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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind Odometrieverfahren für Fortbewegungsmittel bekannt, welche zur relativen Positionsbestimmung, also zur Bestimmung eines zurückgelegten Weges bezüglich eines Zeitpunktes in der Vergangenheit genutzt werden können. Eine typische Methode zur Odometrieberechnung ist das Zählen erfolgter Umdrehungen eines oder mehrerer Räder solcher Fortbewegungsmittel. Unter Einbeziehung einer Information über einen Raddurchmesser lässt sich die zurückgelegte Strecke entsprechend berechnen.
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Eine weitere aus dem Stand der Technik bekannte Methode zur Odometrieberechnung ist die sogenannte visuelle Odometrie. Hierbei wird eine Verschiebung von Bildinhalten zweier kurz nacheinander aufgenommener Bilder einer am Fortbewegungsmittel befestigten Kamera ausgewertet, um eine zwischen jeweiligen Bildaufnahmen stattgefundene Bewegung des Fortbewegungsmittels zu berechnen. Je größer jeweilige Überlappungen korrespondierender Bereiche in aufeinanderfolgenden Bildern sind, desto zuverlässiger können stattgefundene Bewegungen des Fortbewegungsmittels bestimmt werden. Je höher eine Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels ist, desto geringer fallen die Überlappungen aus und können ab einer bestimmten Geschwindigkeit vollständig entfallen, wodurch ein Ermitteln der Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels nur bis zu einer solchen Geschwindigkeit möglich ist.
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DE102011051827A1 beschreibt eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine mit einer Einrichtung zur Erfassung von deren Fahrzuständen, welche über eine optische Kamera zur Erstellung optischer Bodenaufnahmen verfügt, wobei die Arbeitsmaschine aufgrund der von der Kamera ermittelten Parameter und/oder Eigenschaften eines von der Arbeitsmaschine überfahrenen Bodens gesteuert bzw. überwacht wird.
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DE112014003818T5 beschreibt eine Objektschätzvorrichtung und ein Objektschätzverfahren, welche eine Position und eine Geschwindigkeit eines Objekts anhand eines Bildes des Objekts schätzen. Die Objektschätzvorrichtung schätzt eine Position und eine Geschwindigkeit eines Objekts auf Grundlage der Bilder, die von einer Bildaufnahmeeinrichtung von unterschiedlichen Positionen aus aufgenommen werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum kamerabasierten Ermitteln einer Geschwindigkeit eines Fortbewegungsmittels vorgeschlagen. Das Fortbewegungsmittel kann beispielsweise ein Straßenfahrzeug (z.B. Motorrad, PKW, Transporter, LKW) oder ein Schienenfahrzeug oder ein Luftfahrzeug/Flugzeug und/oder ein Wasserfahrzeug sein.
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In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch eine erfindungsgemäße Auswerteeinheit ein zu einem ersten Zeitpunkt erfasstes erstes Bild einer in Richtung einer Fahrbahnoberfläche ausgerichteten ersten Kamera empfangen, welche an einer ersten vordefinierten Position am Fortbewegungsmittel angeordnet ist. Hierfür kann die erfindungsgemäße Auswerteeinheit beispielsweise über ein Bussystem eines Bordnetzes des Fortbewegungsmittels informationstechnisch mit der ersten Kamera verbunden sein.
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In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch die erfindungsgemäße Auswerteeinheit ein zu einem zweiten Zeitpunkt erfasstes zweites Bild einer in Richtung der Fahrbahn ausgerichteten zweiten Kamera empfangen, welche an einer von der ersten Position in Längsrichtung des Fortbewegungsmittels abweichenden zweiten vordefinierten Position am Fortbewegungsmittel angeordnet ist. Die zweite Kamera kann bevorzugt analog zur ersten Kamera informationstechnisch an die erfindungsgemäße Auswerteeinheit angebunden sein. Die erste und die zweite Kamera können jeweils eine monochrome Kamera oder eine Farbkamera und/oder eine 2D- oder eine 3D-Kamera sein. Bevorzugt sind die erste Kamera und die zweite Kamera jeweils Kameras derselben Gattung, dies ist aber keine zwingende Voraussetzung für das erfindungsgemäße Verfahren. Ferner können die durch die erste und zweite Kamera empfangenen Bilder in Form analoger und/oder digitale Signale zur Auswerteeinheit übertragen werden.
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Bevorzugt können das erste und das zweite Bild durch die Auswerteeinheit in Form binärer Daten verarbeitet werden. Zu diesem Zweck kann bei einer Verwendung analoger Signale zur Übertragung der jeweiligen Bilder an die Auswerteeinheit zunächst eine A/D-Wandlung der jeweiligen Bildsignale durchgeführt werden. Die durch die Auswerteeinheit auf Basis der Bildsignale empfangenen Bildinformationen können bevorzugt in einer intern und/oder extern an die Auswerteeinheit informationstechnisch angebundenen Speichereinheit für eine nachgelagerte Verarbeitung durch die Auswerteeinheit abgelegt werden. Weiter bevorzugt können die erste und die zweite Kamera unter einem im Wesentlichen identischen Winkel und mit einer im Wesentlichen identischen Orientierung bezüglich des Fortbewegungsmittels ausgerichtet sein. Eine bevorzugte Anordnung der beiden Kameras kann eine Anordnung an einem Unterboden des Fortbewegungsmittels sein, an welchem die beiden Kameras befestigt sein können. Eine Ausrichtung der beiden Kameras kann derart erfolgen, dass eine durch das Fortbewegungsmittel befahrene Fahrbahnoberfläche im Wesentlichen senkrecht erfasst werden kann, ohne eine Ausrichtung der beiden Kameras dadurch auf eine solche Ausrichtung einzuschränken.
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Da das erfindungsgemäße Verfahren unter anderem darauf beruht, dass durch die beiden Kameras Strukturen der Fahrbahnoberfläche erfasst und abgeglichen werden können, kann es hingegen vorteilhaft sein, die Kameras unter einem schrägen Winkel bezüglich der Fahrbahnoberfläche auszurichten, da diese Strukturen unter Verwendung eines solchen schrägen Winkels deutlicher hervortreten können. Ein solcher Winkel kann beispielsweise ein von einer senkrechten Ausrichtung abweichender Winkel in einem Bereich von 5° bis 30°, bevorzugt in einem Bereich von 10° bis 20° und insbesondere bevorzugt ein Winkel von 15° sein. Darüber hinaus ist es denkbar, hiervon abweichende Winkel zu verwenden. Eine Anordnung der beiden Kameras erfolgt bevorzugt derart, dass beide Kameras an unterschiedlichen Positionen entlang einer Längsachse (d. h. eine in Vorwärtsfahrtrichtung orientierte Achse) des Fortbewegungsmittels bzw. parallel verschoben bezüglich der Längsachse des Fortbewegungsmittels angeordnet sind. Eine exakt äquidistante Anordnung der beiden Kameras bezüglich der Längsachse des Fortbewegungsmittels ist im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens wünschenswert, aber nicht zwangsläufig erforderlich. Entscheidend für das erfindungsgemäße Verfahren ist, dass während einer Geradeausfahrt des Fortbewegungsmittels ein zum ersten Zeitpunkt durch die erste Kamera erfasster Bereich der Fahrbahnoberfläche zum nachfolgenden zweiten Zeitpunkt zumindest teilweise durch die zweite Kamera erfasst werden kann. Es sei darauf hingewiesen, dass eine Anordnung der beiden Kameras im Bereich des Unterbodens des Fortbewegungsmittels eine bevorzugte, aber keine einschränkende Anordnungsmöglichkeit darstellt.
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Im dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels auf Basis im ersten Bild und im zweiten Bild enthaltener Ähnlichkeiten (oder auch Korrespondenzen), auf Basis eines Abstandes zwischen der ersten Position und der zweiten Position und auf Basis des ersten Zeitpunktes und des zweiten Zeitpunktes ermittelt. Beim Ermitteln der Ähnlichkeiten zwischen dem ersten Bild und dem zweiten Bild können insbesondere auch jeweilige Verschiebungspositionen der Ähnlichkeiten bzw. Korrespondenzen zwischen dem ersten Bild und dem zweiten Bild berücksichtigt werden. Der zweite Zeitpunkt kann bevorzugt einen vordefinierten zeitlichen Versatz zum ersten Zeitpunkt aufweisen. Dieser vordefinierte zeitliche Versatz kann ein in der Speichereinheit abgelegter Wert und insbesondere ein Wert sein, welcher in Abhängigkeit einer tatsächlichen und/oder einer geschätzten Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels angepasst werden kann. Hierfür kann auf Basis einer Information über eine geschätzte und/oder tatsächliche Geschwindigkeit und auf Basis des Abstandes zwischen der ersten Position und der zweiten Position ein hiermit korrespondierender Wert für den zeitlichen Versatz ermittelt werden. Die tatsächliche Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels kann auf Basis eines vom erfindungsgemäßen Verfahren abweichenden Odometrieverfahrens (z. B. auf Basis von Raddrehzahlen, auf Basis eines satellitengestützten Ortungsverfahrens usw.) und/oder auf Basis von Ähnlichkeiten zwischen aufeinanderfolgenden ersten Bildern und/oder auf Basis von Ähnlichkeiten zwischen aufeinanderfolgenden zweiten Bildern erfolgen. Mit anderen Worten kann die Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels bei geringeren Geschwindigkeiten alternativ oder zusätzlich auf Basis der Bilder nur einer Kamera ermittelt werden.
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Grundsätzlich kann es ausreichend sein, auf Basis einer initialen Geschwindigkeitsermittlung einen geeigneten Startwert für den zeitlichen Versatz zu ermitteln, und den Wert für den zeitlichen Versatz im Anschluss sukzessive an eine sich verändernde Überlappung der Korrespondenzen zwischen dem ersten Bild und dem zweiten Bild anzupassen, so dass nach Möglichkeit stets eine vordefinierte Mindestüberlappung eingehalten werden kann. Für den Fall, dass das die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Stillstand des Fortbewegungsmittels begonnen wird, kann der Startwert folglich einem sehr niedrigen vordefinierten Wert entsprechen, welcher in einem anschließenden Fahrbetrieb entsprechend erhöht werden kann. In einem solchen Fall kann ein Ermitteln der tatsächlichen und/oder geschätzten Geschwindigkeit gegebenenfalls ausgelassen werden.
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In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass die beiden Kameras miteinander synchronisiert oder nicht synchronisiert eingesetzt werden können. Unter einem synchronisierten Zustand der beiden Kameras soll hier verstanden werden, dass jeweilige Bildaufnahmezeitpunkte der beiden Kameras zeitlich miteinander gekoppelt sind (z. B. unter Verwendung eines gemeinsamen Synchronisierungssignals oder Taktsignals). D. h., dass jeweilige Aufnahmen der beiden Kameras auf Basis eines gemeinsamen Synchronisierungssignals zu identischen Zeitpunkten oder mit einheitlichen Verzögerungszeiten zueinander ausgelöst werden können. In einem nicht synchronisierten Zustand können die jeweiligen Aufnahmen der beiden Kameras unabhängig voneinander (z. B. auf Basis jeweiliger unabhängig laufender Taktsignalgeneratoren der beiden Kameras) ausgelöst werden, wobei jeweilige Aufnahmezeitpunkte der beiden Kameras in Abhängigkeit einer Genauigkeit der jeweiligen Taktsignalgeneratoren über die Zeit mehr oder weniger stark voneinander abweichen können. In einem solchen nicht synchronisierten Fall ist daher von einem größeren durchschnittlichen Fehler beim Ermitteln der Geschwindigkeit auszugehen, da der vordefinierte zeitliche Versatz durch untereinander schwankende und/oder abweichende Bildaufnahmezeitpunkte in gewissem Ausmaße verringert oder erhöht werden kann. Diesem Problem kann durch eine Verwendung von Kameras mit einer besonders hohen Bildwiederholfrequenz begegnet werden, um solche nachteiligen zeitlichen Abweichungen zwischen den jeweiligen Bildaufnahmezeitpunkten so gering wie möglich zu halten. Im Falle eines synchronisierten Betriebes der beiden Kameras können die beiden Kameras direkt und/oder über die erfindungsgemäße Auswerteinheit informationstechnisch miteinander verbunden sein, um jeweilige Synchronisierungssignale untereinander übertragen zu können. Bevorzugt kann durch die erste Kamera im Ansprechen auf eine erfolgte Bildaufnahme ein Synchronisierungssignal an die zweite Kamera ausgegeben werden, so dass die zweite Kamera im Ansprechen auf einen Erhalt dieses Signals und nach Ablauf des vordefinierten zeitlichen Versatzes, ein mit dem ersten Bild abzugleichendes zweites Bild aufnehmen kann. Alternativ kann das Synchronisierungssignal vor der Übertragung an die zweite Kamera bereits mit dem vordefinierten zeitlichen Versatz beaufschlagt werden, so dass die zweite Kamera unmittelbar im Ansprechen auf den Erhalt dieses Signals das zweite Bild aufnehmen kann.
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Eine Information über den Abstand zwischen der ersten Position und der zweiten Position kann beispielsweise in der an die Auswerteeinheit angebundenen Speichereinheit abgelegt sein. Das Ermitteln der im ersten Bild und im zweiten Bild enthaltenen Ähnlichkeiten kann auf Basis jeweiliger Teilbereiche innerhalb des ersten Bildes und des zweiten Bildes und/oder auf Basis aus dem ersten Bild und dem zweiten Bild extrahierter Muster ermittelt werden. Hierfür können insbesondere aus dem Stand der Technik bekannte Korrelationsverfahren zur Berechnung einer Kreuzkorrelation und/oder Musterextraktionsverfahren verwendet werden. Durch die Verwendung von zwei ausreichend beabstandeten Kameras kann erreicht werden, dass ähnliche bzw. korrespondierende Bildinhalte im ersten und zweiten Bild auch bei hohen Geschwindigkeiten eine ausreichen große Überlappung für das Ermitteln der Ähnlichkeiten aufweisen. Eine geeignete Überlappung zwischen dem ersten Bild und dem zweiten Bild kann beispielsweise eine Überlappung von mindestens 10 %, bevorzugt von mindestens 30 % und insbesondere bevorzugt von mindestens 50 % sein.
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In einem vierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Information über die ermittelte Geschwindigkeit im Fortbewegungsmittel verwendet. Hierfür kann die erfindungsgemäße Auswerteinheit mittels eines Datenausgangs mit dem Bordnetz des Fortbewegungsmittels verbunden sein und die Information über das Bordnetz anderen Steuergeräten (z. B. einem Kombiinstrument) des Fortbewegungsmittels zur Verfügung stellen. Alternativ oder zusätzlich kann die Information über die Geschwindigkeit auch in der Auswerteinheit selbst verwendet werden.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die erste Kamera, welche in vorstehender Beschreibung in Vorwärtsfahrtrichtung des Fortbewegungsmittels betrachtet, bevorzugt vor der zweiten Kamera am Fortbewegungsmittel angeordnet sein kann, grundsätzlich auch hinter der zweiten Kamera angeordnet sein kann, solange dies bei der Berechnung der Geschwindigkeit entsprechend berücksichtigt wird.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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Vorteilhaft können beim Ermitteln der Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels zusätzlich ein Lenkwinkel und/oder eine Roll- und/oder eine Nick- und/oder eine Gierbewegung (welche z. B. durch eine inertiale Messeineit des Fortbewegungsmittels erfasst werden können) und/oder eine Beladung des Fortbewegungsmittels berücksichtigt werden. Diesbezügliche Informationen können durch die Auswerteeinheit beispielsweise über das Bordnetz des Fortbewegungsmittels bezogen werden. Diese Informationen können insbesondere dazu genutzt werden, jeweilige Überlappungen zwischen den Bildern schneller und/oder eindeutiger feststellen zu können, da diese durch vorgenannte Größen unterschiedlich beeinflusst werden können. Eine solche Beeinflussung kann u. a. zu einer veränderten Größe (aufgrund uneinheitlicher Abstände der jeweiligen Kameras zur Fahrbahnoberfläche) zwischen korrespondierenden Bereichen im ersten und zweiten Bild und/oder zu einer Drehung korrespondierender Bereiche zueinander usw. führen. Alternativ oder zusätzlich können beim Ermitteln der Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels eine Bildwiederholfrequenz der ersten Kamera und der zweiten Kamera berücksichtigt werden. Dies kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die Aufnahme des zweiten Bildes durch die zweite Kamera nicht durch ein von der ersten Kamera bereitgestelltes Synchronisierungssignal ausgelöst wird, die beiden Kameras über unterschiedliche Bildwiederholfrequenzen verfügen und jeweilige erste und zweite Bilder in Form jeweiliger Videodatenströme in der Speichereinheit abgelegt werden. Das Auswählen zeitlich miteinander korrespondierender erster und zweiter Bilder aus den jeweiligen Videodatenströmen durch die Auswerteeinheit, kann entsprechend unter Berücksichtigung der jeweiligen Bildwiederholfrequenzen der beiden Kameras erfolgen.
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Alternativ oder zusätzlich zu einer geschwindigkeitsabhängigen Anpassung des Wertes für den vordefinierten zeitlichen Versatz, kann auch ein Abstand zwischen der ersten Kamera und der zweiten Kamera verändert werden. Hierfür kann die erste Kamera und/oder zweite Kamera beweglich an einer in Richtung einer Längsachse des Fortbewegungsmittels orientierten Führungsschiene angeordnet sein und ein Abstand zwischen der ersten Kamera und der zweiten Kamera durch Verschieben der ersten Kamera und/oder der zweiten Kamera entlang der Führungsschiene in Abhängigkeit einer tatsächlichen und/oder einer geschätzten Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels automatisch angepasst werden. Hierfür kann die Auswerteeinheit informationstechnisch mit einem Antrieb (z. B. ein Linearantrieb) der ersten Kamera und/oder der zweiten Kamera verbunden sein und die Abstandänderungen durch jeweilige Ansteuerungen ausführen.
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Alternativ oder zusätzlich zur verschiebbaren ersten Kamera und/oder verschiebbaren zweiten Kamera kann eine geschwindigkeitsabhängige Abstandsänderung zwischen jeweiligen Kameras auch dadurch erzeugt werden, dass zusätzlich eine dritte Kamera eingesetzt wird, welche in Längsrichtung des Fortbewegungsmittels an einer dritten vordefinierten Position zwischen der ersten Kamera und der zweiten Kamera angeordnet sein kann. Neben der dritten Kamera können auch vierte, fünfte, sechste und ggf. weitere Kameras in ähnlicher Weise an unterschiedlichen Positionen zwischen der ersten und der zweiten Kamera am Fortbewegungsmittel oder an davon abweichenden Positionen angeordnet werden. In Abhängigkeit einer jeweiligen Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels kann die Auswerteeinheit bevorzugt jeweils diejenigen Kameras zum Ermitteln der Geschwindigkeit verwenden, deren Bilder die größtmögliche Überlappung aufweisen. Eine Verwendung einer solchen Mehrzahl von Kameras kann zudem vorteilhaft eingesetzt werden, um einen ggf. zunächst unbekannten Wert für die Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels und/oder für den zeitlichen Versatz zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt dadurch abschätzen zu können, dass zunächst sämtliche Bilder sämtlicher Kameras mit dem ersten Bild der ersten Kamera abgeglichen werden. Diejenige Kamera, welche mit demjenigen Bild korrespondiert, welches die größten Übereinstimmungen mit dem ersten Bild aufweist, kann entsprechend als aktuell geeignetste Kamera verwendet werden für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden. Auf Basis einer Information über den Abstand zwischen der aktuell geeignetsten Kamera und der ersten Kamera kann entsprechend die aktuelle Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels bzw. der aktuelle zeitliche Versatz zwischen den beiden Kameraaufnahmezeitpunkten abgeschätzt werden.
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Besonders vorteilhaft kann bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine erste Lichtquelle und eine zweite Lichtquelle verwendet werden, wobei die erste Lichtquelle derart am Fortbewegungsmittel angeordnet ist, dass sie einen durch die erste Kamera erfassten Bereich der Fahrbahnoberfläche beleuchtet, während die zweite Lichtquelle derart am Fortbewegungsmittel angeordnet ist, dass sie einen durch die zweite Kamera erfassten Bereich der Fahrbahnoberfläche beleuchtet. Durch die Beleuchtung können beispielsweise kürzere Belichtungszeiten für das erste und das zweite Bild verwendet werden, wodurch eine Bewegungsunschärfe, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, reduziert oder vermieden werden kann. Dadurch kann eine Qualität der Bilder erhöht und somit das Ermitteln der Geschwindigkeit auf Basis dieser Bilder verbessert werden. Die Beleuchtung kann auch dazu genutzt werden, jeweilige Strukturen der Fahrbahnoberfläche stärker hervortreten zu lassen. Hierbei kann es sinnvoll sein, die Beleuchtung unter einem vordefinierten schrägen Winkel auf die Fahrbahnoberfläche auszurichten. Des Weiteren können durch die Beleuchtung einheitlichere Aufnahmebedingungen erzielt werden, so dass das erfindungsgemäße Verfahren auch bei Nacht oder bei schwankenden Lichtverhältnissen und/oder bei vorliegendem Schattenwurf usw. zuverlässig angewendet werden kann. Die Beleuchtung kann analog auch für potentiell weitere vorhandene Kameras vorgesehen sein. Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle ein und dieselbe Lichtquelle sind, sofern diese eingerichtet ist, sowohl den Aufnahmebereich der ersten Kamera, als auch den Aufnahmebereich der zweiten Kamera zu beleuchten.
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Die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelte Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels kann durch die Auswerteeinheit zusätzlich mit einer auf Basis eines vom erfindungsgemäßen Verfahren abweichenden Odometrieverfahrens ermittelten Geschwindigkeit abgeglichen werden. Auf diese Weise können die jeweiligen Werte für die Geschwindigkeit untereinander plausibilisiert werden. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Verfahren als Ersatz für ein davon abweichendes Odometrieverfahren eingesetzt werden, falls das abweichende Odometrieverfahren aufgrund einer Fehlfunktion usw. ausfallen sollte.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum kamerabasierten Ermitteln einer Geschwindigkeit eines Fortbewegungsmittels vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst eine Auswerteeinheit, welche über einen Dateneingang und einen Datenausgang verfügt, eine erste Kamera und eine zweite Kamera. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise als ASIC, FPGA, Prozessor, digitaler Signalprozessor, Mikrocontroller, o. ä., ausgestaltet und informationstechnisch mit einer internen und/oder extern angebundenen Speichereinheit verbunden sein. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise auf Basis eines Computerprogramms die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrensschritte ausführen. Konkret ist die Auswerteeinheit eingerichtet, in Verbindung mit dem Dateneingang ein zu einem ersten Zeitpunkt erfasstes erstes Bild der in Richtung einer Fahrbahnoberfläche ausgerichteten ersten Kamera zu empfangen, welche an einer ersten vordefinierten Position am Fortbewegungsmittel angeordnet ist und ein zu einem zweiten Zeitpunkt erfasstes zweites Bild der in Richtung der Fahrbahnoberfläche ausgerichteten zweiten Kamera zu empfangen, welche an einer von der ersten Position in Längsrichtung des Fortbewegungsmittels abweichenden zweiten vordefinierten Position am Fortbewegungsmittel angeordnet ist. Die Auswerteinheit ist weiter eingerichtet, eine Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels auf Basis im ersten Bild und im zweiten Bild enthaltener Ähnlichkeiten, auf Basis eines Abstandes zwischen der ersten Position und der zweiten Position und auf Basis des ersten Zeitpunktes und des zweiten Zeitpunktes zu ermitteln und in Verbindung mit dem Datenausgang eine Information über die ermittelte Geschwindigkeit im Fortbewegungsmittel zu verwenden.
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Figurenliste
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigen:
- 1 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
- 2 eine schematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem F ortbewegungsm ittel.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum kamerabasierten Ermitteln einer Geschwindigkeit eines Fortbewegungsmittels. Im Schritt 100 des erfindungsgemäßen Verfahrens wird von einer erfindungsgemäßen Auswerteeinheit, welche hier ein Mikrocontroller ist, ein zu einem ersten Zeitpunkt erfasstes erstes Bild einer in Richtung einer Fahrbahnoberfläche ausgerichteten ersten 2D-Farbkamera empfangen, welche an einer ersten vordefinierten Position im Bereich eines Unterbodens des Fortbewegungsmittels angeordnet ist. Im Schritt 200 des erfindungsgemäßen Verfahrens wird von der Auswerteeinheit ein zu einem zweiten Zeitpunkt erfasstes zweites Bild einer in Richtung der Fahrbahnoberfläche ausgerichteten zweiten 2D-Farbkamera empfangen, welche an einer von der ersten Position in Längsrichtung des Fortbewegungsmittels abweichenden zweiten vordefinierten Position im Bereich des Unterbodens des Fortbewegungsmittels angeordnet ist. Hierfür sind die erste 2D-Farbkamera und die zweite 2D-Farbkamera über eine Ethernet-Verbindung eines Bordnetzes des Fortbewegungsmittels informationstechnisch mit der Auswerteeinheit verbunden. Im Schritt 300 des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels eines durch die Auswerteeinheit ausgeführten Computerprogramms eine Geschwindigkeit des Fortbewegungsmittels auf Basis im ersten Bild und im zweiten Bild enthaltener Ähnlichkeiten, auf Basis eines Abstandes zwischen der ersten Position und der zweiten Position und auf Basis des ersten Zeitpunktes und des zweiten Zeitpunktes ermittelt. Im Schritt 400 des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Information über die ermittelte Geschwindigkeit durch die Auswerteeinheit über einen CAN-Bus des Fortbewegungsmittels an ein Empfängersteuergerät im Fortbewegungsmittel übertragen und in diesem verwendet.
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2 zeigt eine schematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel 80. Das Fortbewegungsmittel 80 umfasst eine Auswerteeinheit 10, welche hier ein ASIC ist und welche mit einer externen Speichereinheit 20 informationstechnisch verbunden ist. Mittels jeweiliger Dateneingänge 12 ist die Auswerteeinheit 10 informationstechnisch mit einer ersten Kamera 30 und einer zweiten Kamera 35 verbunden, welche unter einem identischen Winkel auf eine Fahrbahnoberfläche 40 ausgerichtet sind. Ferner ist die Auswerteeinheit 10 mittels jeweiliger Datenausgänge 14 elektrisch mit einer ersten Lichtquelle 60 und einer zweiten Lichtquelle 65 verbunden. Die zweite Kamera 35 und die zweite Lichtquelle 65 sind verschiebbar an einer Führungsschiene 50 angeordnet, so dass diese in Richtung des dargestellten Doppelpfeils im Ansprechen auf eine Ansteuerung durch die Auswerteeinheit 10 automatisch verschoben werden können. Darüber hinaus ist die Auswerteeinheit 10 mittels eines weiteren Datenausgangs 14 mit einem Kombiinstrument 70 des Fortbewegungsmittels 80 informationstechnisch verbunden. Auf Basis vorstehender Konfiguration und auf Basis eines Computerprogramms ist die Auswerteinheit 10 eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren gemäß obiger Beschreibung durchzuführen und ein Ergebnis dieses Verfahrens an das Kombiinstrument 70 zu übertragen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011051827 A1 [0003]
- DE 112014003818 T5 [0004]
