DE19938266A1 - Verfahren und Einrichtung zur elektronischen bzw. elektronisch visuellen Erkennung von Verkehrszeichen - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur elektronischen bzw. elektronisch visuellen Erkennung von Verkehrszeichen

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur elektronischen bzw. elektronisch visuellen Erkennung von Verkehrszeichen, bei welchen die Verkehrszeichen mit einer im Kraftfahrzeug angeordneten Kamera (1) erfaßt und über Mustervergleichsverfahren elektronisch gedeutet und im Kraftfahrzeug angezeigt werden und/oder auf die automatische Geschwindigkeitsregelung (5) des Kraftfahrzeuges einwirken, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 5. Um hierbei die Fehldeutungen bei der Verkehrszeichenerkennung dieser Art zu reduzieren, ist erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei nicht zweifelsfreier Erkennung eines bzw. eines von mehreren Verkehrszeichen, das System automatisch eine logische Abwägung durchführt, derart, daß weitergehende Verkehrsflußparameter und/oder Verkehrszeichen zur Deutung herangezogen werden und daraus die minimalst mögliche Geschwindigkeitsbegrenzung ermittelt wird, die dann im Kraftfahrzeug angezeigt und/oder das Kraftfahrzeug automatisch geschwindigkeitsgeregelt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Einrichtung zur elektronischen bzw. elektronisch visuellen Erkennung von Verkehrszeichen, bei welchen die Verkehrszeichen mit einer im Kraftfahrzeug angeordneten Kamera erfaßt und über Mustervergleichsverfahren elektronisch gedeutet und im Kraftfahrzeug angezeigt werden und/oder auf die automatische Geschwindigkeitsregelung des Kraftfahrzeuges einwirken, gemäß Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 5.

Verfahren und Einrichtungen zur automatischen Verkehrszeichenerkennung sind vielfach bekannt, wenngleich die meisten der bekannten Verfahren in der Praxis noch nicht angewendet werden. Dies liegt zum einen daran, daß Verfahren und Einrichtungen der bekannten Art entweder technisch zu aufwendig sind, oder aber nicht in dem Maße funktionstüchtig, wie es wünschenswert oder sogar notwendig wäre. Der Raum vor dem Fahrzeug läßt sich durch Videokameras erfassen, so daß die sensorische Erfassung, egal ob über Codeübermittlung oder über Bilderfassung zunächst kein Problem darstellt. Dies betrifft jedoch nur die Erfassung der Umgebung als solches. Problematischer wird die Deutung der Verkehrszeichen immer dann, wenn ihre Erkennung nicht in die abgespeicherten Muster paßt, oder aber Verkehrsgegebenheiten wie Teilabdeckungen oder aber auch Abdeckungen durch Sträucher oder Äste von Bäumen eine Auswertung erschweren.

Aus der DE 29 61 0677 U1 ist ein Bilderfassungsgerät zur optischen Abtastung/Erkennung von am Straßenrand aufgestellten Verkehrsschildern durch Mustervergleich bekannt, wobei die erfaßten Bilddaten innerhalb des Kraftfahrzeuges in entsprechender Weise angezeigt werden. Hierbei ist es bereits wichtig, daß die Verkehrsschilder an der erwarteten Stelle am Straßenrand aufgestellt werden, weil das Bilderfassungsgerät ansonsten Schwierigkeiten mit der Abtastung hätte.

Aus der DE 29 80 2953 U1 ist eine permanente optische Abtastung des rechten Fahrbahnrandes durch Videokamera bekannt. Die so erfaßten Daten werden an einen Rechner im Kraftfahrzeug übermittelt. Innerhalb des Rechners erfolgt eine Auswertung der erfaßten Bilddaten, ggf. nach Mustern und das Ermittlungsergebnis wird visuell und/oder akustisch im Fahrzeug angezeigt.

Aus der DE 29 52 0819 U1 ist eine geschwindigkeitsbegrenzende Einrichtung bekannt, welche mit einer Codeerkennung von Verkehrszeichen arbeitet. Hierbei werden die Verkehrszeichen nicht optisch erfaßt, sondern jedes Verkehrszeichen ist mit einer Codierung versehen, die innerhalb des Kraftfahrzeuges beim Passieren derselben erfaßt werden kann. Die so ermittelten Bedeutungsinhalte der Verkehrszeichen werden innerhalb des Fahrzeuges logisch umgesetzt und einer geschwindigkeitsbegrenzenden Eingriffnahme auf die Steuerung des Fahrzeuges zugeleitet.

Aus der DE 36 19 824 C2 ist ein Bildsensor bekannt, welcher Bilddaten aus unterschiedlichen Blickrichtungen liefert. Die Summe aller Bilddaten wird gesammelt und in Verbindung mit Verkehrszeichenerkennungen werden Höchstgeschwindigkeitssollwerte ermittelt, die dann innerhalb des Fahrzeuges angezeigt werden.

Die allgemeine Problematik ist, wie oben dargestellt, daß Verkehrszeichen verschmutzt sein können oder ggf. auch teilweise zerstört sein können, so daß sie nur ungenügend lesbar bzw. erfaßbar sind. Weiterhin können sog. Auflösungsverkehrszeichen aufgestellt sein, die beispielsweise eine Geschwindigkeitsbegrenzung für den nachfolgenden Abschnitt aufheben. Dies könnte durch Verschmutzung von dem System nicht eindeutig erkannt werden, was sogar zu gefährlichen Situationen führen kann. Fernerhin können Verkehrszeichen durch herabhängende Äste in der Form teilverdeckt werden, daß das Kamerasystem ein Auflösungszeichen deutet. Wegen Bauarbeiten können auch temporär ungültig gemachte Verkehrszeichen fehlgedeutet werden.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die Fehldeutungen bei elektronischer bzw. elektronisch/visueller Verkehrszeichenerkennung zu reduzieren.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem Verfahren der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Ansprüchen 2- 4 angegeben.

Hinsichtlich einer Einrichtung der gattungsgemäßen Art ist die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 5 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in Anspruch 6 angegeben.

In verfahrensgemäßer Hinsicht besteht der Kern der Erfindung darin, daß bei nicht zweifelsfreier Erkennung eines bzw. eines von mehreren Verkehrszeichen, das System automatisch eine logische Abwägung durchführt, derart, daß weitergehende Verkehrsflußparameter und/oder Verkehrszeichen zur Deutung herangezogen werden und daraus die minimalst mögliche Geschwindigkeitsbegrenzung ermittelt wird, die dann im Kraftfahrzeug angezeigt und/oder das Fahrzeug automatisch geschwindigkeitsbegrenzt geregelt wird.

In der praktischen Anwendung heißt dies, daß immer dann, wenn ein Verkehrszeichen nicht eindeutig scheint, beispielsweise der prädiktive Fahrweg und darauf enthaltene Verkehrszeichen oder aber andere geschwindigkeitsbegrenzende Verkehrszeichen im Umfeld des aufgelösten Zeichens oder des nicht definierten Zeichens erkannt werden und aus der Gesamtsituation die restriktivste Geschwindigkeitsbegrenzung ermittelt, angezeigt und ggf. auch regelnd ausgesteuert wird. Hierdurch gewinnt das System bzw. das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende System ein Höchstmaß an Sicherheit. In Situationen, die nicht zweifelsfrei automatisch klärbar sind, wird die restriktivste Begrenzung angezeigt oder ausgeregelt. In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird hierzu eine Entfernungsmessung zu vorausfahrenden Fahrzeugen oder zu Gegenständen, die sich zwischen vorausfahrendem Fahrzeug und dem eigenen Fahrzeug befinden, vorgenommen.

Weiterhin vorteilhaft ist die manuelle Eingriffmöglichkeit durch den Fahrzeugführer. Hierdurch gewinnt der Fahrzeugführer die Möglichkeit, daß bei völlig unklärbarer Situation er selbst eingreifen kann oder aber, daß die Möglichkeit besteht, in Notfallreaktionen anders reagieren zu können, als es die Beschilderung vorgibt.

Weiterhin ist vorteilhaft ausgestaltet, daß die besagte erfindungsgemäße Verfahrensweise kombiniert sein kann mit der elektronisch hinterlegten Straßenkarte in Navigationssystemen. Hierdurch können Verkehrssituationen entweder insgesamt geklärt werden, die sich auch aus der weiteren Straßenführung ergeben oder aber Verkehrszeichen, die bereits zur besagten Strecke abgespeichert sind, können hier abgerufen oder ggf. der Situation auch aktualisiert werden.

Eine Einrichtung dieser Art, die sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet, enthält eine Auswerteeinheit, mit logisch korrespondierender, ebenfalls mit der Kamera verbundener Logikeinheit, in welcher weitere Verkehrsparameter und ggf. prädiktive Streckendaten ausgewertet werden. Um nun mit dem Resultat der Verkehrszeichenerkennung zu vergleichen oder vergleichen zu können und bei Nichtübereinstimmung eine logische Entscheidung für die stärkste Restriktion vornehmen zu können, wird in dieser Logikeinheit die Gesamtsituation in der besagten Gänze bewertet und die Verkehrszeichenerkennung so auf Plausibilität geprüft.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß im Eingriff auf die Logikeinheit eine manuelle Eingabe zur Korrektur der Anzeige vorgesehen ist. Dadurch wird das System adaptiv, indem der Fahrer auf die Deutung des Verkehrszeichens korrigierend eingreifen kann. Die manuelle Eingabe kann dabei entweder über eine Tastatur erfolgen oder aber auch über eine sprachgesteuerte Eingabeeinheit.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben. Die Abbildung zeigt eine Kamera 1, welche in einem nicht weiter dargestellten Fahrzeug in entsprechender Weise im vorderen Bereich, entweder hinter der Windschutzscheibe oder im Bereich der Scheinwerferanordnungen, montiert ist. Die Kamera 1 ist dabei logisch mit einer Auswerteeinheit 2 verschaltet, in welcher die Kamerabilddaten zur Verkehrszeichenerkennung ausgewertet werden. Der Auswerteeinheit 2 ist mit einer Logikeinheit bidirektional und logisch verbunden, in welcher eine Auswertung weiterer Zeichen ggf. auch solche des prädiktiven Fahrweges vorgenommen wird. Aus diesem Grund besteht auch eine direkte logische Verbindung zwischen dem Kameraausgang und der Logikeinheit 3. Innerhalb der oben besagten Auswerteeinheit 2 erfolgt die Verkehrszeichenerkennung, wie oben bereits gesagt, durch Mustervergleichsverfahren.

Der Logikeinheit 3 nachgeschaltet ist eine entsprechende Anzeige 4, die entweder visuell oder akustisch sein kann. Auf die Logikeinheit 3 eingreifend ist eine manuelle Eingabeeinheit 6 vorgesehen, über welche der Kraftfahrzeugführer einen korrigierenden Einfluß auf die Deutung der Verkehrszeichen hat. Insofern ist das System adaptiv und auf diese Weise können auch neue und weitere Verkehrszeichen gelernt werden. Die Logikeinheit 3 ist weiterhin optional mit der Fahrzeugregelung 5 verbunden, die beispielsweise einen elektrischen Eingriff auf das Gaspedal oder die Bremseinrichtung gewährleistet. Innerhalb der besagten Logikeinheit 3 erfolgt eine Auswertung weiterer Zeichen oder des prädiktiven Fahrweges. Dabei erfolgt entweder eine Beseitigung des Zweifels an der Richtigkeit einer Verkehrszeichendeutung oder eine Bestätigung des erkannten Verkehrszeichens oder wie gesagt, in erfindungsgemäßer Weise eine logische Entscheidung für die stärkste Begrenzung, wenn eine Deutung nicht möglich ist.

Die Einbindung des prädiktiven Fahrweges bzw. prädiktiver Streckendaten bedingt natürlich ein vorhandenes und mit dem System entsprechend verschaltetes Navigationssystem.

Claims (6)

1. Verfahren zur elektronischen bzw. elektronisch visuellen Erkennung von Verkehrszeichen, bei welchem die Verkehrszeichen mit einer im Kraftfahrzeug angeordneten Kamera erfaßt und über Mustervergleichsverfahren elektronisch gedeutet und im Kraftfahrzeug angezeigt werden und/oder auf die automatische Geschwindigkeitsregelung des Kraftfahrzeuges einwirken, dadurch gekennzeichnet, daß bei nicht zweifelsfreier Erkennung eines bzw. eines von mehreren Verkehrszeichen, das System automatisch eine logische Abwägung durchführt, derart, daß weitergehende Verkehrsflußparameter und/oder Verkehrszeichen zur Deutung herangezogen werden und daraus die minimalst mögliche Geschwindigkeitsbegrenzung ermittelt wird, die dann im Kraftfahrzeug angezeigt und/oder das Kraftfahrzeug automatisch geschwindigkeitsgeregelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bewertung auch die Entfernungsdaten zu vorausfahrenden Fahrzeugen und/oder zu Hindernissen genommen werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein manueller oder sprachgesteuerter Korrektureingriff durch den Fahrzeugführer ermöglicht wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren mit der elektronischen Straßenkarte eines Navigationssystemes kombiniert wird.
5. Einrichtung zur elektronischen bzw. elektronisch visuellen Erkennung von Verkehrszeichen, bei welchen die Verkehrszeichen mit einer im Kraftfahrzeug angeordneten Kamera (1) erfaßt werden und in einer entsprechenden logischen Einheit (3) durch Mustervergleichsverfahren elektronisch gedeutet und im Kraftfahrzeug über eine Anzeige (4) angezeigt wird und/oder auf die automatische Geschwindigkeitsregelung des Kraftfahrzeuges einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Auswerteeinheit (2) logisch korrespondierende, ebenfalls mit der Kamera (1) verbundene weitere Logikeinheit (3) vorgesehen ist, in welcher weitere Verkehrsparameter und ggf. prädiktive Streckendaten ausgewertet werden und mit dem Resultat der Verkehrszeichenerkennung verglichen und bei Nichtübereinstimmung innerhalb der besagten elektronischen Mittel eine logische Entscheidung für die stärkste Restriktion vorgenommen wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Eingriff auf die Logikeinheit eine manuelle Eingabe (6) zur Korrektur der Anzeige vorgesehen ist.
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