EINARBEITUNG DURCH REFERENZEDITING THROUGH REFERENCE
Der Inhalt der gemeinsam anhängigen britischen Patentanmeldungen GB2507622 und GB2499461 wird hiermit durch Verweis aufgenommen. Der Inhalt des US-Patents Nr. US7349776 und die anhängigen internationalen Patentanmeldungen WO2013124321 und WO2014/139875 werden hier durch Verweis aufgenommen. Der Inhalt der britischen Patentanmeldungen GB2492748 , GB2492655 und GB2499279 und des britischen Patents GB2508464 wird hierin ebenfalls durch Verweis aufgenommen.The content of the co-pending British patent applications GB2507622 and GB2499461 is hereby incorporated by reference. The content of US Pat. US7349776 and the pending international patent applications WO2013124321 and WO2014 / 139875 are hereby incorporated by reference. The content of the British patent applications GB2492748 . GB2492655 and GB2499279 and the British patent GB2508464 is also incorporated herein by reference.
BEREICH DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung bezieht sich auf ein System zur Steuerung eines Fahrzeugs. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, bezieht sich die Erfindung auf ein System zur Steuerung der Lenkung eines landgestützten Fahrzeugs, das in der Lage ist, in einer Vielzahl von unterschiedlichen und extremen Gelände und Bedingungen zu fahren.The invention relates to a system for controlling a vehicle. More particularly, but not exclusively, the invention relates to a steering control system for a land vehicle capable of driving in a variety of different and extreme terrain and conditions.
HINTERGRUNDBACKGROUND
In bekannten Fahrzeuglenksteuerungssystemen, wie beispielsweise Spurhaltesystemen, erkennt ein noch vorne gerichtetes Kamerasystem Fahrbahnmarkierungen auf der Straße vor dem Fahrzeug. In einigen Systemen ist eine Rückmeldung in Form eines akustischen Alarms oder einer haptischen Reaktion, wie beispielsweise einer Lenkradvibration, vorgesehen, wenn das Fahrzeug zu stark von einer fiktiven Fahrbahnmittellinie abweicht oder eine Fahrbahnmarkierung kreuzt. Einige Lenksteuerungssysteme steuern automatisch den Lenkwinkel des Straßenrads, um ein Fahrzeug während der Fahrt auf einer Autobahn anhand von Fahrbahnmarkierungen in der Spur zu halten.In known vehicle steering control systems, such as lane keeping systems, a still-facing camera system detects lane markings on the road in front of the vehicle. In some systems, feedback is provided in the form of an audible alarm or haptic response, such as steering wheel vibration, when the vehicle deviates too much from a fictitious lane centerline or crosses a lane marker. Some steering control systems automatically control the steering angle of the road wheel to keep a vehicle in lane while driving on a highway based on lane markings.
Die derzeitige Anmelderin hat erkannt, dass bekannte Lenksteuerungssysteme in Geländefahrumgebungen, in denen solche Systeme von besonderem Wert für die Verringerung der Ermüdung des Fahrers sein können, unbrauchbar sind.The present Applicant has recognized that prior art steering control systems are unsuitable for off-road driving in which such systems may be of particular value for reducing driver fatigue.
Vor diesem Hintergrund wurde die vorliegende Erfindung konzipiert. Ausführungsformen der Erfindung können eine Vorrichtung, ein Verfahren oder ein Fahrzeug vorsehen, die dieses Problem lösen. Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, den Ansprüchen und Zeichnungen.Against this background, the present invention was conceived. Embodiments of the invention may provide a device, method, or vehicle that solves this problem. Other objects and advantages of the invention will be apparent from the following description, claims and drawings.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
In einem Aspekt der Erfindung, für den Schutz beantragt wird, ist ein Computersystem für ein Fahrzeug vorgesehen, wobei das System ein Verarbeitungsmittel umfasst, das so angeordnet ist, dass es von Geländedatenerfassungsmitteln, die ein stereoskopisches Kamerasystem umfassen, Geländeinformationen empfängt, die die Topographie des Geländes anzeigen, das sich vor dem Fahrzeug erstreckt, wobei die Geländeinformationen mindestens ein Stereobildpaar von Gelände vor dem Fahrzeug beinhalten, wobei das Verarbeitungsmittel so konfiguriert ist, zum:
- Berechnen eines 3D-Punktwolkendatensatzes in Bezug auf das Gelände vor dem Fahrzeug basierend auf den Geländeinformationen;
- Identifizieren eines im Wesentlichen kontinuierlichen Geländebereichs vor dem Fahrzeug und innerhalb eines vorhergesagten Weges des Fahrzeugs, in dem die Anzahl der Datenpunkte in der 3D-Punktwolke, die diesem Bereich entspricht, kleiner als ein Schwellenwert für die Datenpunktdichte im leeren Bereich ist, wobei der Bereich als ein leerer Bereich betrachtet wird, wenn die Anzahl der Datenpunkte in der 3D-Punktwolke, die diesem Bereich entspricht, kleiner als ein Schwellenwert für die Datenpunktdichte im leeren Bereich ist;
- Bestimmen, ob der leere Bereich einem Gewässer entspricht, wobei es sich um einen Bereich handelt, der die folgenden Kriterien erfüllt:
- die Anzahl der Pixel in einem Bild dieses Bereichs, die vom Kamerasystem aufgenommen wurden und der spiegelnden Reflexion eines Merkmals der Umgebung, einschließlich des Geländes, entsprechen, einen Schwellenwert der Spiegelreflexionsdichte überschreitet; und
- ein Höhenunterschied zwischen mindestens zwei Positionen des Bereichs kleiner als ein Schwellenwert für die Höhendifferenz des Standorts ist,
- wobei das System konfiguriert ist, um ein Signal in Abhängigkeit davon auszugeben, ob das einem Gewässer entsprechende Gelände vor dem Fahrzeug identifiziert wurde.
In one aspect of the invention for which protection is sought, a computer system is provided for a vehicle, the system comprising processing means arranged to receive terrain information from terrain data acquisition means comprising a stereoscopic camera system, which includes the topography of the vehicle Display terrain that extends in front of the vehicle, wherein the terrain information includes at least one stereo image pair of terrain in front of the vehicle, wherein the processing means is configured to: - Calculating a 3D point cloud datum in relation to the terrain in front of the vehicle based on the terrain information;
- Identifying a substantially continuous terrain area in front of the vehicle and within a predicted path of the vehicle in which the number of data points in the 3D point cloud corresponding to that area is less than a threshold empty point data point density, the area being an empty area is considered if the number of data points in the 3D point cloud corresponding to this area is smaller than a threshold for the data point density in the empty area;
- Determine if the empty area corresponds to a body of water, which is an area that meets the following criteria:
- the number of pixels in an image of this area taken by the camera system and corresponding to the specular reflection of a feature of the environment, including the terrain, exceeds a specular reflection density threshold; and
- a height difference between at least two positions of the range is smaller than a threshold value for the altitude difference of the location,
- wherein the system is configured to output a signal depending on whether the terrain corresponding to a body of water has been identified in front of the vehicle.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung haben den Vorteil, dass das Vorhandensein eines Wasserkörpers (Gewässer) vor dem Fahrzeug zuverlässig erkannt und als Reaktion darauf ein Ausgangssignal erzeugt werden kann.Embodiments of the present invention have the advantage that the presence of a body of water (body of water) in front of the vehicle can be reliably detected and an output signal can be generated in response thereto.
Es ist zu verstehen, dass, wenn ein Gewässer vorhanden ist, das Gewässer typischerweise Geländeeigenschaften über dem Wasser wie Himmel, Bäume, Sträucher oder dergleichen spiegelnd reflektiert. Der scheinbare Abstand dieser Geländemerkmale von den Geländedatenerfassungsmitteln, basierend auf der Disparität des Stereobildpaares, ist größer als der Abstand des Gewässers von den Geländedatenerfassungsmitteln. Dementsprechend kann der Bereich der 3D-Punktwolke, der der Lage des Gewässers entspricht, eine geringere Dichte an Datenpunkten aufweisen, als wenn das Gewässer ein nicht spiegelnder Körper, wie beispielsweise ein Erdkörper, wäre. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung versuchen, das Vorhandensein eines Wasserkörpers auf der Grundlage typischer Merkmale eines solchen Körpers zu erkennen, wobei es sich um das Vorhandensein von Spiegelreflexionen durch den Wasserkörper in einem aufgenommenen Bild des Wasserkörpers und die Eigenschaft der Ebenheit handelt, die typischerweise mit einem Wasserkörper verbunden ist.It is to be understood that when there is a body of water, the waters typically reflect terrain characteristics above the water such as sky, trees, shrubs or the like reflected. The apparent distance of these terrain features from the terrain data acquisition means, based on the disparity of the stereo image pair, is greater than the distance of the body of water from the terrain data acquisition means. Accordingly, the area of the 3D point cloud that corresponds to the location of the body of water may have a lower density of data points than if the area of the water were a non-reflecting body, such as an earth body. Embodiments of the present invention seek to detect the presence of a body of water based on typical features of such a body, which are the presence of specular reflections through the body of water in a captured image of the body of water and the property of flatness typically associated with a body of water connected is.
Das System kann konfiguriert werden, wobei, damit das System bestimmen kann, dass ein leerer Bereich einem Gewässer entspricht, die weitere Bedingung erfüllt sein muss, dass der Höhenunterschied zwischen mindestens zwei Positionen auf im Wesentlichen gegenüberliegenden Seiten des Bereichs kleiner als ein Schwellenwert für die Höhendifferenz ist.The system may be configured wherein, in order for the system to determine that an empty area corresponds to a body of water, the further condition must be satisfied that the height difference between at least two locations on substantially opposite sides of the area is less than a height difference threshold is.
In einigen Ausführungsformen sind mit „gegenüberliegenden Seiten“ Punkte entlang einer bestimmten Spalte oder Pixelreihe gemeint, die einen Teil des Gewässers beinhalten, an dem der Gewässer auf den Boden trifft. Die Pixel, deren Höhe berücksichtigt wird, können Pixel sein, die dem leeren Bereich am nächsten liegen, auf gegenüberliegenden Seiten des leeren Bereichs, entlang der Spalte oder Zeile.In some embodiments, "opposite sides" refers to points along a particular column or row of pixels that includes a portion of the body of water that hits the ground. The pixels whose height is taken into account may be pixels closest to the blank area, on opposite sides of the blank area, along the column or row.
Das System kann konfiguriert werden, um die Neigung des Geländes zu bestimmen, die vom Fahrzeug unmittelbar vor dem leeren Bereich innerhalb des vorhergesagten Pfades zu erfahren ist, wobei, wenn die Neigung einen vorbestimmten Neigungswert überschreitet, das System bestimmt, dass der Bereich nicht einem Gewässer entspricht.The system may be configured to determine the slope of the terrain to be experienced by the vehicle immediately before the empty area within the predicted path, wherein if the slope exceeds a predetermined slope, the system determines that the area is not a body of water equivalent.
Das System kann ferner konfiguriert werden, um die Geländeneigung zu bestimmen, die vom Fahrzeug unmittelbar vor dem leeren Bereich innerhalb des vorhergesagten Pfades zu erfahren ist, wobei, wenn die Neigung einen vorbestimmten Neigungswert überschreitet, das System bestimmt, dass der Bereich nicht einem Gewässer entspricht und einem Kamm eines Hanges entsprechen kann.The system may be further configured to determine the terrain slope to be experienced by the vehicle immediately before the empty area within the predicted path, wherein if the slope exceeds a predetermined slope value, the system determines that the area does not correspond to a body of water and a crest of a slope.
Das System kann ferner konfiguriert werden, um in mindestens einem der stereoskopischen Bildpaare, die der 3D-Punktwolke entsprechen, den leeren Bereich zu identifizieren und zu bestimmen, ob der leere Bereich einem Gewässer in weiterer Abhängigkeit zumindest teilweise von RGB-Farbwerten (rot, grün, blau) von mindestens einem Bildpunkt, der dem leeren Bereich entspricht, entspricht.The system may be further configured to identify the empty area in at least one of the stereoscopic image pairs corresponding to the 3D point cloud and to determine whether the empty area is at least partially dependent on RGB color values (red, green , blue) of at least one pixel corresponding to the empty area.
Das System kann konfiguriert werden, um zu bestimmen, ob der leere Bereich einem Gewässer entspricht, abhängig zumindest teilweise von einem durchschnittlichen RGB-Farbwert (rot, grün, blau) über eine Vielzahl von Bildpunkten, die dem leeren Bereich entsprechen.The system may be configured to determine whether the empty area corresponds to a body of water, depending at least in part on an average RGB color value (red, green, blue) over a plurality of pixels corresponding to the empty area.
Das System kann konfiguriert werden, um zu bestimmen, dass der leere Bereich nicht einem Gewässer entspricht, es sei denn, der durchschnittliche RGB-Farbwert (rot, grün, blau) über eine Vielzahl von Bildpunkten, die dem leeren Bereich entsprechen, liegt über einem vorbestimmten minimalen durchschnittlichen RGB-Farbwert und unter einem vorbestimmten maximalen durchschnittlichen RGB-Farbwert.The system can be configured to determine that the empty area does not correspond to a body of water unless the average RGB color value (red, green, blue) over a plurality of pixels corresponding to the empty area is above one predetermined minimum average RGB color value and below a predetermined maximum average RGB color value.
Optional ist das System konfiguriert, um zu bestimmen, ob die Anzahl der Pixel in einem Bild des leeren Bereichs, die der Spiegelreflexion eines Merkmals der Umgebung, einschließlich des Geländes, entsprechen, einen Schwellenwert der Spiegelreflexionsdichte überschreitet, wobei das System konfiguriert ist, um die Differenz zwischen den entsprechenden Pixeln des linken und rechten Stereobildpaares zu bestimmen, die dem leeren Bereich entspricht, wobei die Anzahl der Pixel, die der Spiegelreflexion entsprechen, in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den entsprechenden Pixeln des linken und rechten Bildpaares bestimmt wird.Optionally, the system is configured to determine whether the number of pixels in an empty area image corresponding to the specular reflection of an environmental feature, including the terrain, exceeds a specular reflection density threshold, wherein the system is configured to Determine the difference between the corresponding pixels of the left and right stereo image pair, which corresponds to the empty area, wherein the number of pixels corresponding to the specular reflection, determined in dependence on the difference between the corresponding pixels of the left and right image pair.
Optional ist das System ferner konfiguriert, um zu verlangen, dass eine vorgegebene Breitenbedingung in Bezug auf eine Breite des Bereichs von mindestens einem der stereoskopischen Bildpaare erfüllt sein muss, die dem leeren Bereich entsprechen, damit der leere Bereich einem leeren Bereich entspricht.Optionally, the system is further configured to require that a predetermined width condition be satisfied with respect to a width of the area of at least one of the stereoscopic image pairs corresponding to the blank area so that the blank area corresponds to an empty area.
Es ist zu verstehen, dass diese Anforderung in einigen Ausführungsformen eine notwendige Bedingung, aber nicht eine ausreichende Bedingung ist, damit der leere Bereich einem Gewässer entspricht.It should be understood that in some embodiments, this requirement is a necessary condition but not a sufficient condition for the void area to correspond to a body of water.
Optional umfasst die vorgegebene Breitenbedingung die Bedingung, dass eine Breite oder Durchschnittsbreite von mindestens einem Teil des Bildes, der den leeren Bereich beinhaltet, einen vorgegebenen Schwellenwert für die Breite überschreitet.Optionally, the predetermined width condition includes the condition that a width or average width of at least a part of the image including the blank area exceeds a predetermined threshold for the width.
In einigen Ausführungsformen kann das System konfiguriert werden, um zu verlangen, dass mindestens ein Teil des leeren Bereichs eine Breite aufweist, die den Schwellenwert für die Breite überschreitet. Der Abschnitt kann ein vom System definierter polygonaler Abschnitt sein, der durch Extraktion von Pixeln des linken oder rechten Bildes des stereoskopischen Bildpaares entsprechend dem leeren Bereich definiert ist.In some embodiments, the system may be configured to require that at least a portion of the empty area have a width that exceeds the threshold for the width. The section may be a system-defined polygonal section passing through Extraction of pixels of the left or right image of the stereoscopic image pair is defined according to the empty area.
Das System kann einen Geschwindigkeitsregler umfassen, wobei der Geschwindigkeitsregler konfiguriert ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit zumindest teilweise basierend darauf zu steuern, ob ein Gewässer im Weg des Fahrzeugs identifiziert wurde.The system may include a cruise control, wherein the cruise control is configured to control vehicle speed based at least in part on whether a body of water has been identified in the path of the vehicle.
Der Geschwindigkeitsregler kann das Signal empfangen, das vom Signal des Computersystems ausgegeben wird, abhängig davon, ob im Weg des Fahrzeugs Gelände entsprechend einem Gewässer identifiziert wurde, und die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf dem Signal steuern.The speed controller may receive the signal output from the signal of the computer system depending on whether terrain corresponding to a body of water has been identified in the path of the vehicle and control the vehicle speed based on the signal.
Das System kann konfiguriert werden, um einen Ausgang für den Geschwindigkeitsregler bereitzustellen, der eine empfohlene Höchstgeschwindigkeit anzeigt, die zumindest teilweise davon abhängt, ob ein Wasserkörper im Weg des Fahrzeugs identifiziert wurde.The system may be configured to provide an output to the cruise control that indicates a recommended maximum speed that depends, at least in part, on whether a body of water has been identified in the path of the vehicle.
Das System kann konfiguriert werden, um einem Fahrer eine Warnung zu geben, abhängig davon, ob ein Wasserkörper im Fahrweg des Fahrzeugs identifiziert wurde.The system can be configured to alert a driver based on whether a body of water has been identified in the vehicle's driveway.
Optional umfasst das Geländedatenerfassungsmittel ein stereoskopisches Kamerasystem.Optionally, the terrain data acquisition means comprises a stereoscopic camera system.
Das System kann ferner die Geländedatenerfassungsmittel umfassen.The system may further comprise the terrain data acquisition means.
Optional umfasst das System einen elektronischen Prozessor mit einem elektrischen Eingang zum Empfangen der Geländeinformationen, die die Topographie des Geländes vor dem Fahrzeug anzeigen; und
eine elektronische Speichervorrichtung, die elektrisch mit dem elektronischen Prozessor gekoppelt ist, und
mit darin gespeicherten Anweisungen,
wobei der Prozessor konfiguriert ist, um auf die Speichervorrichtung zuzugreifen und die darin gespeicherten Anweisungen auszuführen, so dass er betriebsfähig ist:
- Berechnen eines 3D-Punktwolkendatensatzes in Bezug auf das Gelände vor dem Fahrzeug basierend auf den Geländeinformationen;
- Identifizieren eines im Wesentlichen kontinuierlichen Geländebereichs vor dem Fahrzeug und innerhalb eines vorhergesagten Weges des Fahrzeugs, in dem die Anzahl der Datenpunkte in der 3D-Punktwolke, die diesem Bereich entspricht, kleiner als ein Schwellenwert für die Datenpunktdichte im leeren Bereich ist, wobei der Bereich als ein leerer Bereich betrachtet wird, wenn die Anzahl der Datenpunkte in der 3D-Punktwolke, die diesem Bereich entspricht, kleiner als ein Schwellenwert für die Datenpunktdichte im leeren Bereich ist;
- Bestimmen, ob der leere Bereich einem Gewässer entspricht, wobei es sich um einen Bereich handelt, der die Kriterien erfüllt:
- die Anzahl der Pixel in einem Bild dieses Bereichs, die vom Kamerasystem aufgenommen wurden und der spiegelnden Reflexion eines Merkmals der Umgebung, einschließlich des Geländes, entsprechen, einen Schwellenwert der Spiegelreflexionsdichte überschreitet; und
- ein Höhenunterschied zwischen mindestens zwei Positionen des Bereichs kleiner als ein Schwellenwert für die Höhendifferenz des Standorts ist,
- und gibt ein Signal in Abhängigkeit davon aus, ob vor dem Fahrzeug ein Gelände entsprechend einem Gewässer identifiziert wurde.
Optionally, the system includes an electronic processor having an electrical input for receiving terrain information indicating the topography of the terrain in front of the vehicle; and
an electronic storage device electrically coupled to the electronic processor, and
with instructions stored therein,
wherein the processor is configured to access the storage device and execute the instructions stored therein to be operable: - Calculating a 3D point cloud datum in relation to the terrain in front of the vehicle based on the terrain information;
- Identifying a substantially continuous terrain area in front of the vehicle and within a predicted path of the vehicle in which the number of data points in the 3D point cloud corresponding to that area is less than a threshold empty point data point density, the area being an empty area is considered if the number of data points in the 3D point cloud corresponding to this area is smaller than a threshold for the data point density in the empty area;
- Determine if the empty area corresponds to a body of water, which is an area that meets the criteria:
- the number of pixels in an image of this area taken by the camera system and corresponding to the specular reflection of a feature of the environment, including the terrain, exceeds a specular reflection density threshold; and
- a height difference between at least two positions of the range is smaller than a threshold value for the altitude difference of the location,
- and outputs a signal depending on whether a terrain corresponding to a body of water has been identified in front of the vehicle.
In einem Aspekt der Erfindung, für den Schutz beantragt wird, ist ein Fahrzeug vorgesehen, das ein System gemäß einem anderen Aspekt umfasst.In one aspect of the invention for which protection is sought, a vehicle is provided that includes a system according to another aspect.
In einem Aspekt der Erfindung, für den Schutz beantragt wird, ist ein Verfahren zur Identifizierung des Geländes vorgesehen, das einem Gewässer entspricht, das mittels eines Computersystems eines Fahrzeugs implementiert wurde,
wobei das Verfahren das Empfangen von Geländedatenerfassungsmitteln (185C), die ein stereoskopisches Kamerasystem umfassen, von Geländeinformationen umfasst, die die Topographie des Geländes anzeigen, die sich vor dem Fahrzeug (100) erstrecken, wobei die Geländeinformationen mindestens ein Stereobildpaar von Gelände vor dem Fahrzeug beinhalten, wobei das Verfahren umfasst:
- Berechnen eines 3D-Punktwolkendatensatzes in Bezug auf das Gelände vor dem Fahrzeug basierend auf den Geländeinformationen;
- Identifizieren eines im Wesentlichen kontinuierlichen Geländebereichs vor dem Fahrzeug und innerhalb eines vorhergesagten Weges des Fahrzeugs, in dem die Anzahl der Datenpunkte in der 3D-Punktwolke, die diesem Bereich entspricht, kleiner als ein Schwellenwert für die Datenpunktdichte im leeren Bereich ist, wobei dieser Bereich als ein leerer Bereich betrachtet wird, wenn die Anzahl der Datenpunkte in der 3D-Punktwolke, die diesem Bereich entspricht, kleiner als ein Schwellenwert für die Datenpunktdichte im leeren Bereich ist;
- Bestimmen, ob der leere Bereich einem Gewässer entspricht, wobei es sich um einen Bereich handelt, der die Kriterien erfüllt, die:
- die Anzahl der Pixel in einem Bild dieses Bereichs, die vom Kamerasystem aufgenommen wurden und der spiegelnden Reflexion eines Merkmals der Umgebung, einschließlich des Geländes, entsprechen, einen Schwellenwert der Spiegelreflexionsdichte überschreitet; und
- ein Höhenunterschied zwischen mindestens zwei Positionen des Bereichs kleiner als ein Schwellenwert für die Höhendifferenz des Standorts ist,
- wobei das Verfahren das Ausgeben eines Signals in Abhängigkeit davon umfasst, ob das einem Gewässer entsprechende Gelände vor dem Fahrzeug identifiziert wurde.
In one aspect of the invention for which protection is sought, a method of identifying the terrain corresponding to a body of water implemented by means of a computer system of a vehicle is provided,
the method comprising receiving terrain data acquisition means ( 185C ) comprising a stereoscopic camera system of terrain information indicating the topography of the terrain in front of the vehicle ( 100 ), the terrain information including at least one stereo image pair of terrain in front of the vehicle, the method comprising: - Calculating a 3D point cloud datum in relation to the terrain in front of the vehicle based on the terrain information;
- Identifying a substantially continuous terrain area in front of the vehicle and within a predicted path of the vehicle in which the number of data points in the 3D point cloud corresponding to that area is less than a threshold empty point data point density, said area an empty area is considered if the number of data points in the 3D point cloud corresponding to this area is smaller than a threshold for the data point density in the empty area;
- Determine if the empty area corresponds to a body of water, which is an area that meets the criteria that:
- the number of pixels in an image of this area taken by the camera system and corresponding to the specular reflection of a feature of the environment, including the terrain, exceeds a specular reflection density threshold; and
- a height difference between at least two positions of the range is smaller than a threshold value for the altitude difference of the location,
- the method comprising outputting a signal depending on whether the terrain corresponding to a body of water has been identified in front of the vehicle.
In einem Aspekt der Erfindung, für den Schutz beantragt wird, ist ein nichtflüchtiges, computerlesbares Trägermedium vorgesehen, das einen computerlesbaren Code zum Steuern eines Fahrzeugs zur Durchführung des Verfahrens eines anderen Aspekts trägt.In one aspect of the invention for which protection is sought, there is provided a non-transitory computer-readable carrier medium carrying a computer-readable code for controlling a vehicle to perform the method of another aspect.
In einem Aspekt der Erfindung, für den Schutz begehrt wird, ist ein auf einem Prozessor ausführbares Computerprogrammprodukt vorgesehen, um das Verfahren eines anderen Aspekts zu implementieren.In one aspect of the invention for which protection is desired, a computer program product executable on a processor is provided to implement the method of another aspect.
In einem Aspekt der Erfindung, für den Schutz begehrt wird, ist ein nichtflüchtiges, computerlesbares Medium vorgesehen, das mit dem Computerprogrammprodukt eines anderen Aspekts geladen ist.In one aspect of the invention for which protection is desired, there is provided a non-transitory computer-readable medium loaded with the computer program product of another aspect.
In einem Aspekt der Erfindung, für den Schutz beantragt wird, ist ein Prozessor vorgesehen, der so eingerichtet ist, dass er das Verfahren eines anderen Aspekts oder das Computerprogrammprodukt eines anderen Aspekts implementiert.In one aspect of the invention for which protection is sought, a processor is provided that is adapted to implement the method of another aspect or the computer program product of another aspect.
Im Rahmen dieser Anwendung ist ausdrücklich vorgesehen, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorstehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in den folgenden Beschreibungen und Zeichnungen dargelegt sind, und insbesondere die einzelnen Merkmale davon, unabhängig oder in beliebiger Kombination übernommen werden können. Das heißt, alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer Ausführungsform können in beliebiger Weise und/oder Kombination kombiniert werden, es sei denn, diese Merkmale sind nicht kompatibel. Der Anmelder behält sich das Recht vor, eine ursprünglich eingereichte Forderung zu ändern oder eine neue Forderung entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, eine ursprünglich eingereichte Forderung zu ändern, um von einer anderen Forderung abhängig zu sein und/oder eine Eigenschaft einer anderen Forderung aufzunehmen, obwohl sie ursprünglich nicht auf diese Weise geltend gemacht wurde.It is expressly intended in the context of this application that the various aspects, embodiments, examples and alternatives set forth in the preceding paragraphs, in the claims and / or in the following descriptions and drawings, and in particular the individual features thereof, be made independently or in part any combination can be accepted. That is, all embodiments and / or features of an embodiment may be combined in any manner and / or combination, unless these features are incompatible. The Applicant reserves the right to change a claim originally filed or to submit a new claim accordingly, including the right to change a claim originally filed in order to be dependent on another claim and / or to receive a property of another claim, although it was not initially claimed in this way.
Figurenlistelist of figures
Die vorliegende Erfindung wird nun exemplarisch nur noch mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
- 1 ist eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in der Draufsicht;
- 2 zeigt das Fahrzeug von 1 in der Seitenansicht;
- 3 ist ein schematisches Übersichtsdiagramm einer Ausführungsform des Fahrzeuggeschwindigkeitsregelsystems der vorliegenden Erfindung, einschließlich eines Geschwindigkeitsregelsystems und eines langsamen Fortschrittsregelsystems;
- 4 veranschaulicht ein Lenkrad eines Fahrzeugs gemäß der Ausführungsform von 1;
- 5 ist eine schematische Darstellung in Draufsicht einer Geländehöhenkarte vor dem Fahrzeug;
- 6 zeigt (a) ein Beispiel für ein Bild, das von einer linken Kamera eines stereoskopischen Kamerasystems des Fahrzeugs von 1 aufgenommen wurde, und (b) eine Darstellung der entsprechenden, nach der MLS-Methode erzeugten Höhenkarte in Bezug auf das unter (a) dargestellte Bild;
- 7 ist eine schematische Darstellung einer MLS-Karte, die Zellen C umfasst, wobei Zellen, die der Lage eines Hindernis OB entsprechen, in relativ dunkler Schattierung dargestellt sind, während Zellen, die dem Schatten SH des Hindernisses entsprechen, in mittlerer Schattierung dargestellt sind;
- 8 zeigt (a) den Abschnitt des Bildes von 6(a), der dem in 6(b) dargestellten leeren Bereich ER entspricht, in Form eines zugeschnittenen polygonalen Bereichs des Kamerabildes von 6(a) und (b) einen verlängerten zugeschnittenen polygonalen Bereich, basierend auf dem in (a) dargestellten zugeschnittenen polygonalen Bereich;
- 9 ist ein Diagramm, das eine Domäne von Werten der SpeckleZahl und der durchschnittlichen Intensität von R, G, B Farbwerten abbildet, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestimmt wurden, die mit dem Vorhandensein eines Grabens oder Gewässers in einem stereoskopischen Bildpaar von Gelände vor einem Fahrzeug übereinstimmen; und
- 10 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb eines Computersystems des Fahrzeugs mit der Ausführungsform von 1 veranschaulicht.
The present invention will now be described by way of example only with reference to the accompanying drawings, in which: - 1 is a schematic representation of a vehicle according to an embodiment of the invention in plan view;
- 2 shows the vehicle from 1 in the side view;
- 3 Fig. 10 is a schematic overview diagram of an embodiment of the vehicle speed control system of the present invention including a speed control system and a slow progress control system;
- 4 FIG. 10 illustrates a steering wheel of a vehicle according to the embodiment of FIG 1 ;
- 5 is a schematic representation in plan view of a terrain elevation map in front of the vehicle;
- 6 FIG. 11 shows (a) an example of an image taken by a left camera of a stereoscopic camera system of the vehicle of FIG 1 and (b) a representation of the corresponding MLS altitude map with respect to the image shown at (a);
- 7 is a schematic representation of an MLS card, the cells C includes, taking cells that are the location of an obstacle IF are shown in relatively dark shade, while cells corresponding to the shadow SH of the obstacle are shown in middle shading;
- 8th shows (a) the section of the image of 6 (a) who in the 6 (b) shown empty area HE corresponds, in the form of a trimmed polygonal area of the camera image of 6 (a) and (b) an elongated trimmed polygonal region based on the trimmed polygonal region shown in (a);
- 9 is a diagram that is a domain of values of the speckle number and the average intensity of R . G . B Mapping color values determined according to an embodiment of the present invention that match the presence of a trench or body of water in a stereoscopic image pair of terrain in front of a vehicle; and
- 10 FIG. 10 is a flowchart illustrating the operation of a computer system of the vehicle having the embodiment of FIG 1 illustrated.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DETAILED DESCRIPTION
Verweise hierauf auf einen Block, wie beispielsweise einen Funktionsblock, sind so zu verstehen, dass sie einen Verweis auf Softwarecode zur Ausführung der angegebenen Funktion oder Aktion beinhalten, der ein Ausgang sein kann, der als Reaktion auf einen oder mehrere Eingänge bereitgestellt wird. Der Code kann in Form einer Softwareroutine oder Funktion vorliegen, die von einem Hauptrechnerprogramm aufgerufen wird, oder er kann Code sein, der Teil eines Codeflusses ist und keine separate Routine oder Funktion ist. Zur besseren Erklärung der Funktionsweise der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird auf den Funktionsblock verwiesen.References thereon to a block, such as a functional block, are understood to include reference to software code for performing the specified function or action, which may be an output provided in response to one or more inputs. The code may be in the form of a software routine or function called by a host program, or it may be code that is part of a code stream and is not a separate routine or function. For a better explanation of the operation of the embodiments of the present invention, reference is made to the functional block.
BILD 1 zeigt ein Fahrzeug 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 100 weist einen Antriebsstrang 129 auf, der einen Motor 121 beinhaltet, der mit einem Antriebsstrang 130 mit einem Automatikgetriebe 124 verbunden ist. Es ist zu verstehen, dass die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auch für den Einsatz in Fahrzeugen mit Schaltgetrieben, stufenlosen Getrieben oder einem anderen geeigneten Getriebe geeignet sind.PICTURE 1 shows a vehicle 100 according to an embodiment of the present invention. The vehicle 100 has a drive train 129 on, the one engine 121 that involves a powertrain 130 with an automatic transmission 124 connected is. It should be understood that the embodiments of the present invention are also suitable for use in vehicles having manual transmissions, continuously variable transmissions, or other suitable transmission.
In der Ausführungsform von 1 kann das Getriebe 124 mittels eines Getriebebetriebsarten-Wählrades 124S auf eine von mehreren Getriebebetriebsarten, nämlich einen Parkmodus, einen Rückwärtsmodus, einen Neutralmodus, einen Fahrmodus oder einen Sportmodus, eingestellt werden. Das Wählrad 124S liefert ein Ausgangssignal an eine Antriebsstrangsteuerung 11, woraufhin die Antriebsstrangsteuerung 11 bewirkt, dass das Getriebe 124 gemäß dem gewählten Übertragungsmodus arbeitet.In the embodiment of 1 can the gearbox 124 by means of a transmission mode selector wheel 124S be set to one of a plurality of transmission modes, namely, a parking mode, a reverse mode, a neutral mode, a drive mode, or a sport mode. The dial 124S provides an output signal to a powertrain control 11 , whereupon the powertrain control 11 causes the gearbox 124 operates according to the selected transmission mode.
Der Antriebsstrang 130 ist so angeordnet, dass er ein Paar vordere Fahrzeugräder 111.112 mittels eines vorderen Differential 137 und ein Paar vordere Antriebswellen 118 antreibt. Der Antriebsstrang 130 umfasst auch einen Hilfsantriebsstrangabschnitt 131, der so angeordnet ist, dass er ein Paar Hinterräder 114, 115 mittels einer Hilfsantriebswelle oder -welle 132, ein hinteres Differential 135 und ein Paar Hinterantriebswellen 139 antreibt.The powertrain 130 is arranged so that it has a pair of front vehicle wheels 111112 by means of a front differential 137 and a pair of front drive shafts 118 drives. The powertrain 130 also includes an auxiliary drive train section 131 which is arranged so that he has a pair of rear wheels 114 . 115 by means of an auxiliary drive shaft or shaft 132 , a rear differential 135 and a pair of rear drive shafts 139 drives.
Ausführungsformen der Erfindung eignen sich für die Verwendung mit Fahrzeugen, bei denen das Getriebe so angeordnet ist, dass es nur ein Paar Vorderräder oder nur ein Paar Hinterräder (d.h. Fahrzeuge mit Vorderradantrieb oder Fahrzeuge mit Hinterradantrieb) oder wählbare Fahrzeuge mit Zweiradantrieb/ Allradantrieb antreibt. In der Ausführungsform von 1 ist das Getriebe 124 mittels einer Kraftübertragungseinheit (PTU) 131P lösbar mit dem Hilfsantriebsstrangabschnitt 131 verbindbar, was den Betrieb in einem Zweiradantrieb oder einem Allradantrieb ermöglicht. Es ist zu verstehen, dass Ausführungsformen der Erfindung für Fahrzeuge mit mehr als vier Rädern geeignet sein können oder wenn nur zwei Räder angetrieben werden, z.B. zwei Räder eines dreirädrigen Fahrzeugs oder eines vierrädrigen Fahrzeugs oder eines Fahrzeugs mit mehr als vier Rädern.Embodiments of the invention are suitable for use with vehicles in which the transmission is arranged to drive only a pair of front wheels or just a pair of rear wheels (ie, front wheel drive vehicles or rear wheel drive vehicles) or selectable two wheel drive / four wheel drive vehicles. In the embodiment of 1 is the transmission 124 by means of a power transmission unit (PTU) 131P detachable with the auxiliary drive train section 131 connectable, which allows operation in a two-wheel drive or four-wheel drive. It is to be understood that embodiments of the invention may be suitable for vehicles with more than four wheels or when only two wheels are driven, eg two wheels of a three-wheeled vehicle or a four-wheeled vehicle or a vehicle with more than four wheels.
Ein Steuersystem für den Fahrzeugmotor 121 beinhaltet eine zentrale Steuerung 10, die als Fahrzeugsteuereinheit (VCU) 10 bezeichnet wird, die Antriebsstrangsteuerung 11, eine Bremssteuerung 13 (eine Antiblockiersystem (ABS)-Steuerung) und eine Lenksteuerung 170C. Die ABS-Steuerung 13 ist Teil eines Bremssystems 22 (3). Die VCU 10 empfängt und gibt eine Vielzahl von Signalen zu und von verschiedenen Sensoren und Subsystemen (nicht dargestellt) am Fahrzeug aus. Die VCU 10 beinhaltet ein in 3 dargestelltes Langsamfahrt-(LSP)-Steuerungssystem 12, ein Stabilitätssteuerungssystem (SCS) 14, ein Tempomatsystem 16 und ein Bergabfahrt-(Hill Decent Control (HDC))-System 12HD. Das SCS 14 verbessert die Sicherheit des Fahrzeugs 100, indem es den Verlust der Traktions- oder Lenksteuerung erkennt und steuert. Wenn eine Verringerung der Traktions- oder Lenksteuerung erkannt wird, ist das SCS 14 automatisch in der Lage, die ABS-Steuerung 13 anzuweisen, eine oder mehrere Bremsen des Fahrzeugs zu betätigen, um das Fahrzeug 100 in die Richtung zu lenken, in die der Benutzer fahren möchte. In der dargestellten Ausführungsform ist das SCS 14 durch die VCU 10 implementiert. In einigen alternativen Ausführungsformen kann die SCS 14 durch die ABS-Steuerung 13 implementiert werden.A control system for the vehicle engine 121 includes a central control 10 used as vehicle control unit (VCU) 10 is called the powertrain control 11 , a brake control 13 (an antilock brake system (ABS) control) and a steering control 170C , The ABS control 13 is part of a braking system 22 ( 3 ). The VCU 10 receives and outputs a variety of signals to and from various sensors and subsystems (not shown) on the vehicle. The VCU 10 includes a in 3 illustrated slow cruise control (LSP) control system 12 , a stability control system (SCS) 14 , a cruise control system 16 and a Hill Decent Control (HDC) system 12HD , The SCS 14 improves the safety of the vehicle 100 by detecting and controlling the loss of traction or steering control. If a reduction in traction or steering control is detected, then the SCS 14 automatically able to control the ABS 13 to instruct one or more brakes of the vehicle to operate the vehicle 100 to steer in the direction in which the user wants to drive. In the illustrated embodiment, the SCS 14 through the VCU 10 implemented. In some alternative embodiments, the SCS 14 through the ABS control 13 be implemented.
Obwohl in 3 nicht im Detail dargestellt, beinhaltet die VCU 10 weiterhin einen Funktionsblock Traction Control (TC). Der TC-Funktionsblock ist in einem Softwarecode implementiert, der von einer Rechenvorrichtung der VCU 10 ausgeführt wird. Die ABS-Steuerung 13 und der TC-Funktionsblock stellen Ausgänge zur Verfügung, die beispielsweise die TC-Aktivität, die ABS-Aktivität, Bremseingriffe an einzelnen Rädern und Motordrehmomentanforderungen von der VCU 10 an den Motor 121 im Falle eines Radschlupfereignisses anzeigen. Jedes der vorgenannten Ereignisse zeigt an, dass ein Radschlupfereignis stattgefunden hat. In einigen Ausführungsformen implementiert die ABS-Steuerung 13 den TC-Funktionsblock. Andere Fahrzeugsubsysteme, wie beispielsweise ein Rollstabilitätskontrollsystem oder dergleichen, können ebenfalls einbezogen werden.Although in 3 not shown in detail, includes the VCU 10 furthermore a function block Traction Control (TC). The TC function block is implemented in software code that is provided by a VCU computing device 10 is performed. The ABS control 13 and the TC functional block provide outputs that include, for example, TC activity, ABS activity, single wheel braking interventions, and engine torque requests from the VCU 10 to the engine 121 in the case of a wheel slip event. Each of the aforementioned events indicates that a wheel slip event has occurred. In some embodiments, the ABS controller implements 13 the TC function block. Other vehicle subsystems, such as a rollover stability control system or the like, may also be included.
Wie bereits erwähnt, beinhaltet das Fahrzeug 100 auch ein Geschwindigkeitsregelsystem 16, das betreibbar ist, um die Fahrzeuggeschwindigkeit automatisch auf einer ausgewählten Geschwindigkeit zu halten, wenn das Fahrzeug mit Geschwindigkeiten über 25 km/h fährt. Das Geschwindigkeitsregelsystem 16 ist mit einem Tempomat HMI (Human Machine Interface) 18 ausgestattet, mit dem der Benutzer eine Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit in bekannter Weise in das Tempomatsystem 16 eingeben kann. In einer Ausführungsform der Erfindung sind die Eingabesteuerungen des Tempomatsystems an einem Lenkrad 171 montiert (BILD 4). Das Geschwindigkeitsregelsystem 16 kann durch Drücken einer Auswahltaste 176 des Geschwindigkeitsregelsystems eingeschaltet werden. Wenn das Geschwindigkeitsregelsystem 16 eingeschaltet ist, stellt die Betätigung eines Geschwindigkeitsreglers 173 den aktuellen Wert eines Geschwindigkeitsreglers auf die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit ein. Durch Drücken einer’+‘-Taste 174 kann der Wert der cruise_set-speed erhöht werden, während durch Drücken einer’-‘-Taste 175 der Wert der cruise_set-speed verringert werden kann. Es ist eine Fortsetztaste 173R vorgesehen, die zum Steuern des Geschwindigkeitsregelsystems 16 betreibbar ist, um die Geschwindigkeitsregelung zum sofortigen Wert der cruise_set-speed nach einer Fahrerüberfahrt wieder aufzunehmen. Es ist zu verstehen, dass bekannte On-Highway-Tempomatsysteme einschließlich des vorliegenden Systems 16 so konfiguriert sind, dass im Falle, dass der Benutzer die Bremse oder, im Falle von Fahrzeugen mit Schaltgetriebe, ein Kupplungspedal betätigt, die Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit durch das Tempomatsystem 16 abgebrochen wird und das Fahrzeug 100 in eine manuelle Betriebsart zurückkehrt, die zur Aufrechterhaltung der Fahrzeuggeschwindigkeit die Eingabe von Gaspedal oder Bremspedal durch einen Benutzer erfordert. Darüber hinaus hat die Erkennung eines Radschlupfereignisses, wie es durch einen Traktionsverlust ausgelöst werden kann, auch den Effekt, dass die Regelung der Fahrzeuggeschwindigkeit durch das Geschwindigkeitsregelsystem 16 aufgehoben wird. Die Geschwindigkeitsregelung durch das System 16 wird wieder aufgenommen, wenn der Fahrer anschließend die Fortsetzungs-Taste 173R drückt.As already mentioned, the vehicle includes 100 also a speed control system 16 which is operable to automatically maintain the vehicle speed at a selected speed when the vehicle is traveling at speeds in excess of 25 km / h. The Speed control system 16 is with a cruise control HMI (Human Machine Interface) 18 equipped with the user with a target vehicle speed in a known manner in the cruise control system 16 can enter. In one embodiment of the invention, the input controls of the cruise control system are on a steering wheel 171 mounted (FIG 4 ). The speed control system 16 can by pressing a selection key 176 of the cruise control system are turned on. If the speed control system 16 is on, sets the operation of a speed controller 173 the current value of a cruise control on the current vehicle speed. By pressing a '+' button 174 the value of the cruise_set-speed can be increased while pressing a '-'-button 175 the value of the cruise_set-speed can be reduced. It is a continuation button 173R provided for controlling the speed control system 16 is operable to resume the cruise control to the immediate value of the cruise_set-speed after a driver crossing. It should be understood that known on-highway cruise control systems including the present system 16 are configured so that, in the event that the user applies the brake or, in the case of vehicles with manual transmission, a clutch pedal, the control of the vehicle speed through the cruise control system 16 is canceled and the vehicle 100 returns to a manual mode which requires the user to enter accelerator pedal or brake pedal to maintain vehicle speed. Moreover, the detection of a wheel slip event, such as may be triggered by a loss of traction, also has the effect of controlling the vehicle speed through the cruise control system 16 will be annulled. The speed control by the system 16 is resumed when the driver subsequently presses the resume button 173R suppressed.
Das Geschwindigkeitsregelsystem 16 überwacht die Fahrzeuggeschwindigkeit und jede Abweichung von der Soll-Fahrzeuggeschwindigkeit wird automatisch angepasst, so dass die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einem im Wesentlichen konstanten Wert gehalten wird, der typischerweise über 25 km/h liegt. Mit anderen Worten, das Tempomatsystem ist bei Geschwindigkeiten unter 25 km/h wirkungslos. Das Tempomat HMI 18 kann auch konfiguriert werden, um den Benutzer über eine visuelle Anzeige des HMI 18 über den Status des Tempomatsystems 16 zu informieren. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Geschwindigkeitsregelsystem 16 so konfiguriert, dass der Wert der cruise_set-speed auf einen beliebigen Wert im Bereich von 25-150 km/h eingestellt werden kann.The speed control system 16 monitors the vehicle speed and any deviation from the desired vehicle speed is automatically adjusted so that the vehicle speed is maintained at a substantially constant value, which is typically above 25 km / h. In other words, the cruise control system is ineffective at speeds below 25 km / h. The cruise control HMI 18 can also be configured to give the user a visual indication of the HMI 18 about the status of the cruise control system 16 to inform. In the present embodiment, the speed control system is 16 configured so that the value of the cruise_set-speed can be set to any value in the range of 25-150 km / h.
Das LSP-Steuerungssystem 12 stellt auch ein geschwindigkeitsbasiertes Steuerungssystem für den Benutzer zur Verfügung, das es dem Benutzer ermöglicht, eine sehr niedrige Sollgeschwindigkeit zu wählen, mit der das Fahrzeug weiterfahren kann, ohne dass der Benutzer irgendwelche Pedaleingaben benötigt, um die Fahrzeuggeschwindigkeit beizubehalten. Die Funktionalität der Geschwindigkeitsregelung (oder Fortschrittsregelung) für langsame Geschwindigkeiten wird von dem On-Highway-Tempomaten 16 nicht bereitgestellt, der nur bei Geschwindigkeiten über 25 km/h arbeitet.The LSP control system 12 Also provides a speed-based control system to the user that allows the user to select a very low target speed that the vehicle can travel on without the user needing any pedal inputs to maintain vehicle speed. The functionality of slow speed cruise control (or slow speed) is provided by on-highway cruise control 16 not provided, which works only at speeds above 25 km / h.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die LSP-Steuerung 12 durch Drücken des am Lenkrad 171 angebrachten Wahlschalters 178 aktiviert. Das System 12 ist betreibbar, um selektive Antriebsstrang-, Traktionskontroll- und Bremsaktionen auf ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs 100 gemeinsam oder einzeln anzuwenden.In the present embodiment, the LSP control becomes 12 by pressing on the steering wheel 171 attached selector switch 178 activated. The system 12 is operable to selectively drive train, traction control and braking actions on one or more wheels of the vehicle 100 apply together or individually.
Das LSP-Steuerungssystem 12 ist konfiguriert, um es einem Benutzer zu ermöglichen, einen Sollwert der Fahrzeug-Sollgeschwindigkeit in Form eines Solldrehzahlparameters, user_set-speed, über eine langsame Ablaufsteuerung HMI (LSP HMI) 20 (1, 3) einzugeben, die sich bestimmte Eingabetasten 173-175 mit dem Geschwindigkeitsregelsystem 16 und dem HDC-Steuerungssystem 12HD teilt. Sofern die Fahrzeuggeschwindigkeit innerhalb des zulässigen Betriebsbereichs des LSP-Steuerungssystems 12 liegt (was in der vorliegenden Ausführungsform der Bereich von 2 bis 30 km/h ist, obwohl andere Bereiche auch nützlich sind) und keine andere Einschränkung der Fahrzeuggeschwindigkeit vorliegt, während sie vom LSP-Steuerungssystem 12 gesteuert wird, steuert das LSP-Steuerungssystem 12 die Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß einem LSP-Steuerungssystem-Sollgeschwindigkeitswert LSP_set-speed, der im Wesentlichen gleich der Benutzer-Sollgeschwindigkeit eingestellt ist. Im Gegensatz zum Geschwindigkeitsregelungssystem 16 ist das LSP-Steuerungssystem 12 so konfiguriert, dass es unabhängig vom Auftreten eines Traktionsereignisses arbeitet. Das heißt, das LSP-Steuerungssystem 12 hebt die Geschwindigkeitsregelung bei Erkennung des Radschlupfes nicht auf. Vielmehr steuert das LSP-Steuerungssystem 12 aktiv das Fahrzeugverhalten bei Schlupferkennung.The LSP control system 12 is configured to allow a user to set a desired vehicle speed setpoint in the form of a setpoint speed parameter, user_set-speed, via a slow HMI (LSP HMI) scheduler 20 ( 1 . 3 ) entering certain input keys 173-175 with the speed control system 16 and the HDC control system 12HD Splits. If the vehicle speed is within the permissible operating range of the LSP control system 12 is (which is in the present embodiment, the range of 2 to 30 km / h, although other ranges are also useful) and no other limitation on vehicle speed exists while coming from the LSP control system 12 is controlled, controls the LSP control system 12 the vehicle speed according to an LSP control system target speed value LSP_set-speed set substantially equal to the user target speed. In contrast to the cruise control system 16 is the LSP control system 12 configured to operate independently of the occurrence of a traction event. That is, the LSP control system 12 does not cancel the speed control when detecting the wheel slip. Rather, the LSP control system controls 12 active the vehicle behavior with slip detection.
Die LSP-Steuerung HMI 20 ist in der Fahrzeugkabine so angeordnet, dass sie für den Benutzer leicht zugänglich ist. Der Benutzer des Fahrzeugs 100 kann über das LSP HMI 20 den gewünschten Wert der user_set-speed, wie vorstehend beschrieben, mit der Taste „set-speed“ 173 und den Tasten „+“/„-“ 174, 175 in ähnlicher Weise wie beim Tempomat 16 in das LSP-Steuerungssystem 12 eingeben. Das LSP HMI 20 beinhaltet auch eine visuelle Anzeige, mit der der Benutzer über den Status des LSP-Steuerungssystems 12 informiert und geführt werden kann.The LSP control HMI 20 is arranged in the vehicle cabin so that it is easily accessible to the user. The user of the vehicle 100 can via the LSP HMI 20 the desired value of the user_set-speed, as described above, with the button "set-speed" 173 and the keys "+" / "-" 174 . 175 similar to the cruise control 16 into the LSP control system 12 enter. The LSP HMI 20 also includes a visual Display that informs the user about the status of the LSP control system 12 can be informed and guided.
Das LSP-Steuerungssystem 12 empfängt eine Eingabe von der ABS-Steuerung 13 des Bremssystems 22 des Fahrzeugs, die anzeigt, inwieweit der Benutzer mit dem Bremspedal 163 gebremst hat. Das LSP-Steuerungssystem 12 empfängt auch eine Eingabe von einem Gaspedal 161, das anzeigt, inwieweit der Benutzer das Gaspedal 161 gedrückt hat, und eine Eingabe vom Getriebe oder Getriebe 124. Dieser letztgenannte Eingang kann Signale beinhalten, die beispielsweise die Drehzahl einer Abtriebswelle des Getriebes 124, einen Schlupf des Drehmomentwandlers und eine Übersetzungsanforderung darstellen. Weitere Eingaben für das LSP-Steuerungssystem 12 beinhalten einen Eingang des Tempomats HMI 18, der für den Zustand (EIN/AUS) des Tempomats 16 repräsentativ ist, einen Eingang des LSP-Steuerungssystems HMI 20 und einen Eingang eines Gradientensensors 45, der die Neigung der Fahrfläche anzeigt, über die das Fahrzeug 100 fährt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Gradientensensor 45 ein gyroskopischer Sensor. In einigen alternativen Ausführungsformen empfängt das LSP-Steuerungssystem 12 ein Signal, das die Fahrflächenneigung anzeigt, von einer anderen Steuerung, wie beispielsweise der ABS-Steuerung 13. Die ABS-Steuerung 13 kann den Gradienten basierend auf einer Vielzahl von Eingängen bestimmen, optional zumindest teilweise basierend auf Signalen, die die Längs- und Querbeschleunigung des Fahrzeugs anzeigen, und ein Signal, das die Referenzfahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs anzeigt (v_actual), ist ein Signal, das die tatsächliche Fahrzeuggeschwindigkeit über Grund anzeigt. Verfahren zur Berechnung der Fahrzeugbezugsgeschwindigkeit, die beispielsweise auf Radgeschwindigkeiten von Fahrzeugen basieren, sind bekannt. So kann beispielsweise bei einigen bekannten Fahrzeugen die Fahrzeugbezugsgeschwindigkeit als die Geschwindigkeit des zweit langsamsten Rades oder die Durchschnittsgeschwindigkeit aller Räder bestimmt werden. Andere Methoden zur Berechnung der Fahrzeugbezugsgeschwindigkeit können in einigen Ausführungsformen nützlich sein, einschließlich mit Hilfe einer Kameravorrichtung oder eines Radarsensors.The LSP control system 12 receives an input from the ABS controller 13 of the brake system 22 of the vehicle, indicating the extent to which the user is using the brake pedal 163 has slowed down. The LSP control system 12 also receives an input from an accelerator pedal 161 , indicating to what extent the user the accelerator pedal 161 has pressed, and an input from the transmission or transmission 124 , This latter input may include signals, for example, the speed of an output shaft of the transmission 124 , a slip of the torque converter and a translation request. Further inputs for the LSP control system 12 include an input of cruise control HMI 18 , which is for the state (ON / OFF) of cruise control 16 representative of an input of the LSP control system HMI 20 and an input of a gradient sensor 45 indicating the slope of the running surface over which the vehicle is 100 moves. In the present embodiment, the gradient sensor is 45 a gyroscopic sensor. In some alternative embodiments, the LSP control system receives 12 a signal indicative of the road inclination from another controller such as the ABS controller 13 , The ABS control 13 may determine the gradient based on a plurality of inputs, optionally based at least in part on signals indicative of the longitudinal and lateral acceleration of the vehicle, and a signal indicative of the reference vehicle speed of the vehicle (v_actual) is a signal representing the actual vehicle speed indicating over reason. Methods for calculating the vehicle reference speed based, for example, on wheel speeds of vehicles are known. For example, in some known vehicles, the vehicle reference speed may be determined as the speed of the second slowest wheel or the average speed of all wheels. Other methods of calculating the vehicle reference speed may be useful in some embodiments, including with the aid of a camera device or a radar sensor.
Das HDC-System 12HD wird durch Drücken der Taste 177 aktiviert, die aus dem HDC-System HMI 20HD besteht und am Lenkrad 171 montiert ist. Wenn das HDC-System 12HD aktiv ist, steuert das System 12HD das Bremssystem 22, um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einen Wert zu begrenzen, der dem eines HDC-Solldrehzahlparameters HDC_solldrehzahl entspricht, der von einem Benutzer ähnlich wie die Solldrehzahl des Geschwindigkeitsregelsystems 16 und des LSP-Steuerungssystems mit den gleichen Steuertasten 173, 173R, 174, 175 gesteuert werden kann. Das HDC-System 12HD ist funktionsfähig, so dass der Wert der HDC_set-speed auf einen beliebigen Wert im Bereich von 2-30 km/h eingestellt werden kann. Der Parameter HDC-Solldrehzahl kann auch als HDC-Solldrehzahl bezeichnet werden. Sofern der Benutzer das HDC-System 12HD nicht durch Drücken des Gaspedals 161 außer Kraft setzt, wenn das HDC-System 12HD aktiv ist, steuert das HDC-System 12HD das Bremssystem 22 (3), um zu verhindern, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit die HDC_Sollgeschwindigkeit überschreitet. In der vorliegenden Ausführungsform ist das HDC-System 12HD nicht in der Lage, ein positives Antriebsmoment aufzubringen. Vielmehr ist das HDC-System 12HD nur so betreibbar, dass über das Bremssystem 22 ein negatives Bremsmoment aufgebracht wird.The HDC system 12HD is activated by pressing the key 177 enabled, from the HDC system HMI 20HD exists and on the steering wheel 171 is mounted. If the HDC system 12HD is active controls the system 12HD the brake system 22 to limit the vehicle speed to a value corresponding to that of a target HDC set speed parameter HDC_soll speed that is similar to the target speed of the cruise control system by a user 16 and the LSP control system with the same control buttons 173 . 173R . 174 . 175 can be controlled. The HDC system 12HD is functional so that the value of the HDC_set-speed can be set to any value in the range of 2-30 km / h. The parameter HDC setpoint speed can also be referred to as setpoint HDC speed. Unless the user has the HDC system 12HD not by pressing the accelerator pedal 161 overrides when the HDC system 12HD is active controls the HDC system 12HD the brake system 22 ( 3 ) to prevent the vehicle speed from exceeding the HDC_soll speed. In the present embodiment, the HDC system is 12HD unable to apply a positive drive torque. Rather, the HDC system 12HD only so operable that about the brake system 22 a negative braking torque is applied.
Es ist zu verstehen, dass die VCU 10 konfiguriert ist, um ein bekanntes Terrain Response (TR) (RTM)-System der vorstehend beschriebenen Art zu implementieren, bei dem die VCU 10 die Einstellungen eines oder mehrerer Fahrzeugsysteme oder Subsysteme wie die Antriebsstrangsteuerung 11 in Abhängigkeit von einem ausgewählten Fahrmodus steuert. Der Fahrmodus kann von einem Benutzer mit Hilfe eines Fahrmoduswahlschalters 141S (1) ausgewählt werden. Die Fahrmodi können auch als Geländemodi, Terrain Response (TR)-Modi oder Steuermodi bezeichnet werden.It is understood that the VCU 10 is configured to implement a known Terrain Response (TR) (RTM) system of the type described above, in which the VCU 10 the settings of one or more vehicle systems or subsystems such as powertrain control 11 in response to a selected drive mode. The driving mode may be selected by a user using a driving mode selector 141S ( 1 ) to be selected. The driving modes may also be referred to as Terrain Modes, Terrain Response (TR) Modes, or Control Modes.
In der Ausführungsform von 1 vier Fahrmodi sind vorgesehen: ein Fahrmodus auf der Straße, der für das Fahren auf einer relativ harten, glatten Fahrfläche geeignet ist, auf der ein relativ hoher Oberflächenreibungskoeffizient zwischen der Fahrfläche und den Rädern des Fahrzeugs besteht; ein Fahrmodus auf Sand, der für das Fahren über sandiges Gelände geeignet ist und zumindest teilweise durch relativ hohen Luftwiderstand, relativ hohe Verformbarkeit oder Nachgiebigkeit und relativ niedrigen Oberflächenreibungskoeffizienten gekennzeichnet ist; ein Fahrmodus auf Gras, Kies oder Schnee (GGS), der für das Fahren über Gras, Kies oder Schnee geeignet ist und relativ rutschige Oberflächen ist (i.e. mit einem relativ niedrigen Reibungskoeffizienten zwischen Oberfläche und Rad und typischerweise einem geringeren Luftwiderstand als Sand); einem „Rock Crawl“-(RC)-Treibmodus, der geeignet ist, langsam über eine felsige Oberfläche zu fahren; und einem „Schlamm und Spurrillen“-Treibmodus (MR), der geeignet ist, in schlammigen, zerfetzten Gelände zu fahren. Es können zusätzlich oder stattdessen andere Fahrweisen vorgesehen werden. In der vorliegenden Ausführungsform ermöglicht der Wahlschalter 141S dem Benutzer auch die Auswahl einer „automatischen Fahrmodus-Auswahlbedingung“, bei der die VCU 10 automatisch die am besten geeignete Fahrweise auswählt, wie im Folgenden näher beschrieben. Der Fahrmodus auf der Straße kann in einigen Ausführungsformen als „Spezialprogramme Off“-Modus (SPO) bezeichnet werden, da er einem Standard- oder Standardfahrmodus entspricht und nicht verpflichtet ist, Sonderfaktoren wie einen relativ niedrigen Oberflächenreibungskoeffizienten oder Oberflächen mit hoher Rauheit zu berücksichtigen.In the embodiment of 1 four driving modes are provided: a driving mode on the road suitable for driving on a relatively hard, smooth running surface having a relatively high surface friction coefficient between the running surface and the wheels of the vehicle; a driving mode on sand suitable for driving over sandy terrain characterized at least in part by relatively high air resistance, relatively high ductility or compliance and relatively low surface friction coefficients; a driving mode on grass, gravel or snow (GGS) that is suitable for driving over grass, gravel or snow and is relatively slippery surfaces (ie with a relatively low friction coefficient between surface and wheel and typically a lower drag than sand); a rock-crawl (RC) drift mode capable of driving slowly over a rocky surface; and a mud and rattle drive mode (MR) capable of driving in muddy, tattered terrain. In addition or instead, other modes of operation may be provided. In the present embodiment, the selector switch allows 141S the user also the selection of an "automatic drive mode selection condition" in which the VCU 10 automatically selects the most appropriate driving style, as described in more detail below. On-road driving mode may be referred to in some embodiments as " Special Programs Off Mode (SPO), as it corresponds to a standard or standard driving mode and is not required to consider special factors such as a relatively low surface friction coefficient or surfaces with high roughness.
Das LSP-Steuerungssystem 12 bewirkt, dass das Fahrzeug 100 gemäß dem Wert der LSP set-speed arbeitet.The LSP control system 12 causes the vehicle 100 according to the value of the LSP set-speed works.
Um das Aufbringen des erforderlichen positiven oder negativen Drehmoments auf die Räder zu bewirken, kann die VCU 10 anweisen, dass durch den Antriebsstrang 129 ein positives oder negatives Drehmoment auf die Fahrzeugräder aufgebracht wird und/oder dass durch das Bremssystem 22 eine Bremskraft auf die Fahrzeugräder ausgeübt wird, von denen jedes oder beide verwendet werden können, um die Änderung des Drehmoments zu realisieren, die erforderlich ist, um eine erforderliche Fahrzeuggeschwindigkeit zu erreichen und aufrechtzuerhalten. In einigen Ausführungsformen wird das Drehmoment einzeln auf die Fahrzeugräder aufgebracht, z.B. durch die Drehmomentvektorisierung des Antriebsstrangs, um das Fahrzeug auf der erforderlichen Geschwindigkeit zu halten. Alternativ kann in einigen Ausführungsformen Drehmoment auf die Räder aufgebracht werden, um die erforderliche Drehzahl aufrechtzuerhalten, z. B. in Fahrzeugen mit Antriebsstrang, bei denen eine Drehmomentübertragung nicht möglich ist. In einigen Ausführungsformen kann die Antriebsstrangsteuerung 11 betreibbar sein, um eine Drehmomentvektorisierung zu implementieren, um eine Drehmomentmenge zu steuern, die auf ein oder mehrere Räder wirkt, indem sie eine Antriebsstrangkomponente wie eine hintere Antriebseinheit, eine vordere Antriebseinheit, ein Differential oder eine andere geeignete Komponente steuert. So können beispielsweise eine oder mehrere Komponenten des Antriebsstrangs 130 eine oder mehrere Kupplungen beinhalten, die so betätigbar sind, dass ein an einem oder mehreren Rädern angelegtes Drehmoment variiert werden kann. Auch andere Regelungen können sinnvoll sein.To effect the application of the required positive or negative torque to the wheels, the VCU 10 instruct that through the powertrain 129 a positive or negative torque is applied to the vehicle wheels and / or that by the braking system 22 a braking force is applied to the vehicle wheels, any or both of which may be used to implement the change in torque required to achieve and maintain a required vehicle speed. In some embodiments, the torque is applied individually to the vehicle wheels, eg, by the torque vectoring of the powertrain to maintain the vehicle at the required speed. Alternatively, in some embodiments, torque may be applied to the wheels to maintain the required speed, e.g. As in vehicles with powertrain, where a torque transmission is not possible. In some embodiments, the powertrain control 11 be operable to implement torque vectoring to control an amount of torque acting on one or more wheels by controlling a powertrain component such as a rear drive unit, a front drive unit, a differential or other suitable component. For example, one or more components of the powertrain 130 include one or more clutches operable to vary a torque applied to one or more wheels. Other regulations may be useful.
Wenn ein Antriebsstrang 129 eine oder mehrere elektrische Maschinen, beispielsweise einen oder mehrere Antriebsmotoren und/oder Generatoren, beinhaltet, kann die Antriebsstrangsteuerung 11 so betrieben werden, dass sie das auf ein oder mehrere Räder ausgeübte Drehmoment moduliert, um eine Drehmomentvektorisierung mittels einer oder mehrerer elektrischer Maschinen zu realisieren.If a powertrain 129 one or more electric machines, for example, one or more drive motors and / or generators, may include the powertrain control 11 be operated to modulate the torque applied to one or more wheels to realize torque vectoring by means of one or more electric machines.
In einigen Ausführungsformen kann das LSP-Steuerungssystem 12 ein Signal wheel_slip (ebenfalls mit 48 in 3 bezeichnet) empfangen, das auf ein eingetretenes Radschlupfereignis hinweist. Dieses Signal 48 wird auch dem On-Highway-Tempomatsystem 16 des Fahrzeugs zugeführt, das im letzteren Fall eine Übersteuerung oder Sperrung der Betriebsart im On-Highway-Tempomatsystem 16 auslöst, so dass die automatische Steuerung der Fahrzeuggeschwindigkeit durch das On-Highway-Tempomatsystem 16 ausgesetzt oder aufgehoben wird. Das LSP-Steuerungssystem 12 ist jedoch nicht so angeordnet, dass es den Betrieb nach Empfang des wheel_slip-Signals 48 abbricht oder aussetzt. Vielmehr ist das System 12 so angeordnet, dass es den Radschlupf überwacht und anschließend verwaltet, um den Fahrer zu entlasten. In some embodiments, the LSP control system 12 a signal wheel_slip (also with 48 in 3 designated) indicative of a occurred wheel slip event. This signal 48 is also the on-highway cruise control system 16 supplied in the latter case, an override or blocking of the mode in the on-highway cruise control system 16 triggers, allowing automatic control of vehicle speed through the on-highway cruise control system 16 suspended or suspended. The LSP control system 12 however, it is not arranged to stop operation after receiving the wheel_slip signal 48 aborts or suspends. Rather, the system is 12 arranged so that it monitors the wheel slip and then managed to relieve the driver.
Während eines Schlupfereignisses vergleicht das LSP-Steuerungssystem 12 weiterhin die gemessene Fahrzeuggeschwindigkeit mit dem Wert der LSP_Sollgeschwindigkeit und steuert weiterhin automatisch das auf die Fahrzeugräder wirkende Drehmoment (durch den Antriebsstrang 129 und das Bremssystem 22), um die Fahrzeuggeschwindigkeit auf dem gewählten Wert zu halten. Es ist daher zu verstehen, dass das LSP-Steuerungssystem 12 anders konfiguriert ist als das Tempomatsystem 16, bei dem ein Radschlupfereignis dazu führt, dass die Tempomatfunktion außer Kraft gesetzt wird, so dass der manuelle Betrieb des Fahrzeugs wieder aufgenommen werden muss, oder die Geschwindigkeitsregelung durch das Tempomatsystem 16 durch Drücken der Fortsetz-Taste 173R oder der Soll-Geschwindigkeitstaste 173 wieder aufgenommen wird.During a slip event, the LSP control system compares 12 continue to measure the measured vehicle speed with the value of the LSP_Sollgeschwindigkeit and continue to automatically control the torque acting on the vehicle wheels (through the drive train 129 and the brake system 22 ) to keep the vehicle speed at the selected value. It is therefore to be understood that the LSP control system 12 configured differently than the cruise control system 16 in which a wheel slip event causes the cruise control function to be overridden, so that the manual operation of the vehicle must be resumed, or the speed control by the cruise control system 16 by pressing the continue button 173R or the target speed button 173 is resumed.
Das Fahrzeug 100 ist außerdem mit zusätzlichen Sensoren (nicht dargestellt) ausgestattet, die für eine Vielzahl verschiedener Parameter im Zusammenhang mit der Fahrzeugbewegung und dem Fahrzeugstatus repräsentativ sind. Dazu gehört eine in 3 dargestellte Trägheitsmesseinheit (IMU) 23, die Informationen liefert, die das Gieren, den Roll- und Neigungswinkel und die Geschwindigkeit sowie die Geschwindigkeit der Längsbeschleunigung des Fahrzeugs anzeigen. Die Signale der Sensoren liefern oder werden zum Berechnen verwendet, eine Vielzahl von Fahrzustandsanzeigen (auch Geländeindexe genannt), die die Art der Geländebedingungen anzeigen, über die das Fahrzeug 100 fährt.The vehicle 100 is also equipped with additional sensors (not shown) that are representative of a variety of parameters related to vehicle motion and vehicle status. This includes a in 3 illustrated inertial measurement unit (IMU) 23 which provides information indicative of the yaw, roll and pitch angles and speed and velocity of the vehicle's longitudinal acceleration. The signals from the sensors provide or are used for calculation, a variety of driving status displays (also called terrain indexes) indicating the type of terrain conditions that the vehicle is about 100 moves.
Die Sensoren (nicht dargestellt) am Fahrzeug 100 beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf, Sensoren, die kontinuierliche Sensorausgänge an die VCU 10 liefern, einschließlich Raddrehzahlsensoren, wie zuvor erwähnt, einen Umgebungstemperatursensor, einen Atmosphärendrucksensor, Reifendrucksensoren, Radgelenksensoren, einen Motordrehmomentsensor (oder Motordrehmomentschätzer), einen Lenkwinkelsensor, einen Lenkradgeschwindigkeitssensor, einen Gradientensensor (oder Gradientenschätzer), einen Querbeschleunigungssensor, der Teil des SCS 14 sein kann, einen Bremspedalpositionssensor, einen Bremsdrucksensor, einen Gaspedalpositionssensor, Längs-, Quer- und Vertikalbewegungssensoren und Wassererfassungssensoren, die Teil eines Fahrzeug-Watzhilfssystems sind (nicht dargestellt). In anderen Ausführungsformen kann nur eine Auswahl der vorgenannten Sensoren verwendet werden.The sensors (not shown) on the vehicle 100 include, but are not limited to, sensors that provide continuous sensor outputs to the VCU 10 As previously mentioned, including wheel speed sensors, an ambient temperature sensor, an atmospheric pressure sensor, tire pressure sensors, wheel joint sensors, an engine torque sensor (or engine torque estimator), a steering angle sensor, a steering wheel speed sensor, a gradient sensor (or gradient estimator), a lateral acceleration sensor, the portion of the SCS 14 can be a brake pedal position sensor, a brake pressure sensor, an accelerator pedal position sensor, longitudinal, transverse and Vertical motion sensors and water sensing sensors that are part of a vehicle watzhilfssystems (not shown). In other embodiments, only a selection of the aforementioned sensors may be used.
Die VCU 10 empfängt auch ein Signal von der Lenksteuerung 170C. Die Lenksteuerung 170C ist in Form einer elektronischen Servolenkung (ePAS-Einheit) 170C ausgeführt. Die Lenksteuerung 170C liefert dem VCU 10 ein Signal, das die Lenkkraft anzeigt, die auf die lenkbaren Straßenräder 111, 112 des Fahrzeugs 100 aufgebracht wird. Diese Kraft entspricht derjenigen, die ein Benutzer auf das Lenkrad 171 in Kombination mit der von der ePAS-Einheit 170C erzeugten Lenkkraft ausübt. Die ePAS-Einheit 170C liefert auch ein Signal, das die Drehstellung oder den Winkel des Lenkrads anzeigt. Die Lenksteuerung 170C ist auch konfiguriert, um den Lenkwinkel der lenkbaren Straßenräder mit Elektromotoren, die Teil der ePAS-Einheit sind, auf einen gewünschten Wert einzustellen. Somit ist das Fahrzeug 100 konfiguriert, um bei Bedarf eine autonome Lenksteuerung zu implementieren.The VCU 10 also receives a signal from the steering control 170C , The steering control 170C is in the form of an electronic power steering (ePAS unit) 170C executed. The steering control 170C delivers to the VCU 10 a signal indicative of the steering force applied to the steerable road wheels 111 . 112 of the vehicle 100 is applied. This force corresponds to that of a user on the steering wheel 171 in combination with that of the ePAS unit 170C generated steering force exerts. The ePAS unit 170C Also provides a signal that indicates the rotational position or angle of the steering wheel. The steering control 170C is also configured to set the steering angle of the steerable road wheels with electric motors that are part of the ePAS unit to a desired value. Thus, the vehicle 100 configured to implement autonomous steering control when needed.
In der vorliegenden Ausführungsform wertet die VCU 10 die verschiedenen Sensoreingaben aus, um die Wahrscheinlichkeit zu bestimmen, dass jeder der Vielzahl von verschiedenen TR-Modi (Steuerungsmodi oder Fahrmodi) für die Fahrzeugsubsysteme geeignet ist, wobei jeder Steuerungsmodus einem bestimmten Geländetyp entspricht, über den das Fahrzeug fährt (z.B. Schlamm und Spurrillen, Sand, Gras/Kies/Schnee/Schnee), wie oben beschrieben.In the present embodiment, the VCU evaluates 10 the various sensor inputs to determine the likelihood that each of the plurality of different TR modes (control modes or driving modes) will be appropriate for the vehicle subsystems, each control mode corresponding to a particular terrain type over which the vehicle is traveling (eg, mud and ruts, Sand, grass / gravel / snow / snow) as described above.
Wenn der Benutzer den Betrieb des Fahrzeugs im Auswahlbedingung für den automatischen Fahrmodus ausgewählt hat, wählt die VCU 10 dann den am besten geeigneten der Steuerungsmodi aus und ist automatisch konfiguriert, um die Subsysteme entsprechend dem ausgewählten Modus zu steuern. Dieser Aspekt der Erfindung wird in unseren gemeinsam anhängigen Patentanmeldungen GB2492748 , GB2492655 und GB2499279 näher beschrieben, deren Inhalt jeweils durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird, wie oben erwähnt.If the user has selected the operation of the vehicle in the automatic driving mode selection condition, the VCU selects 10 then the most appropriate one of the control modes and is automatically configured to control the subsystems according to the selected mode. This aspect of the invention is described in our co-pending patent applications GB2492748 . GB2492655 and GB2499279 described in detail, the contents of each of which is incorporated herein by reference as mentioned above.
Wie vorstehend angegeben, kann die Art des Geländes, über das das Fahrzeug fährt (bestimmt durch den gewählten Steuermodus), auch im LSP-Steuerungssystem 12 verwendet werden, um eine angemessene Erhöhung oder Verringerung der Fahrzeuggeschwindigkeit zu bestimmen. Wenn der Benutzer beispielsweise einen Wert für die user_set-speed auswählt, der für die Art des Geländes, über das das Fahrzeug fährt, nicht geeignet ist, kann das System 12 den Wert der LSP_set-speed automatisch auf einen Wert einstellen, der niedriger ist als die user_set-speed. In einigen Fällen, z.B. bei unebenen oder rauen Oberflächen, ist die vom Benutzer gewählte Geschwindigkeit über bestimmte Geländetypen hinweg möglicherweise nicht erreichbar oder angemessen. Wenn das System 12 eine Solldrehzahl (ein Wert der LSP_set-speed) wählt, die sich von der vom Benutzer gewählten Solldrehzahl unterscheidet, wird dem Benutzer über das LSP HMI 20 eine visuelle Anzeige der Geschwindigkeitsbeschränkung zur Verfügung gestellt, um anzuzeigen, dass eine alternative Geschwindigkeit angenommen wurde.As indicated above, the type of terrain over which the vehicle is traveling (determined by the selected control mode) may also be in the LSP control system 12 used to determine a reasonable increase or decrease in vehicle speed. For example, if the user selects a value for the user_set-speed that is not appropriate for the type of terrain the vehicle is traveling over, the system may 12 automatically set the value of LSP_set-speed to a value lower than user_set-speed. In some cases, such as uneven or rough surfaces, the user-selected speed may not be achievable or appropriate over certain terrain types. If the system 12 A setpoint speed (a value of LSP_set-speed) that differs from the user-selected setpoint speed is provided to the user via the LSP HMI 20 provided a visual indication of the speed limit to indicate that an alternative speed was assumed.
Andere Vorkehrungen können sinnvoll sein.Other precautions may be useful.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Fahrzeug 100 mit einem stereoskopischen Kamerasystem 185C ausgestattet, das konfiguriert ist, um Stereofarbbildpaare mittels eines Paares von nach vorne gerichteten Farbvideokameras des Systems 185C zu erzeugen. Geeignete Stereobildpaare in Bezug auf das Gelände vor dem Fahrzeug sind nützliche Quellen für Geländeinformationen, die die Topographie des Geländes anzeigen. Ein Strom von zwei Videobilddaten wird von den Kameras an die VCU 10 geleitet, die die in einem Verarbeitungsabschnitt 19 empfangenen Bilddaten verarbeitet und aus den empfangenen Bildern wiederholt einen 3D-Punktwolkendatensatz erzeugt. Techniken zur Erzeugung von 3D-Punktwolkendatensätzen auf Basis stereoskopischer Bilddaten sind bekannt. Jeder Punkt im 3D-Punktwolkendatensatz entspricht einer 3D-Koordinate eines Punktes auf einer Geländeoberfläche vor dem Fahrzeug 100, die von jeder der nach vorne gerichteten Videokameras des stereoskopischen Kamerasystems 185C betrachtet wird.In the present embodiment, the vehicle is 100 with a stereoscopic camera system 185C configured to couple stereo color image pairs by means of a pair of front-facing color video cameras of the system 185C to create. Suitable stereo image pairs relative to the terrain in front of the vehicle are useful sources of terrain information indicating the topography of the terrain. A stream of two video image data is sent from the cameras to the VCU 10 passed, which in a processing section 19 received image data processed and repeatedly generated from the received images a 3D point cloud data set. Techniques for generating 3D point cloud data sets based on stereoscopic image data are known. Each point in the 3D point cloud data set corresponds to a 3D coordinate of a point on a terrain surface in front of the vehicle 100 from each of the front-facing video cameras of the stereoscopic camera system 185C is looked at.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der 3D-Punktwolkendatensatz so transformiert, dass der Ursprung des Bezugssystems des Datensatzes der Mittelpunkt einer Linie ist, die die Punkte verbindet, an denen die beiden Vorderräder 111,112 des Fahrzeugs 100 den Boden berühren, über den das Fahrzeug 100 fährt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Bezugsrahmen in Bezug auf die kartesischen Koordinaten X, Y, Z definiert, wobei X eine Achse quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist, d.h. entlang einer Querrichtung in Bezug auf das Fahrzeug 100, Y eine Achse ist, die in einer Aufwärtsrichtung in Bezug auf das Fahrzeug 100 orientiert ist, was einer im Wesentlichen vertikalen Aufwärtsrichtung entspricht, wenn das Fahrzeug 100 auf ebenem Boden geparkt wird, und Z parallel zu oder gleichzeitig mit einer Längsachse des Fahrzeugs 100 entlang der Fahrtrichtung des Fahrzeugs 100 ist.In the present embodiment, the 3D point cloud dataset is transformed such that the origin of the frame of reference of the dataset is the midpoint of a line connecting the points where the two front wheels connect 111 . 112 of the vehicle 100 touch the ground over which the vehicle 100 moves. In the present embodiment, the frame of reference is with respect to the Cartesian coordinates X . Y . Z defined, where X is an axis transverse to the direction of travel of the vehicle, ie, along a transverse direction with respect to the vehicle 100 . Y an axis is that in an upward direction with respect to the vehicle 100 oriented, which corresponds to a substantially vertical upward direction when the vehicle 100 parked on level ground, and Z parallel to or simultaneously with a longitudinal axis of the vehicle 100 along the direction of travel of the vehicle 100 is.
Der Verarbeitungsabschnitt 19 ist konfiguriert, um eine Geländehöhenkarte zu berechnen, die mit Datenpunkten des Punktwolkendatensatzes gefüllt ist. BILD 5 ist eine schematische Darstellung in der Draufsicht einer Höhenkarte des Geländes vor dem Fahrzeug 100. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Höhenkarte in Bezug auf die Fahrzeugachsen X, Y, Z (d.h. im Bezugsrahmen des Fahrzeugs) erzeugt. In Anlehnung an die MLS-Methodik (Multi-Level Surface) wird die Elevationskarte fiktiv als aus quadratischen Zellen C in der X-Z-Ebene von vorgegebener Größe zusammengesetzt betrachtet, wie schematisch in 5 dargestellt (siehe Beilage). In der vorliegenden Ausführungsform sind die Zellen von der Seite 0,25m, obwohl andere Größen in einigen Ausführungsformen nützlich sein können.The processing section 19 is configured to compute a terrain elevation map filled with data points of the point cloud dataset. PICTURE 5 is a schematic representation in plan view of a height map of the terrain in front of the vehicle 100 , In the present Embodiment becomes the height map with respect to the vehicle axles X . Y . Z (ie in the frame of reference of the vehicle). Following the MLS (Multi-Level Surface) methodology, the elevation map is fictitiously considered to be composed of square cells C in the XZ plane of predetermined size, as shown schematically in FIG 5 shown (see attachment). In the present embodiment, the cells are 0.25m from the side, although other sizes may be useful in some embodiments.
In der vorliegenden Ausführungsform ist jeder 3D-Punkt der Höhenkarte einer Zelle C entsprechend seiner Position in Bezug auf die X-Z-Ebene zugeordnet. Eine bestimmte Zelle kann Punkte enthalten, die sich auf mehreren Ebenen oder Höhen befinden, d.h. unterschiedliche Werte der Y-Koordinate haben. Die Punkte innerhalb einer gegebenen Zelle werden gemäß dem Wert der Y-Koordinate zu einem oder mehreren entsprechenden „Patches“ zusammengefasst, wobei Punkte mit einer Y-Koordinate innerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs der Y-Koordinate einem Patch zugeordnet werden, der diesem Wertebereich der Y-Koordinate entspricht. Wenn Patches von Punkten mit unterschiedlichen y-Koordinaten in derselben Zelle identifiziert werden, kann der Bereich beispielsweise durch einen +/- Bereich in der y-Achse um einen durchschnittlichen y-Wert jedes Patches definiert werden. So können beispielsweise Punkte innerhalb eines bestimmten Patches zwar eine unterschiedliche y-Koordinate haben, da sie innerhalb eines Bereichs zugeordnet sind, aber auf die gleiche Oberfläche zurückzuführen sind. Jedes Patch kann so definiert werden, dass es im Wesentlichen parallel zur X-Z-Ebene ist, z.B. kann es so definiert werden, dass es am x-z-Fenster die Größe des Patches mit einer y-Koordinate hat, die der Durchschnittswert der y-Koordinate für dieses Patch ist. Im Gegensatz dazu würden Punkte innerhalb derselben Zelle, die einer anderen Oberfläche entsprechen, z.B. eine Brücke, die über die Fahrfläche führt, oder ein überhängender Baumzweig, nicht Teil derselben Fläche sein wie Punkte, die auf die Fahrfläche fallen. Es ist zu verstehen, dass jedes Patch Informationen über die Geometrie der Punkte enthält, die in dieses Patch fallen.In the present embodiment, each 3D point is associated with the height map of a cell C corresponding to its position with respect to the X-Z plane. A particular cell may contain points that are at multiple levels or heights, i. have different values of the Y coordinate. The points within a given cell are grouped according to the value of the Y-coordinate into one or more corresponding "patches", whereby points with a Y-coordinate within a predetermined value range of the Y-coordinate are assigned to a patch which corresponds to this value range of the Y-coordinate. Coordinate corresponds. For example, if patches of points with different y-coordinates are identified in the same cell, the range can be defined by a +/- range in the y-axis around an average y-value of each patch. For example, points within a given patch may have a different y coordinate because they are assigned within a range, but are due to the same surface. Each patch may be defined to be substantially parallel to the X-Z plane, e.g. it can be defined to have the size of the patch at the x-z window with a y-coordinate, which is the average value of the y-coordinate for that patch. In contrast, points within the same cell that correspond to another surface, e.g. a bridge over the running surface, or an overhanging tree branch, should not be part of the same area as points falling on the running surface. It should be understood that each patch contains information about the geometry of the points that fall within this patch.
Es ist zu verstehen, dass auch andere Datenstrukturen als MLS-Karten verwendet werden können, z.B. Voxel-Karten oder jede andere elektronische Oberflächenkartierungstechnologie, die die Anzahl der zu analysierenden Datenpunkte reduziert, wobei der Zweck der Karte darin besteht, die Anzahl der Datenpunkte zu reduzieren.It is understood that data structures other than MLS cards may be used, e.g. Voxel maps or any other electronic surface mapping technology that reduces the number of data points to analyze, the purpose of the map being to reduce the number of data points.
Der Verarbeitungsabschnitt 19 analysiert die Zellen und eine Zelle wird als „Hindernis“-Zelle bezeichnet, wenn die Varianz und der Bereich der Datenpunkte im untersten Bereich der Zelle die jeweiligen vorgegebenen Schwellenwerte überschreiten. Zusätzlich gibt es einige Anordnungen, bei denen eine Zelle als „Hindernis“-Zelle bezeichnet wird, wenn ein überhängender Fleck mit einer Höhe unterhalb eines fahrzeugabhängigen Schwellenwerts erkannt wird. In einigen alternativen Ausführungsformen kann stattdessen die mittlere Höhe verwendet werden. In einigen Ausführungsformen kann der Höhenunterschied (mittlere Höhe) zwischen einer aktuellen Zelle und benachbarten Zellen verwendet werden, um Hindernisse zu erkennen, d.h. relativ große Höhenunterschiede zwischen benachbarten Zellen können auf das Vorhandensein eines Hindernisses hinweisen. Zellen, die nicht als Hinderniszellen gekennzeichnet sind, können als „horizontaler Patch“ bezeichnet werden. Wenn eine Zelle keine Punkte enthält, kann sie als „leerer Patch“ bezeichnet werden.The processing section 19 analyzes the cells and a cell is called an "obstruction" cell when the variance and the range of data points in the lowest part of the cell exceed the respective predetermined thresholds. In addition, there are some arrangements in which a cell is referred to as an "obstacle" cell when an overhanging spot having a height below a vehicle-dependent threshold is detected. In some alternative embodiments, the average height may be used instead. In some embodiments, the height difference (mean height) between a current cell and neighboring cells may be used to detect obstacles, ie, relatively large height differences between adjacent cells may indicate the presence of an obstacle. Cells that are not marked as obstruction cells may be referred to as a "horizontal patch." If a cell does not contain any points, it can be referred to as an "empty patch."
Zusätzlich zur Implementierung der MLS-Methodik, wie vorstehend beschrieben, wird die Elevationskarte so verfeinert, dass überhängende Patches, die fälschlicherweise als horizontale Patches bezeichnet wurden, verworfen werden. Ein überhängender Fleck ist ein Fleck, der sich auf einer anderen Höhe als ein entsprechender unterer Fleck derselben Zelle befindet, was mit dem Vorhandensein eines Objekts übereinstimmt, das die Oberfläche überragt, über die das Fahrzeug 100 fährt, wie beispielsweise ein Ast eines Baumes oder einer Brücke, die das Fahrzeug 100 unterquert.In addition to implementing the MLS methodology, as described above, the elevation map is refined to discard overhanging patches, which are falsely referred to as horizontal patches. An overhanging patch is a patch that is at a different elevation than a corresponding lower patch of the same cell, which coincides with the presence of an object that overhangs the surface over which the vehicle 100 drives, such as a branch of a tree or a bridge that the vehicle 100 underpasses.
Als Hinderniszellen gekennzeichnete Zellen gelten als Zellen, die nicht einem Gewässer entsprechen können und daher bei der Identifizierung von Bereichen, die einem Gewässer entsprechen können, nicht berücksichtigt werden. Darüber hinaus werden „leere“ Zellen, die sich hinter Hindernissen befinden und aus der Sicht der Kamera verschlossen werden („Hindernisschatten“ oder „Schattenzellen“), identifiziert und ebenfalls ignoriert. Es ist zu verstehen, dass diese „leeren“ Zellen typischerweise eine relativ geringe (wenn nicht gar keine) Anzahl von Datenpunkten pro horizontaler Flächeneinheit des Geländes aufweisen.Cells labeled as obstruction cells are considered cells that can not correspond to a body of water and are therefore not taken into account when identifying areas that may correspond to a body of water. In addition, "empty" cells that are located behind obstacles and closed from the camera's point of view ("obstacle shadows" or "shadow cells") are identified and also ignored. It should be understood that these "empty" cells typically have a relatively low (if not all) number of data points per horizontal unit area of terrain.
In der vorliegenden Ausführungsform bestimmt der Verarbeitungsabschnitt 19 einen vorhergesagten Weg des Fahrzeugs 100 basierend auf dem momentanen Wert des Lenkwinkels des Fahrzeugs 100. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Lenkwinkel in direktem Zusammenhang mit dem Drehwinkel des Lenkrads 171 des Fahrzeugs 100 betrachtet. Der vorhergesagte Weg gilt als ein Weg, dem das Fahrzeug 100 folgt, wenn das Fahrzeug mit dem sofortigen Lenkwinkel und im Wesentlichen ohne Schlupf oder Schlupf der Räder des Fahrzeugs 100 weiterfährt. Es ist zu verstehen, dass der vorhergesagte Weg, der von einem Radstand des Fahrzeugs 100 ausgetragen wird, als eine Fläche betrachtet werden kann, deren Breite im Wesentlichen gleich einer maximalen Spur des Fahrzeugs (maximaler Seitenabstand zwischen linken und rechten Vorder- oder Hinterrädern) ist und die auf einer Mittellinie des Fahrzeugs 100 zentriert ist.In the present embodiment, the processing section determines 19 a predicted way of the vehicle 100 based on the instantaneous value of the steering angle of the vehicle 100 , In the present embodiment, the steering angle becomes directly related to the rotation angle of the steering wheel 171 of the vehicle 100 considered. The predicted path is considered a path to which the vehicle 100 follows when the vehicle with the immediate steering angle and essentially without slip or slip of the wheels of the vehicle 100 drives on. It is to be understood that the predicted path is that of a wheelbase of the vehicle 100 is discharged, can be regarded as an area whose width is substantially equal to a maximum track of the vehicle (maximum lateral distance between left and right Front or rear wheels) and that on a center line of the vehicle 100 is centered.
Der Verarbeitungsabschnitt 19 identifiziert dann im Wesentlichen kontinuierliche Bereiche oder Geländebereiche, die durch leere Zellen definiert sind, die keine Schattenzellen sind und die mindestens einen Abschnitt aufweisen, der innerhalb des vorhergesagten Weges liegt, der vom Fahrzeug 100 gekehrt wird. Diese Regionen oder Gebiete werden im Folgenden als „leere Regionen“ bezeichnet. Somit ist jeder leere Bereich durch einen im Wesentlichen kontinuierlichen Bereich von leeren Zellen definiert, die keine Schattenzellen sind und mindestens einen Abschnitt aufweisen, der innerhalb des vorhergesagten Pfades liegt, der vom Fahrzeug 100 durchlaufen wird.The processing section 19 then identifies substantially continuous areas or terrain areas defined by empty cells that are not shadow cells and that have at least a portion that is within the predicted path from the vehicle 100 is swept. These regions or territories are hereinafter referred to as "empty regions". Thus, each empty area is defined by a substantially continuous area of empty cells that are not shadow cells and have at least a portion that lies within the predicted path from the vehicle 100 is going through.
Der Grund für die Identifizierung leerer Zellen, die keine Schattenzellen sind, liegt darin, dass es sich bei diesen Zellen um Kandidatenzellen für Zellen handelt, die der geografischen Lage eines Gewässers, einem mit einem Hang, einem Graben, über hellen“ Regionen oder dunklen“ Regionen verbundenen Kamm entsprechen, wie im Folgenden näher beschrieben.The reason for identifying empty cells, which are not shadow cells, is that these cells are candidate cells for cells, which are the geographical location of a water body, a slope, a ditch, over bright "regions or dark" Regions associated comb, as described in more detail below.
Es ist zu verstehen, dass im Falle eines Gewässers das Wasser typischerweise Objekte über dem Gewässer spiegelt. Die Disparität der Objekte in einem stereographischen Bildpaar ist typischerweise geringer als bei allen Objekten, die auf der Oberfläche des Gewässers schwimmen, und daher wird die Lage der Datenpunkte in der 3D-Punktwolke, die den im stereoskopischen Bildpaar sichtbaren Geländebereichen entsprechen, nicht tatsächlich mit dieser Region des Geländes übereinstimmen, da die Objekte als weiter entfernt vom stereoskopischen Kamerasystem 185C betrachtet werden. Dementsprechend sind leere Zellen typischerweise in der Region des Geländes vorhanden, die dem Gewässer entspricht.It should be understood that in the case of a body of water, the water typically reflects objects above the water. The disparity of the objects in a stereographic image pair is typically less than for all objects floating on the surface of the water, and therefore the location of the data points in the 3D point cloud that correspond to the terrain areas visible in the stereoscopic image pair does not actually become that Area of the terrain coincide, as the objects as farther away from the stereoscopic camera system 185C to be viewed as. Accordingly, empty cells are typically present in the region of the terrain that corresponds to the body of water.
Für den Fall, dass der leere Bereich mit einem Kamm eines Hanges verbunden ist, kann eine Messung der Neigung des Geländes unmittelbar vor dem leeren Bereich einen nützlichen Hinweis darauf liefern, ob der leere Bereich einem Gewässer oder einem Bereich hinter dem Kamm eines Hanges entspricht.In the event that the empty area is connected to a ridge of a slope, measuring the slope of the terrain immediately in front of the empty area may provide useful indication of whether the empty area corresponds to a body of water or an area behind the ridge of a slope.
BILD 6(a) ist ein Beispiel für ein Bild, das von einer linken Kamera des stereoskopischen Kamerasystems 185C des Fahrzeugs 100 aufgenommen wurde. BILD 6(b) ist eine Darstellung der entsprechenden Höhenkarte, die nach der MLS-Methodik erzeugt wurde, d.h. der Karte, die der in 5 in Bezug auf das Bild von 6(a) entspricht. Für die Karte von 6(b) werden Bereiche, die durch den Verarbeitungsabschnitt 19 als den Bereichen unterschiedlicher Art entsprechend identifiziert wurden, mit unterschiedlichem Kontrast oder Graustufen dargestellt. Bereiche, die den Hindernissen OB entsprechen, sind schraffiert und mit OB markiert, Bereiche, die den Hindernisschatten entsprechen, sind mit SH gekennzeichnet, und Bereiche, die den leeren Zellen entsprechen, die keine Hindernisschattenzellen sind, sind mit ER gekennzeichnet. Die linke und rechte Radspur werden auf der Karte überlagert dargestellt. Die entsprechenden Merkmale sind im Kamerabild von 6(a) zur einfachen Korrelation durch den Leser angegeben.FIGURE 6 (a) is an example of an image taken by a left camera of the stereoscopic camera system 185C of the vehicle 100 has been recorded. FIGURE 6 (b) is a representation of the corresponding elevation map generated by the MLS methodology, ie the map in 5 in terms of the picture of 6 (a) equivalent. For the map of 6 (b) be areas through the processing section 19 were identified as corresponding to the areas of different types, with different contrast or gray levels. Areas corresponding to the obstacles OB are hatched and marked with OB, areas corresponding to the obstacle shadows are indicated by SH, and areas corresponding to the empty cells which are not obstruction shadow cells are indicated by ER. The left and right wheel tracks are superimposed on the map. The corresponding features are in the camera image of 6 (a) indicated for easy correlation by the reader.
BILD 7 veranschaulicht die Auswirkung des Vorhandenseins von Hindernissen auf die 3D-Punktwolkendaten anhand eines relativ einfachen Beispiels. In 7 ist eine schematische Darstellung einer MLS-Karte mit Zellen C dargestellt. Zellen C, die der Lage eines Hindernis-OB entsprechen, werden in relativ dunkler Schattierung dargestellt, während Zellen, die dem Schatten SH des Hindernisses entsprechen, in mittlerer Schattierung dargestellt werden. Andere Zellen werden ungeschattet dargestellt. Die Position des stereoskopischen Kamerasystems 185C in Bezug auf das durch die MLS-Karte dargestellte Gelände ist im unteren Teil der Abbildung schematisch dargestellt. Die „Fächerform“ des Schattenbereichs kann aus der Abbildung als Ergebnis der Position der Kamera 185C verstanden werden, und ihre Position innerhalb der Grenzen der MLS-Karte ist zumindest teilweise von der Position des Kamerasystems 185C relativ zum Objekt abhängig. Die Fahrzeugachsen X und Y (2) sind ebenfalls überlagert mit 7 dargestellt.FIGURE 7 illustrates the effect of having obstacles on the 3D point cloud data using a relatively simple example. In 7 is a schematic representation of an MLS card with cells C shown. cell C , which correspond to the location of an obstacle OB, are displayed in relatively dark shading, while cells corresponding to the shadow SH of the obstacle, are shown in medium shading. Other cells are displayed without shading. The position of the stereoscopic camera system 185C in relation to the terrain represented by the MLS map is shown schematically in the lower part of the figure. The "fan shape" of the shadow area may be out of the picture as a result of the position of the camera 185C be understood, and their position within the limits of the MLS card is at least partially dependent on the position of the camera system 185C relative to the object. The vehicle axles X and Y ( 2 ) are also superimposed with 7 shown.
Für jeden leeren Bereich ER bestimmt der Verarbeitungsabschnitt 19 aus den 3D-Punktwolkendaten den Gradienten des unmittelbar vor dem Bereich liegenden Geländes entlang des vorhergesagten Weges und innerhalb des durch die linken und rechten Radspuren LW, RW definierten Weges. Wenn die Steigung einen vorbestimmten Kammneigungswert überschreitet und eine Breite des Bereichs einen vorbestimmten Kammneigungswert überschreitet, dann wird das Gelände unmittelbar vor dem Gebiet als Kammgebiet betrachtet, das dem Kamm eines Hanges und nicht einem Gewässer entspricht. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt der vorgegebene Scheitelgradientenwert im Wesentlichen 10% und der vorgegebene Scheitelbreitenwert im Wesentlichen 2m.For every empty area HE the processing section determines 19 from the 3D point cloud data, the gradient of the terrain just ahead of the area along the predicted path and within that through the left and right wheel tracks LW . RW defined way. If the slope exceeds a predetermined crest slope value and a width of the area exceeds a predetermined crest slope value, then the terrain just ahead of the area is considered a crest area corresponding to the crest of a slope rather than a body of water. In the present embodiment, the predetermined peak gradient value is substantially 10% and the predetermined peak width value is substantially 2m ,
Wenn der Verarbeitungsabschnitt 19 bestimmt, dass der Bereich kein Kammgebiet ist, versucht der Verarbeitungsabschnitt 19 zu bestimmen, ob der Bereich einem Gewässer oder einem Graben entsprechen kann. Zu diesem Zweck identifiziert der Verarbeitungsabschnitt 19 in einem der vom stereoskopischen Kamerasystem 185C aufgenommenen 2D-Bilderpaare einen Bereich, der dem in der MLS-Karte identifizierten leeren Bereich ER entspricht. Der Verarbeitungsabschnitt 19 extrahiert aus diesem 2D-Bild den Bereich, der dem leeren Bereich ER entspricht, und zusätzlich einen Bereich des Bildes unmittelbar um den Bereich ER. Damit soll versucht werden, mehr Reflexionen von Objekten im Gewässer aufzunehmen, wenn tatsächlich die leere Region ER einem Gewässer entspricht.When the processing section 19 determines that the area is not a comb area, the processing section tries 19 to determine if the area can correspond to a body of water or a ditch. For this purpose, the processing section identifies 19 in one of the stereoscopic camera system 185C For example, captured 2D image pairs have an area corresponding to the empty area ER identified in the MLS map. Of the processing section 19 extracts from this 2D image the area that is the empty area HE corresponds, and additionally an area of the image immediately around the area HE , This is to try to include more reflections of objects in the water, when in fact the empty region HE corresponds to a body of water.
Als Beispiel zeigt 8(a) den Teil des Bildes von 6(a), der dem in 6(b) dargestellten leeren Bereich ER entspricht. Das Bild hat die Form eines zugeschnittenen polygonalen Bereichs des Kamerabildes von 6(a). Der Verarbeitungsabschnitt 19 definiert einen erweiterten zugeschnittenen polygonalen Bereich des Bildes von 6(a), der einen Bereich des Bildes beinhaltet, der unmittelbar um den zugeschnittenen polygonalen Bereich von 8(a) liegt. Der erweiterte, beschnittene polygonale Bereich in diesem Beispiel ist in 8(b) dargestellt.As an example shows 8 (a) the part of the picture of 6 (a) who in the 6 (b) shown empty area HE equivalent. The image is in the form of a trimmed polygonal area of the camera image of 6 (a) , The processing section 19 defines an extended cropped polygonal area of the image 6 (a) which includes an area of the image immediately adjacent to the trimmed polygonal area of 8 (a) lies. The extended, truncated polygonal area in this example is in 8 (b) shown.
Der Verarbeitungsabschnitt 19 versucht dann, die Anzahl der Pixel im erweiterten zugeschnittenen polygonalen Bereich zu bestimmen, die der Reflexion eines Bildes der Umgebung entsprechen, wie beispielsweise eines Bildes eines Baumes (das ein nahes Objekt ist) oder eines Himmels (ein entferntes Objekt ist). Solche Pixel werden hierin als Reflexionspixel bezeichnet, und die Anzahl der Pixel wird als „Specklezahl“ für die erweiterte zugeschnittene polygonale Fläche bezeichnet. Das Vorhandensein von Reflexionspixeln wird unter Berücksichtigung des entsprechenden Bereichs eines Disparitätsbildes bestimmt, das ein Datensatz mit ähnlichen Abmessungen wie jedes der vom stereoskopischen Kamerasystem erfassten Bildpaare ist, wobei die Datenpunkte des Datensatzes dem Abstand (Disparität) zwischen den entsprechenden Pixeln der jeweiligen Bilder entsprechen. Es ist zu verstehen, dass die Disparität zwischen den Pixeln, die einem bestimmten Punkt auf einem Objekt entsprechen, umso größer ist, je näher das Objekt an dem Kamerasystem 185C liegt. Daher wird erwartet, dass die Disparitätskarte relativ niedrige Disparitätswerte in Bezug auf Reflexionspixel im leeren Bereich aufweist.The processing section 19 then tries to determine the number of pixels in the extended trimmed polygonal area corresponding to the reflection of an image of the environment, such as an image of a tree (which is a near object) or a sky (a distant object). Such pixels are referred to herein as reflection pixels, and the number of pixels is referred to as the "speckle number" for the extended trimmed polygonal area. The presence of reflection pixels is determined taking into account the corresponding area of a disparity image which is a data set of similar dimensions to each of the image pairs captured by the stereoscopic camera system, the data points of the data set corresponding to the spacing (disparity) between the respective pixels of the respective images. It should be understood that the closer the object is to the camera system, the greater the disparity between the pixels corresponding to a particular point on an object 185C lies. Therefore, the disparity map is expected to have relatively low disparity values with respect to reflection pixels in the blank area.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Verarbeitungsabschnitt 19 konfiguriert, um Reflexionspixel in Bezug auf entfernte Objekte zu identifizieren, indem Pixel mit einer Disparität identifiziert werden, die einem Abstand von mindestens 40 m vom Kamerasystem 185C entspricht. Die folgende Gleichung kann verwendet werden:
wobei Disparität und Brennweite in Pixeleinheiten angegeben sind, während Basislinie und Tiefe in Metereinheiten angegeben sind.In the present embodiment, the processing section is 19 configured to identify reflection pixels with respect to distant objects by identifying pixels with a disparity at least 40 meters from the camera system 185C equivalent. The following equation can be used: where disparity and focal length are given in pixel units, while baseline and depth are given in units of meters.
Der Verarbeitungsabschnitt 19 identifiziert dann Reflexionspixel in Bezug auf nahe Objekte Der Verarbeitungsabschnitt tut dies, indem er die Disparitätswerte für jedes Pixel entlang jeder im Wesentlichen vertikalen Spalte des Bildes berücksichtigt, d.h. von der Oberseite des Bildes zur Unterseite des Bildes (oder umgekehrt). Der Verarbeitungsabschnitt 19 überprüft die Variation der Disparitätswerte von oben nach unten (oder von unten nach oben). Wenn keine Reflexionen im Bild vorhanden sind, erhöhen sich die Disparitätswerte allmählich von oben nach unten (oder verringern sich von unten nach oben), d.h. Bereiche des Bildes, die Objekten entsprechen, die näher an der Kamera liegen, weisen eine höhere Disparität auf als Objekte, die weiter von der Kamera entfernt sind. Wenn jedoch Reflexionen vorhanden sind, können die Disparitätswerte über mindestens einige Pixel, die sich von oben nach unten bewegen, eher abnehmen als zunehmen. In der vorliegenden Ausführungsform betrachtet der Verarbeitungsabschnitt 19 die Disparitätswerte am oberen und unteren Rand jeder Spalte des Bildes, die als den Bereichen entsprechen, die nicht Teil eines Gewässers sind, wie z.B. Boden oder Objekte, die an eine Pfütze angrenzen. Der Verarbeitungsabschnitt 19 bestimmt dann die Anzahl der Pixel in einer bestimmten Spalte, bei denen die Disparität kleiner ist als die Disparität der Pixel oben und unten in der Spalte. Das heißt, Pixel, die ein Bild eines Objekts darstellen, das weiter entfernt ist als Objekte, die den Pixeln oben und unten im 2D-Bild entsprechen. Diese Pixel entsprechen den Reflexionen von nahen Objekten.The processing section 19 then identifies reflection pixels with respect to nearby objects. The processing section does this by taking into account the disparity values for each pixel along each substantially vertical column of the image, ie from the top of the image to the bottom of the image (or vice versa). The processing section 19 checks the variation of the disparity values from top to bottom (or from bottom to top). If there are no reflections in the image, the disparity values gradually increase from top to bottom (or decrease from bottom to top), ie areas of the image corresponding to objects closer to the camera are more disparate than objects that are further away from the camera. However, if there are reflections, the disparity values over at least some pixels moving from top to bottom may decrease rather than increase. In the present embodiment, the processing section looks 19 the disparity values at the top and bottom of each column of the image that correspond to the areas that are not part of a body of water, such as soil or objects adjacent to a puddle. The processing section 19 then determines the number of pixels in a given column where the disparity is less than the disparity of the pixels at the top and bottom of the column. That is, pixels representing an image of an object farther away than objects corresponding to the pixels at the top and bottom of the 2D image. These pixels correspond to the reflections of nearby objects.
Der Verarbeitungsabschnitt 19 summiert dann die Anzahl der nahen und fernen Reflexionspixel, die im leeren Bereich ER identifiziert wurden, um einen ‚speckleCount‘ Wert zu erhalten.The processing section 19 then sums up the number of near and far reflection pixels, those in the empty area HE were identified to get a 'speckleCount' value.
Der Verarbeitungsabschnitt 19 ist konfiguriert, um dann zu bestimmen, ob der leere Bereich ER einem Gewässer entspricht. Der Verarbeitungsabschnitt 19 tut dies, indem er zunächst „dunkle“ Bereiche und „über helle“ Bereiche aus dem 3D-Punktwolkendatensatz als Bereiche entfernt, die einem Gewässer entsprechen könnten.The processing section 19 is configured to then determine if the empty area HE corresponds to a body of water. The processing section 19 does this by first removing "dark" areas and "over bright" areas from the 3D point cloud data set as areas that could correspond to a body of water.
So bestimmt der Verarbeitungsabschnitt 19 zunächst, ob die leeren Bereiche einem „dunklen“ Bildbereich oder einem „überhellen“ Bildbereich entsprechen. Der Verarbeitungsabschnitt 19 tut dies, indem er zunächst den durchschnittlichen Farbwert‘ jedes der R-, G- und B-Kanäle im zugeschnittenen polygonalen Bereich berechnet, im vorliegenden Beispiel ist dies der in 8(a) dargestellte Bereich. Wenn die durchschnittlichen Farbwerte kleiner als ein niedrigerer Farbwertschwellenwert sind und der Wert von speckleCount unter einem niedrigeren speckleCount-Schwellenwert liegt, wird der polygonale Bereich als „dunkler“ Bereich klassifiziert. In der vorliegenden Ausführungsform ist der untere speckleCount-Schwellenwert ein Wert von im Wesentlichen 10 Disparitätspunkten pro ausgewähltem Polygonbereich, obwohl andere Werte nützlich sein können. Der untere Farbwertschwellenwert ist in der vorliegenden Ausführungsform auf 35 beliebige Einheiten festgelegt, obwohl andere Werte sinnvoll sein können.So determines the processing section 19 First, whether the empty areas correspond to a "dark" image area or a "brighter" image area. The processing section 19 does this by first calculating the average color value of each of the R, G and B channels in the trimmed polygonal region, in the present example this is the in 8 (a) shown area. If the average color values are less than a lower color threshold value and the value of speckleCount is below a lower speckleCount threshold, then the polygonal area is classified as a "darker" area. In the present embodiment, the lower speckleCount threshold is a value of essentially 10 Disparity points per selected polygon range, although other values may be useful. The lower color value threshold is in the present embodiment 35 set any units, although other values may be useful.
Wenn die durchschnittlichen Farbwerte größer als ein oberer Farbwertschwellenwert sind und der Wert von speckleCount unter dem unteren speckleCount-Schwellenwert liegt, wird der polygonale Bereich als „überheller“ Bereich klassifiziert.If the average color values are greater than an upper color threshold value and the value of speckleCount is below the lower speckleCount threshold, the polygonal region is classified as an "overbell" region.
Der Verarbeitungsabschnitt 19 bestimmt dann, ob Bereiche nicht als potenzielle Bereiche, die einem Gewässer entsprechen, eliminiert werden. Der Verarbeitungsabschnitt 19 bestimmt, dass ein nicht bereits eliminierter Bereich ein Bereich sein kann, der einem Gewässer entspricht, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
- (a) der Wert von speckleCount einen vorgegebenen oberen speckleCount-Schwellenwert überschreitet; und
- (b) die durchschnittliche Breite des erweiterten zugeschnittenen polygonalen Bereichs entlang der Fahrtrichtung des Fahrzeugs des Bildes größer als ein Breitenschwellenwert und die Höhendifferenz (in Bezug auf die MLS-Karte) zwischen Zellen an gegenüberliegenden Enden einer Spalte von Zellen, die den erweiterten polygonalen Bereich überspannen, kleiner als ein Höhendifferenzschwellenwert ist.
The processing section 19 then determines if areas are not eliminated as potential areas corresponding to a body of water. The processing section 19 determines that an area not already eliminated may be an area corresponding to a body of water, if the following conditions are met: - (a) the value of speckleCount exceeds a predetermined upper speckleCount threshold; and
- (b) the average width of the expanded trimmed polygonal region along the vehicle's travel direction of the image is greater than a latitude threshold and the height difference (with respect to the MLS map) between cells at opposite ends of a column of cells spanning the extended polygonal region is less than a height difference threshold.
In der vorliegenden Ausführungsform beträgt der vorgegebene obere speckleCount-Schwellenwert im Wesentlichen 50 Punkte pro Polygonbereich, obwohl andere Werte nützlich sein können. In der vorliegenden Ausführungsform wird der Breitenschwellenwert auf 20 Pixel und der Höhendifferenzschwellenwert auf 0,25 m eingestellt.In the present embodiment, the predetermined upper speckleCount threshold is substantially equal 50 Points per polygon area, although other values may be useful. In the present embodiment, the width threshold is set to 20 pixels and the height difference threshold is set to 0.25 m.
Wenn der Verarbeitungsabschnitt 19 bestimmt, dass der leere Bereich ER einem Gewässer entspricht, gibt der Verarbeitungsabschnitt 19 ein Signal an das LSP-Steuerungssystem 12 aus, das das LSP-Steuerungssystem 12 darüber informiert, dass ein Gewässer vor dem Fahrzeug 100 innerhalb des vorhergesagten Weges, der vom Fahrzeug 100.... Der Verarbeitungsabschnitt 19 stellt auch einen Ausgang für das LSP-Steuerungssystem 12 zur Verfügung, der die Entfernung des Wasserkörpers vom Fahrzeug 100 anzeigt.When the processing section 19 determines that the empty area ER corresponds to a body of water, gives the processing section 19 a signal to the LSP control system 12 out, that's the LSP control system 12 informed that a body of water in front of the vehicle 100 within the predicted path of the vehicle 100 .... The processing section 19 also provides an output for the LSP control system 12 available, the removal of the water body from the vehicle 100 displays.
Wenn in der vorliegenden Ausführungsform der Verarbeitungsabschnitt 19 bestimmt, dass der leere Bereich ER nicht einem Gewässer entspricht und weder ein dunkler noch ein überheller Bereich ist, bestimmt der Verarbeitungsabschnitt 19, ob der Bereich ER die Kriterien für die Einstufung als Graben erfüllt. Der Verarbeitungsabschnitt 19 bestimmt, dass der leere Bereich ER einem Graben entspricht, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt sind:
- (a) die durchschnittliche Breite des ausgedehnten zugeschnittenen polygonalen Bereichs entlang der Fahrzeugrichtung kleiner als ein Grabenbreitenschwellenwert ist;
- (b) Der Wert von speckleCount ist kleiner als der vorgegebene untere speckleCount-Schwellenwert.
In the present embodiment, when the processing section 19 determines that the empty area HE does not correspond to a body of water and is neither a dark nor an over-bright area, the processing section determines 19 whether the area HE meets the criteria for classification as a trench. The processing section 19 determines that the empty area HE a trench, if the following conditions are met: - (a) the average width of the extended trimmed polygonal region along the vehicle direction is less than a trench width threshold;
- (b) The value of speckleCount is less than the default lower speckleCount threshold.
In der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Schwellenwert für die Grabenbreite 20 Pixel, was dem gleichen Schwellenwert entspricht wie der des polygonalen Bereichs, der zur Identifizierung von Pfützen verwendet wird, obwohl andere Werte nützlich sein können. In der vorliegenden Ausführungsform beträgt der vorgegebene untere speckleCount-Schwellenwert 5 Punkte. Andere Werte können nützlich sein. In einigen Ausführungsformen muss der Wert von speckleCount Null sein.In the present embodiment, the trench width threshold is 20 pixels, which is the same threshold as the polygonal area used to identify puddles, although other values may be useful. In the present embodiment, the predetermined lower speckleCount threshold is 5 points. Other values may be useful. In some embodiments, the value of speckleCount must be zero.
Wenn der Verarbeitungsabschnitt 19 bestimmt, dass der leere Bereich ER einem Graben entspricht, gibt der Verarbeitungsabschnitt 19 ein Signal an das LSP-Steuerungssystem 12 aus, das das LSP-Steuerungssystem 12 darüber informiert, dass ein Graben vor dem Fahrzeug 100 innerhalb des vorhergesagten Weges, den das Fahrzeug 100 zurückgelegt hat, identifiziert wurde. Der Verarbeitungsabschnitt 19 stellt auch einen Ausgang für das LSP-Steuerungssystem 12 bereit, der den Abstand des Grabens vom Fahrzeug 100 anzeigt.When the processing section 19 determines that the empty area ER corresponds to a trench, the processing section gives 19 a signal to the LSP control system 12 out, that's the LSP control system 12 informed that digging in front of the vehicle 100 within the predicted path that the vehicle 100 has been identified. The processing section 19 also provides an output for the LSP control system 12 ready the distance of the trench from the vehicle 100 displays.
BILD 9 ist ein Diagramm, das die Werte von speckleCount und die durchschnittliche Intensität der Farbwerte R, G, B in einem Bereich eines Bildes abbildet, das die Anforderungen an diese Parameter veranschaulicht, wenn ein leerer Bereich ER eines Bildes als dunkler Bereich (DR), überheller Bereich (BR) oder als Bereich entsprechend einem Graben oder einer Pfütze (DP) betrachtet werden soll.FIG. 9 is a diagram depicting the values of speckleCount and the average intensity of the color values R, G, B in an area of an image illustrating the requirements of these parameters when an empty area ER of an image is shown as a dark area (DR). over brightening area (BR) or as area corresponding to a ditch or puddle (DP).
In der vorliegenden Ausführungsform ist das LSP-Steuerungssystem 12 konfiguriert, um auf Signale aus dem Verarbeitungsabschnitt 19 zu reagieren, die anzeigen, dass ein Gewässer oder ein Graben im Weg des vorausfahrenden Fahrzeugs liegt. In der vorliegenden Ausführungsform ist das LSP-Steuerungssystem 12 konfiguriert, um dem Fahrer einen akustischen Alarm in Form eines Glockenspiels und einen visuellen Alarm in Form einer Grafik zu liefern, die auf dem LSP HMI 20 angezeigt wird und die Art des Geländemerkmals vor ihm anzeigt, d.h. ob ein Gewässer oder ein Graben vor ihm vorhanden ist. Das LSP HMI 20 liefert auch eine Anzeige über die Entfernung des Geländefeatures vom Fahrzeug 100 und aktualisiert diesen Wert in Echtzeit, wenn sich das Fahrzeug dem Merkmal nähert. In the present embodiment, the LSP control system is 12 configured to respond to signals from the processing section 19 to respond indicating that a body of water or a ditch is in the path of the vehicle in front. In the present embodiment, the LSP control system is 12 configured to provide the driver with an audible alarm in the form of a chime and a visual alarm in the form of a graphic displayed on the LSP HMI 20 is displayed and indicates the nature of the terrain feature in front of it, ie whether there is a body of water or a ditch in front of it. The LSP HMI 20 also provides an indication of the distance of the terrain feature from the vehicle 100 and updates this value in real time as the vehicle approaches the feature.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das LSP-Steuerungssystem 12 konfiguriert, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 auf eine vorgegebene Wasserdurchfahrtsgeschwindigkeit zu reduzieren, falls ein Gewässer identifiziert wurde, oder eine vorgegebene Grabendurchfahrtsgeschwindigkeit, falls ein Graben identifiziert wurde. In der vorliegenden Ausführungsform betragen die vorgegebene Wasserdurchfahrtsgeschwindigkeit und die vorgegebene Grabendurchfahrtsgeschwindigkeit jeweils im Wesentlichen 5 km/h, obwohl andere Werte in einigen Ausführungsformen nützlich sein können.In the present embodiment, the LSP control system is 12 configured to the speed of the vehicle 100 to reduce to a given water transit speed if a body of water has been identified, or a predetermined digger speed if a ditch has been identified. In the present embodiment, the predetermined water passage velocity and the predetermined trench speed are each substantially 5 km / h, although other values may be useful in some embodiments.
BILD 10 ist ein Flussdiagramm, das die Funktionsweise des stereoskopischen Kamerasystems 185C und des Verarbeitungsabschnitts 19 des Fahrzeugs 100 aus 1 veranschaulicht.PICTURE 10 is a flow chart illustrating the operation of the stereoscopic camera system 185C and the processing section 19 of the vehicle 100 out 1 illustrated.
Bei Schritt S101 erfasst das stereoskopische Kamerasystem 185C ein stereoskopisches Bildpaar, das räumlich getrennte Bilder sind, die von linken und rechten Kameras des Systems 185C aufgenommen werden, die nebeneinander montiert sind.At step S101 captures the stereoscopic camera system 185C a stereoscopic image pair, which are spatially separated images from the left and right cameras of the system 185C be absorbed, which are mounted side by side.
Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Bilder an den Verarbeitungsabschnitt 19 für Schritt S103 ausgegeben, obwohl in einigen Ausführungsformen Schritt S103 vom Kamerasystem 185C ausgeführt wird. Das Kamerasystem 185C ist wiederholt konfiguriert, um stereoskopische Bildpaare zu erfassen und an den Verarbeitungsabschnitt 19 auszugeben. In der vorliegenden Ausführungsform werden Bildpaare mit einer Bildrate von 25 Paaren pro Sekunde an den Verarbeitungsabschnitt 19 ausgegeben. Andere Werte können nützlich sein, wie z.B. 10 Paar pro Sekunde, 12 Paar pro Sekunde oder jeder andere geeignete Wert.In the present embodiment, the images are sent to the processing section 19 for step S103 although in some embodiments step S103 from the camera system 185C is performed. The camera system 185C is repeatedly configured to capture stereoscopic image pairs and to the processing section 19 issue. In the present embodiment, image pairs at a frame rate of 25 pairs per second are sent to the processing section 19 output. Other values may be useful, such as 10 pairs per second, 12 pairs per second, or any other suitable value.
Bei Schritt S103 berechnet der Verarbeitungsabschnitt 19 in der vorliegenden Ausführungsform ein Disparitätsbild basierend auf dem zuletzt empfangenen stereoskopischen Bildpaar.At step S103 the processing section calculates 19 in the present embodiment, a disparity image based on the last received stereoscopic image pair.
Bei Schritt S105 berechnet der Verarbeitungsabschnitt 19 eine 3D-Punktwolke basierend auf dem bei Schritt S103 berechneten Disparitätsbild.At step S105 the processing section calculates 19 a 3D point cloud based on the one at step S103 calculated disparity image.
Bei Schritt S107 berechnet der Verarbeitungsabschnitt 19 eine MLS-Karte basierend auf der 3D-Punktwolke.At step S107 the processing section calculates 19 an MLS map based on the 3D point cloud.
Bei Schritt S109 erkennt der Verarbeitungsabschnitt 19 Hindernisschattenbereiche SH in der MLS-Karte und ignoriert diese Bereiche zum Zwecke der Erfassung von Gelände, das einem Gewässer oder einem Graben entspricht.At step S109 recognizes the processing section 19 Obstacle shadows SH in the MLS map and ignores these areas for the purpose of detecting terrain that corresponds to a body of water or a ditch.
Bei Schritt S111 identifiziert der Verarbeitungsabschnitt 19 den nächsten leeren Bereich ER der MLS-Karte, der dem Gelände entspricht, das innerhalb des vorhergesagten Pfades liegt, wobei es sich um einen im Wesentlichen kontinuierlichen Bereich von Zellen der MLS-Karte mit einer Anzahl von Datenpunkten handelt, die kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert für die Datenpunktdichte im leeren Bereich.At step S111 identifies the processing section 19 the next empty area ER of the MLS map that corresponds to the terrain that lies within the predicted path, which is a substantially continuous range of cells of the MLS map with a number of data points smaller than a given one Threshold for the data point density in the empty area.
Bei Schritt S113 bestimmt der Verarbeitungsabschnitt 19 die Neigung des Geländes unmittelbar vor dem nächsten leeren Bereich ER des Geländes in einer Richtung parallel zur momentanen Längsachse des Fahrzeugs.At step S113 the processing section determines 19 the slope of the terrain immediately before the next empty area ER of the terrain in a direction parallel to the instantaneous longitudinal axis of the vehicle.
Bei Schritt S115 bestimmt der Verarbeitungsabschnitt, ob die Steigung einen vorbestimmten Scheitelgradientenwert überschreitet und eine Breite des leeren Bereichs einen vorbestimmten Scheitelweitenwert überschreitet.At step S115 the processing section determines whether the slope exceeds a predetermined peak gradient value and a width of the blank area exceeds a predetermined peak width value.
Wenn die Steigung den vorgegebenen Scheitelgradientenwert nicht überschreitet oder die Breite des leeren Bereichs den vorgegebenen Scheitelbreitenwert nicht überschreitet, fährt der Verarbeitungsabschnitt 19 bei Schritt S117 fort.If the slope does not exceed the predetermined peak gradient value or the width of the empty area does not exceed the predetermined peak width value, the processing section moves 19 at step S117 continued.
Wenn die Steigung den vorgegebenen Scheitelneigungswert überschreitet und die Breite des leeren Bereichs den vorgegebenen Scheitelbreitenwert überschreitet, gibt der Verarbeitungsabschnitt 19 ein Signal aus, das anzeigt, dass ein Scheitelpunkt vor dem Fahrzeug 100 erfasst wurde. Der Verarbeitungsabschnitt 19 gibt auch ein Signal aus, das den Abstand des Kammes vom Fahrzeug 100 anzeigt. Der Verarbeitungsabschnitt 19 fährt dann bei Schritt S101 fort.When the slope exceeds the predetermined peak slope value and the width of the blank area exceeds the predetermined peak width value, the processing section gives 19 a signal indicating that a vertex in front of the vehicle 100 was recorded. The processing section 19 Also outputs a signal indicating the distance of the comb from the vehicle 100 displays. The processing section 19 then moves to step S101 continued.
Bei Schritt S117 überprüft der Verarbeitungsabschnitt die RGB-Farbwerte jedes der Pixel, die im Bereich eines der stereoskopischen Bildpaare (in der vorliegenden Ausführungsform das linke Bild) vorliegen, die bei Schritt S101 aufgenommen wurden, was dem leeren Bereich der betrachteten MLS-Karte entspricht. Der Verarbeitungsabschnitt 19 berechnet einen Mittelwert aus den R-, G- und B-Farbwerten der Pixel in diesem Bereich, der in der obigen Diskussion als zugeschnittener polygonaler Bereich bezeichnet wurde.At step S117 the processing section checks the RGB color values of each of the pixels present in the area of one of the stereoscopic image pairs (in the present embodiment, the left image) shown in step S101 which corresponds to the empty area of the considered MLS card. The processing section 19 calculates an average of the R, G and B color values of the pixels in this area, which in the above discussion has been termed a trimmed polygonal area.
Bei Schritt S119 versucht der Verarbeitungsabschnitt zu bestimmen, ob die Pixel, die als dem leeren Bereich in der MLS-Karte entsprechend identifiziert wurden, den Reflexionen von Objekten entsprechen (nahe dem Geländebereich, der dem leeren Bereich der MLS-Karte entspricht, wie beispielsweise einem Busch oder Baum, der an den Bereich angrenzt, oder weit davon entfernt, wie beispielsweise dem Himmel). Der Verarbeitungsabschnitt 19 erreicht dies, indem er einen erweiterten polygonalen Bereich in der vorstehend beschriebenen Weise definiert und den entsprechenden Bereich in einem Disparitätsbild identifiziert, das basierend auf dem stereoskopischen Bildpaar erzeugt wird, von dem das linke Bild gerade analysiert wird. Der Verarbeitungsabschnitt 19 identifiziert Pixel des linken Bildpaares entsprechend dem leeren Bereich, die einem Pixel des Disparitätsbildes mit einer Disparität entsprechen, die einer Entfernung von mehr als einer vorbestimmten Disparitätsbildabweichung vom Kamerasystem 185C entspricht, in der vorliegenden Ausführungsform eine Entfernung von 40 m. Andere Werte können in einigen Ausführungsformen nützlich sein. Solche Pixel werden als Spiegelungen von fernen Objekten betrachtet.At step S119 the processing section attempts to determine whether the pixels identified as corresponding to the empty area in the MLS card correspond to the reflections of objects (near the terrain area corresponding to the empty area of the MLS card, such as a bush or tree which adjoins the area or far from it, such as the sky). The processing section 19 achieves this by defining an extended polygonal area in the manner described above and the corresponding area in a disparity image which is generated based on the stereoscopic image pair from which the left image is being analyzed. The processing section 19 identifies pixels of the left image pair corresponding to the blank area corresponding to one pixel of the disparity image with a disparity that is greater than a predetermined disparity image deviation from the camera system 185C corresponds to a distance of 40 m in the present embodiment. Other values may be useful in some embodiments. Such pixels are considered reflections of distant objects.
Der Verarbeitungsabschnitt 19 identifiziert Pixel, die Spiegelreflexionen von nahen Objekten entsprechen, indem er die Disparitätswerte in Spalten von Pixeln des linken Bildes berücksichtigt, die dem leeren Bereich entsprechen. Der Verarbeitungsabschnitt 19 vergleicht die Disparitätswerte der Pixel in jeder Spalte innerhalb des leeren Bereichs mit den Disparitätswerten der „End“-Pixel jeder Spalte, d.h. der Pixel oben und unten in jeder Spalte, an der Grenze des leeren Bereichs in Bezug auf diese Spalte. Der Verarbeitungsabschnitt zählt dann die Anzahl der Pixel innerhalb der Spalte, die Disparitätswerte aufweisen, die kleiner sind als die Werte der Disparität der Endpixel. Diese Pixel entsprechen den Spiegelreflexionen von nahen Objekten.The processing section 19 identifies pixels that correspond to mirror reflections of nearby objects by taking into account the disparity values in columns of pixels of the left image that correspond to the empty area. The processing section 19 compares the disparity values of the pixels in each column within the empty area with the disparity values of the "end" pixels of each column, ie the pixels at the top and bottom of each column, at the boundary of the empty area with respect to that column. The processing section then counts the number of pixels within the column that have disparity values that are less than the values of the disparity of the end pixels. These pixels correspond to the mirror reflections of nearby objects.
Der Verarbeitungsabschnitt 19 summiert dann die Anzahl der Pixel, die den Spiegelreflexionen von nahen und fernen Objekten entspricht, um den speckleCount Wert zu erzeugen.The processing section 19 then sums the number of pixels corresponding to mirror reflections from near and far objects to produce the speckleCount value.
Bei Schritt S121 bestimmt der Verarbeitungsabschnitt 19 dann, ob der leere Bereich einem dunklen Bereich oder einem übergroßen Bereich entspricht, indem er den Wert des durchschnittlichen RGB-Farbwertes mit dem oberen und unteren Farbschwellenwert und den Wert von speckleCount mit dem oberen und unteren speckleCount-Schwellenwert vergleicht. Wenn der durchschnittliche RGB-Farbwert. Wie vorstehend beschrieben, wird der polygonale Bereich als dunkler Bereich klassifiziert, wenn der durchschnittliche Farbwert kleiner als der untere Farbwertschwellenwert und der Wert von speckleCount unter dem unteren SpeckleCount-Schwellenwert liegt. Wenn der durchschnittliche Farbwert größer als der obere Farbwertschwellenwert ist und der Wert von speckleCount unter dem unteren speckleCount-Schwellenwert liegt, wird der polygonale Bereich als „over bright“-Bereich klassifiziert. Wenn der leere Bereich als einem dunklen oder übergroßen Bereich entspricht, gilt der Bereich als nicht einem Graben oder Gewässer entsprechend und der Verarbeitungsabschnitt 19 fährt bei Schritt S121 fort.At step S121 the processing section determines 19 then whether the blank area corresponds to a dark area or an oversized area by comparing the value of the average RGB color value with the upper and lower color thresholds and the value of speckleCount with the upper and lower speckleCount thresholds. When the average RGB color value. As described above, when the average color value is smaller than the lower color value threshold and the value of speckleCount is below the lower SpeckleCount threshold, the polygonal region is classified as a dark region. If the average color value is greater than the upper color threshold and the value of speckleCount is below the lower speckleCount threshold, the polygonal region is classified as an over-bright region. If the blank area corresponds to a dark or oversized area, the area is considered not to be a trench or body of water and the processing section 19 moves at step S121 continued.
Bei Schritt S123 bestimmt der Verarbeitungsabschnitt 19 der Verarbeitungsabschnitt, dass der leere Bereich einem Gewässer entspricht, wenn (a) der Wert von speckleCount den oberen SpeckleCount-Schwellenwert überschreitet und (b) die durchschnittliche Breite des erweiterten zugeschnittenen polygonalen Bereichs größer als der Breitenschwellenwert ist und die Höhendifferenz (bestimmt aus der MLS-Karte) zwischen Zellen C an gegenüberliegenden Enden einer den leeren Bereich überspannenden Zellspalte kleiner als der Höhendifferenzschwellenwert ist. In der vorliegenden Ausführungsform betrachtet der Verarbeitungsabschnitt 19 jede Spalte von Zellen über die Breite des leeren Bereichs. In einigen Ausführungsformen wird eine reduzierte Anzahl von Spalten berücksichtigt, z.B. Spalten an Stellen, an denen ein Abstand von (z.B.) 25%, 50% und 75% der Seitenbreite des leeren Bereichs von einer Seitenkante des leeren Bereichs besteht. Andere Anordnungen können in einigen Ausführungsformen nützlich sein.At step S123 the processing section determines 19 the processing portion that the empty area corresponds to a body of water when (a) the value of speckleCount exceeds the upper speckle count threshold and (b) the average width of the extended trimmed polygonal area is greater than the width threshold and the height difference (determined from the MLS Card) is smaller than the height difference threshold between cells C at opposite ends of a cell gap spanning the empty area. In the present embodiment, the processing section looks 19 each column of cells across the width of the empty area. In some embodiments, a reduced number of columns is considered, eg, columns at locations where there is a distance of (eg) 25%, 50%, and 75% of the page width of the empty area from a side edge of the empty area. Other arrangements may be useful in some embodiments.
Wenn bei Schritt S123 der Verarbeitungsabschnitt 19 bestimmt hat, dass der leere Bereich einem Gewässer entspricht, gibt das Fahrzeug 100 ein Signal aus, das das Vorhandensein eines Gewässers vor dem Fahrzeug 100 und ein Signal, das den Abstand des leeren Bereichs vom Fahrzeug 100 anzeigt. Der Verarbeitungsabschnitt 19 fährt dann bei Schritt S101 fort.If at step S123 the processing section 19 has determined that the empty area corresponds to a body of water, gives the vehicle 100 a signal indicating the presence of a body of water in front of the vehicle 100 and a signal representing the distance of the empty area from the vehicle 100 displays. The processing section 19 then moves to step S101 continued.
Wenn bei Schritt S123 der Verarbeitungsabschnitt 19 bestimmt hat, dass der leere Bereich nicht einem Wasserkörper entspricht, fährt der Verarbeitungsabschnitt 19 bei Schritt S127 fort. Bei Schritt S127 gibt der Verarbeitungsabschnitt ein Signal aus, das anzeigt, dass ein Graben vor dem Fahrzeug vorhanden ist, und ein Signal, das den Abstand des leeren Bereichs vom Fahrzeug 100 anzeigt. Der Verarbeitungsabschnitt 19 fährt dann bei Schritt S101 fort.If at step S123 the processing section 19 has determined that the empty area does not correspond to a body of water, moves the processing section 19 at step S127 continued. At step S127 The processing section outputs a signal indicating that a trench exists in front of the vehicle and a signal indicating the distance of the empty area from the vehicle 100 displays. The processing section 19 then moves to step S101 continued.
Einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen einen Fahrzeugbetrieb mit erhöhter Ruhe beim Durchfahren von Gelände. Dies ist zumindest teilweise auf eine Entlastung des Fahrers bei Betrieb mit aktivem LSP-Steuerungssystem 12 zurückzuführen. Denn ein Fahrer muss nicht manuell die Fahrzeuggeschwindigkeit reduzieren, wenn er sich einer Geländefunktion in Form eines Gewässers oder eines Grabens nähert. Vielmehr bewirkt das LSP-Steuerungssystem 12 als Reaktion auf die Erkennung der Geländefunktion automatisch eine Geschwindigkeitsreduzierung.Some embodiments of the present invention enable vehicle operation with increased peace of mind when driving through terrain. This is at least partially relieved of the driver when operating with active LSP control system 12 due. Because a driver does not have to manually reduce the vehicle speed when approaching a terrain function in the form of a body of water or a ditch. Rather, the LSP control system causes 12 automatically reducing speed in response to detection of the off-road function.
Es versteht sich, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen nur als Beispiel dienen und nicht dazu dienen, die Erfindung, deren Umfang in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, einzuschränken.It should be understood that the above-described embodiments are given by way of example only and are not intended to limit the invention, the scope of which is defined in the appended claims.
In der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen dieser Spezifikation sind die Wörter „umfassen“ und „enthalten“ und Variationen der Wörter, zum Beispiel „umfassen“ und „umfassen“, Mittel „einschließlich, aber nicht beschränkt auf“, und sind nicht dazu bestimmt, andere Einheiten, Zusatzstoffe, Komponenten, ganze Zahlen oder Schritte auszuschließen (und nicht).Throughout the specification and claims of this specification, the words "comprise" and "contain" and variations of the words, For example, "comprise" and "comprise" means "including, but not limited to," and are not intended to exclude (other than) other entities, additives, components, integers, or steps.
In der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen dieser Spezifikation umfasst das Singular den Plural, sofern der Kontext nichts anderes erfordert. Insbesondere wenn der unbestimmte Artikel verwendet wird, ist die Spezifikation so zu verstehen, dass sie sowohl Pluralität als auch Singularität betrachtet, sofern der Kontext nichts anderes erfordert.Throughout the specification and claims of this specification, the singular includes plural, unless the context requires otherwise. In particular, when the indefinite article is used, the specification should be understood to consider both plurality and singularity unless the context requires otherwise.
Merkmale, ganze Zahlen, Merkmale, Verbindungen, chemische Einheiten oder Gruppen, die in Verbindung mit einem bestimmten Aspekt, einer Ausführungsform oder einem Beispiel der Erfindung beschrieben werden, sind so zu verstehen, dass sie auf jeden anderen Aspekt, jede andere Ausführungsform oder jedes andere hierin beschriebene Beispiel anwendbar sind, es sei denn, sie sind damit nicht vereinbar.Features, integers, features, compounds, chemical entities, or groups described in connection with a particular aspect, embodiment, or example of the invention are to be understood to be in any other aspect, every alternate embodiment, or any other are applicable, unless they are incompatible with it.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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GB 2507622 [0001]GB 2507622 [0001]
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WO 2013124321 [0001]WO 2013124321 [0001]
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WO 2014/139875 [0001]WO 2014/139875 [0001]
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GB 2499279 [0001, 0062]GB 2499279 [0001, 0062]
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