den Aufstellort des Verkehrszeichens repräsentieren. Der Begriff „repräsentieren“ umfasst dabei auch eine mittelbare Repräsentation, bspw. durch Daten, die einen Bezug entsprechender Informationen aus einer Datenbank ermöglichen. Schließlich wird ein Vergleich der bestimmten und der bezogenen Daten durchgeführt.
-
Die Bestimmung des Aufstellorts des Verkehrszeichens kann beispielsweise mittels einer Navigationsvorrichtung eines das Verfahren ausführenden Fahrzeugs erfolgen, welche ohnehin kontinuierlich oder in kurz aufeinanderfolgenden Zeitintervallen eine jeweilige gegenwärtige Position des Fahrzeugs bestimmt. Eine solche Navigationsvorrichtung kann beispielsweise eine Satellitennavigationsvorrichtung und/oder eine Koppelnavigationsvorrichtung umfassen. Die Navigationsvorrichtung kann z.B. auch dazu eingerichtet sein, mittels Abgleich von Daten, die die Position auf der Erdoberfläche repräsentieren, mit einer digitalen Landkarte und darin enthaltenen Verkehrswegen, eine genauere Position zu ermitteln. Sobald ein Verkehrszeichen erkannt worden ist kann aus den bekannten optischen Eigenschaften der Kamera, welche das Bild des Verkehrszeichens aufgenommen hat, und der Position des Fahrzeugs zum Zeitpunkt der Aufnahme des Bildes des Verkehrszeichens die Position des Verkehrszeichens bestimmt werden.
-
Gemäß einem Aspekt des Verfahrens werden die von dem Verkehrszeichen bereitgestellten Daten mittels mindestens einer Kamera bezogen. Die Kamera kann dabei die gleiche Kamera sein, die zur Erkennung des Verkehrszeichens verwendet wurde. Die für einen Menschen nicht unmittelbar erkennbaren oder interpretierbaren Daten können beispielsweise in Form eines ein- oder zweidimensionalen binären Codes vorliegen, der Bestandteil des Verkehrszeichens ist. Ein Beispiel für einen eindimensionalen binären Code ist ein Strichcode (Barcode), ein Beispiel für einen zweidimensionalen binären Code ist ein so genannter Quick Response-Code (QR-Code). Gemäß dem vorliegenden Aspekt der Erfindung ist ein Barcode oder QR-Code auf der Vorderseite des Verkehrszeichens angebracht. Der Code enthält Informationen über den Inhalt und den Aufstellort des Verkehrszeichens, oder eine Identifikation des Verkehrszeichens und eine Referenz auf eine Datenbank, in der die entsprechenden Informationen für das Verkehrszeichen abrufbar gespeichert sind. Der Code kann auch Informationen darüber enthalten, für welche Fahrspur einer mehrspurigen Richtungsfahrbahn das Verkehrszeichen gültig ist, für welche Fahrtrichtung, oder welche Zertifizierungsstelle das Verkehrszeichen zertifiziert hat. Die Fahrtrichtung kann dabei beispielsweise in Form einer Kompassweisung, also in einer auf eine Nordrichtung bezogene Grad-Angabe, oder als Angabe eines in Fahrtrichtung liegenden Ortes erfolgen, z.B. „Richtung Frankfurt“.
-
Gemäß einem Aspekt des Verfahrens werden die von dem Verkehrszeichen bereitgestellten Daten mittels eines lichtempfindlichen Sensors bezogen. Der lichtempfindliche Sensor kann dabei in einem für Menschen sichtbaren Spektrum empfindlich sein, es ist aber auch möglich, dass der lichtempfindliche Sensor in einem für Menschen nicht sichtbaren Spektrum empfindlich ist, beispielsweise für Licht im Infrarot-Spektrum. Das Verkehrszeichen ist mit einer entsprechenden Lichtquelle ausgestattet, welche codierte Daten durch geeignete Modulation des von der Lichtquelle ausgestrahlten Lichts übermittelt, welches von dem lichtempfindlichen Sensor empfangen und in dem Fahrzeug demoduliert und dekodiert wird. Vorzugsweise wird die Datenübertragung im Infrarot-Spektrum durchgeführt, sodass eine Ablenkung eines Fahrers des Fahrzeugs durch die Lichtquelle ausgeschlossen ist. Sofern die in dem Fahrzeug für die Verkehrszeichenerkennung vorgesehene Kamera im Infrarot-Spektrum empfindlich genug und die Bildaufnahmerate hoch genug ist, kann sie als Sensor für den Empfang der von dem Verkehrszeichen bereitgestellten Daten dienen.
-
In einer Variante des vorhergehenden Aspekts des Verfahrens ist die Lichtquelle des Verkehrszeichens eine Matrix-Lichtquelle, welche durch geeignete Kodierung der Matrix Daten übermittelt. Je nach Größe der Matrix können größere Datenmengen durch eine sequenzielle Ansteuerung der Matrix zur Anzeige aufeinanderfolgender, unterschiedlicher Muster übermittelt werden. Die Matrix kann auch bei dieser Variante des Verfahrens Licht im sichtbaren Spektrum oder im Infrarot-Spektrum aussenden. Der entsprechende lichtempfindliche Sensor muss dabei zumindest in der Lage sein, die einzelnen Elemente der Matrix unterscheidbar zu erfassen. Auch bei dieser Variante des Verfahrens kann dazu die in dem Fahrzeug für die Verkehrszeichenerkennung vorgesehene Kamera verwendet werden, sofern sie in dem von dem Verkehrszeichen ausgesendeten Lichtspektrum empfindlich genug ist und, wenn sequenziell aufeinanderfolgende Muster übermittelt werden, die Bildaufnahmerate hoch genug ist.
-
Gemäß einem Aspekt des Verfahrens werden die von dem Verkehrszeichen bereitgestellten Daten mittels eines Funkempfängers bezogen. Geeignete Funkstrecken sind beispielsweise Varianten des in dem IEEE 802.11 Standard festgelegten, auch unter dem Namen WLAN oder WiFi bekannten Übertragungssystems, aber auch Varianten des in dem IEEE 802.15.1 Standard festgelegten, unter dem Namen Bluetooth bekannten Übertragungssystems. Andere drahtlose Übertragungssysteme, u.a. unter Verwendung der unter den Namen Z-Wave oder ZigBee bekannten Kommunikationsstandards, können ebenfalls verwendet werden, sofern Reichweite und Daten-Übertragungsrate sowie die für den Verbindungsaufbau benötigte Zeit ausreichen. Das Verkehrszeichen ist dabei mit einem entsprechenden Sender ausgestattet, und das Fahrzeug ist mit einem geeigneten Empfänger ausgestattet.
-
Die von dem Verkehrszeichen bezogenen Informationen können anstelle oder zusätzlich zu einer eindeutigen Identifikation des Verkehrszeichens, dem Inhalt und dem Aufstellort einen Hashwert über die für eine Verifikation relevanten Daten beinhalten. Wenn nur der Hashwert von dem Verkehrszeichen bereitgestellt wird, kann er mit einem für die geographische Position des Verkehrszeichens geltenden Hashwert verglichen werden, der von einer Datenbank bezogen wird. Die Verwendung von Hashwerten kann die Menge der von der Datenbank zu beziehenden und zu vergleichenden Daten verringern.
-
Bei den Aspekten des vorliegenden Verfahrens, bei denen auf eine Datenbank zugegriffen wird, können die Daten für einen Vergleich der von dem Verkehrszeichen bezogenen Informationen grundsätzlich in einer fahrzeuginternen oder in einer fahrzeugexternen Datenbank gespeichert sein. Auf die Datenbank kann unter Verwendung der von einem Verkehrszeichen bezogenen Informationen oder der geographischen Position eines erkannten Verkehrszeichens zugegriffen werden.
-
Gemäß einem Aspekt des Verfahrens sind zumindest Teile der von dem Verkehrszeichen bezogenen Daten über eine Kodierung hinaus verschlüsselt. Die Verschlüsselung kann dazu dienen, eine Manipulation der von dem Verkehrszeichen bereitgestellten Daten zu erschweren. Eine solche Manipulation wäre zum Beispiel nötig, um ein an einem Ort entwendetes Verkehrszeichen, welches an einem anderen Ort aufgestellt wird, dazu zu bringen, mit dem neuen Aufstellort korrespondierende Daten bereitzustellen.
-
Bei einer Ausführungsform dieses Aspekts des Verfahrens wird über den Inhalt der von dem Verkehrszeichen bereitgestellten Daten ein Hashwert ermittelt, der ebenfalls Bestandteil der von dem Verkehrsschild bereitgestellten Zusatzinformationen ist. Der Hashwert wird beispielsweise von einer offiziellen und vertrauenswürdigen Stelle mit einem geheimen privaten Schlüssel erstellt. Zur Überprüfung des Inhalts des Verkehrszeichens muss der prüfenden Einheit, beispielsweise dem Fahrzeug welches das Verkehrszeichen erkannt hat und überprüfen möchte, der zu dem privaten Schlüssel zugehörige öffentliche Schlüssel bekannt sein, damit der verschlüsselte Hashwert entschlüsselt werden kann.
-
Der oder die öffentlichen Schlüssel können in einem entsprechenden Speicher oder in einer entsprechenden Datenbank im Fahrzeug gespeichert sein. Die Verteilung bzw. Aktualisierung der im Fahrzeug gespeicherten öffentlichen Schlüssel an prüfende Einheiten kann beispielsweise täglich zu festgelegten Zeiten erfolgen, etwa wenn ein Fahrzeug sich in Reichweite eines Drahtlosnetzwerks befindet, zum Beispiel wenn ein Fahrzeug in der heimischen Garage in Reichweite des WLAN-Netzwerks des Fahrzeughalters abgestellt ist. Um die Anzahl zu übertragender und zu speichernder öffentlicher Schlüssel klein zu halten kann vorgesehen sein, nur Schlüssel für eine bestimmte Region oder nur Schlüssel für eine geplante Route zu laden. Dabei kann die Region, für welche die Schlüssel geladen werden, dynamisch mittels Analyse von in der Vergangenheit durchgeführten Fahrten und für unterschiedliche Benutzer angepasst werden.
-
Die öffentlichen Schlüssel können jedoch auch situationsabhängig bei Bedarf geladen werden, bspw. wenn ein Verkehrszeichen erkannt wurde. Dabei kann ein Schlüssel für ein bestimmtes, gerade erkanntes Verkehrszeichen geladen werden, oder es werden zusätzlich Schlüssel für in der Nähe des erkannten Verkehrszeichens befindliche Verkehrszeichen geladen. Dadurch kann die Anzahl der Verbindungsaufbau-Vorgänge zu einer nicht im Fahrzeug angeordneten Datenbank bzw. zu einem Server reduziert werden, ohne besonders hohe Anforderungen an die Größe des Speichers im Fahrzeug zu stellen.
-
Wie bereits weiter oben unter einem Aspekt des Verfahrens erwähnt können die von dem Verkehrszeichen bereitgestellten Daten einen Link auf eine Datenbank umfassen, von der der Aufstellort und der Inhalt des Verkehrszeichens abgerufen werden kann. Zweckmäßigerweise umfassen die von dem Verkehrszeichen bereitgestellten Daten auch eine eindeutige Identifikation des Verkehrszeichens.
-
Gemäß einem Aspekt des Verfahrens erfolgt die Bestimmung des Aufstellorts mittels eines Abgleichs von in der Umgebung des Verkehrszeichens befindlichen, visuell erkennbaren Landmarken und entsprechenden Bildern in einer Datenbank. Hierbei wird von dem Verkehrszeichen ein entsprechender Link auf eine Datenbank bereitgestellt, mittels dessen ein oder mehrere Bilder der Umgebung des Verkehrszeichens von der Datenbank bezogen werden können. Landmarken sind zweckmäßigerweise Objekte oder Topographische Merkmale bei denen eine signifikante Veränderung nicht zu erwarten ist oder die nur sehr langsam oder selten erfolgt, und die in einem von einer Kamera aufgenommenen Bild leicht wiederzuerkennen sind. Landmarken können auch dauerhaft auf der Fahrbahn angebrachte Markierungen umfassen. Die für die Erkennung des Verkehrszeichens verwendete Kamera des Fahrzeugs kann dabei so eingerichtet sein, dass das aufgenommene Bild einen hinreichend großen, für einen Vergleich geeigneten Bereich der Umgebung des Verkehrszeichens aufnimmt. Alternativ können ein oder mehrere weitere Kameras im Fahrzeug vorgesehen sein, deren Bilder für den Vergleich geeignet sind. Diese Kameras können beispielsweise auch zur Erfassung der Umgebung des Fahrzeugs für einen autonomen oder teilautonomen bzw. automatisierten Fahrbetrieb vorgesehen sein.
-
Gemäß einem Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Länge einer Strecke zwischen zwei Verkehrszeichen dazu verwendet, ein jeweils nächstes Verkehrszeichen zu verifizieren. Dabei erkennt eine Verkehrszeichenerkennung in einem Fahrzeug zunächst ein Verkehrszeichen und verifiziert es beispielsweise gemäß einem der vorstehend beschriebenen Aspekte des Verfahrens. Im Zuge der Verifizierung wird die Länge der Strecke zum nächsten Verkehrszeichen bzw. dessen Aufstellort und dessen Inhalt an das Fahrzeug übertragen. Wenn das nächste Verkehrszeichen erkannt wird, wird zunächst geprüft, ob die zurückgelegte Strecke seit dem letzten erkannten Verkehrszeichen mit dem übertragenen Wert oder einem aus dessen Aufstellort bestimmten Wert übereinstimmt. Zur Bestimmung der Länge der Strecke kann der Wegstreckenzähler des Fahrzeugs verwendet werden, der ohnehin kontinuierlich mitläuft. Wenn bei diesem Aspekt temporär Verkehrszeichen zwischen zwei fest aufgestellten Verkehrszeichen aufgestellt werden können diese ihrerseits eine entsprechende Information übermitteln, die anzeigt, dass sie nur temporär aufgestellt sind und für diese Art der Verifikation ignoriert werden sollen.
-
Erfindungsgemäß wird bei Übereinstimmung der bestimmten und der bezogenen Daten der Inhalt des Verkehrszeichens einem Fahrer des Fahrzeugs zur Information angezeigt oder bekannt gegeben. Alternativ oder zusätzlich kann der Inhalt des Verkehrszeichens einem System zur Fahrzeugbeeinflussung zugeführt werden. Bei Nicht-Übereinstimmung kann eine weitere automatische Plausibilitätsprüfung oder eine Rückfrage an den Fahrer erfolgen, oder eine entsprechende Meldung an eine fahrzeugexterne Datenbank.
-
Gemäß einem Aspekt des Verfahrens werden aus von beweglichen oder vorübergehend aufgestellten Verkehrszeichen bereitgestellten Daten Informationen extrahiert, die über die besondere Eigenart des Verkehrszeichens informieren. Bei vorübergehend aufgestellten Verkehrszeichen kann diese zusätzliche Information zum Beispiel dazu dienen, bei einem erfolglosen Versuch eines Zugriffs auf eine Datenbank zum Zwecke der Verifikation das Verkehrszeichen dennoch als vertrauenswürdig einzustufen. Ein solcher erfolgloser Versuch eines Zugriffs kann beispielsweise vorliegen, wenn keine Verbindung zur Datenbank aufgebaut werden kann. Ein erfolgloser Versuch eines Zugriffs auf eine Datenbank kann aber auch dann vorliegen, wenn für das Verkehrszeichen kein Bild einer Umgebung zum Zwecke des Vergleichs bezogen werden kann, beispielsweise weil bei der Aufstellung des Verkehrszeichens vergessen wurde ein oder mehrere entsprechende Bilder anzufertigen und in der Datenbank abzuspeichern.
-
Bei diesem Aspekt kann ein geringerer Grad der Vertrauenswürdigkeit als bei einer vollständigen Verifikation nach einem erfolgreichen Zugriff auf die Datenbank zugeordnet werden. Ein geringerer Grad der Vertrauenswürdigkeit kann beispielsweise den Umfang der Berücksichtigung des Inhalts des Verkehrszeichens für Belange des autonomen oder automatisierten Fahrens beeinflussen und kann zum Beispiel dazu führen, dass die Kontrolle über das Fahrzeug an den Fahrer zurückgegeben wird.
-
Bei einem beweglichen Verkehrszeichen können die von dem Verkehrszeichen bereitgestellten Daten mit der Zeit variieren, beispielsweise wenn die sich verändernde Position des Verkehrszeichens in den von dem Verkehrszeichen übermittelten Daten berücksichtigt wird. Da bei einem Verkehrszeichen der Regel von einem festen Aufstellort ausgegangen wird könnten über die Zeit variable Positionsdaten als Fehler aufgefasst werden und das Verkehrszeichen als ungültig interpretiert werden. Bei einem beweglichen Verkehrszeichen, das eine entsprechende Information über seine besondere Eigenart bereitstellt oder jeweils aktuelle Positionsdaten bereitstellt, würden die über die Zeit veränderlichen Positionsdaten nicht automatisch dazu führen, dass das Verkehrszeichen als ungültig interpretiert wird.
-
Die Verifikation mittels eines Abgleichs von Bildern der Umgebung des Verkehrszeichens mit entsprechenden von einer Datenbank bezogenen Bildern ist im Falle eines beweglichen Verkehrszeichens nahezu unmöglich. Eine entsprechende Datenbankabfrage wird fast immer scheitern. Auch in diesem Fall würde bei einem beweglichen Verkehrszeichen, dass eine entsprechende Information über seine besondere Eigenart bereitstellt, das Scheitern eines Bildvergleichs nicht automatisch dazu führen, das Verkehrszeichen als ungültig zu interpretieren. Es ist jedoch auch in diesem Fall möglich, dem Verkehrszeichen einen geringeren Grad der Vertrauenswürdigkeit zuzuordnen, was analog zu dem weiter oben beschriebenen Beispiel der vorübergehend aufgestellten Verkehrszeichen zu entsprechenden Handlungsoptionen führt.
-
Eine Vorrichtung zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens umfasst mindestens eine Kamera, mindestens einen Mikroprozessor mit Arbeitsspeicher und nicht-flüchtigem Speicher und mindestens eine Vorrichtung zur Bestimmung einer gegenwärtigen Position auf der Erdoberfläche. Der nicht-flüchtige Speicher enthält Computerprogrammbefehle welche, wenn sie von den Mikroprozessor in dem Arbeitsspeicher ausgeführt werden, die Verfahrensschritte eines oder mehrerer Aspekte des vorliegenden Verfahrens durchführen.
-
Zur Durchführung einiger Aspekte des vorliegenden Verfahrens umfasst die Vorrichtung darüber hinaus noch einen oder mehrere lichtempfindlichen Sensoren und/oder einen oder mehrere Funkempfänger, mittels derer die von dem Verkehrszeichen bereitgestellten Daten empfangen werden können.
-
Die Vorrichtung zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens muss dabei nicht notwendigerweise in einem einzigen Gerät implementiert sein. Es ist auch möglich, einzelne Arbeitsschritte des Verfahrens in durch mittels eines Netzwerks für eine Datenübertragung verbundenen separaten Geräten auszuführen, wobei die Gesamtheit der mittels des Netzwerks verbundenen Geräte, die einzelne Arbeitsschritte des Verfahrens durchführen, zusammengenommen die Vorrichtung bildet. Unterschiedliche Verfahrensschritte können dabei parallel und ggf. in unterschiedlichen verbundenen Geräten ablaufen, bspw. die Bestimmung des Aufstellorts und die Bestimmung des Inhalts des Verkehrszeichens.
-
Ein Verkehrszeichen, welches mittels des vorliegenden Verfahrens verifiziert werden kann, umfasst neben seiner physikalischen Manifestation, also neben seiner Form und Farbe, die in bekannter Weise unter Verwendung unterschiedlicher Materialien zu dem Objekt „Verkehrszeichen“ vereint wurden, mindestens eine Vorrichtung zum Bereitstellen von Daten, die zumindest den Inhalt und den Aufstellort des Verkehrszeichens repräsentieren, und die für einen Menschen nicht unmittelbar erkennbar oder interpretierbar sind. Die Vorrichtung zum Bereitstellen von Daten kann dazu eingerichtet sein, in statischer Form durch ihre Erscheinung Daten bereitzustellen, beispielsweise in der Form eines Barcodes oder QR-Codes. Die Vorrichtung zum Bereitstellen von Daten kann jedoch auch dazu eingerichtet sein, Daten als zeitlich aufeinanderfolgende Abfolge von Signalen bereitzustellen, beispielsweise in Form von modulierten Licht- oder Funksignalen. In diesem Fall muss für eine vollständige Erfassung der Daten eine komplette Folge von Signalen über einen bestimmten Zeitraum erfasst werden.
-
Für das Verkehrszeichen ist unerheblich, ob die Bereitstellung der Daten dauerhaft ununterbrochen erfolgt, oder ob eine Bereitstellung erst auf Anforderung und gegebenenfalls nach Durchlaufen eines Protokolls für einen Verbindungsaufbau stattfindet.
-
Ein erfindungsgemäßes System umfasst mindestens ein mittels des vorliegenden Verfahrens verifizierbaren Verkehrszeichen und mindestens eine in einem Fahrzeug angeordnete Vorrichtung zur Durchführung eines oder mehrerer Aspekte des vorliegenden Verfahrens.
-
Das Verfahren und die Vorrichtung sind in vorteilhafter Weise dazu geeignet, autonom oder automatisiert fahrende Fahrzeuge, die auf vertrauenswürdige Informationen aus ihrer Umgebung angewiesen sind, in die Lage zu versetzen, die Gültigkeit von mittels bekannter optischer Mittel erkannten Verkehrszeichen zusätzlich zu verifizieren. Hierbei können unter anderem der Inhalt des Verkehrszeichens und der Aufstellort verifiziert werden. Die Verifikation gibt dem autonom oder automatisiert fahrenden System aber auch einem menschlichen Fahrer die Sicherheit, sich auf das dargestellte bzw. erkannte Schild verlassen zu können. Dabei muss das Fehlen einer Zertifizierung oder eine fehlgeschlagene Verifikation nicht notwendigerweise auf eine Manipulation hindeuten. Das Fehlen einer Zertifizierung oder Verifikation kann aber die Reaktion eines autonom oder automatisiert fahrenden Fahrzeugs auf ein erkanntes Verkehrszeichen beeinflussen. Beispielsweise kann das autonome oder automatisierte Fahrzeug selbst entscheiden, ob es dem nicht verifizierten Schild Glauben schenkt, wenn dessen Inhalt der aktuellen Fahrsituation in einem zu großen Maß widerspricht, z. B. wenn ein eine Geschwindigkeitsbegrenzung auf 30 km/h anzeigendes Verkehrszeichen bei einer Fahrt über eine Autobahn erkannt wurde. Es ist auch vorstellbar, dass bei einem nicht nach dem vorliegenden Verfahren verifizierten Verkehrszeichen weitere Sensoren, die sonst inaktiv sind, eingeschaltet werden, oder dass Vorgaben zu Beschleunigung, Stärke von Bremsvorgängen, Sicherheitsabständen und dergleichen auf Werte gesetzt werden, die eine größere Sicherheitsmarge mit sich bringen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Im Folgenden werden Aspekte der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigt
-
1 ein erstes Beispiel eines verfremdeten Verkehrszeichens;
-
2 ein zweites Beispiel eines verfremdeten Verkehrszeichens;
-
3 eine beispielhafte schematische Übersicht eines Systems zur Durchführung eines Aspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens;
-
4 ein stark vereinfachtes Flussdiagramm eines Aspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens;
-
5 einen beispielhaften Verfahrensablauf eines Aspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens;
-
6 ein beispielhaftes Flussdiagramm eines Aspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens;
-
7a ein Beispiel für ein Verkehrszeichen, das durch Manipulation einen neuen Inhalt der gleichen Kategorie erhalten hat;
-
7b ein Beispiel für ein Verkehrszeichen, das durch Manipulation einen neuen Inhalt einer anderen Kategorie erhalten hat;
-
8 ein weiteres beispielhaftes Flussdiagramm eines Aspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens;
-
9 ein weiteres schematisches Beispiel eines Aspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
-
10 ein vereinfachtes exemplarisches Blockdiagramm einer fahrzeugseitigen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
-
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche oder ähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
-
Die 1 und 2 zeigen verfremdete Verkehrszeichen, hier das Verbot der Einfahrt in eine nur für den Gegenverkehr freigegebene Straße oder Fahrbahn. Die Bedeutung der Verkehrszeichen ist für einen Menschen noch erkennbar, eine kamerabasierte Verkehrszeichenerkennung kann den Inhalt jedoch nicht sicher erkennen.
-
3 zeigt eine beispielhafte Darstellung eines Systems 300 zur Durchführung eines Aspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ein Verkehrszeichen 302 ist mit einer Vorrichtung 304 zur Übertragung zusätzlicher Metainformationen ausgestattet, z.B. einem QR-Code oder einem Sender zur drahtlosen Übertragung der Metainformationen über eine Funkverbindung. Ein Fahrzeug 306, das sich dem Verkehrszeichen 302 nähert, ist mit einer Vorrichtung 308 zur optischen Verkehrszeichenerkennung ausgestattet, dargestellt durch die stilisierte Kamera. Das Verkehrszeichen 302 liegt innerhalb des Erfassungsbereichs der Vorrichtung 308, wie durch die von der Kamera ausgehenden, gestrichelten Linien angedeutet, und wird in bekannter Weise erkannt. Ein in oder an dem Fahrzeug 306 angeordneter Empfänger 310 empfängt zusätzliche Metainformationen von der Vorrichtung 304 des Verkehrszeichens 302. Der Empfang kann einen vorherigen Verbindungsaufbau erfordern, bspw. bei einer Übertragung der Metainformationen über eine Funkverbindung. Die Übertragung der Metainformationen ist durch den gepunkteten Doppelpfeil zwischen der Vorrichtung 304 und dem Empfänger 310 angedeutet. Die Metainformationen erlauben es, den semantischen Inhalt des durch die Vorrichtung 308 erkannten Verkehrszeichens und seinen Aufstellort zu überprüfen. Die Überprüfung kann beispielsweise mittels einer in oder an dem Fahrzeug 306 angeordneten Vorrichtung 312 erfolgen, die auf eine Datenbank 314 zugreift. So sind beispielsweise die von der Vorrichtung 304 übertragenen Metainformationen mit einem privaten Schlüssel verschlüsselt, um Manipulationen der Metainformationen zu verhindern oder zumindest zu erschweren, und können nur mit einem entsprechenden öffentlichen Schlüssel entschlüsselt werden. Der private Schlüssel kann beispielsweise in der Datenbank 314 generiert und gespeichert, und an die Vorrichtung 304 übertragen worden sein. Der Empfänger 310 empfängt die mit dem privaten Schlüssel verschlüsselten Metainformationen von der an dem Verkehrszeichen 302 angeordneten Vorrichtung 304. Die Vorrichtung 312 übermittelt eine Nachricht mit dem privaten Schlüssel an die Datenbank 314 und empfängt, in Antwort auf die Nachricht, eine Nachricht mit einem zu dem privaten Schlüssel passenden öffentlichen Schlüssel von der Datenbank 314. Mit den nun in dem Fahrzeug 306 vorliegenden privaten und öffentlichen Schlüsseln können die von dem Verkehrszeichen 302 empfangenen Metadaten entschlüsselt werden, und der von der Vorrichtung 308 erkannte Inhalt des Verkehrszeichens mit den Metainformationen verglichen werden.
-
4 zeigt ein stark vereinfachtes Flussdiagramm eines Aspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens. In Schritt 402 erfolgt eine Verkehrszeichenerkennung in zuvor aufgenommenen Bildern einer Kamera. Wenn ein Verkehrszeichen erkannt wurde, folgt in Schritt 404 eine Bestimmung des für einen menschlichen Betrachter visuell erkennbaren Inhalts des erkannten Verkehrszeichens, und in Schritt 406 eine Bestimmung des Aufstellorts, bspw. mit Hilfe einer Navigationsvorrichtung. Für das erkannte Verkehrszeichen werden in Schritt 408 Daten von dem Verkehrszeichen bezogen, aus denen entweder unmittelbar weitere Informationen bezüglich des Verkehrszeichens extrahiert werden können, oder die den Bezug weiterer derartiger Informationen ermöglichen, bspw. durch Zugriff auf eine Datenbank. Schließlich wird in Schritt 410 der visuell bestimmte Inhalt mit den weiteren Informationen verglichen. Abhängig von dem Ergebnis des Vergleichs wird das Verkehrszeichen als validiert oder nicht validiert eingestuft (nicht in der Figur gezeigt).
-
5 zeigt einen beispielhaften Verfahrensablauf eines Aspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Nachrichtenaustauschs zwischen den am Verfahren Beteiligten Akteuren. Der zeitliche Ablauf verläuft dabei in der Figur von oben nach unten. Es ist anzumerken, dass nicht alle Nachrichten bei jedem Durchlauf des Verfahrens zwingend gesendet werden müssen. So genügt es beispielsweise, die Nachricht von der Datenbank an das Verkehrszeichen nur einmal zu senden. Wenn die mit dem privaten Schlüssel verschlüsselten Metadaten in der Übertragungsvorrichtung des Verkehrszeichens gespeichert sind ist eine erneute Übertragung erst wieder nötig, wenn sich die Metadaten geändert haben sollten. Zu Beginn bzw. vor der Durchführung des Verfahrens werden also zunächst die mit dem privaten Schlüssel verschlüsselten Metadaten von der Datenbank an das Verkehrszeichen gesendet. Eine Kamera einer Vorrichtung (VZE) zur Verkehrszeichenerkennung nimmt ein oder mehrere Bilder des Verkehrszeichens auf und führt sie einem Prozess zur Verkehrszeichenerkennung zu. Der Einfachheit halber umfasst die in der Figur verwendete Vorrichtung (VZE) zur Verkehrszeichenerkennung alle nötigen Komponenten für eine Kommunikation mit dem Verkehrszeichen bzw. der Datenbank. Bei der Aufnahme des einen oder der mehreren Bilder durch die Kamera findet gewissermaßen ein Nachrichtenaustausch vom Verkehrszeichen zur Kamera statt, der sich jedoch von dem Nachrichtenaustausch der übrigen Schritte des Verfahrens unterscheidet. Daher ist dieser Schritt mit einer gestrichelten Linie dargestellt. Die Vorrichtung (VZE) zur Verkehrszeichenerkennung führt eine Verkehrszeichenerkennung für das eine oder die mehreren Bilder der Kamera durch und extrahiert die Metadaten aus dem oder den Bildern der Kamera. Optional sendet die Vorrichtung (VZE) zur Verkehrszeichenerkennung eine Anfrage zur Authentifizierung an das Verkehrszeichen, welches eine entsprechende Antwort sendet. Nachdem ggf. eine Authentifizierung des Verkehrszeichens gegenüber der Vorrichtung (VZE) zur Verkehrszeichenerkennung erfolgt ist sendet die Vorrichtung (VZE) zur Verkehrszeichenerkennung eine Anfrage an die Datenbank, um den öffentlichen Schlüssel des Verkehrszeichens zu empfangen. Mit dem in Antwort auf die Anfrage von der Datenbank empfangenen öffentlichen Schlüssel kann die Vorrichtung (VZE) zur Verkehrszeichenerkennung die aus dem oder den Bildern der Kamera extrahierten, mit dem privaten Schlüssel verschlüsselten Metainformationen entschlüsseln.
-
Optional kann zwischen der Vorrichtung (VZE) zur Verkehrszeichenerkennung und dem Verkehrszeichen ein Sitzungsschlüssel ausgehandelt werden, beispielsweise zur Sicherung des Empfangs des öffentlichen Schlüssels von der Datenbank.
-
6 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm eines Aspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens 600. In Schritt 602 wird zunächst ein Bild aufgenommen, das einer Verkehrszeichenerkennung unterworfen wird (nicht in der Figur gezeigt). Im Zuge der Verkehrszeichenerkennung kann eine Datenbankabfrage erfolgen, bspw. um Referenzabbildungen von gültigen Verkehrszeichen für einen Vergleich zu beziehen (nicht in der Figur gezeigt). Wenn kein Verkehrszeichen erkannt wurde, „nein“-Zweig von Schritt 604, wird in Schritt 608a geprüft, ob ein Identifikationsmerkmal (M) in dem Bild der Kamera vorhanden ist oder auf anderem Weg als präsent festgestellt wurde, also ein Merkmal, über das zusätzliche Daten bezüglich des Verkehrszeichens bezogen werden können. Wenn kein Identifikationsmerkmal erkannt wurde, „nein“-Zweig von Schritt 608a, wird das Verfahren auf weitere Bilder angewendet, die zeitlich nach dem in diesem Durchlauf des Verfahrens untersuchten Bild aufgenommen wurden. Wenn in Schritt 604 ein Verkehrszeichen erkannt wurde, „ja“-Zweig von Schritt 604, wird in Schritt 606 der Inhalt (IN) des Verkehrszeichens bestimmt und in Schritt 608b, analog zu Schritt 608a, überprüft, ob ein Identifikationsmerkmal (M) erkannt wurde. Wenn kein Identifikationsmerkmal (M) erkannt wurde, „nein“-Zweig von Schritt 608b, wird der Inhalt (IN) des Verkehrszeichens ausgegeben, optional mit einem zusätzlichen Hinweis, dass bspw. Inhalt und Aufstellort des Verkehrszeichens nicht mittels eines Identifikationsmerkmals verifiziert werden konnten. Wenn in einem der Schritte 608a oder 608b ein Identifikationsmerkmal erkannt wurde, jeweilige „ja“-Zweige der Schritte, werden in Schritt 610 zusätzliche, das Verkehrszeichen betreffende Daten bezogen, bspw. mittels einer Datenbankabfrage, oder durch direkte Decodierung eines das Merkmal repräsentierenden Bildbereichs. In Schritt 612 wird dann überprüft, ob die das Verkehrszeichen betreffenden Daten aktuell und gültig sind. Auch dieser Schritt kann eine Datenbankabfrage umfassen (nicht in der Figur gezeigt). Wenn die Daten nicht aktuell sind, „nein“-Zweig von Schritt 612, werden sie im Zuge der Überprüfung in Schritt 614 durch aktuelle Daten ersetzt. Die aktuellen oder aktualisierten Daten werden in Schritt 616 mit dem in Schritt 606 bestimmten Inhalt des Verkehrszeichens verglichen. Bei Übereinstimmung, „ja“-Zweig von Schritt 616, erfolgt in Schritt 618 eine Ausgabe des Inhalts oder wahlweise der Daten, wobei in diesem Fall kein Unterschied besteht. Wenn keine Übereinstimmung vorliegt, „nein“-Zweig von Schritt 616, wird in Schritt 620 überprüft, ob es sich bei dem in Schritt 606 inhaltlich bestimmten Verkehrszeichen um eines derselben Kategorie handelt, wie die über das Identifikationsmerkmal bezogenen Daten es anzeigen. Eine gleiche Kategorie liegt beispielsweise vor, wenn, wie in 7a gezeigt, beide Verkehrszeichen eine Geschwindigkeitsbegrenzung (Verkehrszeichen 274 der deutschen Straßenverkehrsordnung) anzeigen, aber unterschiedliche Höchstgeschwindigkeiten angeben. In dem in der Figur gezeigten Beispiel könnte eine Manipulation vorliegen, bei der die Zahl 30 in eine 80 „umgewandelt“ wurde, was mit wenig Aufwand möglich ist. Unterschiedliche Kategorien liegen vor, wenn bspw. das erkannte Verkehrszeichen ein Verbot für Fahrzeuge aller Art (Verkehrszeichen 250 der deutschen Straßenverkehrsordnung) anzeigt, die über das Identifikationsmerkmal bezogenen Daten jedoch anzeigen, dass das Verkehrszeichen eine Geschwindigkeitsbegrenzung anzeigt, wie in 7b gezeigt. Hier könnte eine Manipulation durch Übermalen der Zahl 60 mit der Hintergrundfarbe Weiß vorliegen. Liegt eine gleiche Kategorie vor, „ja“-Zweig von Schritt 620, wird in Schritt 622 anstelle des in Schritt 606 bestimmten Inhalts IN der aus den über das Identifikationsmerkmal bezogenen Daten ermittelte Inhalt M ausgegeben. Liegen unterschiedliche Kategorien vor, „nein“-Zweig von Schritt 620, erfolgt keine Ausgabe, Schritt 624a. Alternativ wird in Schritt 624b entweder der in Schritt 606 ermittelte Inhalt IN oder der abgefragte bzw. aktualisierte Inhalt M ausgegeben, ergänzt um einen Hinweis auf die fehlgeschlagene Validierung. Die fehlgeschlagene Validierung kann optional auch noch an die Datenbank gemeldet werden, so dass geeignete Maßnahmen zur Behebung eines möglicherweise vorliegenden Fehlers getroffen werden können.
-
Die Ausgabe kann beispielsweise an ein Steuergerät des Fahrzeugs erfolgen, das Steuerungsfunktionen im Zusammenhang mit einem autonomen oder automatisierten Fahrbetrieb des Fahrzeugs ausführt. Die Ausgabe kann alternativ oder zusätzlich auch optisch auf einem Display im Sichtfeld des Fahrers erfolgen, oder akustisch durch eine entsprechende Sprachausgabe. Die zusätzliche Ausgabe kann beispielsweise für eine Entscheidung, ob das Fahrzeug manuell gesteuert werden sollte, nützlich sein.
-
8 zeigt ein weiteres beispielhaftes Flussdiagramm eines Aspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens 800. In Schritt 802 wird von einer in einem Fahrzeug angeordneten Kamera (nicht gezeigt) ein Bild aufgenommen, und in Schritt 804 ein Identifikationsmerkmal eines Verkehrszeichens in dem Bild erkannt. Für das erkannte Identifikationsmerkmal wird eine Abfrage an ein Backend 801 gesendet, Schritt 806, um Daten zu dem mit dem Identifikationsmerkmal versehenen Verkehrszeichen zu beziehen. Die Daten umfassen beispielsweise Angaben zum Aufstellort und Inhalt, aber auch zu einer dauerhaften oder temporären Gültigkeit des Verkehrszeichens. In Schritt 808 wird eine zu dem zuvor aufgenommenen Bild zugehörige GPS-Position des Fahrzeugs von einer entsprechenden, im Fahrzeug angeordneten Vorrichtung (nicht gezeigt) abgefragt. Wenn die abgefragte Position mit der vom Backend bezogenen Position übereinstimmt erfolgt in Schritt 810 eine Bestätigung der Position an das Backend. In Schritt 812 wird der Inhalt des Verkehrszeichens erkannt, bspw. mittels einer Vorrichtung oder Software zur Bilderkennung (nicht gezeigt). Wenn der erkannte Inhalt des Verkehrszeichens mit dem bezogenen Inhalt übereinstimmt erfolgt in Schritt 814 eine Bestätigung des Inhalts an das Backend. In Schritt 816 wird geprüft, ob die Bildanalyse Angaben zur Gültigkeit des Verkehrszeichens geliefert hat, also ob das Verkehrszeichen an dem gegenwärtigen Tag und zu der gegenwärtigen Uhrzeit schon oder noch gültig ist. Eine solche Angabe kann beispielsweise über an dem Verkehrszeichen angebrachte Zusatzschilder erfolgen, die einen Beginn und ein Ende der Gültigkeit angeben und die durch Bilderkennung und optische Zeichenerkennung (optical character recognition – OCR) ausgewertet werden können. Wenn Angaben zur Gültigkeit erkannt wurden und diese mit den vom Backend bezogenen Angaben übereinstimmen, erfolgt in Schritt 818 eine Entsprechende Bestätigung an das Backend. Wenn keine Angaben zur Gültigkeit erkannt wurden, das Verkehrszeichen aber an dem gegenwärtigen Tag und zu der gegenwärtigen Zeit noch gültig ist, kann in Schritt 818 eine Bestätigung an das Backend erfolgen, dass das Verkehrszeichen noch an der vorgesehenen Position aufgestellt ist. Genauso kann, wenn keine Angaben zur Gültigkeit erkannt wurden, und das Verkehrszeichen an dem gegenwärtigen Tag und zu der gegenwärtigen Zeit nicht mehr an dem Ort aufgestellt sein sollte, in Schritt 818 eine entsprechende Meldung an das Backend erfolgen, dass das Verkehrszeichen immer noch an der vorgesehenen Position aufgestellt ist.
-
Einzelne Schritte des in 8 gezeigten beispielhaften Verfahrens können in anderer Reihenfolge oder parallel bearbeitet werden.
-
9 zeigt ein weiteres schematisches Beispiel eines Aspekts des erfindungsgemäßen Verfahrens 900. Wie in 8 wird in Schritt 902 von einer in einem Fahrzeug angeordneten Kamera (nicht gezeigt) zunächst ein Bild aufgenommen, und in Schritt 904 ein Identifikationsmerkmal eines Verkehrszeichens in dem Bild erkannt. In Schritt 906 erfolgt eine Zeitsynchronisierung zwischen Fahrzeug und Backend bzw. Datenbank, wobei Informationen aus dem Identifikationsmerkmal für einen Verbindungsaufbau zu diesem Zweck verwendet werden können. Die Zeitsynchronisierung kann alternativ oder zusätzlich auch über andere Kanäle erfolgen, z.B. über ein von einem Satellitennavigationssystem empfangenes Signal, in diesem Fall ist ein Verbindungsaufbau zu diesem Zweck nicht nötig. In Schritt 908 wird ein öffentlicher Schlüssel für das Verkehrszeichen von dem Backend bzw. der Datenbank bezogen, nach Aufbau einer entsprechenden Verbindung. Hierzu können Teile des Identifikationsmerkmals unverschlüsselt sein, um eine entsprechende, eindeutige Anfrage an die Datenbank stellen zu können. Es ist aber auch möglich, die Anfrage mit der Geoposition als Merkmal zu stellen, und einen dieser Geoposition zugeordneten Schlüssel zu empfangen. In Schritt 910 wird eine gesicherte Verbindung zwischen dem Fahrzeug und dem Backend aufgebaut. In Schritt 912 erfolgt dann die Anforderung an das Backend, die für das Verkehrszeichen hinterlegten Daten an das Fahrzeug zu übertragen, die entsprechend in Schritt 914 empfangen werden. Die Daten umfassen beispielsweise Angaben zum Aufstellort und Inhalt, aber auch zu einer dauerhaften oder temporären Gültigkeit des Verkehrszeichens. Der von der Datenbank gelieferte Aufstellort kann auch einen Kartenausschnitt mit zusätzlichen Geodaten umfassen, die zur Verifizierung verwendet werden. Zumindest Teile des Identifikationsmerkmals können verschlüsselt sein, um Manipulationen zu erschweren, z.B. mit einem privaten Schlüssel eines Schlüsselpaares. Dieser verschlüsselte Teil kann mit dem in Schritt 908 empfangenen öffentlicher Schlüssel entschlüsselt werden kann, um einen Vergleich der vom Backend bezogenen und der durch das Identifikationsmerkmal übertragenen Daten zu ermöglichen. Wenn der private Schlüssel nicht zu dem empfangenen öffentlichen Schlüssel passt, die verschlüsselte Information also nicht entschlüsselt werden kann, kann mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass eine Manipulation vorliegt. Bei Übereinstimmung der von der Datenbank bezogenen Daten und des über eine Verkehrszeichenerkennung ermittelten Inhalts erfolgt dann in Schritt 918 eine entsprechende Meldung an das Backend, dass zu dem gegenwärtigen Zeitpunkt das Verkehrszeichen an der gegenwärtigen Geoposition erkannt und validiert wurde.
-
Wie in 8 können einzelne Schritte des in 9 gezeigten beispielhaften Verfahrens in anderer Reihenfolge oder parallel bearbeitet werden.
-
10 zeigt ein vereinfachtes exemplarisches Blockdiagramm einer fahrzeugseitigen Vorrichtung 1000 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Eine Kamera 1002 ist mit einem Mikroprozessor 1004, einem Arbeitsspeicher 1006, einem nichtflüchtigen Speicher 1008, einer Schnittstelle 1010 zur Ausgabe eines Ergebnisses der Verifikation und einer Vorrichtung 1012 zur Bestimmung einer Position eines Fahrzeugs mittelbar oder unmittelbar über einen oder mehrere Datenbusse 1014 kommunikativ verbunden. Der nichtflüchtige Speicher 1008 enthält Computer-Programmanweisungen die, wenn sie von dem Mikroprozessor 1004 in Verbindung mit dem Arbeitsspeicher 1006 und ggf. unter Zugriff auf weitere Systemkomponenten ausgeführt werden, ein oder mehrere Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens ausführen.
-
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 Nicht-Patentliteratur
-
- IEEE 802.11 Standard [0016]
- IEEE 802.15.1 Standard [0016]
