DE102020007143A1

DE102020007143A1 - Method and device for recognizing an opening state of a barrier

Info

Publication number: DE102020007143A1
Application number: DE102020007143.0A
Authority: DE
Inventors: Christian Bootz
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2020-11-23
Filing date: 2020-11-23
Publication date: 2021-02-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines Öffnungszustands einer Schranke (1), wobei ein Fahrzeug (2) mittels wenigstens eines optischen Umgebungssensors (3) eine Fahrzeugumgebung überwacht und vom wenigstens einen Umgebungssensor (3) erzeugte Sensordaten auf einer Recheneinheit (4) des Fahrzeugs (2) ausgewertet werden. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine optische Umgebungssensor (3) Markierungen (5) der Schranke (1) erfasst und zur Bestimmung des Öffnungszustands der Schranke (1) eine horizontale und vertikale Ausrichtung der Markierungen (5) ausgewertet wird.The invention relates to a method for detecting an open state of a barrier (1), a vehicle (2) monitoring a vehicle environment by means of at least one optical environment sensor (3) and sensor data generated by the at least one environment sensor (3) on a computer unit (4) of the vehicle (2) can be evaluated. The invention is characterized in that the at least one optical environment sensor (3) detects markings (5) of the barrier (1) and a horizontal and vertical alignment of the markings (5) is evaluated to determine the opening state of the barrier (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines Öffnungszustands einer Schranke nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der im Oberbegriff von Anspruch 8 näher definierten Art, sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.The invention relates to a method for detecting an open state of a barrier according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1, a device for carrying out the method according to the type defined in more detail in the preamble of claim 8, and a vehicle with such a device.

Mit Hilfe einer Schranke lässt sich eine Durchfahrt durch eine Engstelle einschränken. So finden sich Schranken oftmals an Bahnübergängen oder an Ein- und Ausfahrten von Parkhäusern, um ein unzulässiges Passieren des Bahnübergangs bei einem sich nähernden Zug oder ein Hinausfahren aus einem Parkhaus, ohne dass eine fahrzeugführende Person ihr Parkticket beglichen hat, zu verhindern. Hierzu weisen Schranken einen Schlagbaum auf, welcher sich bei einer geschlossenen Schranke horizontal über einen sonst passierbaren Weg erstreckt, und welcher bei einer geöffneten Schranke zumindest abschnittsweise vertikal nach oben gekippt ist, um den Weg freizugeben. Schranken, beziehungsweise der von einer Schranke umfasste Schlagbaum, weisen typischerweise Markierungen zur Erhöhung einer Wahrnehmbarkeit der Schranke, insbesondere bei Dunkelheit, auf. Die Markierungen sind meist in einer Signalfarbe und/oder in Form eines retroreflektierenden Materials ausgeführt. Trotzdem passiert es immer wieder, dass Schranken durch Anrempeln oder Dagegenfahren beschädigt werden, was vermuten lässt, dass eine fahrzeugführende Person die Schranke, beziehungsweise den Schlagbaum, nicht rechtzeitig erkannt hat.A passage through a bottleneck can be restricted with the help of a barrier. Barriers are often found at level crossings or at entrances and exits to parking garages in order to prevent unauthorized passage of the level crossing when a train is approaching or driving out of a parking garage without a person driving the vehicle having paid their parking ticket. For this purpose, barriers have a barrier which, when the barrier is closed, extends horizontally over an otherwise passable path, and which, when the barrier is open, is tilted vertically upwards at least in sections to clear the path. Barriers, or the barrier encircled by a barrier, typically have markings to increase the perceptibility of the barrier, particularly in the dark. The markings are usually designed in a signal color and / or in the form of a retroreflective material. Nevertheless, it happens again and again that barriers are damaged by bumping into them or driving against them, which suggests that a person driving the vehicle did not recognize the barrier or the barrier in time.

Das Erkennen von Schranken ist nicht nur für Menschen, sondern besonders auch für Fahrerassistenzsysteme eine Herausforderung. Bei einem wenigstens teilweise automatisiert steuerbarem Fahrzeug überwachen Umgebungssensoren des Fahrzeugs eine Fahrzeugumgebung, um Umgebungsobjekte zu erkennen. In Abhängigkeit einer Fahrzeugtrajektorie und einer Relativposition zwischen den Umgebungsobjekten und dem Fahrzeug lässt sich das Fahrzeug automatisiert bremsen, beschleunigen, und/oder lenken. Dabei werden Schranken oftmals jedoch nicht von den vom Fahrzeug umfassten Umgebungssensoren erfasst. Da es sich bei einer Schranke um ein vergleichsweise schmales horizontales Objekt handelt, welches in einer bestimmten Höhe über einer Fahrbahn beziehungsweise einem Boden schwebt, sind von einem Fahrzeug umfasste Ultraschallsensoren oftmals nicht in der Lage die Schranke zu erfassen. Dies begründet sich darin, dass von den Ultraschallsensoren ausgesendeter Schall unter der Schranke, beziehungsweise dem Schlagbaum der Schranke, hindurchläuft. Ein weiteres Problem stellen Schranken mit einem geknickten Schlagbaum dar, da eine solche Schranke in einem geöffneten Zustand als geschlossen detektiert werden kann, da ein abgeknickter Teil des Schlagbaums im geöffneten Zustand weiterhin horizontal ausgerichtet bleibt.Detecting barriers is not only a challenge for people, but also for driver assistance systems in particular. In an at least partially automated controllable vehicle, environmental sensors of the vehicle monitor a vehicle's surroundings in order to detect surrounding objects. The vehicle can be braked, accelerated and / or steered automatically as a function of a vehicle trajectory and a relative position between the surrounding objects and the vehicle. In this case, however, barriers are often not detected by the environmental sensors included in the vehicle. Since a barrier is a comparatively narrow horizontal object which hovers at a certain height above a roadway or a floor, ultrasonic sensors encompassed by a vehicle are often not able to detect the barrier. This is due to the fact that the sound emitted by the ultrasonic sensors passes under the barrier or the barrier's barrier. A further problem is barriers with a kinked barrier, since such a barrier can be detected as closed in an open state, since a kinked part of the barrier remains horizontally aligned in the open state.

Aus der DE 10 2016 010 373 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung des Öffnungszustands eines Garagentors bekannt. Dabei wird von einem Fahrzeug ein vordefiniertes Lichtmuster auf ein einen Weg des Fahrzeugs versperrendes Tor geworfen, und die vom Tor reflektierten Lichtmuster mit einem optischen Sensor erfasst. Die erfassten Lichtmuster werden daraufhin mit den vordefinierten Lichtmustern verglichen, woraufhin in Abhängigkeit von festgestellten Unterschieden zwischen den erfassten Lichtmustern und den vordefinierten Lichtmuster der Öffnungszustand des Garagentors erkannt wird. Ist das Garagentor wenigstens teilweise geöffnet, so erscheinen Bereiche des Lichtmusters verzerrt, in ihrer Größe verändert, oder fehlen teilweise beziehungsweise komplett. Dabei kann das Aussenden, Erfassen und Vergleichen der Lichtmuster auch kontinuierlich über eine Zeitdauer erfolgen, um einen Öffnungsvorgang des Garagentors zu erkennen. Als optischer Sensor wird dabei insbesondere eine Kamera eingesetzt. Der erkannte Öffnungszustand des Garagentors lässt sich dann auf einer Anzeigeeinrichtung des Fahrzeugs darstellen. Außerdem lässt sich das Fahrzeug in Abhängigkeit des erkannten Öffnungszustands teilautomatisiert steuern. Mit Hilfe des in der Druckschrift offenbarten Verfahrens lässt sich zwar ein Öffnungszustand eines Garagentors oder eines beliebigen Tores erkennen, jedoch ist es nicht möglich den Öffnungszustand einer Schranke zu erkennen.From the DE 10 2016 010 373 A1 a method and a device for detecting the open state of a garage door are known. A vehicle throws a predefined light pattern onto a gate blocking a path of the vehicle, and the light pattern reflected by the gate is detected with an optical sensor. The detected light patterns are then compared with the predefined light patterns, whereupon the opening state of the garage door is recognized as a function of the determined differences between the detected light patterns and the predefined light patterns. If the garage door is at least partially open, areas of the light pattern appear distorted, changed in size, or partially or completely missing. The emission, detection and comparison of the light patterns can also take place continuously over a period of time in order to detect an opening process of the garage door. A camera in particular is used as the optical sensor. The recognized opening state of the garage door can then be shown on a display device of the vehicle. In addition, the vehicle can be controlled semi-automatically depending on the detected opening state. With the aid of the method disclosed in the publication, it is true that an open state of a garage door or any other gate can be recognized, but it is not possible to identify the open state of a barrier.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung des Öffnungszustands einer Schranke anzugeben.The present invention is based on the object of specifying a method and a device for recognizing the opening state of a barrier.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Erkennung eines Öffnungszustands einer Schranke mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie ein Fahrzeug ergeben sich aus den hiervon abhängigen Ansprüchen.According to the invention, this object is achieved by a method for detecting an open state of a barrier having the features of claim 1 and a device for carrying out the method having the features of claim 8. Advantageous refinements and developments, as well as a vehicle, result from the dependent claims.

Bei einem Verfahren zur Erkennung eines Öffnungszustands einer Schranke überwacht ein Fahrzeug mittels wenigstens einem optischen Umgebungssensors eine Fahrzeugumgebung, wobei von wenigstens einem Umgebungssensor erzeugte Sensordaten auf einer Recheneinheit des Fahrzeugs ausgewertet werden. Erfindungsgemäß erfasst der wenigstens eine optische Umgebungssensor Markierungen der Schranke, wobei zur Bestimmung des Öffnungszustands der Schranke eine horizontale und vertikale Ausrichtung der Markierungen ausgewertet wird.In a method for detecting an open state of a barrier, a vehicle monitors a vehicle environment by means of at least one optical environment sensor, with sensor data generated by at least one environment sensor being evaluated on a computing unit of the vehicle. According to the invention, the at least one optical environment sensor detects markings on the barrier, with a horizontal and a horizontal and a vertical alignment of the markings is evaluated.

Eine geschlossene Schranke weist einen sich quer über einen befahrbaren Durchgang erstreckenden Schlagbaum auf, um einem sich dem Durchgang nähernden Fahrzeug eine Weiterfahrt zu versperren. Der horizontal ausgerichtete Schlagbaum weist dabei eine größere Ausdehnung in eine horizontale Richtung auf, als in eine vertikale Richtung und hat eine brettförmige oder zylinderförmige Gestalt. Der Schlagbaum weist Markierungen zur Erhöhung einer Wahrnehmbarkeit des Schlagbaums auf. Die Markierungen bedecken dabei den Schlagbaum entlang mehrerer voneinander getrennter axialer Abschnitte von einem freien Ende des Schlagbaums bis zu einem Ende, an welchem sich der Schlagbaum drehbar an einer Halterung wie einem Gestell abstützt. Die Markierungen weisen somit eine rechteckförmige Gestalt auf, wobei eine längere Kante der Markierungen horizontal verläuft und eine kürzere Kante vertikal verläuft.A closed barrier has a barrier that extends transversely over a passable passage in order to prevent a vehicle approaching the passage from continuing to travel. The horizontally aligned barrier has a greater extent in a horizontal direction than in a vertical direction and has a board-shaped or cylindrical shape. The barrier has markings to increase the visibility of the barrier. The markings cover the barrier along a plurality of axially separated sections from a free end of the barrier to an end at which the barrier is rotatably supported on a holder such as a frame. The markings thus have a rectangular shape, with a longer edge of the markings running horizontally and a shorter edge running vertically.

Diese spezielle Form der Markierungen wird vom erfindungsgemäßen Verfahren ausgenutzt, um den Öffnungszustand der Schranke zu erkennen. So lassen sich mit dem optischen Umgebungssensor die Markierungen der Schranke erkennen, woraufhin bei einer Orientierung der größeren Ausdehnung der Markierung in die horizontale Richtung auf eine geschlossene Schranke geschlossen wird und bei einer Ausrichtung der längeren Ausdehnung der Markierungen in die vertikale Richtung auf eine geöffnete Schranke geschlossen wird. Bei einem geknickten Schlagbaum verläuft die längere Ausdehnung der Markierungen entlang eines ersten Teils des Schlagbaums in die horizontale Richtung und entlang des übrigen Abschnitts des Schlagbaums in die vertikale Richtung, wenn die Schranke geöffnet ist. Ist der geknickte Schlagbaum geschlossen, so verlaufen sämtliche Markierungen mit der längeren Ausdehnung in die horizontale Richtung. Somit lässt sich auch der Öffnungszustand eines geknickten Schlagbaums erkennen.This special shape of the markings is used by the method according to the invention in order to recognize the opening state of the barrier. The markings of the barrier can be recognized with the optical environment sensor, whereupon a closed barrier is concluded when the larger extent of the marking is oriented in the horizontal direction and an open barrier is concluded when the longer extent of the markings is oriented in the vertical direction becomes. In the case of a kinked barrier, the longer extension of the markings runs along a first part of the barrier in the horizontal direction and along the remaining section of the barrier in the vertical direction when the barrier is open. If the kinked barrier is closed, then all the markings with the longer extension run in the horizontal direction. In this way, the opening state of a kinked barrier can also be recognized.

Dabei ist es auch möglich, dass einzelne Markierungen eines Schlagbaums eine unterschiedliche Größe aufweisen. So können die Markierungen welche sich näher an der Halterung befinden eine größere oder kleinere Ausdehnung der längeren Kante aufweisen als die am freien Ende befindlichen Markierungen. Durch Erkennen, ob sich die längere Kante der Markierungen in die horizontale oder die vertikale Richtung vergrößert oder verringert, lässt sich ebenfalls der Öffnungszustand der Schranke erkennen. Hierdurch lässt sich eine Zuverlässigkeit mit der der Öffnungszustand der Schrank erkannt wird, verbessern.It is also possible here for individual markings on a barrier to be of different sizes. Thus, the markings which are closer to the holder can have a larger or smaller extent of the longer edge than the markings located at the free end. By recognizing whether the longer edge of the markings increases or decreases in the horizontal or vertical direction, the opening state of the barrier can also be recognized. This makes it possible to improve the reliability with which the opening state of the cabinet is recognized.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass zur Steigerung einer Wahrnehmbarkeit der von der Schranke umfassten Markierungen, die Markierungen von wenigstens einer vom Fahrzeug umfassten Beleuchtungseinrichtung angestrahlt werden. Bei der Beleuchtungseinrichtung kann es sich um eine beliebige Beleuchtungseinrichtung handeln. Hierzu kann das Fahrzeug beispielsweise separate Leuchten aufweisen, es können jedoch auch bereits von einem Fahrzeug standartmäßig umfasste Leuchten wie die Frontscheinwerfer des Fahrzeugs verwendet werden. Insbesondere für den Fall, dass die von der Schranke, beziehungsweise dem Schlagbaum umfassten Markierungen wenigstens abschnittsweise ein retroreflektierendes Material umfassen, wirft der Schlagbaum vom Fahrzeug ausgesendetes Licht direkt zur Lichtquelle zurück, wodurch besonders helle Reflektionen erzeugt werden. Hierdurch heben sich die Markierungen noch deutlicher von einer Umgebung, beziehungsweise von diffusem Umgebungslicht ab, was ein einfacheres Erkennen der Markierungen ermöglicht.An advantageous development of the method provides that in order to increase the perceptibility of the markings encompassed by the barrier, the markings are illuminated by at least one lighting device encompassed by the vehicle. The lighting device can be any lighting device. For this purpose, the vehicle can have separate lights, for example, but lights already included as standard by a vehicle, such as the front headlights of the vehicle, can also be used. In particular, in the event that the markings encompassed by the barrier or the barrier include a retroreflective material at least in sections, the barrier reflects light emitted by the vehicle directly to the light source, generating particularly bright reflections. As a result, the markings stand out even more clearly from an environment or from diffuse ambient light, which enables the markings to be recognized more easily.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Intensität und/oder Wellenlänge von der wenigstens einen Beleuchtungseinrichtung ausgesendeten Lichts während dem Anstrahlen der Schranke verändert, wobei die wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung insbesondere Licht im sichtbarem Spektrum und/oder im Infrarotspektrum aussendet. Durch eine Veränderung der Lichtintensität beziehungsweise Wellenlänge des von der Beleuchtungseinrichtung ausgesendeten Lichts lassen sich die von der Schranke beziehungsweise dem Schlagbaum umfassten Markierungen auch bei ungünstigen Lichtverhältnissen, wie einem direkten Anstrahlen der Schranke durch eine tiefstehende Sonne, besonders zuverlässig erkennen. Wird die Schranke über eine Zeitdauer überwacht, so werfen die von der Schranke beziehungsweise dem Schlagbaum umfassten Markierungen das mit unterschiedlicher Intensität und/oder Wellenlänge ausgesendete Licht in Richtung des Fahrzeugs zurück. Da die aus Richtung der Schranke zurückgeworfenen Lichtstrahlen dabei eine Lichtintensität und/oder Wellenlänge des von der Beleuchtungseinrichtung ausgesendeten Lichts entsprechen, lassen sich die Markierungen noch deutlicher von der Umgebung unterscheiden. Somit kann die Schranke noch zuverlässiger erkannt werden. Insbesondere eine Verwendung von Infrarotlicht bietet hierbei Vorteile, da Personen Infrarotlicht nicht sehen und dadurch auch nicht geblendet werden können.According to a further advantageous embodiment of the method, an intensity and / or wavelength of the at least one lighting device emitted light is changed while the barrier is illuminated, the at least one lighting device emitting in particular light in the visible spectrum and / or in the infrared spectrum. By changing the light intensity or wavelength of the light emitted by the lighting device, the markings encompassed by the barrier or the barrier can be recognized particularly reliably even in unfavorable lighting conditions, such as direct illumination of the barrier by a low-lying sun. If the barrier is monitored over a period of time, the markings enclosed by the barrier or the barrier reflect the light emitted with different intensities and / or wavelengths in the direction of the vehicle. Since the light beams reflected from the direction of the barrier correspond to a light intensity and / or wavelength of the light emitted by the lighting device, the markings can be distinguished even more clearly from the surroundings. The barrier can thus be recognized even more reliably. The use of infrared light in particular offers advantages here, since people cannot see infrared light and therefore cannot be dazzled.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht ferner vor, dass wenigstens ein optischer Umgebungssensor in Form einer Kamera und/oder eines Lidars zum Erfassen der Markierungen der Schranke verwendet wird. Mit Hilfe einer Kamera lassen sich Schranken besonders einfach erfassen. Um die Schranke, beziehungsweise die Markierungen der Schranke zu erkennen, werden von der Kamera erzeugte Kamerabilder auf der Recheneinheit ausgewertet. Wird zur Erkennung der Schranke eine Stereokamera eingesetzt, lassen sich zudem Abstandsinformationen zwischen dem die Kamera umfassenden Fahrzeug und der Schranke gewinnen. Es ist jedoch auch möglich die Schranke, beziehungsweise die Markierungen mit Hilfe eines Lidars zu erkennen. In diesem Falle wird die Beleuchtungseinrichtung von einem Laser des Lidars ausgebildet. Sind die Markierungen mit einem retroreflektierenden Material beschichtet, so detektiert das Lidar in den Markierungen entsprechenden Bereichen eine besonders hohe Laserlichtintensität, wodurch sich auch mit einem Lidar die Markierungen der Schrank erkennen lassen. Da Neuwagen heutzutage oftmals über eine Kamera, beispielsweise zur Erkennung von Verkehrszeichen, umfassen, kann das erfindungsgemäße Verfahren ohne einen zusätzlichen Hardwareaufwand in ein Fahrzeug integriert werden.A further advantageous embodiment of the method also provides that at least one optical environment sensor in the form of a camera and / or a lidar is used to detect the markings of the barrier. With the help of a camera, barriers are particularly easy capture. In order to recognize the barrier or the markings on the barrier, camera images generated by the camera are evaluated on the computing unit. If a stereo camera is used to detect the barrier, information on the distance between the vehicle containing the camera and the barrier can also be obtained. However, it is also possible to recognize the barrier or the markings with the aid of a lidar. In this case, the lighting device is formed by a laser of the lidar. If the markings are coated with a retroreflective material, the lidar detects a particularly high laser light intensity in the areas corresponding to the markings, whereby the markings of the cabinet can also be recognized with a lidar. Since new vehicles nowadays often have a camera, for example to recognize traffic signs, the method according to the invention can be integrated into a vehicle without additional hardware expenditure.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfasst der wenigstens eine optische Umgebungssensor die Schranke wenigstens zwei Mal zeitlich hintereinander, wodurch nach Auswerten der Sensordaten eine Lageveränderung der Markierungen festgestellt und durch Erkennen ebendieser Lageveränderung eine Bewegung eines Schlagbaums der Schranke festgestellt wird. Dies erlaubt es einem Fahrzeug bei einer sich schließenden Schranke beispielsweise zu erkennen, ob die Schranke beim Eintreffen des Fahrzeugs unmittelbar vor der Schranke bereits geschlossen ist oder nicht. In diesem Falle kann eine sich schließende Schranke als bereits geschlossene Schranke von einem Fahrerassistenzsystem betrachtet werden. Ebenso lässt sich eine Öffnung der Schranke erkennen.According to a further advantageous embodiment of the method, the at least one optical environment sensor detects the barrier at least twice in time, whereby a change in position of the markings is determined after evaluating the sensor data and a movement of a barrier of the barrier is determined by recognizing this change in position. When the barrier is closing, this allows a vehicle to recognize, for example, whether the barrier is already closed or not when the vehicle arrives immediately in front of the barrier. In this case, a closing barrier can be viewed as an already closed barrier by a driver assistance system. An opening of the barrier can also be seen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht ferner vor, dass eine Information über eine erkannte Schranke und/oder einem Öffnungszustand der Schranke an eine fahrzeugführende Person, ein Assistenzsystem des Fahrzeugs und/oder über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle an Dritte weitergegeben wird. So lässt sich beispielsweise eine visuelle, akustische und/oder haptische Warnung an die fahrzeugführende Person ausgeben, wenn diese auf eine geschlossene Schranke zufährt. Die akustische Warnung kann beispielsweise als Warnton über einen Fahrzeuglautsprecher ausgegeben werden. Die visuelle Warnung kann beispielsweise in Form eines Symbols oder eines Textes auf einer Fahrzeuganzeige dargestellt werden. Die haptische Warnung lässt sich beispielsweise durch eine Lenkradvibration umsetzen. Hierdurch lässt sich beispielsweise auch eine Anfahraufforderung an die fahrzeugführende Person bei einer sich öffnenden Schranke ausgeben, falls die fahrzeugführende Person nicht rechtzeitig von selbst losfährt. Ebenso kann die Information über die erkannte Schranke, beziehungsweise den Öffnungszustand der Schranke, von einem Assistenzsystem des Fahrzeugs weiterverarbeitet werden. Beispielsweise kann die Information über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug oder eine Fahrzeug-zu-X Kommunikationsschnittstelle auch an dem Fahrzeug hinterherfahrende Fahrzeuge übermittelt werden. Erkennt das Fahrzeug beispielsweise eine sich schließende oder geschlossene Schranke, so muss das Fahrzeug vor der Schranke halten. Befinden sich weitere Fahrzeuge unmittelbar hinter dem Fahrzeug, beispielsweise wenn das Fahrzeug auf eine Mautstation einer Autobahn zufährt, so kann einem oder mehreren hinterherfahrenden Fahrzeugen die Information über die geschlossene Schranke mitgeteilt werden, woraufhin die folgenden Fahrzeuge für ein bald stattfindendes Bremsmanöver vorkonditioniert werden. Hierdurch lassen sich Auffahrunfälle vermeiden.A further advantageous embodiment of the method also provides that information about a recognized barrier and / or an opening state of the barrier is passed on to a person driving the vehicle, an assistance system of the vehicle and / or to third parties via a wireless communication interface. For example, a visual, acoustic and / or haptic warning can be output to the person driving the vehicle when they are approaching a closed barrier. The acoustic warning can be output as a warning tone via a vehicle loudspeaker, for example. The visual warning can be displayed, for example, in the form of a symbol or text on a vehicle display. The haptic warning can be implemented, for example, by vibrating the steering wheel. In this way, for example, a start-up request can be issued to the person driving the vehicle when the barrier is opening if the person driving the vehicle does not drive off by himself in good time. The information about the recognized barrier or the opening state of the barrier can also be further processed by an assistance system in the vehicle. For example, the information can also be transmitted to vehicles driving behind the vehicle via a vehicle-to-vehicle or a vehicle-to-X communication interface. For example, if the vehicle detects a closing or closed barrier, the vehicle must stop in front of the barrier. If there are other vehicles immediately behind the vehicle, for example when the vehicle is approaching a toll station on a motorway, the information about the closed barrier can be communicated to one or more vehicles following behind, whereupon the following vehicles are preconditioned for an upcoming braking maneuver. This avoids rear-end collisions.

Bevorzugt wird in Abhängigkeit der Information über eine erkannte Schranke und/oder eines Öffnungszustands der Schranke von einem Assistenzsystem des Fahrzeugs ein automatisierter Eingriff in eine Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs vorgenommen. Mit anderen Worten lässt sich das Fahrzeug bei einer erkannten Schranke automatisiert abbremsen, um eine Kollision mit der geschlossenen Schranke zu verhindern. Ebenso kann das Fahrzeug automatisiert beschleunigt werden, um durch eine geöffnete Schranke hindurchzufahren. Dies ist insbesondere praktisch bei einer sich gerade öffnenden Schranke. Erkennt das Assistenzsystem beispielsweise, dass das Fahrzeug bereits ohne Kollision unter der sich öffnenden Schranke hindurchfahren kann, so kann das Fahrzeug bereits frühzeitig beschleunigt werden. Hierdurch lässt sich Zeit sparen. Zusätzlich oder alternativ kann das Fahrzeug auch gelenkt werden, um ein Ausweichmanöver zum Verhindern einer Kollision mit der Schranke durchzuführen.Depending on the information about a recognized barrier and / or an opening state of the barrier, an automated intervention in a longitudinal and / or lateral guidance of the vehicle is carried out by an assistance system of the vehicle. In other words, the vehicle can be automatically braked when a barrier is detected in order to prevent a collision with the closed barrier. The vehicle can also be accelerated automatically in order to drive through an open barrier. This is particularly useful with a barrier that is just opening. If the assistance system recognizes, for example, that the vehicle can drive under the opening barrier without a collision, the vehicle can be accelerated at an early stage. This saves time. Additionally or alternatively, the vehicle can also be steered in order to carry out an evasive maneuver to prevent a collision with the barrier.

Bei einer Vorrichtung zur Erkennung eines Öffnungszustands einer Schranke mit wenigstens einem optischem Umgebungssensor, insbesondere in Form einer Kamera und/oder einem Lidar und mit einer Recheneinheit, ist erfindungsgemäß die Recheneinheit zur Durchführung eines im vorigen beschriebenen Verfahrens eingerichtet.In a device for detecting an opening state of a barrier with at least one optical environment sensor, in particular in the form of a camera and / or a lidar and with a computing unit, the computing unit is set up according to the invention to carry out a method described above.

Erfindungsgemäß umfasst ein Fahrzeug eine solche Vorrichtung. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein beliebiges Fahrzeug wie einen PKW, LKW, Bus, Transporter, Motorrad oder dergleichen handeln.According to the invention, a vehicle comprises such a device. The vehicle can be any vehicle such as a car, truck, bus, van, motorcycle or the like.

Bevorzugt ist das Fahrzeug wenigstens teilautomatisiert steuerbar. Somit lässt sich das Fahrzeug in Abhängigkeit der erkannten Schranke beziehungsweise des Öffnungszustands der Schranke, automatisiert abbremsen, beschleunigen und/oder lenken.The vehicle can preferably be controlled at least partially automatically. In this way, the vehicle can be controlled depending on the detected barrier or the opening state of the barrier, brake, accelerate and / or steer automatically.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Fahrzeugs ergeben sich auch aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben werden.Further advantageous configurations of the method according to the invention, the device according to the invention and the vehicle according to the invention also result from the exemplary embodiments which are described in more detail below with reference to the figures.

Dabei zeigen:

1 eine Draufsicht auf eine übliche Schranke aus Sicht eines auf die Schranke zufahrenden Fahrzeugs;
2 eine weitere Draufsicht auf eine Schranke mit einem asymmetrischen Markierungsmuster;
3 eine Draufsicht auf die Schranke aus 2 in einem geöffneten Zustand;
4 eine Draufsicht auf eine Schranke mit einem geknickten Schlagbaum in einem geöffneten Zustand; und
5 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs, welches ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erkennung eines Öffnungszustands der Schranke einsetzt.

Show:

1 a plan view of a conventional barrier from the point of view of a vehicle approaching the barrier;
2 a further plan view of a barrier with an asymmetrical marking pattern;
3 a top view of the barrier 2 in an open state;
4th a plan view of a barrier with a kinked barrier in an open state; and
5 a schematic diagram of a vehicle according to the invention, which uses a method according to the invention for detecting an opening state of the barrier.

Eine in 1 dargestellte Schranke 1 umfasst einen Schlagbaum 7 und eine Halterung 9 an welcher der Schlagbaum 7 drehbar gelagert befestigt ist. Die Halterung 9 umfasst einen Stellmotor zum Rotieren des Schlagbaums 7, um die Schranke 1 zu öffnen oder zu schließen. Der Schlagbaum 7 ist zudem mit mehreren Markierungen 5 versehen, welche eine Wahrnehmbarkeit des Schlagbaums 7 verbessern sollen. Die Markierungen 5 sind mit einer Kontrastfarbe zu einer Grundierung des Schlagbaum 7 ausgeführt, insbesondere in einer Signalfarbe wie rot und/oder weisen ein retroreflektierendes Material auf, mit dessen Hilfe auf die Schranke 1 einfallendes Licht in Richtung einer Lichtquelle zurückgeworfen wird. Hierdurch lässt sich der Schlagbaum 7 noch deutlicher erkennen.One in 1 shown limit 1 includes a turnpike 7th and a bracket 9 at which the turnpike 7th is rotatably mounted. The bracket 9 includes a servomotor for rotating the barrier 7th to the barrier 1 to open or close. The turnpike 7th is also with several markings 5 provided, which a perceptibility of the barrier 7th should improve. The markings 5 are with a contrasting color to a primer of the turnpike 7th executed, in particular in a signal color such as red and / or have a retroreflective material, with the help of which on the barrier 1 incident light is reflected back in the direction of a light source. This allows the barrier 7th recognize even more clearly.

Da sich der Schlagbaum 7 besonders breit in eine horizontale Richtung X erstreckt aber nur besonders kur in eine vertikale Richtung Y ausgeführt ist, sind auch die Markierungen 5 rechteckförmig mit einer langen horizontalen und einer kurzen vertikalen Kante ausgeführt. Durch Erfassen der Markierungen 5 mit einem in 5 dargestellte optischen Umgebungssensor 3 kann eine Lagerorientierung der Markierungen 5 festgestellt werden und durch Erkennen einer Ausrichtung der langen Kante der Markierungen 5 in die horizontale Richtung X auf eine geschlossene Schranke 1 geschlossen werden und durch eine Ausrichtung der langen Kante der Markierungen 5 in die vertikale Richtung Y auf eine offene Schranke 1 geschlossen werden.Since the turnpike 7th extends particularly broadly in a horizontal direction X but is designed to be particularly short in a vertical direction Y, the markings are also 5 rectangular with a long horizontal and a short vertical edge. By capturing the marks 5 with an in 5 optical environment sensor shown 3 can be a bearing orientation of the markings 5 and by recognizing an alignment of the long edge of the marks 5 in the horizontal direction X on a closed barrier 1 closed and by aligning the long edge of the markings 5 in the vertical direction Y on an open barrier 1 getting closed.

Die in 2 dargestellte Schranke 1 umfasst mehrere asymmetrisch ausgeführte Markierungen 5. Markierungen 5 welche sich näher an der Halterung 9 befinden weisen eine größere Ausdehnung in die horizontale Richtung X auf, als die Markierungen 5 welche sich an einem freien Ende des Schlagbaums 7 befinden. Dies erlaubt neben dem Erkennen des Öffnungszustands der Schranke 1 auch zu erkennen an welchem Ende die Halterung 9 vorgesehen ist, beziehungsweise wo sich das freie Ende des Schlagbaums 7 befindet. Zudem lassen sich die Markierungen 5 mit festgelegten Abständen zueinander am Schlagbaum 7 vorsehen, wodurch durch Erkennen dieses bestimmten Markierungsmusters der Schlagbaum 7 noch deutlicher von einer Fahrzeugumgebung unterschieden werden kann. Hierdurch kann die Schranke 1 noch zuverlässiger erkannt werden.In the 2 shown limit 1 includes several asymmetrical markings 5 . Markings 5 which is closer to the bracket 9 are larger in the horizontal direction X than the markings 5 which is at a free end of the barrier 7th are located. In addition to recognizing the opening state of the barrier, this allows 1 also recognizable at which end the bracket 9 is provided, or where the free end of the barrier is 7th is located. In addition, the markings 5 with fixed distances to each other on the barrier 7th provide, whereby by recognizing this particular marking pattern the turnpike 7th can be distinguished even more clearly from a vehicle environment. This allows the barrier 1 can be recognized even more reliably.

3 zeigt die in 2 dargestellte Schranke 1 noch einmal in einer geöffneten Stellung. Das Vorsehen von asymmetrisch ausgeführten Markierungen 5 erleichtert dabei auch das Erkennen des Öffnungszustands der Schranke 1. Befinden sich die kürzer ausgeführten Markierungen 5 in einem besonders hohen vertikalen Abstand zu einem Boden, deutet dies auf eine geöffnete Schranke 1 hin, was mit Hilfe des optischen Umgebungssensors 3 besonders einfach erkannt werden kann. Hierdurch kann der Öffnungszustand der Schranke 1 noch zuverlässiger erkannt werden. 3 shows the in 2 shown limit 1 once again in an open position. The provision of asymmetrically designed markings 5 It also makes it easier to recognize when the barrier is open 1 . Are the shorter markings 5 at a particularly high vertical distance from a floor, this indicates an open barrier 1 out what with the help of the optical environment sensor 3 can be recognized particularly easily. This allows the opening of the barrier 1 can be recognized even more reliably.

4 zeigt eine Schranke 1 mit einem geknickten Schlagbaum 7. Es ist besonders schwierig einen Öffnungszustand einer geknickten Schranke 1 zu erkennen, da auch bei einer geöffneten Schranke 1 in diesem Falle wenigstens ein Abschnitt des Schlagbaums 7 horizontal ausgerichtet ist. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erkennen des Öffnungszustands der Schranke 1 kann jedoch auch ein Öffnungszustand einer Schranke 1 mit einem geknickten Schlagbaum 7 besonders zuverlässig erkannt werden. Da sich bei einem geöffneten Schlagbaum 7 wenigstens ein Teilbereich des Schlagbaums 7 in die vertikale Richtung Y erstreckt, kann eine geschlossene Schranke 1 mit einem geknickten Schlagbaum 7 dadurch festgestellt werden, dass eine lange Kante sämtlicher Markierungen 5 in die horizontale Richtung X orientiert ist. Ein geöffneter geknickter Schlagbaum 7 kann dadurch erkannt werden, dass eine lange Kante wenigstens eines Teils der Markierungen 5 in die vertikale Richtung Y und eine lange Kante von einer weiteren Menge von Markierungen 5 in die horizontale Richtung X orientiert ist. 4th shows a barrier 1 with a kinked barrier 7th . It is particularly difficult to have a kinked gate open 1 to be recognized, since even with an open barrier 1 in this case at least a section of the barrier 7th is oriented horizontally. With the aid of the method according to the invention for recognizing the opening state of the barrier 1 however, it can also be an open state of a barrier 1 with a kinked barrier 7th can be recognized particularly reliably. Since with an open barrier 7th at least part of the barrier 7th extends in the vertical direction Y can be a closed barrier 1 with a kinked barrier 7th can be found by having a long edge of all the marks 5 is oriented in the horizontal direction X. An open kinked barrier 7th can be recognized by the fact that a long edge of at least part of the markings 5 in the vertical direction Y and a long edge of another set of marks 5 is oriented in the horizontal direction X.

5 verdeutlicht ein Funktionsprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens. Dargestellt sind ein Fahrzeug 2, in diesem Falle ein LKW, welcher auf eine geöffnete Schranke 1 zufährt. Das Fahrzeug 2 beleuchtet die Schranke 1 mit mehreren Beleuchtungseinrichtungen 6, wodurch von den Beleuchtungseinrichtungen 6 ausgesendetes Licht von den Markierungen 5 der Schranke 1 in Richtung des Fahrzeugs 2 zurückreflektiert wird, was ein noch einfacheres Erkennen der Markierungen 5 von einem optischen Umgebungssensor 3 des Fahrzeugs 2 ermöglicht. Der optische Umgebungssensor 3, beispielsweise eine Kamera oder ein Lidar, erzeugt Sensordaten welche von einer Recheneinheit 4 des Fahrzeugs 2 ausgewertet werden. In Abhängigkeit einer ausgewerteten Orientierung der Markierungen 5 ist die Recheneinheit 4 dazu in der Lage den Öffnungszustand der Schranke 1 zu erkennen. Eine Information über eine erkannte Schranke 1, beziehungsweise ein Öffnungszustand der Schranke 1 wird daraufhin beispielsweise in Form eines auf einer Anzeige 10 des Fahrzeugs 2 dargestellten Symbols und/oder in Form eines über einen Lautsprecher 11 des Fahrzeugs 2 ausgegebenen Warnton bereitgestellt. Ferner kann die Information auch über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 8 an Dritte übermittelt werden. 5 illustrates a functional principle of the method according to the invention. A vehicle is shown 2 , in this case a truck, which is on an open barrier 1 approaches. The vehicle 2 illuminates the barrier 1 with several Lighting equipment 6th whereby from the lighting equipment 6th emitted light from the markings 5 the barrier 1 towards the vehicle 2 is reflected back, which makes recognizing the markings even easier 5 from an optical environment sensor 3 of the vehicle 2 enables. The optical environment sensor 3 , for example a camera or a lidar, generates sensor data from a computing unit 4th of the vehicle 2 be evaluated. Depending on an evaluated orientation of the markings 5 is the arithmetic unit 4th able to do this the opening state of the barrier 1 to recognize. Information about a recognized barrier 1 , or an opening state of the barrier 1 is thereupon, for example in the form of an on an advertisement 10 of the vehicle 2 symbol shown and / or in the form of a loudspeaker 11 of the vehicle 2 issued warning tone provided. Furthermore, the information can also be transmitted via a wireless communication interface 8th transmitted to third parties.

Bei dem Beispiel in 5 weist das Fahrzeug 2 eine Beleuchtungseinrichtung 6 an einem oberen Ende und eine weitere Beleuchtungseinrichtung 6 an einem unteren Ende des Fahrzeugs 2 auf. Hierdurch lässt sich auch eine geöffnete Schranke 1 vollständig beleuchten. Umfasst das Fahrzeug 2 hingegen lediglich nur eine in Bodennähe befindliche Beleuchtungseinrichtung 6 so bestünde die Gefahr, dass das freie Ende des Schlagbaums 7 der Schranke 1 nicht beleuchtet wird, wodurch dieses, insbesondere nachts, schlechter oder gar nicht erkannt werden könnte. In diesem Falle ist ein Beleuchtungskegel der Beleuchtungseinrichtung 6 so auszuführen, dass auch das freie Ende einer geöffneten Schranke 1 zuverlässig angestrahlt wird.In the example in 5 instructs the vehicle 2 a lighting device 6th at an upper end and another lighting device 6th at a lower end of the vehicle 2 on. This also allows an open barrier 1 fully illuminate. Includes the vehicle 2 however, only one lighting device located near the ground 6th so there is a risk that the free end of the barrier 7th the barrier 1 is not illuminated, whereby this, especially at night, could be recognized worse or not at all. In this case, a lighting cone is the lighting device 6th to be designed so that the free end of an open barrier is also 1 is reliably illuminated.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102016010373 A1 [0004]

Claims

A method for detecting an open state of a barrier (1), wherein a vehicle (2) monitors a vehicle environment by means of at least one optical environment sensor (3) and evaluates sensor data generated by the at least one environment sensor (3) on a computing unit (4) of the vehicle (2) , characterized in that the at least one optical environment sensor (3) detects markings (5) of the barrier (1) and a horizontal and vertical alignment of the markings (5) is evaluated to determine the opening state of the barrier (1).

Procedure according to Claim 1 , characterized in that, in order to increase the perceptibility of the markings (5) enclosed by the barrier (1), the markings (5) are illuminated by at least one lighting device (6) enclosed by the vehicle (2).

Procedure according to Claim 2 , characterized in that an intensity and / or wavelength of the at least one lighting device (6) emitted light is changed while the barrier (1) is illuminated, the at least one lighting device (6) emitting in particular light in the visible spectrum and / or infrared spectrum .

Method according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that at least one optical environment sensor (3) in the form of a camera and / or a lidar is used to detect the markings (5) of the barrier (1).

Method according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the at least one optical environment sensor (3) detects the barrier (1) at least twice consecutively, whereby a change in position of the markings (5) can be determined after evaluating the sensor data and a movement by recognizing a change in position of the markings (5) a barrier (7) of the barrier (1) is determined.

Method according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that information about a recognized barrier (1) and / or an opening state of the barrier (1) is passed on to a person driving the vehicle, an assistance system of the vehicle and / or to third parties via a wireless communication interface (8).

Procedure according to Claim 6 , characterized in that, depending on the information about a recognized barrier (1) and / or an opening state of the barrier (1) by an assistance system of the vehicle (2), an automated intervention in a longitudinal and / or lateral guidance of the vehicle (2) is made.

Device for detecting an opening state of a barrier (1), with at least one optical environment sensor (3), in particular a camera and / or a lidar and a computing unit (4), characterized in that the computing unit (4) for performing a method according to a of the Claims 1 to 7th is set up.

Vehicle (2), characterized by a device according to Claim 8 .

Vehicle (2) after Claim 9 , characterized by an at least partially automated control.