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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer für ein Kraftfahrzeug relevanten Fahrspurbegrenzung auf zumindest einer Seite einer Fahrspur für das Kraftfahrzeug, wobei ein erstes von einer ersten Kamera des Kraftfahrzeugs aus einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erfasstes Kamerabild empfangen wird und das erste Kamerabild nach einer Fahrspurbegrenzung in Form von einer Fahrbahnmarkierung auf der zumindest einen Seite der Fahrspur durchsucht wird. Die Erfindung betrifft außerdem einen Spurassistenten sowie ein Kraftfahrzeug.
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Es ist bereit aus dem Stand der Technik bekannt, Objekte in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs anhand von Kamerabildern einer Kamera des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Die
US 2010/0049405 A1 offenbart dazu eine unterstützende Videowarneinrichtung für Kraftfahrzeuge, welche eine Vielzahl von videoextrahierenden Elementen zum Extrahieren von einer Vielzahl von Videobildern der Umgebung um das Kraftfahrzeug herum aufweist. Eine Identifizierungseinheit analysiert die Videobilder aus einer bestimmten Perspektive und bestimmt, ob sich dort ein bewegendes Objekt befindet und ob dessen Abstand sich verändert. Basierend darauf kann eine Warnung an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden. Auch die
FR 2 930 211 A3 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Visualisieren einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs und zum Detektieren von Objekten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs. Die Vorrichtung weist eine Vielzahl von Kameras und eine Recheneinheit auf. In einem ersten Betriebsmodus sind die Kameras zum Detektieren der Objekte ausgelegt und in einem zweiten Betriebsmodus sind die Kameras zum Visualisieren der Umgebung ausgelegt.
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Auch ist es bekannt, Fahrspurbegrenzungen in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Dazu beschreibt die
WO 03/093857 A2 ein Bildgebungssystem für ein Kraftfahrzeug, welches einen Bildgebungssensor sowie eine Steuereinheit aufweist. Der Bildgebungssensor ist dazu ausgelegt, ein Bild einer Umgebung außerhalb des Kraftfahrzeugs zu erfassen. Die Steuereinheit kann einen Kantenerkennungsalgorithmus auf das erfasste Bild anwenden, um ein Objekt in der Umgebung, beispielsweise eine Fahrbahnmarkierung, eine Fahrbahnkante oder ein anderes Fahrzeug, zu erkennen. Das Bildgebungssystem kann mit einem Spurhalteassistenten und/oder einem Spurwechselassistenten kombiniert werden. Wenn jedoch nur ein Bild ausgewertet wird, in welchem eine tatsächlich vorhandene Fahrbahnmarkierung durch ein anderes Objekt verdeckt ist, so kann es vorkommen, dass keine Fahrspurbegrenzung erkannt wird und daher der Spurhalteassistent und/oder der Spurwechselassistent nicht bereitgestellt werden können.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrspurbegrenzung einer Fahrbahn für ein Kraftfahrzeug besonders zuverlässig erfassen zu können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, einen Spurassistenten sowie ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
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Gemäß einem Aspekt eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erkennen einer für ein Kraftfahrzeug relevanten Fahrspurbegrenzung auf zumindest einer Seite einer Fahrspur für das Kraftfahrzeug wird insbesondere ein erstes von einer ersten Kamera des Kraftfahrzeugs aus einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erfasstes Kamerabild empfangen und das erste Kamerabild wird nach einer Fahrspurbegrenzung in Form von einer Fahrbahnmarkierung auf der zumindest einen Seite der Fahrspur durchsucht. Insbesondere wird zumindest ein zweites von einer zweiten Kamera des Kraftfahrzeugs aus dem Umgebungsbereich erfasstes Kamerabild empfangen und das zumindest eine zweite Kamerabild wird nach der Fahrbahnmarkierung auf der zumindest einen Seite der Fahrspur durchsucht. Im Falle, dass in zumindest einem der zumindest zwei Kamerabilder die Fahrbahnmarkierung gefunden wird, kann die Fahrbahnmarkierung als die relevante Fahrspurbegrenzung erkannt werden, und/oder im Falle, dass in den zumindest zwei Kamerabildern keine Fahrbahnmarkierung gefunden wird, können die Kamerabilder nach einer Fahrspurbegrenzung in Form von einer Fahrbahnkante auf der zumindest einen Seite der Fahrspur durchsucht werden und die Fahrbahnkante kann als die relevante Fahrspurbegrenzung erkannt werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erkennen einer für ein Kraftfahrzeug relevanten Fahrspurbegrenzung auf zumindest einer Seite einer Fahrspur für das Kraftfahrzeug wird ein erstes von einer ersten Kamera des Kraftfahrzeugs aus einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erfasstes Kamerabild empfangen und das erste Kamerabild wird nach einer Fahrspurbegrenzung in Form von einer Fahrbahnmarkierung auf der zumindest einen Seite der Fahrspur durchsucht. Darüber hinaus wird zumindest ein zweites von einer zweiten Kamera des Kraftfahrzeugs aus dem Umgebungsbereich erfasstes Kamerabild empfangen und das zumindest eine zweite Kamerabild wird nach der Fahrbahnmarkierung auf der zumindest einen Seite der Fahrspur durchsucht. Im Falle, dass in zumindest einem der zumindest zwei Kamerabilder die Fahrbahnmarkierung gefunden wird, wird die Fahrbahnmarkierung als die relevante Fahrspurbegrenzung erkannt, und/oder im Falle, dass in den zumindest zwei Kamerabildern keine Fahrbahnmarkierung gefunden wird, werden die Kamerabilder nach einer Fahrspurbegrenzung in Form von einer Fahrbahnkante auf der zumindest einen Seite der Fahrspur durchsucht und die Fahrbahnkante wird als die relevante Fahrspurbegrenzung erkannt.
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Mittels des Verfahrens kann ein Spurassistent für das Kraftfahrzeug realisiert werden, durch welchen ein Fahrer des Kraftfahrzeugs beim Halten der Fahrspur und/oder beim Wechsel auf eine benachbarte Fahrspur unterstützt werden kann. Der Spurassistent kann also als ein Spurhalteassistent und/oder als ein Spurwechselassistent ausgebildet sein. Die Fahrspur befindet sich dabei auf einer Fahrbahn für das Kraftfahrzeug. Zum Unterstützen des Fahrers beim Halten und/oder Wechseln der Fahrspur wird die relevante Fahrspurbegrenzung der Fahrspur erkannt. Die Fahrspurbegrenzung begrenzt die Fahrspur zu einer Seite hin und verläuft insbesondere seitlich neben dem Kraftfahrzeug entlang einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs. Die relevante Fahrspurbegrenzung ist dabei insbesondere die dem Kraftfahrzeug am nächsten liegende Fahrspurbegrenzung, welche durch das Kraftfahrzeug beim Spurhalten nicht überfahren werden soll und/oder welche beim Spurwechsel überfahren wird.
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Dazu werden die ersten und zweiten Kamerabilder, beispielsweise von einer Auswerteeinrichtung des Spurassistenten, empfangen. Die ersten und zweiten Kamerabilder werden insbesondere von Kameras eines Multi-Kamerasystem des Kraftfahrzeugs erfasst. Die erste und die zweite Kamera weisen dabei insbesondere Blickfelder bzw. Erfassungsbereiche auf, welche zumindest teilweise in den Umgebungsbereich auf die zu erfassende Seite der Fahrspur gerichtet sind, sodass die ersten und zweiten Kamerabilder eine Abbildung der zumindest einen Seite der Fahrspur aufweisen. Vorzugsweise werden Kamerabilder, welche von Kameras eines Rundumsicht-Kamerasystems des Kraftfahrzeugs erfasst werden, als die ersten und zweiten Kamerabilder empfangen. Wenn beispielsweise eine Fahrspurbegrenzung auf einer rechten Seite der Fahrspur erfasst werden soll, so können Kamerabilder einer Frontkamera, einer rechten Seitenspiegelkamera und/oder einer Heckkamera des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Wenn beispielsweise eine Fahrspurbegrenzung auf einer linken Seite der Fahrspur erfasst werden soll, so können Kamerabilder der Frontkamera, einer linken Seitenspiegelkamera und/oder der Heckkamera des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Die Seitenspiegelkameras können beispielsweise an Seitenspiegeln des Kraftfahrzeugs oder anstelle von Seitenspiegeln im Seitenbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.
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Die zumindest zwei Kamerabilder werden nach der Fahrspurbegrenzung in Form von der Fahrbahnmarkierung durchsucht. Anders ausgedrückt wird anhand der zumindest zwei Kamerabilder überprüft, ob eine Fahrbahnmarkierung auf der betrachteten Seite der Fahrspur vorhanden ist. Die Fahrbahnmarkierung ist insbesondere eine Markierung in Form von einer durchgezogenen Linie oder einer gestrichelten Linie, welche auf einer Oberfläche der Fahrbahn angeordnet ist. Die Fahrspurbegrenzung in Form von der Fahrbahnmarkierung wird durch Analyse beider Kamerabilder, insbesondere durch zeitgleiche Analyse beider Kamerabilder, gesucht. Jedes Kamerabild wird dabei individuell betrachtet, d.h. das Kamerabild jeder der zumindest zwei Kameras wird einzeln ausgewertet. Insbesondere im Falle von ersten Kamerabildern, welche von der ersten Kamera in Form von einer Frontkamera des Kraftfahrzeugs erfasst werden, kann es vorkommen, dass Fahrbahnmarkierungen, obwohl sie vorhanden sind, nicht erkannt werden können. Beispielsweise kann es im Falle eines dichten Verkehrsaufkommens vorkommen, dass die Frontkameras Fahrbahnmarkierungen seitlich vor dem Kraftfahrzeug nicht erkennen können, da die Fahrbahnmarkierungen durch vorausfahrenden Fahrzeuge verdeckt sind. Um nicht fälschlicherweise anzunehmen, dass keine Fahrbahnmarkierung existiert bzw. vorhanden ist, wird zusätzlich das zumindest eine zweite Kamerabild, welches beispielsweise von einer Seitenspiegelkamera des Kraftfahrzeugs erfasst wurde, nach der Fahrbahnmarkierung durchsucht. Durch das Analysieren der zumindest zwei Kamerabilder weist der Verfahrensschritt der Erkennung der Fahrbahnmarkierung eine hohe Redundanz auf. Wenn in zumindest einem der Kamerabilder die Fahrbahnmarkierung erkannt wurde, so wird diese als die relevante Fahrspurbegrenzung erfasst.
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Wenn in keinem der Kamerabilder die Fahrbahnmarkierung erkannt wurde, so werden die Kamerabilder nach Fahrbahnkanten durchsucht. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die zumindest zwei Kamerabilder nur dann nach der Fahrbahnkante durchsucht werden, wenn keine Fahrbahnmarkierung erkannt wurde. Beispielsweise können die zumindest zwei Kamerabilder mittels eines Kantenerkennungsalgorithmus analysiert werden. Insbesondere in ländlichen Gegenden kann es nämlich vorkommen, dass Fahrbahnen keine Fahrbahnmarkierungen aufweisen und die Fahrspuren durch Fahrbahnkanten begrenzt sind. Diese Fahrbahnkanten bilden einen Übergang zwischen der Fahrbahn und einem Umgebungsbereich, beispielsweise einem Grünstreifen, welcher nicht von dem Kraftfahrzeug befahrbar ist. Wenn bei Fehlen der Fahrbahnmarkierung eine Fahrbahnkante erkannt wurde, wird die Fahrbahnkante als die relevante Fahrspurbegrenzung identifiziert bzw. klassifiziert. Beispielsweise kann der Fahrer beim Spurhalten unterstützt werden, indem ein Abstand des Kraftfahrzeugs zu der relevanten Fahrspurbegrenzung, also zu der Fahrbahnmarkierung oder zu der Fahrbahnkante, überwacht wird und sichergestellt wird, dass der Abstand einen vorbestimmten Mindestabstand nicht unterschreitet.
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Aus der Erkennung der Fahrspurbegrenzung anhand der zumindest zwei Kamerabilder ergibt sich der Vorteil, dass die relevante Fahrspurbegrenzung besonders zuverlässig erkannt werden kann. Aus dem Durchsuchen der Kamerabilder nach der Fahrbahnkante im Falle, dass keine Fahrbahnmarkierung vorhanden ist, ergibt sich der Vorteil, dass der Fahrer auch dann beim Spurhalten unterstützt werden kann, wenn keine Fahrbahnmarkierungen vorhanden sind und die Fahrspur nur durch eine Fahrbahnkante begrenzt ist. So kann verhindert werden, dass das Kraftfahrzeug von der Fahrbahn bzw. Straße abkommt.
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Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Kamerabilder zusätzlich nach zumindest einem die Fahrspur begrenzenden Objekt durchsucht werden, wobei das zumindest eine Objekt als die für das Kraftfahrzeug relevante Fahrspurbegrenzung erkannt wird, falls in den zumindest zwei Kamerabildern keine Fahrbahnmarkierung und keine Fahrbahnkante gefunden werden, und/oder falls ein Abstand zwischen dem Objekt und dem Kraftfahrzeug kleiner ist als ein Abstand zwischen einer bereits erkannten Fahrbahnbegrenzung und dem Kraftfahrzeug, und/oder falls erkannt wird, dass das Objekt eine vorbestimmte Form aufweist. Beispielsweise auf Autobahnen kann es vorkommen, dass Fahrspuren nicht durch Fahrbahnmarkierungen oder Fahrbahnkanten, sondern durch Objekte, beispielsweise in Form von Mauern, Pfeilern oder Leitplanken, begrenzt sind. In diesem Fall sind weder Fahrbahnmarkierungen noch Fahrbahnkanten in den Kamerabildern vorhanden. Daher können die Kamerabilder, wenn weder Fahrbahnmarkierungen noch Fahrbahnkanten in den Kamerabildern auffindbar sind, nach den Fahrspur begrenzenden Objekten durchsucht werden. Wenn zumindest ein die Fahrspur begrenzendes Objekt in zumindest einem der Kamerabilder gefunden wurde, so kann dieses die Fahrspur begrenzende Objekt als die relevante Fahrspurbegrenzung klassifiziert werden.
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Bei Baustellen kann es beispielsweise vorkommen, dass die Fahrbahn zwar Fahrbahnmarkierungen aufweist, welche in den Kamerabildern erkannt werden können, diese Fahrbahnmarkierungen jedoch temporär außer Kraft gesetzt sind, beispielsweise weil die Fahrspurführung aufgrund der Baustelle temporär geändert ist. Diese temporäre Änderung kann beispielsweise durch kegelförmige Objekte, insbesondere Leitkegel, welche auf die Fahrbahnoberfläche gestellt sind, markiert sein. Wenn also Fahrbahnmarkierungen erkannt wurden, so ist es vorteilhaft, wenn die Kamerabilder zusätzlich nach den Fahrspur begrenzenden Objekten durchsucht werden. Wenn in zumindest einem der Kamerabilder zusätzlich zu den Fahrbahnmarkierungen Objekte gefunden werden, welche die Form von Leitkegeln aufweisen, und/oder welche näher am Kraftfahrzeug sind als die Fahrbahnmarkierungen, so können diese Objekte als die relevante Fahrspurbegrenzung klassifiziert werden, während hingegen die Fahrbahnmarkierungen ignoriert werden. Die Fahrspur begrenzenden Objekte können beispielsweise mittels eines dreidimensionalen Objekterkennungsalgorithmus erkannt werden. Das Verfahren ist also besonders flexibel gestaltet und kann somit aus einer Vielzahl von möglichen vorhandenen Fahrspurbegrenzungen die relevante Fahrspurbegrenzung erkennen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird im Falle, dass für die zumindest eine Seite der Fahrspur zwei Fahrbahnmarkierungen erfasst werden, jeweils ein Wert für zumindest einen Farbparameter der Fahrbahnmarkierungen in zumindest einem der Kamerabilder erfasst und die relevante Fahrspurbegrenzung wird anhand der Werte des Farbparameters erkannt. Dieser Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine alte Fahrbahnmarkierung verblasst oder bedeckt sein kann, beispielsweise weil sie temporär oder dauerhaft durch eine neue Fahrbahnmarkierung ersetzt worden ist. Beim dauerhaften Ersetzen der Fahrbahnmarkierung wird die alte Fahrbahnmarkierung üblicherweise entfernt oder abgeschwächt. Diese entfernte oder abgeschwächte Fahrbahnmarkierung kann aber in den Kamerabildern nach wie vor sichtbar sein. Um zu verhindern, dass die alte Fahrbahnmarkierung als die relevante Fahrspurbegrenzung identifiziert wird, wird für jede der erkannten Fahrbahnmarkierungen der zumindest eine Farbparameter bestimmt. Anhand des jeweiligen Wertes des zumindest einen Farbparameters kann beispielsweise ein jeweiliger Verblassungsgrad der Fahrbahnmarkierungen bestimmt werden. Diejenige Fahrbahnmarkierung, welche am wenigsten verblasst ist und daher den geringsten Verblassungsgrad aufweist, wird dann als die relevante Fahrspurbegrenzung klassifiziert. Auch kann vorgesehen sein, dass die neue Fahrbahnmarkierung in einer Signalfarbe, beispielsweise gelb, aufgebracht wurde und dadurch die alte Fahrbahnmarkierung, welche beispielsweise in weißer Farbe auf die Fahrbahnoberfläche aufgetragen ist, temporär außer Kraft setzt. Die neue Fahrbahnmarkierung, welche die aktuelle relevante Fahrspurbegrenzung beschreibt, kann beispielsweise durch Bestimmen eines Farbwertes erkannt werden. Somit kann verhindert werden, dass sich der Spurassistent an einer veralteten Fahrbahnmarkierung orientiert und das Kraftfahrzeug dadurch ein Verkehrshindernis darstellt.
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Alternativ oder zusätzlich wird im Falle, dass für die zumindest eine Seite der Fahrspur zwei Fahrbahnmarkierungen erfasst werden, jeweils ein Wert eines Abstands der Fahrbahnmarkierungen zu dem Kraftfahrzeug erfasst und als die relevante Fahrspurbegrenzung diejenige Fahrbahnmarkierung erkannt, welche den kleineren Wert des Abstands aufweist. Zur Bewertung, welche der Fahrspurbegrenzungen für das Kraftfahrzeug relevant ist, kann also zusätzlich der jeweilige Abstandswert der Fahrbahnmarkierungen zum Kraftfahrzeug bestimmt werden. Im Falle einer Baustelle kann es vorkommen, dass zur Fahrbahnverengung auf die Fahrbahnoberfläche eine weitere, temporäre Fahrbahnmarkierung aufgebracht wird, welche sich näher am Kraftfahrzeug befindet als die bisherige Fahrbahnmarkierung. Die dem Kraftfahrzeug am nächsten liegende Fahrbahnmarkierung, welche den kleinesten Abstandswert aufweist, wird erkannt und als die relevante Fahrspurbegrenzung klassifiziert. Daraus ergibt sich ebenfalls der Vorteil, dass verhindert werden kann, dass sich der Spurassistent an einer veralteten Fahrbahnmarkierung orientiert und das Kraftfahrzeug dadurch ein Verkehrshindernis darstellt.
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In einer Weiterbildung der Erfindung wird ein Spurhaltesignal generiert, falls ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und der relevanten Fahrspurbegrenzung einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet. Als das Spurhaltesignal kann ein Warnsignal für den Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden, sobald der Abstand den vorbestimmten Schwellwert unterschreitet. Das Spurhaltesignal wird insbesondere nur generiert, falls durch die Auswerteeinrichtung des Spurassistenten kein Fahrspurwechselwunsch des Kraftfahrzeugs erkannt wurde. Der Fahrspurwechselwunsch kann beispielsweise über einen durch den Fahrer gesetzten Blinker erkannt werden. Falls der Fahrspurwechselwunsch erkannt wurde und insbesondere falls als die Fahrbahnmarkierung eine unterbrochene Linie erkannt wurde, so wird das Spurhaltesignal unterdrückt. Das Warnsignal kann ein akustisches Signal, beispielsweise ein Warnton, ein optisches Signal, beispielsweise ein Leuchtsignal, und/oder ein haptisches Signal, beispielsweise ein vibrierendes Lenkrad, sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Spur durch ein Spurhaltesignal in Form von einem automatischen Lenkeingriff gehalten werden. Der Lenkeingriff kann beispielsweise durch ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform wird anhand zumindest eines der empfangenen Kamerabilder ein Objekt jenseits der relevanten Fahrspurbegrenzung erfasst und ein Spurwechsel des Kraftfahrzeugs über die als relevante Fahrspurbegrenzung erkannte Fahrbahnmarkierung hinweg verhindert, falls anhand der relativen Lage und/oder Lageänderung des Objektes zu dem Kraftfahrzeug erkannt wird, dass beim Spurwechsel eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit dem Objekt droht. Ein solches Objekt kann beispielsweise ein anderes Kraftfahrzeug, ein Fahrradfahrer oder ein Fußgänger sein, welcher sich beispielsweise in einem toten Winkel des Kraftfahrzeugs befindet. Solche Objekte können mittels spezieller Algorithmen, beispielsweise mittels eines Fußgängererkennungsalgorithmus, erkannt werden. Beispielsweise kann anhand des gesetzten Blinkers erkannt werden, dass der Fahrer die Spur wechseln möchte. Falls sich dann auf der Nachbarspur ein Objekt erfasst wird, kann dessen relative Lage sowie dessen Lageänderung zum Kraftfahrzeug, insbesondere dessen Relativgeschwindigkeit, erfasst werden und bewertet werden, ob beim Spurwechseln die Kollision mit dem Objekt droht. Falls ja, kann der Spurwechsel verhindert werden, beispielsweise durch die Ausgabe eines Warnsignals an den Fahrer oder einen automatischen Lenkeingriff durch das Steuergerät des Kraftfahrzeugs.
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Auch kann als das Objekt eine Fahrbahnkante, welche versetzt neben der Fahrbahnmarkierung verläuft, und/oder ein die Fahrbahn begrenzendes Objekt neben der Fahrbahnmarkierung erkannt werden. Falls sich also neben der Fahrbahnmarkierung eine Fahrbahnkante oder ein Fahrbahn begrenzendes Objekt befindet, so ist dies ein Zeichen dafür, dass keine Fahrspur neben der aktuellen Fahrspur verläuft und daher ein Spurwechsel nicht möglich ist. Durch Generieren des Spurhaltesignals kann somit verhindert werden, dass das Kraftfahrzeug von der Fahrbahn abkommt oder mit dem Fahrbahn begrenzenden Objekt kollidiert.
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Es erweist sich als vorteilhaft, wenn anhand zumindest eines der Kamerabilder zumindest ein Verkehrszeichen sowie eine durch das Verkehrszeichen beschriebene Verkehrsregel erkannt wird und ein Spurwechsel des Kraftfahrzeugs über die als relevante Fahrspurbegrenzung erkannte Fahrbahnmarkierung hinweg verhindert wird, falls durch das erkannte Verkehrszeichen ein Spurwechselverbot als die Verkehrsregel erfasst wird. Das Verkehrszeichen kann ein Verkehrsschild sein, welches beispielswiese auf ein Überholverbot hinweist. Auch kann das Verkehrszeichen die Fahrbahnmarkierung selbst sein, welche als durchgezogene Linie ausgebildet ist. In diesem Fall ist ein Spurwechsel verboten und darf daher nicht durchgeführt werden. Der Spurwechsel kann wiederum durch die Ausgabe eines Warnsignals an den Fahrer oder einen automatischen Lenkeingriff durch das Steuergerät des Kraftfahrzeugs verhindert werden.
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In einer Weiterbildung der Erfindung wird anhand zumindest eines der Kamerabilder ein Spurwechsel des Kraftfahrzeugs über die als die relevante Fahrspurbegrenzung erkannte Fahrbahnmarkierung erkannt, wobei die neue relevante Fahrspurbegrenzung einer Fahrspur des Kraftfahrzeugs nach dem Spurwechsel anhand von zumindest zwei empfangenen Kamerabildern der zumindest zwei Kameras erkannt wird. Der Spurwechsel wird beispielsweise anhand eines sich verringernden Abstands des Kraftfahrzeugs zu der Fahrbahnmarkierung erkannt. Dazu werden während der Fahrt des Kraftfahrzeugs kontinuierlich bzw. zu regelmäßigen Zeitpunkten die Kamerabilder erfasst, die wird Fahrbahnmarkierung erkannt und die Abstandswerte zwischen Fahrbahnmarkierung und Kraftfahrzeug werden bestimmt. Sobald ein Fahrspurwechsel erkannt wurde, wird in den Kamerabildern die Fahrspurbegrenzung der neuen Fahrspur des Kraftfahrzeugs gesucht. Dazu werden die Kamerabilder zunächst nach einer Fahrbahnmarkierung durchsucht und im Falle, dass keine Fahrbahnmarkierung auffindbar ist, werden die Kamerabilder nach der Fahrbahnkante durchsucht.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird anhand zumindest eines der Kamerabilder ein auf der Fahrspur des Kraftfahrzeugs vor dem Kraftfahrzeug fahrendes Fahrzeug erkannt, ein Abstand des Kraftfahrzeugs zu dem vorausfahrenden Fahrzeug erfasst und ein Abstandshaltesignal generiert. Dazu wird das vorausfahrende Fahrzeug auf der aktuellen Fahrspur oder auf der benachbarten Fahrspur bei einem Spurwechsel erkannt. Diesem Fahrzeug soll gefolgt werden. Dies bedeutet, dass eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs derart angepasst wird, dass ein vorbestimmter Mindestabstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird. Auch können Verkehrszeichen mit vorgegebenen Höchstgeschwindigkeiten in den Kamerabildern erfasst werden. Falls die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs eine durch das Verkehrszeichen angegebene Höchstgeschwindigkeit überschreitet, kann ein Warnsignal ausgegeben werden und/oder das Kraftfahrzeug automatisch auf die vorgegebene Höchstgeschwindigkeit abgebremst werden.
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Die Erfindung betrifft außerdem einen Spurassistenten für ein Kraftfahrzeug aufweisend ein Rundumsicht-Kamerasystem mit zumindest zwei Kameras zum Erfassen von ersten und zweiten Kamerabildern aus einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs sowie eine Auswerteeinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine vorteilhafte Ausführungsform davon durchzuführen. Der Spurassistent kann beispielsweise ein Spurhalteassistent zum Unterstützen des Fahrers des Kraftfahrzeugs beim Halten der Spur und/oder ein Spurwechselassistent zum Unterstützen des Fahrers beim Wechsel auf eine benachbarte Spur sein. Insbesondere weist das Rundumsicht-Kamerasystem vier Kameras auf. Das Rundumsicht-Kamerasystem kann eine Frontkamera zum Erfassen von Kamerabildern aus dem Umgebungsbereich vor und neben dem Kraftfahrzeug, zwei Seitenspiegelkameras zum Erfassen von Kamerabildern aus den Umgebungsbereich neben, schräg vor und schräg hinter dem Kraftfahrzeug und eine Heckkamera zum Erfassen von Kamerabildern aus dem Umgebungsbereich hinter und neben dem Kraftfahrzeug aufweisen. Die Auswerteeinrichtung kann die Kamerabilder empfangen und die für das Kraftfahrzeug relevante Fahrspurbegrenzung in den Kamerabildern von zumindest zwei Kameras erkennen. Die Auswerteeinrichtung kann beispielswiese in ein fahrzeugseitiges Steuergerät intergiert sein.
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Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst einen erfindungsgemäßen Spurassistenten oder eine vorteilhafte Ausführungsform davon. Das Kraftfahrzeug kann beispielswese als ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen ausgebildet sein.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für den erfindungsgemäßen Spurassistenten sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.
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Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs; und
- 2 eine schematische Darstellung des Kraftfahrzeugs bei der Fahrt auf einer Fahrbahn.
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In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 ist insbesondere als ein Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 weist einen Spurassistenten 2 auf, welcher einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 beim Halten einer Fahrspur 3 und/oder beim Wechsel auf eine zu der Fahrspur 3 benachbarte Fahrspur 12 (siehe 2) unterstützt. Dazu weist der Spurassistent 2 ein Rundumsicht-Kamerasystem 4 auf, welches im vorliegenden Fall eine Frontkamera 5 zum Erfassen von Kamerabildern aus einem Umgebungsbereich 6 vor dem Kraftfahrzeug 1, eine rechte Seitenspiegelkamera 7 zum Erfassen von Kamerabildern aus dem Umgebungsbereich 6 rechts neben dem Kraftfahrzeug 1, eine Heckkamera 8 zum Erfassen von Kamerabildern aus dem Umgebungsbereich 6 hinter dem Kraftfahrzeug 1 und eine linke Seitenspiegelkamera 9 zum Erfassen von Kamerabildern aus dem Umgebungsbereich 6 links neben dem Kraftfahrzeug 1 aufweist. Außerdem weist der Spurassistent 2 eine Auswerteeinrichtung 10 auf, welche dazu ausgelegt ist, die Kamerabildern der Kameras 5, 7, 8, 9 zu empfangen und zu analysieren.
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In 2 ist das Kraftfahrzeug 1 gezeigt, welches sich auf einer Fahrbahn 11 fortbewegt. Die Fahrbahn 11 weist die aktuelle Fahrspur 3 des Kraftfahrzeugs 1 sowie eine benachbarte Fahrspur 12 auf, auf welcher sich ein anderes Kraftfahrzeug 13 in gleicher Richtung fortbewegt wie das Kraftfahrzeug 1. Die Fahrspur 3 weist hier eine Vielzahl von Fahrspurbegrenzungen 14a, 14b, 14c auf. Nicht jede der Fahrspurbegrenzungen 14a, 14b, 14c ist aber für das Kraftfahrzeug 1 relevant. Daher werden die für das Kraftfahrzeug 1 relevanten Fahrspurbegrenzungen 15 identifiziert. Zunächst wird beispielsweise die Fahrspurbegrenzung 14a erkannt, welche die Fahrspur 3 auf der hier dargestellten rechten Seite16 der Fahrspur 3 begrenzt. Dazu werden zumindest zwei Kamerabilder von zumindest zwei der Kameras 5, 7, 8 erfasst. Beispielsweise werden ein erstes Kamerabild der Frontkamera 5 sowie ein zweites Kamerabild der rechten Seitenspiegelkamera 7 erfasst. Die Kamerabilder werden der Auswerteeinrichtung 10 zur Analyse übermittelt. Die Auswerteeinrichtung 10 analysiert die Kamerabilder und durchsucht sie zunächst nach Fahrspurbegrenzungen in Form von Fahrbahnmarkierungen, welche beispielsweise als Linien auf einer Oberfläche der Fahrbahn 11 aufgebracht sein können. Da die Fahrspur 3 auf der rechten Seite 16 nicht durch eine Fahrbahnmarkierung begrenzt ist, wird in den Kamerabildern von der Auswerteeinrichtung 10 keine Fahrbahnmarkierung gefunden. Daher werden die Kamerabilder nach einer Fahrspurbegrenzung in Form von einer Fahrbahnkante 17 durchsucht. Da die Fahrspur 3 zur rechten Seite 16 hin durch eine Fahrbahnkante 17 begrenzt ist, ist diese Fahrbahnkante 17 in den Kamerabildern auffindbar, sodass die Fahrbahnkante 17 als die relevante Fahrspurbegrenzung 15 identifiziert wird.
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Beispielsweise kann der Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 in Abhängigkeit von der relevanten Fahrspurbegrenzung 15 in Form von der Fahrbahnkante 17 beim Spurhalten unterstützt werden. Dadurch soll verhindert werden, dass das Kraftfahrzeug 1 von der Fahrspur 3 abkommt und die Fahrspur 3 über die Fahrbahnkante 17 hinaus verlässt. Dazu wird ein Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und der relevanten Fahrspurbegrenzung 15 in Form von der Fahrbahnkante 17 überwacht. Wenn der Abstand einen vorbestimmten Mindestabstand unterschreitet, so kann ein Spurhaltesignal für das Kraftfahrzeug 1 generiert werden. Das Spurhaltesignal kann beispielsweise ein optisches Warnsignal, ein akustisches Warnsignal oder ein automatischer Lenkeingriff in eine Lenkung des Kraftfahrzeugs 1 sein.
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Auf einer linken Seite 18 der Fahrspur 3 soll ebenfalls die relevante Fahrspurbegrenzung 15 erkannt werden. Hier weist die linke Seite 18 der Fahrspur 3 eine Fahrspurbegrenzung 14b in Form von einer veralteten, bereits verblassten Fahrbahnmarkierung 19 sowie eine Fahrspurbegrenzung 14c in Form von einer neuen Fahrbahnmarkierung 20 auf. Um die Fahrspurbegrenzungen 14b, 14c zu erkennen, können von der Auswerteeinrichtung 10 beispielsweise die Kamerabilder der Frontkamera 5 sowie der linken Seitenspiegelkamera 9 empfangen und analysiert werden. Dabei erkennt die Auswerteeinrichtung 10 sowohl die verblasste Fahrbahnmarkierung 19 sowie die neue Fahrbahnmarkierung 20. Um nun die relevante Fahrspurbegrenzung 15, also die neue Fahrbahnmarkierung 20, erkennen zu können, kann beispielsweise ein Verblassungsgrad der Fahrbahnmarkierungen 19, 20 anhand der Kamerabilder bestimmt werden. Da die Fahrbahnmarkierung 20 deutlich stärker ist als die Fahrbahnmarkierung 19 und daher einen geringeren Verbesserungsgrad aufweist, wird die Fahrbahnmarkierung 20 als die relevante Fahrspurbegrenzung 15 erkannt. Alternativ oder zusätzlich kann jeweils ein Abstand 21, 22 zwischen den Fahrbahnmarkierungen 19, 20 und dem Kraftfahrzeug 1 bestimmt werden. Hier weist der Abstand 22 zwischen der neuen Fahrbahnmarkierung 20 und dem Kraftfahrzeug 1 einen geringeren Wert auf als der Abstand 21 zwischen der verblassten Fahrbahnmarkierung 19 und dem Kraftfahrzeug 1. Die Fahrbahnmarkierung 20 mit dem geringeren Wert des Abstands 22 wird als die relevante Fahrspurbegrenzung 15 bestimmt.
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Beispielsweise kann der Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 beim Wechseln auf die linke Spur 12 über die relevante Fahrbahnbegrenzung 15 in Form von der Fahrbahnmarkierung 20 hinweg unterstützt werden. Dazu kann anhand der Kamerabilder, beispielsweise anhand der Kamerabilder der linken Seitenspiegelkamera 9 sowie der Heckkamera 8, das andere Kraftfahrzeug 13 erkannt werden und dessen Lage sowie Relativgeschwindigkeit zum Kraftfahrzeug 1 bestimmt werden. Anhand der Lage sowie der Relativgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 13 zum Kraftfahrzeug 1 kann erkannt werden, ob beim Spurwechsel des Kraftfahrzeugs 1 von der aktuellen Fahrspur 3 auf die linke Fahrspur 12 eine Kollision mit dem anderen Kraftfahrzeug 13 droht. Falls ja, kann ein Warnsignal für den Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 ausgegeben werden oder ein Spurwechsel durch einen automatischen Lenkeingriff eines Steuergerätes des Kraftfahrzeugs 1 verhindert werden. Falls nicht, kann der Spurwechsel durchgeführt werden.
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Sobald der Spurwechsel durchgeführt wurde, können die neuen relevanten Fahrspurbegrenzungen 15 der neuen Fahrspur 12 bestimmt werden. Außerdem kann anhand der Kamerabilder ein dem sich auf der linken Fahrspur 12 befindlichen Kraftfahrzeug 1 vorausfahrendes Fahrzeug 23 erkannt werden. Diesem Fahrzeug 23 kann automatisch gefolgt werden, indem eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 nach dem Spurwechsel des Kraftfahrzeugs 1 auf die linke Spur 12 derart angepasst wird, dass das Kraftfahrzeug 1 einen vorbestimmten Mindestabstand zu dem Fahrzeug 13 aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2010/0049405 A1 [0002]
- FR 2930211 A3 [0002]
- WO 03/093857 A2 [0003]
