DE102019118106A1 - Procedure for determining a visibility range - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Sichtweite zumindest einer Erfassungseinheit einer Umgebungssensorik eines Fahrzeuges (1). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass- eine Lage und Orientierung zumindest eines vor dem Fahrzeug (1) befindenden Objektes mittels einer dreidimensionalen Karte ermittelt werden,- das zumindest eine Objekt mittels einer Lichtquelle des Fahrzeuges (1) beleuchtet wird,- eine erwartete Lichtintensitätsverteilung im Bereich des zumindest einen Objektes anhand der ermittelten Lage und Position des zumindest einen Objektes und vorliegender Eigenschaften der Lichtquelle berechnet wird,- eine tatsächliche Lichtintensitätsverteilung im Bereich des zumindest einen Objektes anhand erfasster Bilddaten einer fahrzeugseitigen Kamera ermittelt wird,- eine Abweichung zwischen der erwarteten Lichtintensitätsverteilung und der tatsächlichen Lichtintensitätsverteilung bestimmt wird und- anhand der Abweichung mittels eines Klassifikationsverfahrens vorliegende Wetterbedingungen und eine Sichtweite zumindest der Kamera als Erfassungseinheit der Umgebungssensorik ermittelt werden.The invention relates to a method for determining a visual range of at least one detection unit of an environmental sensor system of a vehicle (1). According to the invention it is provided that - a position and orientation of at least one object located in front of the vehicle (1) is determined by means of a three-dimensional map, - the at least one object is illuminated by means of a light source of the vehicle (1), at least one object is calculated based on the determined location and position of the at least one object and the existing properties of the light source, - an actual light intensity distribution in the area of the at least one object is determined based on captured image data from a camera on the vehicle, - a deviation between the expected light intensity distribution and the actual one Light intensity distribution is determined and based on the deviation by means of a classification method, existing weather conditions and a visual range of at least the camera as the detection unit of the environmental sensor system are determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Sichtweite zumindest einer Erfassungseinheit einer Umgebungssensorik eines Fahrzeuges.The invention relates to a method for determining a visual range of at least one detection unit of an environmental sensor system of a vehicle.

Aus der DE 103 03 046 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur quantitativen Abschätzung der Sichtweite in Fahrzeugen bekannt. Das Verfahren sieht vor, dass Bilddaten aus der Umgebung erfasst und zur Abschätzung der Sichtweite ausgewertet werden. Dabei wird zumindest ein Bereich eines erfassten Bildes zur Bildung einer charakteristischen Maßzahl ausgewertet, zu dieser Maßzahl mittels einer Referenz, welche die Maßzahl in Verhältnis zu einer Sichtweite setzt, eine Sichtweite ermittelt und die ermittelte Sichtweite zur Ausgabe und/oder Steuerung von Fahrzeugkomponenten verwendet. Die Auswertung der Bilddaten wird anhand einer Maßzahl für die Schärfe bzw. den Kontrast des Bildes vorgenommen. Zusätzlich oder alternativ wird die Umgebung des Fahrzeuges beleuchtet, das rückgestreute Licht erfasst und eine intensitätsabhängige Maßzahl für das erfasste rückgestreute Licht zur Ermittlung der Sichtweite gebildet.From the DE 103 03 046 A1 a method and a device for the quantitative estimation of visibility in vehicles are known. The method provides that image data from the environment are recorded and evaluated to estimate the visual range. At least one area of a captured image is evaluated to form a characteristic measure, a visual range is determined for this measure by means of a reference, which sets the measure in relation to a visual range, and the determined visual range is used to output and / or control vehicle components. The evaluation of the image data is carried out using a measure for the sharpness or the contrast of the image. Additionally or alternatively, the surroundings of the vehicle are illuminated, the backscattered light is recorded and an intensity-dependent measure for the detected backscattered light is formed to determine the range of vision.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Ermittlung einer Sichtweite zumindest einer Erfassungseinheit einer Umgebungssensorik eines Fahrzeuges anzugeben.The invention is based on the object of specifying a method, which is improved over the prior art, for determining a visual range of at least one detection unit of an environmental sensor system of a vehicle.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved according to the invention by the features specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the subclaims.

Ein Verfahren zur Ermittlung einer Sichtweite zumindest einer Erfassungseinheit einer Umgebungssensorik eines Fahrzeuges sieht erfindungsgemäß vor, dass eine Lage und Orientierung zumindest eines vor dem Fahrzeug befindenden Objektes mittels einer dreidimensionalen Karte ermittelt werden, das zumindest eine Objekt mittels einer Lichtquelle des Fahrzeuges beleuchtet wird und eine erwartete Lichtintensitätsverteilung im Bereich des zumindest einen Objektes anhand der ermittelten Lage und Position des zumindest einen Objektes und vorliegender Eigenschaften der Lichtquelle berechnet wird. Weiterhin wird eine tatsächliche Lichtintensitätsverteilung im Bereich des zumindest einen Objektes anhand erfasster Bilddaten einer fahrzeugseitigen Kamera ermittelt, eine Abweichung zwischen der erwarteten Lichtintensitätsverteilung und der tatsächlichen Lichtintensitätsverteilung bestimmt und anhand der Abweichung werden mittels eines Klassifikationsverfahrens vorliegende Wetterbedingungen und eine Sichtweite zumindest der Kamera als Erfassungseinheit der Umgebungssensorik ermittelt.A method for determining a visual range of at least one detection unit of an environmental sensor system of a vehicle provides that a position and orientation of at least one object in front of the vehicle are determined using a three-dimensional map, the at least one object is illuminated using a light source of the vehicle and an expected one Light intensity distribution in the area of the at least one object is calculated based on the determined location and position of the at least one object and the properties of the light source present. Furthermore, an actual light intensity distribution in the area of the at least one object is determined on the basis of captured image data from a camera in the vehicle, a deviation between the expected light intensity distribution and the actual light intensity distribution is determined, and on the basis of the deviation, the weather conditions and the visibility of at least the camera as the detection unit of the environmental sensor system are determined using a classification method determined.

Durch Anwendung des Verfahrens können Wetterbedingungen, insbesondere bei Dunkelheit, mittels fahrzeugseitig vorhandener Komponenten ermittelt werden, wobei die ermittelten Wetterbedingungen einer Fahrzeugsteuerung zugrunde gelegt werden können. Insbesondere wird die Sichtweite fahrzeugseitig ermittelt, d. h. geschätzt, ohne eine spezielle Infrastruktur zu nutzen.By using the method, weather conditions, in particular when it is dark, can be determined by means of components present on the vehicle, wherein the determined weather conditions can be used as a basis for vehicle control. In particular, the visibility is determined on the vehicle side, d. H. appreciated without using any special infrastructure.

Ist die Sichtweite der zumindest einen Erfassungseinheit durch Schnee, Regen und/oder Nebel eingeschränkt, wird beispielsweise das Abblendlicht bei einem Fahrbetrieb des Fahrzeuges auch am Tag aktiviert.If the visibility of the at least one detection unit is restricted by snow, rain and / or fog, for example the low beam is also activated during the day when the vehicle is driving.

Beispielsweise werden bei der Berechnung der erwarteten Lichtintensitätsverteilung ein Nicken und Wanken als Eigenschaften der Lichtquelle berücksichtigt, so dass anhand der Lichtintensitätsverteilung erwartete Beleuchtungsmuster bestimmt werden können.For example, when calculating the expected light intensity distribution, nodding and swaying are taken into account as properties of the light source, so that expected lighting patterns can be determined on the basis of the light intensity distribution.

Als Wetterbedingungen werden in einer Weiterbildung des Verfahrens Schnee, Regen und Nebel klassifiziert, da es sich bei diesen Wetterbedingungen insbesondere um die Sichtweite einschränkende Wetterbedingungen handelt.In a further development of the method, snow, rain and fog are classified as weather conditions, since these weather conditions are, in particular, weather conditions that limit visibility.

Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens sieht vor, dass in Abhängigkeit der ermittelten vorliegenden Wetterbedingungen und Sichtweite ein Fahrverhalten des Fahrzeuges angepasst wird. Insbesondere wird das Fahrverhalten dahingehend angepasst, dass eine Fahrsicherheit des Fahrzeuges und somit auch eine Verkehrssicherheit für das Fahrzeug und sich in seiner Umgebung befindende Verkehrsteilnehmer erhöht werden.A further embodiment of the method provides that a driving behavior of the vehicle is adapted as a function of the determined prevailing weather conditions and visibility. In particular, the driving behavior is adapted to the effect that driving safety of the vehicle and thus also traffic safety for the vehicle and road users in its vicinity are increased.

In Abhängigkeit der ermittelten Wetterbedingungen und/oder der ermittelten Sichtweite zumindest der Kamera wird in einer Ausbildung zumindest eine zusätzliche Beleuchtungseinheit des Fahrzeuges aktiviert, um eine Sicht der zumindest einen Erfassungseinheit zu verbessern, wodurch die Fahrsicherheit ebenfalls erhöht werden kann.Depending on the determined weather conditions and / or the determined visibility of at least the camera, at least one additional lighting unit of the vehicle is activated in one embodiment in order to improve visibility of the at least one detection unit, whereby driving safety can also be increased.

Darüber hinaus sieht eine weitere mögliche Ausführungsform vor, dass in Abhängigkeit der ermittelten Wetterbedingungen und/oder der ermittelten Sichtweite zumindest der Kamera eine Sensorfusion durchgeführt wird. Insbesondere wird die Sensorfusion durchgeführt, um eine Sicht der Erfassungseinheit zu verbessern.In addition, a further possible embodiment provides that a sensor fusion is carried out as a function of the determined weather conditions and / or the determined visual range of at least the camera. In particular, the sensor fusion is carried out in order to improve a view of the detection unit.

Ferner wird in einer möglichen Weiterbildung des Verfahrens in Abhängigkeit der ermittelten Wetterbedingungen und/oder der ermittelten Sichtweite eine Fahrgeschwindigkeit begrenzt, wobei die Fahrgeschwindigkeit entsprechend der ermittelten Wetterbedingungen und/oder entsprechend der ermittelten Sichtweite angepasst wird, um die Fahrsicherheit und die Verkehrssicherheit zu erhöhen.Furthermore, in a possible development of the method, a driving speed is limited as a function of the determined weather conditions and / or the determined visibility range, the driving speed corresponding to the determined weather conditions and / or corresponding to the determined visibility is adjusted to increase driving safety and traffic safety.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to a drawing.

Dabei zeigt die:

  • 1 schematisch einen Verfahrensablauf zur Ermittlung einer Sichtweite zumindest einer Erfassungseinheit einer Umgebungssensorik eines Fahrzeuges.
The shows:
  • 1 schematically, a method sequence for determining a visual range of at least one detection unit of an environmental sensor system of a vehicle.

In der einzigen Figur ist ein Verfahrensablauf zur Ermittlung einer Sichtweite zumindest einer nicht näher dargestellten Erfassungseinheit, insbesondere einer Kamera, einer Umgebungssensorik eines Fahrzeuges 1 gezeigt.The single FIGURE shows a method sequence for determining a visual range of at least one detection unit (not shown in more detail), in particular a camera, an environmental sensor system of a vehicle 1 shown.

Das Fahrzeug 1 verfügt über ein nicht näher dargestelltes Assistenzsystem, mittels dessen das Fahrzeug 1 im automatisierten Fahrbetrieb bewegt werden kann, wobei ein Fahrzeugnutzer seine Fahraufgabe zumindest zeitweilig vollumfänglich an das Fahrzeug 1 übergibt und somit anderen Tätigkeiten im Fahrzeug 1 nachgehen kann.The vehicle 1 has an assistance system, not shown, by means of which the vehicle 1 can be moved in automated driving mode, with a vehicle user at least temporarily assigning his driving task to the vehicle 1 and thus other activities in the vehicle 1 can pursue.

Für den automatisierten Fahrbetrieb des Fahrzeuges 1 ist es vergleichsweise wichtig und essentiell, aktuell vorliegende Wetterbedingungen und Sichtweiten der Erfassungseinheiten der Umgebungssensorik zu kennen, so dass ein Fahrverhalten des Fahrzeuges 1 für seine Fahrsicherheit und zur Sicherstellung der Verkehrssicherheit an die vorliegenden Wetterbedingungen und Sichtweiten angepasst werden kann.For the automated driving of the vehicle 1 it is comparatively important and essential to know currently prevailing weather conditions and visibility of the detection units of the environmental sensor system, so that the vehicle's driving behavior 1 can be adapted to the prevailing weather conditions and visibility for its driving safety and to ensure road safety.

Herrscht z. B. Nebel mit einer Sichtweite von weniger als 50 m auf einer Fahrstrecke des Fahrzeuges 1, so liegt eine vorgeschriebene zulässige Fahrgeschwindigkeit bei 50 km/h. Zudem ist vorgeschrieben, dass es bei einer Sichtbehinderung durch Nebel, Schneefall und/oder Regen erforderlich ist, auch am Tag mit aktiviertem Abblendlicht zu fahren.Z. B. Fog with a visibility of less than 50 m on a route of the vehicle 1 , a prescribed permissible driving speed is 50 km / h. In addition, it is stipulated that if visibility is impaired by fog, snowfall and / or rain, it is necessary to drive with the dipped headlights activated during the day as well.

Um die Sichtweite der Kamera der Umgebungssensorik sowie vorliegende Wetterbedingungen im Fahrbetrieb des Fahrzeuges 1 zu ermitteln, ist der im Fahrzeug 1 durchgeführte und im Folgenden beschriebene Verfahrensablauf vorgesehen.About the range of vision of the camera of the environmental sensors and the prevailing weather conditions while the vehicle is in motion 1 to be determined is the one in the vehicle 1 implemented and described below.

Ein die Kamera umfassendes System des Fahrzeuges 1 weist zudem eine aktive Lichtquelle, insbesondere ein sogenanntes Pixellicht, und eine dreidimensionale Karte, d. h. eine digitale Karte mit dreidimensionalen Umgebungsinformationen, auf.A vehicle system that includes the camera 1 also has an active light source, in particular a so-called pixel light, and a three-dimensional map, ie a digital map with three-dimensional information about the surroundings.

Anhand der digitalen Karte wird in einem ersten Verfahrensschritt S1 eine momentane Position und Orientierung des Fahrzeuges 1 und eines sich vor dem Fahrzeug 1 befindenden Objektes ermittelt.The first step is based on the digital map S1 a current position and orientation of the vehicle 1 and one in front of the vehicle 1 located object determined.

Das erfasste Objekt wird in einem zweiten Verfahrensschritt S2 mittels der Lichtquelle beleuchtet, wobei in einem dritten Verfahrensschritte S3 anhand der Position und Orientierung sowie mittels der Beleuchtung eine zu erwartende Lichtintensitätsverteilung berechnet wird. Mit anderen Worten wird ein erwartetes Beleuchtungsprofil berechnet. Dabei stellen eine Lichtintensität, ein Nicken und Wanken des Fahrzeuges 1 bei der Ermittlung berücksichtigte Beleuchtungsparameter dar, die als Eigenschaften der Lichtquelle berücksichtigt werden.The captured object is in a second process step S2 illuminated by means of the light source, with a third method steps S3 an expected light intensity distribution is calculated based on the position and orientation as well as by means of the lighting. In other words, an expected lighting profile is calculated. There is a light intensity, a nod and a roll of the vehicle 1 Illumination parameters taken into account in the determination, which are taken into account as properties of the light source.

In einem vierten Verfahrensschritt S4 wird die Kamera aktiviert und in einem fünften Verfahrensschritt S5 werden anhand mittels der Kamera im Fahrbetrieb des Fahrzeuges 1 erfasster Bilddaten eine tatsächliche Beleuchtung, d. h. eine tatsächliche Lichtintensitätsverteilung, ermittelt.In a fourth process step S4 the camera is activated and in a fifth process step S5 are based on the camera while the vehicle is in motion 1 captured image data an actual lighting, ie an actual light intensity distribution, determined.

In einem sechsten Verfahrensschritt S6 wird die erwartete Lichtintensitätsverteilung mit der tatsächlichen Lichtintensitätsverteilung verglichen und eine Abweichung ermittelt. In a sixth step S6 the expected light intensity distribution is compared with the actual light intensity distribution and a deviation is determined.

Diese Abweichung wird in einem siebenten Verfahrensschritt S7 dazu verwendet, die vorliegenden Wetterbedingungen zu erkennen, wobei hierzu Klassifikationsverfahren, wie beispielsweise neuronale Netze und/oder der Bayes-Klassifikator, verwendet werden.This deviation is in a seventh process step S7 used to recognize the prevailing weather conditions, classification methods such as neural networks and / or the Bayesian classifier being used for this purpose.

Insbesondere werden mittels des Klassifikationsverfahrens die Wetterbedingungen klassifiziert, wobei insbesondere Nebel, Regen und/oder Schnee als Wetterbedingungen ermittelt werden. Beispielsweise können bzw. kann anhand der klassifizierten und somit ermittelten Wetterbedingungen die Sichtweite einer lidarbasierten Erfassungseinheit der Umgebungssensorik abgeleitet werden, ein Fahrverhalten des Fahrzeuges 1 entsprechend der vorliegenden Wetterbedingungen, insbesondere in Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit angepasst werden und/oder eine zusätzliche Beleuchtungseinheit des Fahrzeuges 1 zur Verbesserung einer Sicht aktiviert werden.In particular, the weather conditions are classified by means of the classification method, with fog, rain and / or snow in particular being determined as weather conditions. For example, based on the classified and thus determined weather conditions, the visibility of a lidar-based detection unit of the environmental sensor system can be derived, a driving behavior of the vehicle 1 according to the prevailing weather conditions, in particular with regard to the driving speed, and / or an additional lighting unit of the vehicle 1 activated to improve a view.

In einem achten Verfahrensschritt S8 wird anhand der ermittelten Abweichung zwischen der erwarteten Lichtintensitätsverteilung und der tatsächlichen Lichtintensitätsverteilung eine Sichtweite der Kamera ermittelt, wobei die ermittelte Sichtweite fahrzeugseitig, beispielsweise für eine Sensorfusion, verwendet wird.In an eighth process step S8 a visual range of the camera is determined based on the determined deviation between the expected light intensity distribution and the actual light intensity distribution, the determined visual range being used on the vehicle side, for example for a sensor fusion.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Fahrzeugvehicle
S1 bis S8S1 to S8
VerfahrensschrittProcess step

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 10303046 A1 [0002]DE 10303046 A1 [0002]

Claims (6)

Verfahren zur Ermittlung einer Sichtweite zumindest einer Erfassungseinheit einer Umgebungssensorik eines Fahrzeuges (1), dadurch gekennzeichnet, dass - eine Lage und Orientierung zumindest eines vor dem Fahrzeug (1) befindenden Objektes mittels einer dreidimensionalen Karte ermittelt werden, - das zumindest eine Objekt mittels einer Lichtquelle des Fahrzeuges (1) beleuchtet wird, - eine erwartete Lichtintensitätsverteilung im Bereich des zumindest einen Objektes anhand der ermittelten Lage und Position des zumindest einen Objektes und vorliegender Eigenschaften der Lichtquelle berechnet wird, - eine tatsächliche Lichtintensitätsverteilung im Bereich des zumindest einen Objektes anhand erfasster Bilddaten einer fahrzeugseitigen Kamera ermittelt wird, - eine Abweichung zwischen der erwarteten Lichtintensitätsverteilung und der tatsächlichen Lichtintensitätsverteilung bestimmt wird und - anhand der Abweichung mittels eines Klassifikationsverfahrens vorliegende Wetterbedingungen und eine Sichtweite zumindest der Kamera als Erfassungseinheit der Umgebungssensorik ermittelt werden.Method for determining a visual range of at least one detection unit of an environmental sensor system of a vehicle (1), characterized in that - a position and orientation of at least one object in front of the vehicle (1) are determined using a three-dimensional map, - the at least one object using a light source of the vehicle (1) is illuminated, - an expected light intensity distribution in the area of the at least one object is calculated based on the determined location and position of the at least one object and the existing properties of the light source, - an actual light intensity distribution in the area of the at least one object based on captured image data vehicle-side camera is determined, - a deviation between the expected light intensity distribution and the actual light intensity distribution is determined and - based on the deviation by means of a classification method, existing weather conditions and a Visibility of at least the camera as the detection unit of the environmental sensor system can be determined. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Wetterbedingungen Schnee, Regen und Nebel klassifiziert werden.Procedure according to Claim 1 , characterized in that snow, rain and fog are classified as weather conditions. Verfahren nach 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der ermittelten vorliegenden Wetterbedingungen und Sichtweite ein Fahrverhalten des Fahrzeuges (1) angepasst wird.Method according to 1 or 2, characterized in that a driving behavior of the vehicle (1) is adapted as a function of the determined prevailing weather conditions and visibility. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der ermittelten Wetterbedingungen und/oder der ermittelten Sichtweite zumindest der Kamera zumindest eine zusätzliche Beleuchtungseinheit des Fahrzeuges (1) aktiviert wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one additional lighting unit of the vehicle (1) is activated as a function of the determined weather conditions and / or the determined visual range of at least the camera. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der ermittelten Wetterbedingungen und/oder der ermittelten Sichtweite zumindest der Kamera eine Sensorfusion durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a sensor fusion is carried out as a function of the determined weather conditions and / or the determined visual range of at least the camera. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der ermittelten Wetterbedingungen und/oder der ermittelten Sichtweite eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges (1) begrenzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a driving speed of the vehicle (1) is limited as a function of the determined weather conditions and / or the determined visibility.
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