DE112015004885T5

DE112015004885T5 - Verbesserte fahrbahndetektion unter verwendung von kinematischen daten

Info

Publication number: DE112015004885T5
Application number: DE112015004885.5T
Authority: DE
Inventors: Mike L. Babala; Gordon M. Thomas
Original assignee: TRW Automotive US LLC
Current assignee: ZF Active Safety and Electronics US LLC
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2017-07-20
Anticipated expiration: 2035-10-14
Also published as: US20170249518A1; CN107107821A; DE112015004885B4; US10438073B2; CN107107821B; WO2016069253A1

Abstract

Systeme und Verfahren zum Detektieren des Abweichens eines Fahrzeugs von einem Satz von Fahrbahnbegrenzungen werden vorgesehen. Eine Begrenzungsbestimmungskomponente ist konfiguriert, um einen assoziierten Satz von Fahrbahnbegrenzungen für ein Fahrzeug zu bestimmen. Ein Kinematiksensor ist konfiguriert, um zumindest einen kinematischen Parameter zu messen, der mit dem Fahrzeug assoziiert ist. Ein Fahrbahnabweichungswarnsystem ist konfiguriert, um basierend auf dem mindestens einen kinematischen Parameter zu bestimmen, ob das Fahrzeug eine des vorbestimmten Satzes von Fahrbahnbegrenzungen überkreuzt, und um ein Ansprechsignal zu liefern, wenn das Fahrzeug eine des vorbestimmten Satzes von Fahrbahnbegrenzungen überkreuzt.

Description

Querbezug zur verwandten Anmeldung
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der US Provisional Patent Application Seriennr. 62/069 368 von Babala und anderen, die am 28. Oktober 2014 eingereicht wurde, welche hier vollständig durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Technisches Gebiet
Diese Erfindung bezieht sich auf Fahrzeugsicherheitssysteme und insbesondere auf die Verwendung von kinematischen Daten zur Verbesserung eines Fahrbahndetektionssystems.
Hintergrund der Erfindung
In der Terminologie bezüglich Straßentransport ist ein Fahrbahnabweichungswarnsystem ein Mechanismus, der dafür ausgelegt ist, um einen Fahrer zu warnen, wenn das Fahrzeug beginnt, sich auf Schnellstraßen und Fernstraßen aus seiner Fahrbahn zu bewegen, wenn kein Abbiegesignal vorhanden ist. Diese Systeme sind dafür ausgelegt, Unfälle zu minimieren, indem die Hauptursachen von Kollisionen angesprochen werden: Fehler des Fahrers, Ablenkungen und Müdigkeit.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein System eine Begrenzungsbestimmungskomponente auf, die konfiguriert ist, um einen assoziierten Satz von Fahrbahnbegrenzungen für ein Fahrzeug zu bestimmen, und einen Kinematiksensor, der konfiguriert ist, um zumindest einen kinematischen Parameter zu messen, der mit dem Fahrzeug assoziiert ist. Ein Fahrbahnabweichungswarnsystem ist konfiguriert, um basierend auf dem mindestens einen kinematischen Parameter zu bestimmen, ob das Fahrzeug eine des bestimmten Satzes von Fahrbahnbegrenzungen überkreuzt, und ein Ansprechsignal zu liefern, wenn das Fahrzeug eine des bestimmten Satzes von Fahrbahnabgrenzungen überkreuzt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren vorgesehen, um die Abweichung eines Fahrzeugs von einem Satz von Fahrbahnbegrenzungen zu detektieren. Ein Bild eines Bereiches vor dem Fahrzeug wird bewertet, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug in dem Bild auf eine Fahrbahnbegrenzung zu überkreuzen scheint. Daten von einem Kinematiksensor werden bewertet, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug auf Straßenmerkmale trifft, die mit einer Fahrbahnbegrenzung assoziiert sind. Es wird dann bestimmt, ob das Fahrzeug von dem Satz von Fahrbahnbegrenzungen abweicht, und zwar gemäß der Bestimmung, ob das Fahrzeug die Fahrbahnbegrenzung innerhalb des Bildes zu überkreuzen scheint, und gemäß der Bestimmung, ob das Fahrzeug auf Straßenmerkmale trifft, die mit der Straßenbegrenzung assoziiert sind
Gemäß noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Fahrzeugsicherheitssystem eine nach vorne schauende Kamera auf, die konfiguriert ist, um einen Bereich der Straße vor dem Fahrzeug aufzunehmen, und eine Bildanalysekomponente, die konfiguriert ist, um Fahrbahnmarkierungen in Bildern zu identifizieren, die von der nach vorne schauenden Kamera geliefert werden. Ein Kinematikanalysesystem ist konfiguriert, um eine Bestimmung vorzusehen, ob Daten von mindestens einem assoziierten Beschleunigungsmesser mit einem Straßenmerkmal übereinstimmen, welches eine Fahrbahnbegrenzung darstellt. Ein Fahrbahnabweichungswarnsystem ist konfiguriert, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug seine gegenwärtige Fahrbahn verlässt, und zwar gemäß den identifizierten Fahrbahnmarkierungen und der Bestimmung, die bei dem Kinematikanalysesystem vorgesehen wird, und ein Ansprechsignal wird vorgesehen bzw. ausgegeben, wenn das Fahrzeug seine gegenwärtige Fahrbahn verlässt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 veranschaulicht ein Fahrbahnabweichungsdetektionssystem für ein Fahrzeug gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
2 veranschaulicht ein Beispiel eines Fahrzeugsicherheitssystems für ein Fahrzeug gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
3 veranschaulicht ein Verfahren zum Detektieren der Abweichung eines Fahrzeugs von einem Satz von Fahrbahnbegrenzungen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung; und
4 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches ein beispielhaftes System von Hardwarekomponenten veranschaulicht, welches fähig ist, Beispiele von hier offenbarten Systemen und Verfahren zu implementieren.
Detaillierte Beschreibung
1 veranschaulicht ein Fahrbahnabweichungsdetektionssystem 10 für ein Fahrzeug gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Das Fahrbahnabweichungsdetektionssystem 10 weist eine Begrenzungsbestimmungskomponente 12 auf, die konfiguriert ist, um einen assoziierten Satz von Fahrbahnbegrenzungen für ein Fahrzeug zu bestimmen. Beispielsweise kann die Begrenzungsbestimmungskomponente 12 die Lage und Geometrie der Straße innerhalb des zweidimensionalen Bildes aus Fahrbahnmarkierungen, Kantenlinien und Pflasterbegrenzungen bestimmen, und die Position der Straße aus diesen Indikatoren definieren. Alternativ kann die Begrenzungsbestimmungskomponente 14 eine voreingestellte Straßengeometrie verwenden, um die Position der Fahrbahnbegrenzungen zu bezeichnen. In einer Ausführung werden die voreingestellten Begrenzungen als eine Funktion der Geschwindigkeit des Fahrzeugs bestimmt.
Das System 10 weist weiter ein Fahrbahnabweichungswarnsystem 14 auf, welches konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug eine Fahrbahnbegrenzung überkreuzt. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann das Fahrbahnabweichungswarnsystem 14 eine Eingabe von einem Kinematiksensor 16 empfangen. Insbesondere kann das Fahrbahnabweichungswarnsystem 14 Daten von dem Sensor 16 oder von einem (nicht gezeigten) assoziierten Analysesystem empfangen, welches anzeigt, ob das Fahrzeug wahrscheinlich Straßenmerkmale trifft, die mit Fahrbahnmarkierungen assoziiert sind, wie beispielsweise Ratterstreifen oder Markierungsknöpfe.
Das Fahrbahnabweichungswarnsystem 14 verwendet die Rückmeldung vom Sensor zusammen mit den Daten von der Begrenzungsbestimmungskomponente 12, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug wahrscheinlich eine Fahrbahn verlässt, und um ein geeignetes Ansprechen zu bestimmen. Beispielsweise könnte eine sichtbare oder hörbare Warnung für den Fahrer vorgesehen werden, eine haptische Rückmeldung durch das Lenkrad oder den Sitz des Fahrers könnte eine Warnung liefern und/oder ein kleines Ausmaß an Drehmoment könnte an das Lenkrad angelegt werden, um das Fahrzeug auf die ursprüngliche Fahrbahn zurückzubringen. In einer Ausführung kann das Fahrbahnabweichungswarnsystem eine Abweichung von der Fahrbahn nur dann anzeigen, wenn Daten von sowohl dem Sensor 16 als auch dem Begrenzungsbestimmungselement 12 anzeigen, dass das Fahrzeug von den Fahrbahnbegrenzungen abgewichen ist. Alternativ könnte die Fahrzeugstabilisierungsrückmeldung verwendet werden, um das Abweichen von der Fahrbahn zu überprüfen, so dass ein geringeres Ansprechen (beispielsweise ein Alarm anstelle eines Drehmomentes, welches auf das Lenkrad aufgebracht wird) vorgesehen wird, wenn Daten von nur dem Sensor 16 oder dem Begrenzungsbestimmungselement 12 damit übereinstimmen, dass das Fahrzeug die Fahrbahnbegrenzungen verlässt. Andere Verfahren zum Kombinieren der kinematischen Daten und der Begrenzungsdaten werden dem Fachmann beim Betrachten der vorliegenden Lehre offensichtlich werden.
2 veranschaulicht ein Beispiel eines Fahrzeugsicherheitssystems 50 für ein Fahrzeug gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeugsicherheitssystem 50 weist eine nach vorne schauende Kamera 52 auf, die konfiguriert ist, um einen Bereich der Straße vor dem Fahrzeug aufzunehmen. Die Bilder, die bei der nach vorne schauenden Kamera 52 aufgenommen werden, werden an eine Bildanalysekomponente 54 geliefert, die konfiguriert ist, um Fahrbahnmarkierungen in den Bildern zu identifizieren. Beispielsweise kann die Bildanalysekomponente 54 die Lage und die Geometrie der Straße innerhalb des zweidimensionalen Bildes bestimmen. Wenn geeignete Daten verfügbar sind, kann die Bildanalysekomponente 54 Fahrbahnmarkierungen, Kantenlinien und Pflasterbegrenzungen identifizieren und die Position der Straße aus diesen Indikatoren definieren, beispielsweise über einen geeigneten Kantendetektionsalgorithmus. Es wird klar sein, dass die Algorithmen, welche verwendet werden, um die Fahrbahnmarkierungen, Kantenlinien und Pflasterbegrenzungen zu identifizieren, einen Konfidenz- bzw. Vertrauenswert erzeugen können, welcher die Wahrscheinlichkeit darstellt, dass die bestimmten Begrenzungen genau sind.
Wenn diese Indikatoren nicht vorhanden sind oder durch schlechte Straßenbedingungen verdeckt sind, kann die Bildanalysekomponente 54 eine voreingestellte Straßengeometrie verwenden, um einen Teil des Bildes so zuzuordnen, dass dieser die Straße darstellt. Bei der veranschaulichten Ausführung verwendet die voreingestellte Fahrbahngeometrie die Annahmen einer geraden ebenen Straße und einer Fahrbahnbreite gleich jener eines Standards für eine Straße mit einer Geschwindigkeitsbegrenzung in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs. Es wird klar sein, dass andere Eingangsgrößen verwendet werden können, um die voreingestellten Straßenbegrenzungen zusammenzustellen und die Lage des Fahrzeugs innerhalb dieser zu verfolgen, wie beispielsweise GPS-Satellitensysteme, wie beispielsweise von dem globalen Positionsbestimmungssystem (GPS = Global Positioning System), gespeicherte voreingestellte Straßengeometrie für wichtige Straßen und Daten von dem Lenksystem, sodass eine Abweichung von den voreingestellten Begrenzungen ohne sichtbare Rückmeldung bestimmt werden kann.
Das System 50 weist weiter ein Fahrbahnabweichungswarnsystem 56 auf, welches konfiguriert ist, um zu bestimmen ob das Fahrzeug seine gegenwärtige Fahrbahn verlässt. In der veranschaulichten Ausführung kann das Fahrbahnabweichungswarnsystem 56 eine Eingabe von einem oder mehreren Kinematiksensoren und einem Kinematikanalysesystem 60 empfangen. Bei der veranschaulichten Darstellung sind die Kinematiksensoren ein Satz von einem oder mehreren Beschleunigungsmessern 58 mit geringem G-Wert und das Kinematikanalysesystem 60 ist ein Teil eines Fahrzeugstabilitätssystems 62, obwohl das Kinematikanalysesystem 60 unabhängig sein kann oder ein Teil eines anderen Systems sein kann, wie beispielsweise einem aktiven Überschlagskontrollsystem oder einem anderen Fahrzeugsystem, welches Daten von einem Beschleunigungsmesser empfängt und analysiert. Entsprechend wird klar sein, dass die Ausgabe des Kinematikanalysesystems 60 für zumindest eine andere Fahrzeugfunktion außer dem Fahrbahnabweichungswarnsystem 56 verwendet werden kann. Das Kinematikanalysesystem 60 kann Daten von dem einen oder den mehreren Beschleunigungsmessern 58 verarbeiten, um zu bestimmen, wann das Fahrzeug regelmäßige periodische Merkmale auf der Straße antrifft, wie beispielsweise Ratterstreifen oder Markierungsknöpfe.
Bei der veranschaulichten Ausführung können die detektierten Beschleunigungsmesserdaten in den Frequenzbereich transformiert werden, um Periodizitäten bzw. wiederkehrende Frequenzen zu lokalisieren, und lokalisierte Periodizitäten können mit Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen verglichen werden, beispielsweise von Raddrehzahlsensoren, um zu bestimmen, ob eine detektierte aufeinanderfolgende Störung wahrscheinlich Fahrbahnmarkierungen darstellt. Wenn eine solche periodisch wiederkehrende Reihe von Störungen detektiert wird, kann das Fahrzeugstabilitätssystem 62 das Fahrbahnabweichungswarnsystem 56 benachrichtigen, dass Straßenmerkmale in Übereinstimmung mit einer Fahrbahnbegrenzung, wie beispielsweise Ratterstreifen oder Markierungsknöpfe, detektiert worden sind. Beispielsweise kann ein Flag auf einem (nicht gezeigten) Fahrzeugbus gesetzt werden, welches anzeigt, dass das Fahrzeugstabilitätssystem 62 Beschleunigungsmesserdaten empfängt, die in Übereinstimmung mit haptischen Fahrbahnmarkierungen sind. Es wird klar sein, dass anstelle eines binären Ansprechens ein Konfidenzwert oder eine Kategorieklasse, welche die Wahrscheinlichkeit anzeigen, dass die kinematischen Daten eine Fahrbahnbegrenzung darstellen, von dem Kinematikanalysesystem 60 geliefert werden. Beispielsweise kann eine Größe der Frequenzkomponente, die als haptische Fahrbahnmarkierungen identifiziert wird, verwendet werden, um einen Konfidenzwert für diese Bestimmung zu bestimmen.
Das Fahrbahnabweichungswarnsystem 56 kann Daten von dem Kinematikanalysesystem 57 zusammen mit den Daten von der Bildanalysekomponente 54 verwenden, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug wahrscheinlich die Fahrbahn verlässt, und um ein geeignetes Ansprechen zu bestimmen. Durch Hinzufügen von einer nicht visuellen Komponente zu der Fahrbahnabweichungsbestimmung wird es möglich, dass das System effektiv in Umgebungen mit schlechter Sicht arbeitet, wie beispielsweise bei Schnee oder starkem Nebel. Beispielsweise könnte eine sichtbare oder hörbare Warnung für den Fahrer vorgesehen werden oder ein kleines Ausmaß an Drehmoment könnte auf das Lenkrad aufgebracht werden, um das Fahrzeug auf die ursprüngliche Fahrbahn zurückzubringen. Bei einer Ausführung kann die Bildanalysekomponente 54 einen Konfidenzwert vorsehen, der eine Wahrscheinlichkeit widerspiegelt, dass das Fahrzeug von der Fahrbahn abweicht, und die Eingabe vom Fahrzeugstabilitätssystem 62 kann einen vorbestimmten oder variablen Wert zu dem Konfidenzwert hinzuaddieren, wenn Ratterstreifen oder Markierungsknöpfe detektiert werden. Alternativ könnte die Fahrzeugstabilitätsrückmeldung verwendet werden, um das Abweichen von einer Fahrbahn zu verifizieren, so dass kein Ansprechen oder ein geringeres Ansprechen (beispielsweise ein Alarm anstelle eines Drehmomentes, das an das Lenkrad angelegt wird) vorgesehen wird, wenn keine Straßenmerkmale in Übereinstimmung mit Fahrbahnmarkierungen detektiert werden. Andere Verfahren zum Kombinieren der Fahrzeugstabilitätsdaten und der Bilddaten werden dem Fachmann bei einer Durchsicht der vorliegenden Lehre offensichtlich werden.
3 veranschaulicht ein Verfahren 100 zum Detektieren der Abweichung eines Fahrzeugs von einem Satz von Fahrbahnbegrenzungen gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Bei 102 wird ein Bild eines Bereichs vor dem Fahrzeug bewertet, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug eine Fahrbahnbegrenzung innerhalb des Bildes zu überkreuzen scheint. Beispielsweise können geeignete Mustererkennungsprozesse, wie beispielsweise Musterübereinstimmung und Kantendetektionsalgorithmen, angewendet werden, um Fahrbahnmarkierungen, Kantenlinien und Pflasterbegrenzungen zu identifizieren, und um die Position der Straße aus diesen Indikatoren zu bestimmen. Wenn diese Indikatoren nicht mit ausreichender Vertrauenswürdigkeit bestimmt werden können, beispielsweise mit einem Konfidenzwert, der einen Schwellenwert erreicht, kann eine voreingestellte Straßengeometrie, basierend auf der Geschwindigkeit des Fahrzeugs verwendet werden, um einen voreingestellten Satz von Straßenbegrenzungen zu erzeugen. Sobald die Fahrbahnbegrenzungen identifiziert worden sind, kann die Bestimmung, ob das Fahrzeug die Fahrbahnbegrenzung überkreuzt, beispielsweise entweder aus einer Position der Räder des Fahrzeugs innerhalb des Bildes bestimmt werden oder aus einer bekannten Position der Reifen relativ zur Position der Kamera.
Bei 104 werden Daten von einem Kinematiksensor bewertet, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug auf physische Straßenmerkmale trifft, die mit einer Straßenbegrenzung assoziiert sind, die im Endeffekt eine haptische Rückmeldung durch das Fahrgestell des Fahrzeugs liefern. Viele Straßenbegrenzungen sind mit haptischen Elementen markiert, wie beispielsweise mit Ratterstreifen oder Markierungsknöpfen, die durch einen Kinematiksensor innerhalb des Fahrzeugs detektiert werden können, beispielsweise durch einen Beschleunigungsmesser. Entsprechend hat der Erfinder herausgefunden, dass die Genauigkeit der Detektion einer Fahrbahnabweichung durch die nach vorne schauende Kamera verbessert werden kann, indem die haptischen Daten bei der Bestimmung mit eingeschlossen werden. Bei einer Ausführung können die Daten von dem Kinematiksensor in den Frequenzbereich transformiert werden, um Periodizitäten bzw. wiederkehrende Frequenzen zu lokalisieren. Da die Distanz zwischen den Merkmalen im Allgemeinen zwischen den haptischen Markierungen standardisiert ist und zuvor bekannt ist, können die lokalisierten Periodizitäten mit Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen verglichen werden, um zu bestimmen, ob die Periodizitäten wahrscheinlich haptische Fahrbahnmarkierungen darstellen. Es wird klar sein, dass diese Information für andere Zwecke nützlich ist, beispielsweise zum Herausfiltern dieser periodischen Rückmeldung in Fahrzeugstabilitätssystemen. Entsprechend können die lokalisierten Periodizitäten für Fahrzeugfunktionen außer der Detektion der Abweichung von einer Fahrbahn verwendet werden.
Bei 106 wird bestimmt, ob das Fahrzeug von dem Satz von Fahrbahnbegrenzungen gemäß der Bestimmung abweicht, wenn das Fahrzeug scheinbar die Fahrbahnbegrenzung innerhalb des Bildes überkreuzt, und gemäß der Bestimmung, ob das Fahrzeug auf Straßenmerkmale trifft, die mit der Straßenbegrenzung assoziiert sind. Bei einer Ausführung kann bestimmt werden dass das Fahrzeug von den Fahrbahnbegrenzungen abweicht, wenn eine Abweichung aus entweder den Bilddaten oder den kinematischen Daten detektiert wird. Bei einer weiteren Ausführung kann bestimmt werden, dass das Fahrzeug von dem Fahrbahnbegrenzungen abweicht, wenn eine Abweichung sowohl aus den Bilddaten als auch aus den kinematischen Daten detektiert wird. Bei noch einer weiteren Ausführung sieht die Bewertung der Bilddaten einen Konfidenzwert vor, der die Wahrscheinlichkeit darstellt, dass das Fahrzeug eine Fahrbahnbegrenzung überkreuzt. Wenn der Konfidenzwert eine erste Schwelle erreicht, wird bestimmt, dass das Fahrzeug eine Fahrbahnbegrenzung überkreuzt, und zwar ungeachtet der Anwesenheit oder Abwesenheit von kinematischen Daten. Wenn der Konfidenzwert die erste Schwelle nicht erreicht, jedoch eine zweite Schwelle erreicht, wird nur dann bestimmt, dass das Fahrzeug eine Fahrbahnbegrenzung überkreuzt, wenn auch bestimmt wird, dass das Fahrzeug auf Straßenmerkmale trifft, die mit der Straßenbegrenzung assoziiert sind.
Bei 108 wird die Bestimmung der Abweichung von der Fahrbahn an einen Bediener des Fahrzeugs über ein Ansprechsignal kommuniziert. Wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug von dem Satz von Fahrbahnbegrenzungen abweicht, kann das Ansprechsignal ein Lenksystem anweisen, ein geringfügiges Drehmoment an das Lenkrad des Fahrzeugs anzulegen, um das Fahrzeug innerhalb der Fahrbahn zu halten, oder ein geeignetes Fahrzeugsystem anzuweisen, einen sichtbaren Alarm, einen hörbaren Alarm oder eine haptische Rückmeldung durch das Lenkrad oder den Fahrzeugsitz zu liefern. Bei einer Ausführung weist die Bestimmung bei 106, ob das Fahrzeug von dem Satz von Fahrbahnbegrenzungen abweicht, eine Bestimmung eines Konfidenzwertes auf, der eine Wahrscheinlichkeit darstellt, dass das Fahrzeug von dem Satz von Fahrbahnbegrenzungen abweicht. Wenn der Konfidenzwert eine erste Schwelle erreicht, kann ein Drehmoment an das Lenkrad angelegt werden. Wenn der Konfidenzwert nicht die erste Schwelle erreicht, jedoch eine zweite Schwelle erreicht, kann ein Alarm vorgesehen werden um den Bediener zu alarmieren.
4 ist ein schematisches Blockdiagramm, welches ein beispielhaftes Steuersystem 200 von Hardwarekomponenten veranschaulicht, welche Beispiele der hier offenbarten Systeme und Verfahren implementieren kann, wie beispielsweise das zuvor beschriebene Fahrbahndetektionssystem. Das System 200 kann verschiedene Systeme und Untersysteme aufweisen. Das System 200 kann unter Verwendung einer fahrzeugbasierten Steuervorrichtung implementiert werden, die über einen Fahrzeugbus angeschlossen ist, oder durch Verwendung einer separaten Fahrbahnabweichungssteuervorrichtung. Der Computer könnte einen Mikrocomputer aufweisen, oder die erwünschten Steuerfunktionen könnten unter Verwendung einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC = Application-specific Integrated Circuit) erreicht werden, die entsprechend angeordnet ist.
Das Steuersystem 200 kann einen Systembus 202, eine Verarbeitungseinheit 204, einen Systemspeicher 206, Speichervorrichtungen 208 und 210, eine Kommunikationsschnittstelle 212 (beispielsweise eine Netzwerkschnittstelle), eine Kommunikationsverbindung 214, eine Anzeige 216, und Eingabevorrichtungen 218 (beispielsweise Beschleunigungssensoren, Kameraeingänge usw.) aufweisen. Der Systembus 202 kann in Kommunikation mit der Verarbeitungseinheit 204 und dem Systemspeicher 206 sein. Die zusätzlichen Speichervorrichtungen 208 und 210 können auch in Kommunikation mit dem Systembus 202 sein. Der Systembus 202 verbindet die Verarbeitungseinheit 204, die Speichervorrichtungen 206–210, die Kommunikationsschnittstelle 212, die Anzeige 216 und die Eingabevorrichtungen 218. In einigen Beispielen stellt der Systembus 202 auch eine Verbindung zu einem zusätzlichen (nicht gezeigten) Anschluss her.
Die Verarbeitungseinheit 204 kann ein Mikrocomputer sein und/oder kann eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) sein, die so ausgebildet ist, dass sie die erwünschten Verarbeitungs- und Steuerfunktionen ausführt. Die Verarbeitungseinheit 204 führt einen Satz von Anweisungen aus, um die Betriebsvorgänge der hier offenbarten Beispiele zu implementieren.
Die zusätzlichen Speichervorrichtungen 206, 208 und 210 können Daten, Programme, Anweisungen, Datenbankabfragen in Textform oder kompilierter Form und irgendwelche anderen Informationen speichern, welche nötig sein können, um einen Computer zu betreiben. Die Speicher 206, 208 und 210 können als computerlesbare Medien ausgeführt sein.
Zusätzlich oder alternativ kann das System 200 eine externe Datenquelle oder Abfragequelle durch die Kommunikationsschnittstelle 212 aufrufen, welche mit dem Systembus 202 und der Kommunikationsverbindung 214 kommunizieren kann.
Im Betrieb führt die Verarbeitungseinheit 204 eine oder mehrere computerausführbare Anweisungen aus, die von dem Systemspeicher 206 und den Speichervorrichtungen 208 und 210 herkommen. Der Ausdruck „computerlesbares Medium”, so wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf ein Medium, welches daran teilnimmt, Anweisungen an die Verarbeitungseinheit 204 zur Ausführung zu liefern.
Was oben beschrieben wurde, sind Beispiele der vorliegenden Erfindung. Es ist natürlich nicht möglich, jede mögliche Kombination von Komponenten oder Verfahrensweisen für die Zwecke der Beschreibung der vorliegenden Erfindung zu beschreiben, sondern der Fachmann wird erkennen, dass viele weitere Kombinationen und Permutationen der vorliegenden Erfindung möglich sind. Entsprechend soll die vorliegende Erfindung alle solche Änderungen, Modifikationen und Variationen einschließen, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.

Claims

System, welches Folgendes aufweist: eine Begrenzungsbestimmungskomponente, die konfiguriert ist, um einen assoziierten Satz von Fahrbahnbegrenzungen für ein Fahrzeug zu bestimmen; einen Kinematiksensor, der konfiguriert ist, um zumindest einen kinematischen Parameter zu messen, der mit dem Fahrzeug assoziiert ist; und ein Fahrbahnabweichungswarnsystem, das konfiguriert ist, um aus dem mindestens einen kinematischen Parameter zu bestimmen, ob das Fahrzeug eine des vorbestimmten Satzes von Fahrbahnbegrenzungen überkreuzt, und um ein Ansprechsignal zu liefern, wenn das Fahrzeug eine des bestimmten Satzes von Fahrbahnbegrenzung überkreuzt.
System nach Anspruch 1, welches weiter eine nach vorne schauende Kamera aufweist, die konfiguriert ist, um ein Bild eines Bereiches der Straße vor dem Fahrzeug vorzusehen, wobei die Begrenzungsbestimmungskomponente konfiguriert ist, um den assoziierten Satz von Fahrbahnbegrenzungen für das Fahrzeug aus dem Bild eines Bereiches der Straße vor dem Fahrzeug zu bestimmen.
System nach Anspruch 2, wobei das Fahrbahnabweichungswarnsystem konfiguriert ist, um aus dem mindesten einen kinematischen Parameter und Daten von der nach vorne schauenden Kamera zu bestimmen, ob das Fahrzeug eine des bestimmten Satzes von Fahrbahnbegrenzungen überkreuzt.
System nach Anspruch 3, wobei das Ansprechsignal nur vorgesehen wird, wenn sowohl der mindestens eine kinematische Parameter als auch die Daten von der nach vorne schauenden Kamera anzeigen, dass das Fahrzeug eine des bestimmten Satzes von Fahrbahnbegrenzungen überkreuzt.
System nach Anspruch 3, wobei das Ansprechsignal geliefert wird, wenn der mindestens eine kinematische Parameter oder die Daten von der nach vorne schauenden Kamera anzeigen, dass das Fahrzeug eine des bestimmten Satzes von Fahrbahnbegrenzungen überkreuzt.
System nach Anspruch 1, wobei die Ausgabe des Kinematiksensors an mindestens ein anderes Fahrzeugsystem geliefert wird.
System nach Anspruch 1, wobei der Kinematiksensor einen Beschleunigungsmesser aufweist.
System nach Anspruch 7, welches weiter ein Kinematikanalysesystem aufweist, welches konfiguriert ist, um Beschleunigungsmesserdaten in den Frequenzbereich zu transformieren, um Periodizitäten bzw. wiederkehrende Frequenzen zu lokalisieren, und die lokalisierten Periodizitäten mit Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen zu vergleichen, um zu bestimmen, ob die Periodizitäten wahrscheinlich haptische Fahrbahnmarkierungen darstellen.
System nach Anspruch 1, wobei die Begrenzungsbestimmungskomponente konfiguriert ist, um den assoziierten Satz von Fahrbahnbegrenzungen basierend auf einer Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu bestimmen.
Verfahren zum Detektieren des Abweichens eines Fahrzeugs von einem Satz von Fahrbahnbegrenzungen, welches Folgendes aufweist: Bewerten eines Bildes eines Bereiches vor dem Fahrzeug, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug eine Fahrbahnbegrenzung in dem Bild zu überkreuzen scheint; Bewerten von Daten von einem Kinematiksensor, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug auf Straßenmerkmale trifft, die mit einer Straßenbegrenzung assoziiert sind; Bestimmen, ob das Fahrzeug von dem Satz von Fahrbahnbegrenzungen abweicht gemäß der Bestimmung, ob das Fahrzeug die Fahrbahnbegrenzung innerhalb des Bildes zu überkreuzen scheint, und gemäß der Bestimmung, ob das Fahrzeug auf Straßenmerkmale trifft, die mit der Straßenbegrenzung assoziiert sind; und Vorsehen eines Ansprechsignals, wenn der Bestimmungsschritt eine Abweichung von einer Fahrbahnbegrenzung anzeigt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei Bewertungsdaten von einem Kinematiksensor zur Bestimmung, ob das Fahrzeug auf Straßenmerkmale trifft, die mit einer Straßenbegrenzung assoziiert sind, Folgendes aufweisen: Transformieren der Daten von dem Kinematiksensor in den Frequenzbereich, um Periodizitäten bzw. wiederkehrende Frequenzen zu lokalisieren; und Vergleichen der lokalisierten Periodizitäten mit Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen, um zu bestimmen, ob die Periodizitäten wahrscheinlich haptische Fahrbahnmarkierungen darstellen.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die lokalisierten Periodizitäten für mindestens eine Fahrzeugfunktion außer der Detektion einer Fahrbahnabweichung verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Bewertung eines Bildes eines Bereiches vor dem Fahrzeug aufweist, einen Konfidenzwert zu bestimmen, der die Wahrscheinlichkeit darstellt, dass das Fahrzeug eine Fahrbahnbegrenzung überkreuzt, und wobei das Bestimmen, ob das Fahrzeug von dem Satz von Fahrbahnbegrenzungen abweicht, Folgendes aufweist: Bestimmen, dass das Fahrzeug von den Fahrbahnbegrenzungen abweicht, wenn der Konfidenzwert eine erste Schwelle erreicht; und Bestimmen, dass das Fahrzeug von den Fahrbahnbegrenzungen abweicht, wenn der Konfidenzwert nicht die erste Schwelle erreicht, jedoch eine zweite Schwelle erreicht, jedoch nur, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug auf Straßenmerkmale trifft, die mit der Straßenbegrenzung assoziiert sind.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Bewertung eines Bildes eines Bereiches vor dem Fahrzeug aufweist, einen Kantendetektionsalgorithmus auf das Bild anzuwenden.
Verfahren nach Anspruch 10, welches weiter aufweist, einen sichtbaren oder hörbaren Alarm vorzusehen, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug von dem Satz von Fahrbahnbegrenzungen abweicht.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Bestimmen, ob das Fahrzeug von dem Satz von Fahrbahnbegrenzungen abweicht, aufweist, einen Konfidenzwert zu bestimmen, der eine Wahrscheinlichkeit darstellt, dass das Fahrzeug von dem Satz von Fahrbahnbegrenzungen abweicht, wobei das Verfahren weiter Folgendes aufweist: Anlegen eines Drehmomentes an einen Lenkrad des Fahrzeugs, wenn der Konfidenzwert eine erste Schwelle erreicht; und Vorsehen eines sichtbaren, haptischen oder hörbaren Alarms, wenn der Konfidenzwert nicht die erste Schwelle erreicht, jedoch eine zweite Schwelle erreicht.
Fahrzeugsicherheitssystem, welches Folgendes aufweist: eine nach vorne schauende Kamera, welche konfiguriert ist, um einen Bereich der Straße vor dem Fahrzeug aufzunehmen; eine Bildanalysekomponente, die konfiguriert ist, um Fahrbahnmarkierungen innerhalb der Bilder zu identifizieren, die von der nach vorne schauenden Kamera geliefert werden; ein Kinematikanalysesystem, das konfiguriert ist, um eine Bestimmung vorzusehen, ob Daten von mindestens einem assoziierten Beschleunigungsmesser mit einem Straßenmerkmal in Beziehung stehen, welches eine Fahrbahnbegrenzung darstellt; und ein Fahrbahnabweichungswarnsystem, das konfiguriert, ist, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug seine gegenwärtige Fahrbahn verlässt, und zwar gemäß den identifizierten Fahrbahnmarkierungen und gemäß der Bestimmung, die bei dem Kinematikanalysesystem vorgesehen wird, und wobei dieses ein Ansprechsignal liefert, wenn das Fahrzeug seine gegenwärtige Fahrbahn verlässt.
Fahrzeugsicherheitssystem nach Anspruch 17, welches weiter ein Kinematikanalysesystem aufweist, welches konfiguriert ist, um Beschleunigungsmesserdaten in den Frequenzbereich zu transformieren, um Periodizitäten bzw. wiederkehrende Frequenzen zu lokalisieren, und um die lokalisierten Periodizitäten mit Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen zu vergleichen, um zu bestimmen, ob die Periodizitäten wahrscheinlich haptische Fahrbahnmarkierungen darstellen.
Fahrzeugsicherheitssystem nach Anspruch 17, wobei die Bildanalysekomponente konfiguriert ist, um einen Satz von voreingestellten Fahrbahnbegrenzungen basierend auf einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs vorzusehen, wenn Fahrbahnmarkierungen nicht mit einem Schwellen-Konfidenzniveau aus den Bildern identifiziert werden können, die von der nach vorne schauenden Kamera geliefert werden.
Fahrzeugsicherheitssystem nach Anspruch 17, wobei die Ausgabe des Kinematikanalysesystems an mindestens ein weiteres Fahrzeugsystem geliefert wird.