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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Straßenausfahrt gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2004 060 432 A1 ist ein Verfahren für ein Fahrzeug zur Früherkennung von Straßen-Ausfahrten bekannt, bei dem eine optische Vorrichtung zur Umgebungserfassung verwendet wird. Ferner wird eine Auswerteeinheit verwendet, um von der optischen Vorrichtung erfasste Informationen auszuwerten. Die Auswerteinheit ist dazu ausgebildet, eine Straßen-Ausfahrt anhand der bei der Erfassung der Umgebung von Straßen-Ausfahrten erfassten Informationen zu erkennen, wobei anhand der Informationen Schilder oder Leitpfosten in der Umgebung erkannt werden, welche auf eine Straßen-Ausfahrt deuten. Die optische Vorrichtung umfasst zur Umgebungserfassung ein Kamera, eine Lasersensorik oder eine Radarsensorik.
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Weiterhin ist aus der
DE 10 2016 011 244 A1 ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs bekannt, bei dem das Fahrzeug automatisch entlang einer Soll-Trajektorie bewegt wird. Die Soll-Trajektorie wird anhand einer aus erfassten Umgebungsdaten ermittelten Fahrzeugposition relativ zu mindestens einer eine momentane Fahrspur des Fahrzeugs begrenzenden Fahrbahnmarkierung ermittelt. Wird keine Fahrbahnmarkierung mehr erfasst oder erkannt, wird die Soll-Trajektorie anhand mehrerer vorausfahrender Fahrzeuge ermittelt. Dabei werden Fahrzeugmittelpunkte der vorausfahrenden Fahrzeuge erfasst und es wird eine gemittelte Trajektorie aus den erfassten Fahrzeugmittelpunkten der vorausfahrenden Fahrzeuge als wahrscheinliche Fahrspurmitte ermittelt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Erkennung einer Straßenausfahrt anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In dem Verfahren erfolgt eine Erkennung einer Straßenausfahrt anhand von mittels einer zur Umgebungserfassung vorgesehenen Erfassungsvorrichtung eines Fahrzeugs erfassten Umgebungsdaten.
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Erfindungsgemäß werden anhand der Umgebungsdaten ein Verlauf einer Schutzplanke und ein Verlauf von Fahrbahnmarkierungen und/oder ein Verlauf einer Fahrspurmitte ermittelt. Weiterhin werden bzw. wird eine Parallelität des Verlaufs der Schutzplanke und des Verlaufs von Fahrbahnmarkierungen und/oder eine Parallelität des Verlaufs der Schutzplanke und des Verlaufs der Fahrspurmitte überprüft. Aus einem Ergebnis der Überprüfung der Parallelität wird ein Vorhandensein einer Straßenausfahrt abgeleitet.
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Das Verfahren ermöglicht eine zuverlässige und frühzeitige Erkennung einer Straßenausfahrt, wobei eine Gefahr einer falschen Deutung von sich teilenden Fahrspuren vermindert wird. Die Erkennung erfolgt dabei in vorteilhafter Weise ohne das Erfordernis einer Kenntnis einer Anzahl von in einer Umgebung der Straßenausfahrt befindlichen Objekten, beispielsweise Verkehrsschildern oder Leitpfosten.
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Aufgrund der zuverlässigen Erkennung der Straßenausfahrt kann bei einer automatischen Spurführung des Fahrzeugs ein ungewolltes Befahren einer Straßenausfahrt vermieden werden oder bei einem gewollten Befahren der Straßenausfahrt diese Befahrung frühzeitig eingeleitet werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch eine Draufsicht einer Straße mit einer Straßenausfahrt und mehreren Fahrzeugen,
- 2 schematisch eine Draufsicht der Straße gemäß 1 während einer Erkennung der Straßenausfahrt,
- 3 schematisch eine Draufsicht einer weiteren Straße mit einer Straßenausfahrt während einer Erkennung der Straßenausfahrt und
- 4 schematisch eine Draufsicht der Straße gemäß 1 während einer weiteren Erkennung der Straßenausfahrt.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist eine Draufsicht einer Straße S mit einer Straßenausfahrt A und zwei Fahrzeugen F1, F2 dargestellt.
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Das Fahrzeug F1 umfasst ein Fahrassistenzsystem, welches mittels optischer Verfahren Fahrspuren FS1, FS2 erkennt. Zu dieser Erkennung werden Fahrbahnmarkierungen M1 bis M4 als Referenzlinien verwendet.
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Bei Straßenausfahrten A kann es jedoch dazu kommen, dass eine nach rechts verlaufende Fahrbahnmarkierung M1 der Straßenausfahrt A als Referenzlinie verwendet wird. Hierdurch kann es dazu kommen, dass während einer automatisierten Fahrt des Fahrzeugs F1 eine Fahrbewegung nach rechts auf die Straßenausfahrt A durchgeführt wird, obwohl die Straße S nicht verlassen werden soll. Ein solcher Fahrverlauf ist anhand einer Darstellung des Fahrzeugs F1 zu mehreren Zeitpunkten t1 bis t3 dargestellt.
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Um einen solchen Fahrverlauf zu vermeiden, ist eine frühzeitige und zuverlässige Erkennung der Straßenausfahrt A erforderlich.
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2 zeigt eine Draufsicht der Straße S gemäß 1 während einer solchen Erkennung der Straßenausfahrt A.
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Zur Erkennung der Straßenausfahrt A umfasst das Fahrzeug F1 eine zu einer Umgebungserfassung ausgebildete Erfassungsvorrichtung 1 mit zumindest einer Kamera, einer Radarsensorik und/oder einer Lidarsensorik.
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Zu einer Auswertung mittels der Erfassungsvorrichtung 1 erfasster Umgebungsdaten D ist diese mit einer Auswertevorrichtung 2 gekoppelt.
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Mittels der zumindest einen Kamera erfolgt dabei die beschriebene Fahrspurerkennung anhand der als Referenzlinien verwendeten Fahrbahnmarkierungen M1 bis M4.
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Mittels der Radarsensorik und/oder Lidarsensorik werden in der Fahrzeugumgebung befindliche Objekte erfasst, wobei ein Erfassungsbereich der Radarsensorik und/oder Lidarsensorik derart ausgebildet ist, dass auch ein Straßenrand erfasst wird, um dort befindliche Objekte, wie beispielsweise Schutzplanken SP, zu detektieren. Derartige Schutzplanken SP, oft auch als Leitplanken bezeichnet, verlaufen im Allgemeinen parallel zu einer Fahrbahnmarkierung M1 am Fahrbahnrand.
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Mittels der Radarsensorik und/oder Lidarsensorik wird dabei für jedes erfasste Objekt zumindest ein Datenpunkt in Form von Koordinaten erzeugt. Die Koordinaten sind beispielsweise kartesische Koordinaten oder Polarkoordinaten. Die so erzeugten Datenpunkte werden noch mit weiteren Informationen ergänzt. Die Informationen enthalten beispielsweise Angaben darüber, ob es sich um stationäre oder instationäre Datenpunkte handelt.
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Zur Erkennung der Straßenausfahrt A wird anhand der erfassten Umgebungsdaten D ein Verlauf der Schutzplanke SP und ein Verlauf von Fahrbahnmarkierungen M1 bis M4 ermittelt und eine Parallelität dieser Verläufe überprüft. Aus einem Ergebnis der Überprüfung der Parallelität wird ein Vorhandensein einer Straßenausfahrt A abgeleitet.
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In einer möglichen Ausgestaltung werden hierzu als Umgebungsdaten D in einem Verfahrensschritt Sensormesswerte von einem oder mehreren am Fahrzeug F1 montierten Radarsensoren und/oder Lidarsensoren empfangen. Die Radarsensoren und/oder Lidarsensoren sind dabei beispielsweise derart am Fahrzeug F1 angeordnet, dass diese während der Fahrt des Fahrzeugs F1 einen Bereich vor dem Fahrzeug F1 und einen Bereich abseits des Fahrzeugs F1 auf einer rechten Seite des Fahrzeugs F1 erfassen, d. h. abtasten und/oder bewerten. Dabei werden die Umgebungsdaten D mittels zumindest eines Radarsensors und/oder Lidarsensors in Form von Datenpunkten gesammelt.
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In einem weiteren Verfahrensschritt werden Datenpunkte, welche in einem Sichtbereich vorkommen, zusammengefasst. Dies erfolgt beispielsweise über ein so genanntes „Clustern“.
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In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine Klassifizierung durchgeführt, in welcher die zusammengefassten oder geclusterten Datenpunkte in stationäre und instationäre Datenpunkte unterteilt werden. Für die Erkennung der Straßenausfahrt A werden diese Datenpunkte nicht mehr berücksichtigt. Hierdurch wird eine Datenmenge verringert.
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In einem weiteren Verfahrensschritt werden zusammengefasste oder geclusterte Datenpunkte, welche sich in longitudinaler Richtung entlang des Fahrzeugs F1 erstrecken, erkannt. Datenpunkte, welche sich linksseitig des Fahrzeugs F1 befinden, werden ausgeschlossen. Hierdurch wird die am rechten Fahrbahnrad parallel zur Fahrbahnmarkierung M1 verlaufende Schutzplanke SP lokalisiert.
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Nach der Lokalisierung der Schutzplanke SP wird in einem weiteren Verfahrensschritt mittels der Auswertevorrichtung 2 die Parallelitätsprüfung durchgeführt. Hierzu wird eine unmittelbar links vom Fahrzeug F1 befindliche Fahrbahnmarkierung M3, welche mittels der zumindest einen Kamera der Erfassungsvorrichtung 1 erkannt wird, als Referenzlinie herangezogen. Als weitere Referenzlinie wird die durch die Radarsensoren und/oder Lidarsensoren erkannte Schutzplanke SP herangezogen.
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Die Parallelitätsprüfung wird an einer Mehrzahl von in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug F1 befindlichen Positionen L1 bis Ln durchgeführt, wobei die Positionen L1 bis Ln einen definierten Abstand I zueinander aufweisen. Die Position L1 befindet sich beispielsweise in einem Abstand von einem Meter vor dem Fahrzeug und der Abstand I zwischen den einzelnen Positionen L1 bis Ln beträgt beispielsweise 50 Meter. An jeder der Positionen L1 bis Ln erfolgt eine Ermittlung eines Abstands zwischen den Referenzlinien.
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Hieraus ergibt sich für die Position L1 ein Abstandswert x. Ist der Abstand an zwei aufeinander folgenden Positionen L1 bis Ln zumindest nahezu gleich groß, verlaufen die Referenzlinien, d. h. die Fahrbahnmarkierung M3 und die Schutzplanke SP, zumindest im Wesentlichen parallel zueinander.
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Nimmt der Abstand beispielsweise an einer Position L2 um einen Abstandswert Δy zu, d. h. wird der Abstand zwischen Fahrbahnmarkierung M3 und Schutzplanke SP größer, liegt keine Parallelität mehr vor. Um aus baulichen Ungenauigkeiten resultierende fehlerhafte Analysen der Parallelität auszuschließen, wird ein Vorhandensein einer Straßenausfahrt A nur dann detektiert, wenn eine Abweichung der Parallelität, d. h. der Abstandswert Δy, einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird somit die Straßenausfahrt A nach der Durchführung der Messung des Abstands zwischen Fahrbahnmarkierung M3 und Schutzplanke SP an der Position L2 erfasst bzw. wird das Ergebnis für eine Plausibilitätsprüfung herangezogen.
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In 3 ist eine Draufsicht einer weiteren Straße S mit drei Fahrspuren FS1 bis FS3, Fahrbahnmarkierungen M1 bis M6 und einer Straßenausfahrt A während einer Erkennung der Straßenausfahrt A dargestellt. Im Unterschied zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Straßenausfahrt A nach der Durchführung der Messung des Abstands zwischen Fahrbahnmarkierung M3 und Schutzplanke SP an der Position Ln erfasst bzw. wird das Ergebnis für eine Plausibilitätsprüfung herangezogen
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4 zeigt eine Draufsicht der Straße S gemäß 1 während einer weiteren Erkennung der Straßenausfahrt A.
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Im Unterschied zu der anhand 2 beschriebenen Erkennung der Straßenausfahrt A wird zu dieser eine Parallelität des Verlaufs der Schutzplanke SP und eines Verlaufs einer Fahrspurmitte FSM überprüft.
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Eine Ermittlung der Fahrspurmitte
FSM erfolgt dabei insbesondere wie in
DE 10 2016 011 244 A1 beschrieben, wobei mittels der zumindest einen Kamera und/oder der Radarsensorik und/oder der Lidarsensorik der Erfassungsvorrichtung
1 vor dem Fahrzeug F1 befindliche weitere Fahrzeuge F3 bis Fm erfasst werden. Anhand der erfassten Umgebungsdaten
D werden Lageinformationen der Fahrzeuge F3 bis Fm derart miteinander verrechnet, dass aus Mittelpunkten der erkannten Fahrzeuge F3 bis Fm eine wahrscheinliche Fahrspurmitte
FSM durch Mittelung ermittelt wird. Hierzu wird nach einer Erkennung der Fahrzeuge F3 bis Fm eine die Fahrspurmitte
FSM beschreibende Ausgleichsgerade durch die erfassten Fahrzeugmittelpunkte gebildet.
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Die Parallelitätsprüfung zwischen der Fahrpurmitte FSM und der Schutzplanke SP erfolgt dabei analog zu der beschriebenen Parallelitätsprüfung zwischen Fahrbahnmarkierung M3 und Schutzplanke SP.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Erfassungsvorrichtung
- 2
- Auswertevorrichtung
- A
- Straßenausfahrt
- D
- Umgebungsdaten
- F1 bis Fm
- Fahrzeug
- FS1 bis FS3
- Fahrspur
- FSM
- Fahrspurmitte
- I
- Abstand
- L1 bis Ln
- Position
- M1 bis M6
- Fahrbahnmarkierung
- S
- Straße
- SP
- Schutzplanke
- t1 bis t3
- Zeitpunkt
- x
- Abstandswert
- Δy
- Abstandswert
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004060432 A1 [0002]
- DE 102016011244 A1 [0003, 0037]
