DE102020000538A1

DE102020000538A1 - Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102020000538A1
Application number: DE102020000538.1A
Authority: DE
Inventors: Alexander Lotz; Benedikt Rank
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2020-01-29
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2020-10-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs (1), wobei Bilddaten einer Umgebung des Fahrzeugs (1) mittels einer Kamera (K) erfasst werden, wobei mittels einer Auswertung der Bilddaten Fahrspuren erkannt werden, wobei anhand der erkannten Fahrspuren mittels eines Assistenzsystems eine autonome oder teilautonome Querregelung des Fahrzeugs (1) erfolgt, wobei die Kamera (K) anhand eines Schattenwurfs mindestens eines Objekts (2) ermittelt, ob in den Bilddaten ein Schatten vorhanden ist, wobei auf Basis der Uhrzeit, des Datums, einer Position des Fahrzeugs (1) und einer aus Navigationsdaten (N) bekannten Topographie ein Sonnenlichtvektor berechnet wird, wobei aus einer Überlappung einer Ausrichtung (O) des Fahrzeugs (1) mit dem Sonnenlichtvektor ein Blendungsfaktor berechnet wird, wobei anhand der Navigationsdaten (N) eine Abschätzung einer Fahrtroute (R) des Fahrzeugs (1) durchgeführt wird, wobei die Uhrzeit, das Datum, die Position des Fahrzeugs (1) und die bekannte Topographie, sowie ein Öffnungswinkel der Kamera (K) bei der Berechnung des Blendungsfaktors für jeden Streckenabschnitt der gefahrenen und geplanten Fahrtroute (R) berücksichtigt werden, wobei der Blendungsfaktor an das Assistenzsystem weitergegeben wird, wobei, sobald das Assistenzsystem infolge Erfassung von Daten durch die Kamera (K) ein Verhalten generiert, unter Berücksichtigung des Blendungsfaktors eine Unsicherheit berechnet und das Verhalten des Assistenzsystems anhand des Blendungsfaktors angepasst wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs gemäß Anspruch 1.
Fahrerassistenzsysteme, die eine teilweise oder vollständige Automatisierung der Fahraufgabe darstellen, beruhen unter anderem auf kamerabasierten Sensoren. Diese Sensoren erkennen typischerweise eine Fahrspur und Objekte in der Umgebung. Ein Teilproblem dieser Sensoren ist, dass sie lichtempfindlich sind und somit Sonneneinstrahlung einen Einfluss auf die Qualität der erfassten Daten haben kann. Da durch Abnahme der Datenqualität auch eine Reduktion der Automatisierungsqualität vorliegt (beispielsweise Lenkverhalten auf Basis der Spurerkennung), können in Abhängigkeit von der Sonneneinstrahlung die Fahrerassistenzsysteme teilweise nicht genutzt werden. Da ein Fahrzeug sich dynamisch in der Umgebung bewegt, kann sich die Sonneneinstrahlung verändern und kurzfristig beispielsweise das Lenkverhalten der Assistenz stören.
Aus der DE 10 2014 008 849 A1 ist ein Verfahren zur Erkennung von Fahrspurmarkierungen bekannt, wobei Bilddaten einer Umgebung des Fahrzeugs erfasst werden, in einer Auswertung von Bilddaten die Fahrspurmarkierungen erkannt werden und die erfassten Bilddaten mittels Karteninformationen einer digitalen Karte plausibilisiert werden. Aus den Karteninformationen wird eine Fahrspurbreite ermittelt, wobei anhand einer Auswertung der Fahrspurbreite und einem Vergleich mit den Bilddaten reale Fahrspurmarkierungen von Phantommarkierungen unterschieden werden. Weiterhin sind Verwendungen der mittels dieses Verfahrens durchgeführten Erkennung von Fahrspurmarkierungen offenbart.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs werden Bilddaten einer Umgebung des Fahrzeugs mittels einer Kamera erfasst, wobei mittels einer Auswertung der Bilddaten Fahrspuren erkannt werden, wobei anhand der erkannten Fahrspuren mittels eines Assistenzsystems eine autonome oder teilautonome Querregelung des Fahrzeugs erfolgt. Erfindungsgemäß ermittelt die Kamera anhand eines Schattenwurfs mindestens eines Objekts, ob in den Bilddaten ein Schatten vorhanden ist, wobei auf Basis der Uhrzeit, des Datums, einer Position des Fahrzeugs und einer aus Navigationsdaten bekannten Topographie ein Sonnenlichtvektor berechnet wird, wobei aus einer Überlappung einer Ausrichtung des Fahrzeugs mit dem Sonnenlichtvektor ein Blendungsfaktor berechnet wird, wobei anhand der Navigationsdaten eine Abschätzung einer Fahrtroute des Fahrzeugs durchgeführt wird, wobei die Uhrzeit, das Datum, die Position des Fahrzeugs und die bekannte Topographie, sowie ein Öffnungswinkel der Kamera bei der Berechnung des Blendungsfaktors für jeden Streckenabschnitt der gefahrenen und geplanten Fahrtroute berücksichtigt werden, wobei der Blendungsfaktor an das Assistenzsystem weitergegeben wird, wobei, sobald das Assistenzsystem infolge Erfassung von Daten durch die Kamera ein Verhalten generiert, unter Berücksichtigung des Blendungsfaktors eine Unsicherheit berechnet und das Verhalten des Assistenzsystems anhand des Blendungsfaktors angepasst wird.
Das Verfahren ermöglicht, vorzeitig auf sich verändernde Sonneneinstrahlung zu reagieren, diese zu antizipieren und daraus Regler-Parameter entsprechend der Sonneneinstrahlung einzustellen.
Durch die Verknüpfung von Verortungsdaten, der Uhrzeit, der Jahreszeit, einer Streckentopografie und einer Schattenerkennung mittels mindestens einer im Fahrzeug angeordneten Kamera kann eine Aussage zu einer Blendung der Kamera durch Sonnenlicht getroffen werden.
Die Erfindung erlaubt es, frühzeitig Fahrfunktionen, die Kameradaten nutzen, auf eine zukünftige Verschlechterung der Qualität der Kameradaten vorzubereiten. Somit kann auch ein Fahrer, der beispielsweise mit einem Fahrassistenzsystem fährt, auf eine mögliche Übernahme des Fahrzeuges frühzeitig vorbereitet werden. Beispielsweise kann die Querreglung angepasst werden, um Kameradaten schlechter Qualität infolge tiefstehender Sonne zu kompensieren.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:

1 eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Betrieb eines Fahrzeugs, und
2 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs in einer Umgebung.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 ist eine schematische Ansicht eines Verfahrens zum Betrieb eines Fahrzeugs 1. 2 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 1 in einer Umgebung.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Verfügung, das es ermöglicht, vorzeitig auf sich verändernde Sonneneinstrahlung zu reagieren, diese zu antizipieren und daraus Regler-Parameter entsprechend der Sonneneinstrahlung einzustellen.
Durch die Verknüpfung von Verortungsdaten, der Uhrzeit, der Jahreszeit, einer Streckentopografie und einer Schattenerkennung mittels mindestens einer im Fahrzeug 1 angeordneten Kamera kann eine Aussage zu einer Blendung der Kamera durch Sonnenlicht getroffen werden.
Hierzu analysiert eine Kamera K in einem Fahrzeug 1 ihr Sichtfeld und ermittelt in einem Schritt S1 anhand des Schattenwurfs mindestens eines Objekts 2, beispielsweise eines oder mehrerer Bäume, im Sichtfeld, ob ein Schatten vorhanden ist. Der Schattenwurf tritt hauptsächlich nur dann auf, wenn auch wirklich eine Blendung der Kamera entstehen kann, das heißt, wenn die Sonne 3 scheint. An wolkigen Tagen tritt dieses Phänomen nicht auf. In einem Schritt S2 wird, parallel oder zeitlich vor oder nach dem Schritt S1, auf Basis der Uhrzeit, des Datums, einer Position des Fahrzeugs 1 und einer bekannten Topographie, beispielsweise aus Navigationsdaten N, ein genauerer Sonnenlichtvektor berechnet, dessen Betrag sich aus der Uhrzeit, Verortung, Datum, Topografie und Distanz des schattenwerfenden Objekts ergeben kann. Dies kann mit Einschätzungen aus anderen Sensoren verglichen und gegebenenfalls weiterverarbeitet werden. Aus den in den Schritten S1 und S2 ermittelten Daten wird in einem Schritt S3 eine Ausrichtung der Schatten berechnet. In einem Schritt S4 wird aus der Überlappung der Ausrichtung O des Fahrzeugs 1 mit dem Sonnenlichtvektor ein Blendungsfaktor berechnet. Es kann berücksichtigt werden, dass die unterschiedlichen Verortungen, Zeiten und Topografien zu einer Verschiebung des eigentlichen Vektors führen können. Der Blendungsfaktor ist am höchsten in Bereichen, in denen die Kamera K frontal in die Sonne 3 filmen würde, und am niedrigsten, wenn die Sonne 3 im Rücken der Kamera K steht. Aus den Navigationsdaten N ist eine Abschätzung einer Fahrtroute R des Fahrzeugs 1 bekannt, in denen es zu einer Blendung der Kamera durch Sonnenlicht kommen kann. Alle oben genannten Faktoren, die zur Berechnung des Sonnenlichtvektors genutzt wurden, das heißt die Uhrzeit, das Datum, die Position des Fahrzeugs 1 und die bekannte Topographie, sowie ein Öffnungswinkel der Kamera K, beeinflussen den Blendungsfaktor und werden entsprechend berücksichtigt. Es resultiert daher ein Wert des Blendungsfaktors für jeden Streckenabschnitt der gefahrenen und geplanten Fahrtroute R.
In einem Schritt S5 wird der Blendungsfaktor an Assistenzsysteme des Fahrzeugs 1 weitergegeben und dient der Parametrisierung in einem Schritt S6. Sobald ein Assistenzsystem infolge Erfassung von Daten durch die Kamera ein Verhalten generiert, kann unter Berücksichtigung des Blendungsfaktors somit eine Unsicherheit berechnet werden. Zudem kann das Verhalten der Assistenzsysteme angepasst werden.
Exemplarisch für ein Assistenzsystem kann eine Querregelung einer automatisierten Spurführung betrachtet werden, bei der durch Blendung oftmals Sprünge in der Linienerkennung bemerkbar sind. Hier könnte eine robustere und trägere Querregelung, in Bereichen, in denen eine Blendung auftritt, erreicht werden. Zudem kann der Fahrer frühzeitig über eine voraussichtliche Beeinträchtigung des Assistenzsystems informiert werden.
Die Analyse des Schattenwurfs kann beispielsweise auch dazu genutzt werden, die Linienerkennung robuster zu gestalten. Störelemente, wie beispielsweise der Schattenwurf von parallel zur Fahrrichtung führenden Stromleitungen, können fälschlicherweise als Linie für eine Querreglung (beispielsweise Spurhalteassistent) erkannt werden. Dieser Berechnungsprozess stellt einen weiteren vorteilhaften Gesichtspunkt der Schattenbetrachtung dar, der losgelöst von der Blendung einer Kamera ist.
Weiterhin können folgende Funktionen durch die Berücksichtigung des Blendungsfaktors parametrisiert werden:

- autonomes Fahren auf Autonomiestufe 3,
- Objektverfolgung,
- Objektidentifikation,
- Verfolgung von Passagieren und ungeschützten Verkehrsteilnehmern.

Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Objekt
3: Sonne
K: Kamera
N: Navigationsdaten
O: Ausrichtung
R: Fahrtroute
S1 bis S6: Schritt

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

DE 102014008849 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs (1), wobei Bilddaten einer Umgebung des Fahrzeugs (1) mittels einer Kamera (K) erfasst werden, wobei mittels einer Auswertung der Bilddaten Fahrspuren erkannt werden, wobei anhand der erkannten Fahrspuren mittels eines Assistenzsystems eine autonome oder teilautonome Querregelung des Fahrzeugs (1) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (K) anhand eines Schattenwurfs mindestens eines Objekts (2) ermittelt, ob in den Bilddaten ein Schatten vorhanden ist, wobei auf Basis der Uhrzeit, des Datums, einer Position des Fahrzeugs (1) und einer aus Navigationsdaten (N) bekannten Topographie ein Sonnenlichtvektor berechnet wird, wobei aus einer Überlappung einer Ausrichtung (O) des Fahrzeugs (1) mit dem Sonnenlichtvektor ein Blendungsfaktor berechnet wird, wobei anhand der Navigationsdaten (N) eine Abschätzung einer Fahrtroute (R) des Fahrzeugs (1) durchgeführt wird, wobei die Uhrzeit, das Datum, die Position des Fahrzeugs (1) und die bekannte Topographie, sowie ein Öffnungswinkel der Kamera (K) bei der Berechnung des Blendungsfaktors für jeden Streckenabschnitt der gefahrenen und geplanten Fahrtroute (R) berücksichtigt werden, wobei der Blendungsfaktor an das Assistenzsystem weitergegeben wird, wobei, sobald das Assistenzsystem infolge Erfassung von Daten durch die Kamera (K) ein Verhalten generiert, unter Berücksichtigung des Blendungsfaktors eine Unsicherheit berechnet und das Verhalten des Assistenzsystems anhand des Blendungsfaktors angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausgabe zur Information eines Fahrers über eine voraussichtliche Beeinträchtigung des Assistenzsystems anhand des Blendungsfaktors erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich mindestens eine der folgenden Funktionen durch die Berücksichtigung des Blendungsfaktors parametrisiert wird: - autonomes Fahren auf Autonomiestufe 3, - Objektverfolgung, - Objektidentifikation, - Verfolgung von Passagieren und ungeschützten Verkehrsteilnehmern.