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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrspurerkennung mittels einer Kamera.
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Aus der
DE 10 2005 039 167 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Fahrassistenzvorrichtung bekannt, umfassend die Verfahrensschritte:
- - Erfassen der Umgebung des Fahrzeugs mittels einer Kamera,
- - Erkennung von Fahrbahnrand- und Fahrspurmarkierungen und Fahrbahnrändern in der erfassten Umgebung des Fahrzeugs,
- - Erkennung von baulichen Begrenzungen der Fahrbahn und der Fahrspur in der erfassten Umgebung des Fahrzeugs,
- - Beurteilung einer Umgebungssituation durch Vergleich einer räumlichen Lage der Fahrbahnrand- und Fahrspurmarkierungen und Fahrbahnränder in der erfassten Umgebung des Fahrzeugs mit einer räumlichen Lage von baulichen Begrenzungen der Fahrbahn und der Fahrspur in der erfassten Umgebung des Fahrzeugs, sowie
- - Anpassung der Ausgabe von Warnungen in Abhängigkeit von der Beurteilung der momentanen Umgebungssituation, wobei eine Warnung umso später ausgegeben wird, je weiter eine bauliche Begrenzung außerhalb der Fahrspur und der Fahrbahn liegt, und umso früher ausgegeben wird, je näher eine bauliche Begrenzung an einer Fahrbahnrand- oder Fahrspurmarkierung oder einem Fahrbahnrand liegt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Fahrspurerkennung mittels einer Kamera 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 zur Fahrspurerkennung mittels einer Kamera wird zur Fahrspurerkennung eine virtuelle eigene Fahrspur erzeugt, wobei zu dieser Erzeugung eine eigene Fahrspur begrenzende Strukturelemente der Fahrzeugumgebung und zumindest ein weiteres Strukturelement der Fahrzeugumgebung berücksichtigt werden, und in einem Aufzählungsdatentyp kodiert wird, welches Strukturelement oder welche Strukturelemente in der virtuellen eigenen Fahrspur kodiert ist bzw. sind.
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Das Verfahren ermöglicht eine besonders zuverlässige Fahrspurerkennung auch dann, wenn die eigene Fahrspur, beispielsweise aufgrund fehlender Fahrspurmarkierungen, nicht ausreichend gekennzeichnet ist. Somit kann ein besonders zuverlässiger Betrieb eines Fahrzeugs, beispielsweise eines zumindest teilautonom betriebenen Fahrzeugs, realisiert werden.
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Beispielsweise ermöglicht das Verfahren bei einer Anwendung bei einem hochautomatisiert fahrenden Fahrzeug eine zuverlässige Realisierung einer Rückfallpfadfunktion, welche ein automatisiertes Fahren zwischen einem hochautomatisierten Fahrbetrieb des Fahrzeugs und einer Rückgabe einer Fahraufgabe an einen Fahrer auch bei fehlender Fahrspurmarkierung der eigenen Fahrspur sicherstellt. Aufgrund der Erzeugung der virtuellen eigenen Fahrspur und der Kodierung der Strukturelemente in dem Aufzählungsdatentyp erhöht sich eine Datenmenge nicht mit jedem weiteren Strukturelement. Somit ist eine benötigte Bandbreite auf einem DatenbusSystem verringert und dieses kann effizient genutzt werden. Ein Empfänger der Information, beispielsweise eine Fahrdynamikregelung, kann ohne Mehraufwand mit allen Informationen eine Spurregelung ausführen. Dabei sind für den Empfänger, insbesondere einen Regler, keine Aufbereitungen der unterschiedlichen zugrunde liegenden Strukturen erforderlich. Bei fehlenden eigenen Fahrspurmarkierungen kann auf Nachbarfahrspuren oder Fahrbahnränder geregelt werden. Dadurch ist eine Wahrscheinlichkeit, während der Ausführung der Rückfallpfadfunktion keine Informationen zur Spurregelung zu erhalten, minimal.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
- 1 schematisch ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Betrieb eines Fahrzeugs.
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In der einzigen 1 ist ein Blockschaltbild eines möglichen Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 1 zum Betrieb eines Fahrzeugs dargestellt. Das Fahrzeug ist dabei zur Ausführung eines hochautomatisierten Fahrbetriebs, auch als autonomer Fahrbetrieb bezeichnet, ausgebildet.
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Während des autonomen Fahrbetriebs des Fahrzeugs ist es insbesondere für eine automatisierte Quersteuerung des Fahrzeugs erforderlich, einen Verlauf einer Fahrspur zu erfassen. Hierzu erfolgt eine Fahrspurerkennung mittels zumindest einer fahrzeugeigenen Kamera 2, deren erfasste Fahrspurdaten D an zumindest eine Steuereinheit 3 übermittelt werden, welche in Abhängigkeit der Fahrspurdaten D die Steuerung des Fahrzeugs ausführt. Die Fahrspurerkennung anhand der Fahrspurdaten D erfolgt beispielsweise mittels einer Erkennung von Fahrspurmarkierungen und/oder anderen, die jeweilige Fahrspur begrenzenden Objekten, beispielsweise Schutzplanken, Fahrbahnrändern, Bordsteinen, Regenrinnen und anderen geeigneten Objekten.
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Bei fehlenden oder nicht eindeutigen Fahrspurmarkierungen und/oder anderen, die jeweilige Fahrspur begrenzenden Objekten besteht die Gefahr, dass eine sichere automatisierte Steuerung des Fahrzeugs nicht realisiert werden kann. Aus diesem Grund existiert eine so genannte Rückfallpfadfunktion RPF als Rückfalllösung einer mittels der Steuereinheit 3 ausgeführten hochautomatisierten Fahrfunktion HAF.
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Tritt während der Ausführung der hochautomatisierten Fahrfunktion HAF ein schwerwiegender Fehler auf, führt die Steuereinheit 3 die Rückfallpfadfunktion RPF aus, welche die Fahrzeugführung übernimmt, bis ein Fahrer des Fahrzeugs die Fahraufgabe übernommen hat oder das Fahrzeug zum Stehen gekommen ist.
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Auch die Rückfallpfadfunktion RPF wird dabei anhand der mittels der Kamera 2 erfassten Fahrspurdaten D ausgeführt, wobei eine Schnittstelle 4 zwischen der Kamera 2 und der Steuereinheit 3, beispielsweise einem Regler der Steuereinheit 3 zur Ausführung der hochautomatisierten Fahrfunktion HAF, zum Beispiel einer Fahrdynamikregelung, eine virtuelle eigene Fahrspur vS verwendet. Die virtuelle eigene Fahrspur vS beinhaltet die Fahrspurdaten D einer eigenen Fahrspur mit dem Unterschied, dass auch andere Strukturelemente des Straßenverlaufs dort beinhaltet sind. In einem zusätzlichen als Aufzählungsdatentyp A ausgebildeten Signal wird übermittelt, welches Strukturelement aktuell in der virtuellen eigenen Fahrspur vS kodiert ist.
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Typische Daten einer Fahrspurmarkierung sind beispielsweise ein Fahrzeugabstand zu einer linken und einer rechten Fahrspurmarkierung, eine Fahrzeugorientierung zur linken und rechten Fahrspurmarkierung, eine Krümmung der Fahrspur, eine Krümmungsänderung der Fahrspur, eine Detektionsreichweite zur Erfassung der Strukturelemente, ein Qualitätssignal und/oder andere Daten.
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Grundsätzlich ist es möglich, dass die linke und rechte Fahrspurmarkierung nicht exakt parallel verlaufen, sondern sich aufweiten oder verengen, so dass die Fahrspurmarkierungen in einer möglichen Ausgestaltung für die linke und rechte Seite individuell behandelt werden.
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Hat die Kamera 2 beispielsweise keine eigene Fahrspurmarkierung erkannt, wird beispielsweise eine Fahrspurmarkierung einer vorhandenen und erkannten weiteren Fahrspur, insbesondere einer Nachbarfahrspur auf derselben Seite, herangezogen. Die Daten der Nachbarfahrspur werden dann auf die Darstellung der eigenen Fahrspur und mit einem Aufzählungstyp A „Nachbarfahrspur“ übertragen und umgerechnet. Hierbei wird beispielsweise ein Abstand der Fahrspurmarkierung zur Nachbarfahrspur um einen Betrag einer Fahrspurbreite der Nachbarfahrspur verringert und somit ein Abstand zur eigenen Fahrspurmarkierung ermittelt. Eine Breite der Nachbarfahrspur ist aus Situationen bekannt, in welchen zuletzt beide Fahrspuren, das heißt die eigene Fahrspur und die Nachbarfahrspur, erfasst wurden. Eine Krümmung der eigenen Fahrspur wird entsprechend einer ermittelten oder gemessenen Krümmung der Nachbarfahrspur um eine Spurbreite der Krümmung korrigiert. Beispielsweise ergibt sich bei einem Kurvenradius der Nachbarfahrspur von 100 m eine Krümmung von 1/100 m-1 und bei einer Spurbreite der Nachbarfahrspur von 4 m eine Krümmung von 1/96 m-1 für eine zur kurveninneren Seite liegende Nachbarfahrspur. Analoges kann für eine Krümmungsänderung erfolgen.
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Die Kamera 2 ist ausgebildet, neben der eigenen Fahrspur nächste Nachbarfahrspuren, einen Pannenstreifen bzw. eine Standspur, einen Fahrbahnrand, beispielsweise gebildet durch eine Kante eines Straßenbelages zu einer angrenzenden Begrünung oder einem Schotterbett, einen erhabenen Fahrbahnrand, beispielsweise gebildet durch eine Schutzplanke, Leitpfosten, Bepflanzungen usw., einen Freiraum oder einen ganzheitlichen Fahrweg („holistic path“) zu detektieren.
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Die erfasste Struktur wird anschließend in die virtuelle eigene Fahrspur vS kodiert, die am nächsten zur eigenen Fahrspur liegt und erfasst wird. Bei einer typischen Autobahn mit zwei Fahrspuren in einer Richtung und beim Befahren der linken Fahrspur ergibt sich eine Reihenfolge, ohne Freiraum oder „holistic path“, zur rechten Seite wie folgt:
- - eigene Fahrspurmarkierung rechts,
- - Nachbarfahrspurmarkierung,
- - flacher Fahrbahnrand,
- - erhabener Fahrbahnrand.
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Der Freiraum oder „holistic path“ kann derart in der virtuellen eigenen Fahrspur vS genutzt werden, dass ein Spurverlauf der eigenen Fahrspur gewählt wird, der den letzten Spurparametern möglichst nahe kommt, ohne dabei ein abruptes Ende zu erfahren, das durch ein Hindernis oder eine Barriere am Ende der Fahrspur verursacht wäre.
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Der gemeinsam mit den Fahrspurdaten D an die Steuereinheit 3 übermittelte Aufzählungstyp A für die Strukturelemente kann als Strukturelemente beispielsweise zumindest eine Spurmarkierung der eigenen Fahrspur, zumindest eine Spurmarkierung einer weiteren Fahrspur, insbesondere einer Nachbarfahrspur, zumindest ein flacher Fahrbahnrand, zumindest ein erhabener Fahrbahnrand und/oder zumindest ein Freiraum oder „holistic path“ umfassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Kamera
- 3
- Steuereinheit
- 4
- Schnittstelle
- A
- Aufzählungsdatentyp
- D
- Fahrspurdaten
- HAF
- hochautomatisierte Fahrfunktion
- RPF
- Rückfallpfadfunktion
- vS
- virtuelle eigene Fahrspur
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005039167 A1 [0002]
