DE102019114947A1

DE102019114947A1 - Verfahren zum Prüfen der Ausrichtung eines Fahrzeuges mit einer bugseitigen und einer heckseitigen Kamera

Info

Publication number: DE102019114947A1
Application number: DE102019114947.9A
Authority: DE
Inventors: Tudor Ziman; Andrei Saupe
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2019-06-04
Filing date: 2019-06-04
Publication date: 2020-12-10

Abstract

Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Prüfen der Ausrichtung eines Fahrzeuges mit einer bugseitigen und einer heckseitigen Kamera mit den folgenden Merkmalen bereit: Abstandsdaten (F1, F2) des Fahrzeuges (10) bezüglich vorausliegender Längsmarkierungen (11, 12) des Fahrstreifens werden mittels der bugseitigen Kamera erfasst; Abstandsdaten (R1, R2) des Fahrzeuges (10) bezüglich zurückliegender Längsmarkierungen (11, 12) des Fahrstreifens werden mittels der heckseitigen Kamera erfasst; und anhand der Abstandsdaten (F1, F2, R1, R2) wird eine Bewertung der Ausrichtung vorgenommen.Die Erfindung stellt ferner ein entsprechendes Fahrzeug (10), ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Speichermedium bereit.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Ausrichtung eines Fahrzeuges mit einer bugseitigen und einer heckseitigen Kamera. Die vorliegende Erfindung betrifft darüber hinaus ein entsprechendes Fahrzeug, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Speichermedium.
Stand der Technik
Der umgangssprachlich auch als Fahrspur bezeichnete Fahrstreifen kennzeichnet die Fläche, die einem Fahrzeug für die Fahrt in eine Richtung zur Verfügung steht. Der Fahrstreifen wird in der Regel durch eine Längsmarkierung gekennzeichnet, die beispielsweise nach deutschem Recht als Fahrstreifenbegrenzung, Fahrbahnbegrenzung oder Leitlinie ausgeprägt sein kann.
Ein Fahrerassistenzsystem, welches den Fahrer eines Fahrzeuges vor dem Verlassen des Fahrstreifens auf einer Straße warnt, wird branchenüblich als Spurverlassenswarner (lane departure warning system, LDW) bezeichnet. Aktive Systeme dieser Gattung mit Lenkunterstützung sind als Spurassistenten oder Spurhalteassistenten (lane keeping assist, LKA) bekannt. Typischerweise greift ein derartiges System bei Unterschreitung eines vorgegebenen Abstandes zur Längsmarkierung des vom Fahrzeug befahrenen Fahrstreifens (distance to line crossing, DLC) ein und kann die voraussichtliche Zeitspanne bis zu diesem Ereignis (time to line crossing, TLC) vorausberechnen.
Ein Verfahren zum Bestimmen von Fahrspurinformationen gemäß US20180025234A1 beinhaltet Empfangen von Wahrnehmungsdaten von mindestens zwei Sensoren, wobei die mindestens zwei Sensoren eine nach hinten weisende Kamera eines Fahrzeugs beinhalten. Das Verfahren beinhaltet Bestimmen einer Anzahl von Fahrspuren auf einer Fahrbahn innerhalb eines Sichtfelds, das von den Wahrnehmungsdaten eingefangen wird, auf Grundlage der Wahrnehmungsdaten unter Verwendung eines neuronalen Netzes. Das Verfahren beinhaltet Bereitstellen einer Angabe der Anzahl von Fahrspuren für ein automatisiertes Fahrsystem oder Fahrassistenzsystem.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Prüfen der Ausrichtung eines Fahrzeuges mit einer bugseitigen und einer heckseitigen Kamera, ein entsprechendes Fahrzeug, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes maschinenlesbares Speichermedium gemäß den unabhängigen Ansprüchen bereit.
Ein Vorzug dieser Lösung liegt in der eröffneten Möglichkeit einer gleichsam „differenziellen“ Fahrstreifenerkennung, welche die hintere Kamera als zusätzliche Rückmeldung von der Rückseite des Fahrzeugs zugunsten einer funktionellen Redundanz sowie verbesserten Differentialverarbeitung berücksichtigt.
Das erfindungsgemäße Konzept sieht vor, einen Differentialalgorithmus für Spurerkennungs- und Spurzentrierungssysteme zu definieren, welcher die Heckkamera einbezieht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
Die einzige Figur zeigt die Draufsicht eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges im Straßenverkehr.
Ausführungsformen der Erfindung
Die Figur illustriert einen typischen Anwendungsfall der Erfindung anhand eines mit einer bugseitigen und einer heckseitigen Kamera ausgerüsteten Straßenfahrzeuges.
Der Fahrstreifen des Fahrzeuges (10) und seine - hier als Leitlinien ausgeprägten - Längsmarkierungen (11, 12) werden hierbei von beiden Kameras als Objekte erkannt. Die Liste der Eigenschaften für jedes Objekt, welche beispielsweise über eine Flexray-Schnittstelle des Fahrzeuges (10) verfügbar gemacht wird, enthält Daten zu seiner Lage bezüglich des Fahrzeuges (10). Die Bezugszeichen F₁ , F₂ , R₁ und R₂ repräsentieren Entfernungen von der Front- bzw. Rückkamera, die aus diesen Objekteigenschaften abgeleitet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Prüfen der Ausrichtung eines Fahrzeuges (10) längs zu dem durch ihn befahrenen Fahrstreifen sei nunmehr im Einzelnen beleuchtet.
In einem ersten Schritt werden die Abstandsdaten (F₁ , F₂ ) des Fahrzeuges (10) bezüglich der vorausliegenden Längsmarkierungen (11, 12) des Fahrstreifens mittels der bugseitigen Kamera erfasst. Wie der Abbildung zu entnehmen ist, befindet sich der Referenzpunkt für diese Messung bugseitig auf der X- oder Wankachse des Fahrzeuges (10), also etwa in der Mitte der vorderen Stoßstange. Weist die Kamera - etwa aus baulichen Gründen - einen Versatz zu diesem Referenzpunkt auf, so werden die durch die versetzte Kamera gewonnenen Abstandsdaten (F₁ , F₂ ) anhand des Versatzes rechnerisch korrigiert. Ein entsprechendes Vorgehen kommt in Betracht, sofern anderweitige geringfügige geometrische Berechnungen erforderlich sind.
Analog werden in einem zweiten Schritt die Abstandsdaten (R₁ , R₂ ) des Fahrzeuges (10) bezüglich der zurückliegenden Längsmarkierungen (11, 12) des Fahrstreifens mittels der heckseitigen Kamera erfasst.
In einem optionalen dritten Schritt werden die bug- und heckseitigen Abstandsdaten (F₁ , F₂ , R₁ , R₂ ) anhand redundanter Daten etwaiger Seitenkameras des Fahrzeuges (10) präzisiert. Hierzu geeignete Berechnungen sollen an dieser Stelle nicht weiter ausgeführt werden und erschließen sich dem Fachmann ohne Weiteres.
Es versteht sich, dass eine Einmittung des Fahrzeuges (10) höchst relevant ist, sofern dieses parallel zu den Längsmarkierungen (11, 12) fährt. Daher wird in einem vierten Schritt vom Lenkwinkel auf die Gierrate ψ des Fahrzeuges (10) geschlossen. Um anhand dieser Gierrate ψ sowie der besagten Abstandsdaten (F₁ , F₂ , R₁ , R₂ ) die Wahrscheinlichkeit zu untersuchen, dass das Fahrzeug (10) gegenwärtig einen Fahrstreifenwechsel vollzieht, wird in einem fünften Schritt untersucht, ob $\dot{ψ} ≅ c o s \frac{F_{2}}{F_{1}} o d e r \dot{ψ} ≅ c o s \frac{R_{1}}{R_{2}}$
gilt, wobei eine vorgegebene Abweichung von beispielsweise 5 % toleriert werden kann. Ist eine der beiden Gleichungen erfüllt, so wird von einer Geradeausfahrt des Fahrzeuges (10) ausgegangen.
In diesem Fall wird in einem sechsten Schritt die Differenz $Δ = (F_{1} + R_{2}) - (F_{2} + R_{1})$
berechnet. Im Fall Δ = 0 ist das Fahrzeug (10) längs zum Fahrstreifen ausgerichtet; andernfalls kann Δ als Maß für die relative Abweichung von dieser Ausrichtung herangezogen werden.
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 Patentliteratur

US 20180025234 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Prüfen einer Ausrichtung eines Fahrzeuges (10) mit einer bugseitigen und einer heckseitigen Kamera längs zu einem Fahrstreifen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - Abstandsdaten (F₁, F₂) des Fahrzeuges (10) bezüglich vorausliegender Längsmarkierungen (11, 12) des Fahrstreifens werden mittels der bugseitigen Kamera erfasst, - Abstandsdaten (R₁, R₂) des Fahrzeuges (10) bezüglich zurückliegender Längsmarkierungen (11, 12) des Fahrstreifens werden mittels der heckseitigen Kamera erfasst und - anhand der Abstandsdaten (F₁, F₂, R₁, R₂) wird eine Bewertung der Ausrichtung vorgenommen.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - die mittels der bugseitigen Kamera erfassten Abstandsdaten (F₁, F₂) sind auf einen bugseitigen Referenzpunkt auf der Wankachse des Fahrzeuges (10) bezogen und - die mittels der heckseitigen Kamera erfassten Abstandsdaten (R₁, R₂) sind auf einen heckseitigen Referenzpunkt auf der Wankachse bezogen.
Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - eine der Kameras weist einen Versatz zum entsprechenden Referenzpunkt auf und - die durch die versetzte Kamera gewonnenen Abstandsdaten (F₁, F₂, R₁, R₂) werden anhand des Versatzes rechnerisch korrigiert.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - die Abstandsdaten (F₁, F₂, R₁, R₂) werden anhand redundanter Daten von Seitenkameras des Fahrzeuges (10) präzisiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - anhand eines Lenkwinkels wird eine Gierrate des Fahrzeuges (10) ermittelt und - anhand der Gierrate und der Abstandsdaten (F₁, F₂, R₁, R₂) wird ein etwaiger Wechsel des Fahrstreifens durch das Fahrzeug (10) erkannt.
Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - die Abstandsdaten (F₁, F₂, R₁, R₂) umfassen einen Abstand (F₁, R₁) des jeweiligen Referenzpunktes zu einer links vom Fahrzeug (10) angebrachten Längsmarkierung (11) und einen Abstand (F₂, R₂) des Referenzpunktes zu einer rechts vom Fahrzeug (10) angebrachten Längsmarkierung (12) und - der Wechsel wird angenommen, wenn ein Kosinus eines Quotienten der bugseitig oder heckseitig erfassten Abstände (F₁, F₂, R₁, R₂) eine vorgegebene anteilige Mindestabweichung von der Gierrate aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch folgendes Merkmal: - die Ausrichtung wird anhand einer Differenz der Summe des bugseitigen Abstandes (F₁) zur linken Längsmarkierung (11) und des heckseitigen Abstandes (R₂) zur rechten Längsmarkierung (12) einerseits und der Summe des bugseitigen Abstandes (F₂) zur rechten Längsmarkierung (12) und des heckseitigen Abstandes (R₁) zur linken Längsmarkierung (11) andererseits bewertet.
Fahrzeug (10), gekennzeichnet durch folgende Merkmale: - eine bugseitige Kamera zum Erfassen von Abstandsdaten (F₁, F₂) bezüglich vorausliegender Längsmarkierungen (11, 12) eines durch das Fahrzeug (10) befahrenen Fahrstreifens, - eine heckseitige Kamera zum Erfassen von Abstandsdaten (R₁, R₂) bezüglich zurückliegender Längsmarkierungen (11, 12) des Fahrstreifens und - Mittel zum Bewerten einer Ausrichtung des Fahrzeuges (10) längs zum Fahrstreifen anhand der Abstandsdaten (F₁, F₂, R₁, R₂).
Computerprogramm, welches dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 9.