DE19546507A1 - Fahrzeug-Navigationssystem und Signalverarbeitungsverfahren für ein solches Navigationssystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Navigationssystem und ein Signalverarbeitungsverfahren für ein solches Navi­ gationssystem.

Fahrzeug-Navigationssysteme mit Einsatz unterschiedlicher Techniken und Anwendungsbeispiele sind beispielsweise an­ gegeben in "Kraftfahrzeugtechnik" 1993, Abschnitt Technik- Lexikon. In Automobiltechnische Zeitschrift 90 (1988), S. 429-436 ist ein Convoy-Leitverkehr als Anwendung für Kfz- Navigationssysteme beschrieben.

Für den Einsatz einer Bildsensoranordnung, z. B. als Videokamera, mit automatischer Bildauswertung zur Detek­ tion und Klassifikation von Objekten im Blickfeld ist auf­ grund der Variationsbreite von Form, Farbe, Richtung, Aspektwinkel etc. interessierender Objekte und der Komple­ xität der beobachteten Szene der Verarbeitungsaufwand in einer zugeordneten Bild-Auswerteeinrichtung hoch.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vorteilhaftes Fahrzeug-Navigationssystem anzugeben, das mit vertretbarem Aufwand zuverlässige Umgebungsinforma­ tionen liefert, sowie ein Signalverarbeitungsverfahren für ein solches Navigationssystem.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Un­ teransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Ein Signalverarbeitungsver­ fahren für ein solches Navigationssystem ist im Pa­ tentanspruch 5 beschrieben.

Das erfindungsgemäße System macht sich auf vorteilhafte Weise zunutze, daß die bei einer Radaranordnung zur Zielentdeckung anfallende Datenrate bei der Auswertung we­ sentlich geringer ist als bei der Zielentdeckung durch Bildanalyse der Bildsensor-Empfangssignale. Im Unterschied zur optischen Überwachung eines Luftraumes, bei welcher im allgemeinen eine im wesentlichen punktförmige Zielentdec­ kung durch Detektion warmer oder heißer Teile von Flugkör­ pern anhand deren verstärkter Infrarotabstrahlung erfolgt, kann bei der Bildanalyse von bodengebundenen Verkehrsitua­ tionen nicht auf solche einfachen Merkmale zurückgegriffen werden. Die vorliegende Erfindung ermöglicht mit wesent­ lich reduziertem Verarbeitungsaufwand eine detaillierte Analyse eines von der Bildsensoranordnung aufgenommenen Bildes und Klassifizierung der wesentlichen Ziele inner­ halb des überwachbaren Raumwinkelbereichs.

Eine weitere Reduzierung des Aufwands der Bildanalyse in den Bild-Auswerteeinrichtungen ist möglich durch eine grobe Vorklassifizierung in den Radar-Auswerteeinrichtun­ gen mit einer geringen Anzahl von Zielklassen, beispiels­ weise lediglich unterscheidend nach feststehenden Objekten und bewegten Objekten.

Bei Vorgabe einer größeren Zahl von Raumwinkelausschnitten durch die Radar-Auswerteeinrichtungen kann eine Rangord­ nung für die Bearbeitung auf der Basis der in den Radar- Auswerteeinrichtungen ermittelten Zielparameter z. B. in der Weise festgelegt werden, daß Raumwinkelausschnitte mit Zielen in geringerer Entfernung und/oder mit Relativge­ schwindigkeit auf das Fahrzeug zu vorrangig in den Bild- Auswerteeinrichtungen ausgewertet werden.

Für die Bildsensoranordnung, die insbesondere als Kamera im sichtbaren oder infraroten Spektralbereich ausgelegt ist, kann ein Abbildungssystem mit variierbarem Abbil­ dungsmaßstab (Zoom-System) vorgesehen sein, so daß in aus­ gewählten Raumwinkelbereichen die Raumwinkelauflösung ge­ zielt weiter erhöht werden kann.

Die Zielklassifikation anhand der Empfangssignale der Bildsensor-Anordnung kann ergänzt und unterstützt werden durch Einbeziehen der in den Radar-Auswerteeinrichtungen ermittelten Zielparameter. Hierzu werden in einer Datenfu­ sionseinrichtung die in den beiden Auswerteeinrichtungen getrennt ermittelten Zielparameter verknüpft. Die Verknüp­ fung kann in verschiedenen Stadien der digitalen Signal- Verarbeitung erfolgen, insbesondere mit oder ohne eine Vorklassifikation in einer oder beiden Auswerteeinrichtun­ gen.

Die beiden Auswerteeinrichtungen und die Datenfusionsein­ richtung sind nicht notwendigerweise körperlich separate Einheiten, sondern können auch in einer ausreichend lei­ stungsfähigen digitalen Signalverarbeitungseinheit in Form von Untereinheiten oder Programmierten Steuerbefehlen re­ alisiert sein.

Die Erfindung ist besonders vorteilhaft einsetzbar als Na­ vigationssystem in der Straßenverkehrsleittechnik und in der Rollfeldführung auf Flughäfen. Für den letztgenannten Fall können sowohl Servicefahrzeuge als auch auf dem Roll­ feld bewegte Flugzeuge mit einem solchen Navigationssystem ausgerüstet sein.

Claims (5)

1. Fahrzeug-Navigationssystem mit einer Radaranordnung mit Radar-Auswerteeinrichtungen und einer Bildsenso­ ranordnung mit Bild-Auswerteeinrichtungen, bei welchen die Radaranordnung und die Bildsensoranordnung zur Überwachung von im wesentlichen gleichen Raumwinkelbereichen ausge­ stattet sind und bei welchem die Radar-Auswerteeinrichtun­ gen aus der Auswertung der Empfangssignale der Radaranord­ nung Raumwinkelausschnitte für die Bild-Auswerteeinrich­ tungen vorgeben und die Bild-Auswerteeinrichtungen nur Empfangssignale der Bildsensoranordnung aus den vorgegebe­ nen Raumwinkelausschnitten auswerten.

2. Fahrzeug-Navigationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung der Empfangssignale der Bildsensoranordnung mit höherer Raum­ winkelauflösung erfolgt als die Auswertung der Empfangssi­ gnale der Radaranordnung.

3. Fahrzeug-Navigationssystem nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß bei der Bildsensoranordnung der Abbildungsmaßstab variierbar ist.

4. Fahrzeug-Navigationssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Radar-Auswer­ teeinrichtungen und die Bild-Auswerteeinrichtungen ge­ trennt aus den Empfangssignalen der zugeordneten Anordnun­ gen Zielparameter ableiten und eine Datenfusionseinrich­ tung die getrennt abgeleiteten Zielparameter verknüpft.

5. Signalverarbeitungsverfahren bei einem Fahrzeug-Navi­ gationssystem mit einer Radaranordnung und einer Bildsensoranordnung, die zur Überwachung von im wesentli­ chen gleichen Raumwinkelbereichen ausgestattet sind, bei welchem aus den Empfangssignalen der Radaranordnung Raum­ winkelausschnitte mit entdeckten Zielen bestimmt werden und die Empfangssignale der Bildsensoranordnung nur inner­ halb dieser Raumwinkelausschnitte mittels eines Bildanaly­ severfahrens ausgewertet werden.