DE3820589A1 - Steuersystem fuer ein selbstgesteuertes kraftfahrzeug oder dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein unabhängiges Steuersystem für ein Kraftfahrzeug od. dgl. und speziell auf ein solches System, das die Zuverlässigkeit verbessert, mit der das Fahrzeug automatisch gesteuert werden kann.

Unabhängige Fahrzeugsteuersysteme, die bislang vorgeschlagen worden sind, haben versucht, das Fahrzeug auf der Grundlage von Daten zu führen, die durch Abtastung der Straßenmittenlinie od. dgl. vorbestimmte Markierungen abgeleitet werden, die sich längs der Straße erstrecken, auf der das Fahrzeug fährt. Auf der Grundlage der Daten, die durch Beobachtung beispielsweise der Mittenlinie abgeleitet werden, haben diese Steuersysteme Kurven in der Straße vorhergesagt und die Lenkung, die Bremsung, Beschleunigung und dgl. in geeigneter Weise gesteuert.

Diese Systeme zeigten jedoch keine ausreichende Zuverlässigkeit, um es einem vollständig unbemannten, unabhängig gesteuerten Fahrzeug zu ermöglichen, seine Aufgabe sicher zu erfüllen und/oder einen gegebenen Kurs ohne ein Mindestmaß menschlicher Beobachtung oder Überwachung zu steuern. Wenn beispielsweise das Fahrzeug eine Straße mit Kurven und häufigen Richtungswechseln befährt, wie beispielsweise eine Straße, die entlang einer Küste od. dgl. verläuft, dann wird die Steuerung des Fahrzeugs manchmal so weit gestört, daß sich die Steuerung bis zum Kreisfahren aufschaukelt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Steuerungssystem für ein unabhängiges Kraftfahrzeug od. dgl. anzugeben, das einen Umfang an Zuverlässigkeit aufweist, der es erlaubt, ein unbemanntes Fahrzeug verschiedene Aufgabe ausführen zu lassen und/oder eine gewundene Straße zu fahren, ohne daß menschliche Überwachung notwendig ist.

Kurz gesagt wird die obige Aufgabe durch eine Anordnung gelöst, bei der Stereobilddaten, die die Straße, auf der das Fahrzeug fährt, abbilden, in ein ebenes Bild umgerichtet werden, auf dem eine oder mehrere Pegellinien in einer Weise erzeugt werden können, daß sie mit einem oder mit beiden Rändern der Straße zusammenwirken. Winkel werden zwischen Linien gemessen, die sich von Schnittpunkten in Richtungen senkrecht zu der Pegellinie oder den Pegellinien erstrecken, und Linien, die sich tangential zu irgendeiner Krümmung erstrecken, die an den Straßenrändern an dem Schnittpunkt auftritt. Diese Winkel werden aufgezeichnet, die Differenz zwischen ihnen wird ermittelt und in einer solchen Weise verglichen, die die Stellung des Fahrzeugs auf der Straße bestimmt. Die Krümmung der Straße und die Fahrgeschwindigkeit werden ermittelt, und der beste Lenkwinkel für die Straßenränder wird in Übereinstimmung mit einem Plan bestimmt, der als Winkelstellung und als ein Parameter aufgezeichnet ist, der mit der Fahrgeschwindigkeit und der Straßenkrümmung variabel ist.

Genauer gesagt, ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einem Verfahren zum Steuern eines Fahrzeuges, das im Anspruch 1 beschrieben ist.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung besteht in einer Weiterbildung des Schrittes, der sich mit der Krümmungsbestimmung befaßt. Dieser ist Gegenstand des Anspruchs 2.

Ein dritter Aspekt der Erfindung besteht in einem weiteren Verfahren zur Bestimmung der Straßenkrümmung. Dieser ist Gegenstand des Anspruchs 6.

Ein vierter Aspekt der Erfindung besteht in einem Fahrzeug, das selbstgesteuert auf einer Straße zu fahren vermag. Dieses ist Gegenstand des Anspruchs 11.

Ein fünfter Aspekt der Erfindung besteht in einer zweiten Einrichtung, die eine Meßpegellinie auf dem gleichgerichteten Bild an einer Stelle einrichtet, die für eine vorbestimmte Distanz vor dem Fahrzeug repräsentativ ist. Dieser Aspekt ist Gegenstand des Anspruchs 12.

Ein sechster Aspekt der Erfindung besteht in einer zweiten Ausführungsform der vorgenannten zweiten Einrichtung. Dieser ist Gegenstand des Anspruchs 16.

Ein siebter Aspekt der Erfindung besteht in einem System zum automatischen Steuern eines Fahrzeugs. Dieser ist Gegenstand des Anspruchs 21.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Ansprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines Steuerungssystems, an welchem die vorliegende Erfindung angewendet ist,

Fig. 2 ein Blockschaltbild, das die Grundanordnung der ersten Ausführungsform zeigt;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht eines unabhängigen Fahrzeugs, das mit Kameras oder einer vergleichbaren Sensoranordnung ausgerüstet ist, und das durch die Techniken gesteuert ist, die die Erfindung kennzeichnen;

Fig. 4 eine schematische Draufsicht, die das Fahrzeug und die Parameter zeigt, die seine Navigation und Lenkregelungen ausführen;

Fig. 5 eine Zeichnung, die mehrere Fahrzeug­ winkelstellungen und Lenkmoden zeigt, die an einem Fahrzeug angetroffen werden können;

Fig. 6 eine aus einer Mehrzahl von Tabellen, die vorgespeichert und in einem ROM od. dgl. eingestellt sind, und die dazu verwendet werden können, den besten Lenkwinkel für einen gegebenen Satz von Bedingungen zu bestimmen;

Fig. 7 ein Fahrzeug, das auf einer kurvigen Straße fährt, und die Art, in der der Stellungswinkel des Fahrzeugs gemessen wird;

Fig. 8 und 9 Beispiele, die die in der ersten Technik zur Anzeige der Straßenkrümmung und Richtung, in der die Straße gekrümmt ist, verwendete Konvention zeigen;

Fig. 10 ein Flußdiagramm, das die Betriebsabläufe zeigt, die die erste Steuerungstechnik nach der vorliegenden Erfindung kennzeichnen;

Fig. 11 ein Beispiel eines dreidimensionalen Bildes, das während des Betriebs des Systems nach Fig. 1 entwickelt wird;

Fig. 12 das Bild, das in Fig. 2 dargestellt ist, zurechtgerichtet in einer Weise, die es erlaubt, Daten daraus zu extrahieren;

Fig. 13 und 14 eine Technik zur Analyse der Krümmung einer gebogenen Straße und zur Entwicklung von Daten entsprechend einer zweiten Straßenkrümmungs- Analysiertechnik nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 15 bis 17 den Darstellungen nach den Fig. 11 und 14 vergleichbare Bilder, und

Fig. 17 und 18 eine Technik zur Analyse der Bilddaten und zur Entwicklung von Steuerdaten entsprechend einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 1 zeigt in Blockschaltbildform ein System, an welchem die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet sind. Wie gezeigt, enthält dieses System eine Bildverarbeitungssektion 100, die zwei oder mehr Kameras od. dgl. Sensoren zur Beobachtung der Straße enthält, auf der das Fahrzeug fährt. Eine Sensorsektion 200, die mit Ultraschallsensoren und/oder einem Laser­ radar versehen ist, die dazu eingerichtet sind, die vor, neben und hinter dem Fahrzeug gelegenen Bereiche abzu­ tasten, eine Betätigungssteuersektion 300, die dazu eingerichtet ist, den Betrieb der Fahrzeuglenkung, der Maschinenleistungsabgabe, der Betätigung der Fahrzeug­ bremsen und der Fahrtrichtungsanzeiger zu steuern, eine Navigationssektion 400, die gespeicherte Kartendaten enthält und die Information, die sich auf den Ort des Fahrzeugs bezieht, an eine zentrale Steuerungssektion 500 liefert. In dem dargestellten System dient die letztgenannte Sektion 500 dazu, auf der Grundlage einer Anzahl von Eingaben den Verlauf einer Betätigung zu planen und anschließend eine Serie von Steuerbefehlen abzuleiten, und sie gibt diese an die obenerwähnte Betätigungssteuersektion 300 und andere Sektionen, die später noch erwähnt werden.

Die Anordnung enthält weiterhin eine Mensch/Maschine- Schnittstellensektion 600, eine Fahrgeschwindigkeits- Steuersektion 700, die unter anderem die obere zulässige Geschwindigkeit des Fahrzeugs begrenzt, und eine Daten­ aufzeichnungssektion 800, die dazu dient, alle Fahrzeug­ operationen in einer Weise ähnlich der eines Flugschreibers aufzuzeichnen.

Im einzelnen enthält die Bildverarbeitungssektion 100 zwei Kameras 101 und 103, die an der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet sind, beispielsweise an den vorderen linken und rechten Ecken desselben, um die Entwicklung eines Stereobildes zu ermitteln. Um den Winkel zu vergrößern, über den Daten gesammelt werden können, können die Kameras 101 und 103 schwenkbar angeordnet sein, um von Seite zu Seite zu schwenken. Die Kameras 101 und 103 sind in diesem Falle wirkungs­ mäßig mit einem Bildrechnersystem 105 verbunden, das in der Lage ist, die von den Kameras gelieferten Eingänge in ein planares Bild (oder, und/oder ein dreidimensionales Bild oder Bilder) umzuwandeln. Dieses Bild (oder diese Bilder) werden dazu verwendet, die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Hindernisses im Weg des Fahrzeugs zu ermitteln.

Zusätzlich zu diesem kann das Bildrechnersystem 105 dazu eingerichtet sein, ein Bild von dem zu entwickeln, was sich auf der Straße vor dem Fahrzeug befindet, und zwar in einer solchen Weise, daß die Position der weißen Mittellinie der Straße und der Straßenrand dargestellt werden.

Auf der Grundlage dieses Bildes werden verschiedene Daten, die sich auf die geeignete Steuerung des Fahrzeugs beziehen, extrahiert. Die Extraktion wird aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung verschiedener Techniken, die die vorliegende Erfindung kennzeichnen, besser verständlich.

Zusätzlich dazu kann die Distanz von der Mitte des Fahrzeugs zu einer sich annähernden Kreuzung abgeschätzt werden, indem das Verschwinden der Mittellinie ermittelt wird.

Die oben erwähnten Daten, die aus dem in der Sektion 100 entwickelten Bild extrahiert werden, bilden das, was als "lokale" Fahrzeugpositionsdaten oder statusbezogene Daten bezeichnet wird. Diese Daten werden in einer lokalen Fahrzeugpositionsbestimmungseinheit oder Sektion 107 kompiliert.

In dem beschriebenen System enthält die Sensorsektion 200 Ultraschall- und Laserradarsensoren. Diese Sensoren sind dazu eingerichtet, die Anwesenheit anderer Fahrzeuge, von Leitplanken auf der Seite der Straße und dgl. Hindernisse, zu ermitteln. In diesem Falle sind diese Sensoren so eingerichtet, daß sie ausreichend Daten liefern, um zu ermöglichen, daß das Fahrzeug sich weiter fortbewegt, selbst bei Abwesenheit von Daten, die über die Bildverarbeitungssektion eingegeben werden, und sie bilden daher eine Ersatz- oder Ausfallsicherungseinrichtung, die Fehlfunktionen der Bildverarbeitungssektion kompensieren kann.

In dem dargestellten System sind Ultraschallsensoren 201, 203, 204 und 205 dazu eingerichtet, die vor, hinter und seitlich des Fahrzeugs herrschenden Bedingungen zu ermitteln. Mit diesen Sensoren ist es beispielsweise möglich, die Leitplanke an der Seite der Straße zu ermitteln und unabhängig das Äquivalent der Daten zu entwickeln, die aus dem in der Sektion 100 entwickelten Bild extrahiert werden. Durch Ermittlung des Verschwindens der Leitplanken ist es möglich, die Annäherung an eine Kreuzung, die T Meter weiter vorne liegt, vorherzusagen.

Die Sensorsektion 200 enthält weiterhin einen Laserradar 109 und einen vorderen Ultraschallsensor 210. Die Eingänge von diesen Sensoren liefern auch Ersatz- oder Ausfallsicherungsinformation, die Hindernisvermeidungsdaten ergänzen, die von den Kameras geliefert werden, indem unabhängig die Anwesenheit von Hindernissen im Weg des Fahrzeugs ermittelt werden, mit denen das Fahrzeug kollidieren könnte.

Diese Daten können dazu verwendet werden, die notwendige Lenkung, Abbremsung oder Geschwindigkeitsreduzierung des Fahrzeugs gegebenenfalls auszulösen.

Radgeschwindigkeitssensoren 211 und 213 sind vorgesehen, die dazu verwendet werden, Daten zu liefern, die sich auf die Bewegung und auf das Wenden des Fahrzeugs beziehen, und diese können in Kombination mit den Daten, die von den anderen Sensoren in die Sensorsektion 210 eingegeben werden, so verwendet werden, daß eine Daten­ genauigkeitsprüfung möglich wird.

Die Eingänge der Radgeschwindigkeitssensoren 211 und 213 werden in einer Radgeschwindigkeits-Datenverarbeitungssektion 218 gesammelt und zusammen mit darauf bezogenen Daten von der Sensorbatterie aus den Ultraschallsensoren 201 bis 207 dazu verwendet, in der Einheit 219 Daten zu entwickeln und zu kompilieren, die mit "Global"-Daten bezeichnet werden.

Beispielsweise können die Radgeschwindigkeitssensoren dazu eingerichtet sein, zwischen 1000 und 4000 Impulse pro Radumdrehung zu liefern. Die Differenzen zwischen den Radgeschwindigkeitseingaben können daher dazu verwendet werden zu ermitteln, ob das Fahrzeug in einer Kurve fährt oder einen geraden Kurs fährt und sie können verwendet werden, wenn Steuerdaten verglichen und/oder entwickelt werden, die sich auf die Position und die Ausrichtung des Fahrzeugs auf der Straße beziehen.

Man erkennt, daß es wichtig ist, sicherzustellen, daß die minimale Größe falscher oder fehlerhafter Werte entwickelt wird, weil die Ansammlung solcher Fehler einen großen Einfluß auf die Entwicklung und Gültigkeit der "Global"-Daten hat.

Die Betätigungssektion 300 enthält mehrere Betätigungselemente, die die Steuerung ersetzen, die normalerweise durch den menschlichen Fahrzeuglenker ausge­ führt wird. Diese Sektion enthält einen Lenkantrieb 301, einen Drosselklappenantrieb 303, der den Eingang ersetzt, der normalerweise durch das Gaspedal gegeben wird, einen Bremsantrieb 305 und eine Fahrtrichtungs­ anzeigersteuerung 307. Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die oben aufgeführten Elemente beschränkt, und andere Antriebe können, sofern gewünscht, vorgesehen sein. Nur beispielsweise sei erwähnt, daß es möglich ist, einen Lichtsensor vorzusehen, der die verfügbare Lichtmenge ermittelt, und eine Schaltung oder einen Antrieb, der selektiv die Scheinwerfer des Fahrzeugs in dunkler Umgebung einschaltet und so der Bildverarbeitungssektion hilft, die Straße und die Umgebungsbedingungen genau zu beobachten. Ein weiterer Antrieb, der die Hupe steuert, kann dazu eingerichtet sein, auf die Steuersektion derart anzusprechen, daß er ein Alarmsignal auslöst, wenn dies als notwendig erachtet wird.

In der dargestellten Anordnung sei angenommen, daß das Fahrzeug ein automatisches Getriebe (A/T) enthält, das ein eigenständiges, unabhängiges Steuersystem aufweist, wie beispielsweise ein hydraulisches Schieberventilnetzwerk, das in üblicher Weise auf Maschinenlast- und Fahrgeschwindigkeitssignale anspricht.

Im Falle eines manuell zu schaltenden Getriebes (MT) sind jedoch Antriebe oder Servoeinrichtungen notwendig, die die Kupplung betätigen und den Schalthebel bewegen, und diese Antriebe würden in dieser Sektion des Systems enthalten sein. Unter diesen Bedingungen kann es notwendig sein, einen Maschinenlastensensor vorzusehen, der in Verbindung mit dem Fahrgeschwindigkeitssensor 714, der Teil der Fahrgeschwindigkeits-Steuersektion 700 ist, wirksam ist. Solche Steuerungen sind auf dem Gebiete der automatischen Getriebe jedoch bekannt, so daß eine detaillierte Erläuterung derselben hier unterbleiben kann.

Die Navigationssektion 400 enthält einen Speicher 401 (z. B. einen ROM), in welchem Kartendaten gespeichert sind, und eine Datenzugriffssektion 403, die selektiv Zugang zu dem Speicher in Übereinstimmung mit Befehlen gewährt, die über einen Bus eingegeben werden, der ihn mit einer zentralen Steuersektion 503 der Steuersektion 500 verbindet. Aufgrund dieser Sektion ist das Fahrzeug in der Lage, einen Festwert auf seiner eigenen Position aufrechtzuerhalten und die Bestätigung und Verwendung der entwickelten Globaldaten für die Navigation des Fahrzeugs auf ein vorbestimmtes Ziel oder auf einem vorgegebenen Kurs zu erleichtern. Obgleich nicht dargestellt, liegt es innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, daß diese Sektion mit einem Empfänger versehen oder verbunden ist, über den Daten, die sich auf die augenblickliche Fahrzeugposition beziehen, von einer geeigneten Bake oder von Baken empfangen werden kann.

Mit dieser Anordnung ist das System in der Lage, einen Kurs aufzuzeichnen, der das Fahrzeug an eine vorbestimmte Stelle bringt, die durch eine Dateneingabe durch das Mensch/Maschine-Interface 600 in die zentrale Steuersektion 503 angegeben worden ist.

Die zentrale Steuersektion dient dazu, den Betrieb des Fahrzeugs auf der Grundlage der verschiedenen Dateneingaben zu planen und auf der Grundlage der Befehle, die von dem genannten Interface 600 empfangen worden sind, zu bestimmen, und das Fahrzeug anstelle eines menschlichen Fahrzeugführers in Übereinstimmung mit vorbe­ stimmten Aufgaben zu fahren. Diese Sektion dient weiterhin dazu, Korrekturdaten auf der Grundlage von lokalen Daten zu erzeugen und diese zu verwenden, wenn der Inhalt der lokalen Daten in Betracht gezogen wird.

Anschließend erzeugt die Steuersektion 500 einen Plan, der zu Befehlen führt, die selektiv bestimmen, ob das Fahrzeug nach links oder nach rechts gelenkt werden soll, und um wieviel, ob die Geschwindigkeit gesteigert oder vermindert oder das Fahrzeug zum Halten gebracht werden soll.

Wenn beispielsweise vermutet wird, daß sich das Fahrzeug einer Kreuzung nähert, dann kann die Fahrgeschwindigkeit auf eine Größe vermindert werden, von der angenommen wird, daß sie für die augenblickliche Situation geeignet ist.

Speziell wenn eine Kreuzung überquert wird, dann wird Daten von dem Hindernisvermeidungssteuersystem 501 ein großes Gewicht gegeben zusammen mit der Dateneingabe von den Sektionen 215 und 217.

Mit der beschriebenen Erfindung ist die Betätigungssteuerung dazu eingerichtet "verschwommen" zu sein. Das heißt, die Steuerung ist dazu eingerichtet, in der Betriebsart "wenn . . ., dann . . ." zu arbeiten und so eine Steuerung zu ermöglichen, die diejenige nachbildet, die ein menschlicher Fahrzeugführer ausführt.

Das Mensch/Maschine-Interface 600 enthält eine Tastatur und eine Bildschirmanzeigeeinrichtung, über die Daten manuell eingegeben und optisch geprüft werden können. Anstelle dieser Kombination ist es jedoch möglich, eine digitale Einheit (anstelle der Tastatur) zu verwenden und/oder diese Sektion mit einem Mikrophon und einem Spracherkennungssystem auszurüsten, wodurch gesprochene Befehle erkannt und anschließend an die zentrale Steuersektion 503 übertragen werden können. Mit der letztgenannten Ausführungsform ist es für eine Überwachungsperson möglich, die Maschine "anzusprechen" und ihr geeignete Wortbefehle zu geben. Es liegt selbst­ verständlich innerhalb des Umfangs der Erfindung, daß diese Befehle durch Sende/Empfangseinrichtungen übertragen werden können, wie beispielsweise mobile Telefone, tragbare Funksprechgeräte od. dgl., aus einer Entfernung, die außerhalb des Hörbarkeitsbereiches des Fahrzeugs liegt.

Die Fahrgeschwindigkeitssteuersektion 700 enthält einen Notbremsantrieb 701, der durch eine Steuereinheit oder -sektion 703 gesteuert wird. Diese Sektion 703 ist dazu eingerichtet, Notbremsdaten zu empfangen und Eingaben von einer Antenne 705 über einen Empfänger 707, einen Notbremsschalter 709 und einen Höchstgeschwindigkeits­ begrenzungskreis zu befehlen. Der letztgenannte Kreis spricht auf einen variablen Widerstand od. dgl. an, der so eingestellt werden kann, daß er die höchstzulässige Geschwindigkeit bestimmt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 714 ist wirkungsmäßig mit dem Höchstgeschwindigkeits­ begrenzerkreis 711 verbunden.

Daten von diesem Begrenzer werden einer Steuersektion 505 der zentralen Steuersektion 500 zugeführt und von dort zu der Betätigungssteuersektion 300 und zu der zentralen Steuersektion 503.

Das Fahrzeug ist mit einer Datenaufzeichnungssektion 800 versehen. Diese Sektion arbeitet in ähnlicher Weise wie ein gewöhnlicher Flugschreiber in Flugzeugen und aus diesem Grunde wird er nachfolgend als Fahrtschreiber bezeichnet, obgleich er nicht nur Daten über die Fahr­ geschwindigkeit aufzeichnet, wie sonst bei Fahrtschreibern üblich.

Jede Sektion enthält eine Datenaufzeichnungseinheit, die Daten von der Lenksteuersektion 505 und von einer G- Sensoreinheit empfängt. Letztgenannte Einrichtung macht es möglich, die Beschleunigungen zu beobachten, denen das Fahrzeug unterworfen ist und diese zusammen mit den zugeführten Daten in einer Weise aufzuzeichnen, die eine ausdrucksfähige Aufzeichnung ermöglicht.

Mit der oben beschriebenen Anordnung empfängt die Bild­ verarbeitungssektion Daten von den Kameras 101 und 103 und entwickelt ein Bild, aus dem die Distanz zur Straßenmittenlinie und zum Straßenrand ableitbar ist. In diesem Falle sei angenommen, daß das Fahrzeug dazu eingerichtet ist, auf der linken Straßenseite zu fahren und daher einen Wert XL zu entwickeln, der für die Distanz zum Straßenrand kennzeichnend ist und einen Wert XX, der für die Breite der Straße kennzeichnend ist, auf der das Fahrzeug fährt. Das heißt, X ist die Distanz von dem einen Fahrbahnrand bis zur Mittenlinie. Eine Richtungs­ änderung der Mittenlinie wird ebenfalls aus dem Bild abgeleitet und wird dazu verwendet, die Krümmung (theta) der Straße zu ermitteln. Diese Ermittlung wird später im Detail erläutert. Die Distanz Y zur nächsten Kreuzung wird ermittelt, indem das Verschwinden der Mittenlinie festgestellt wird. Alle diese Daten werden als "lokale" Daten in der lokalen Positionsbestimmungseinheit 107 gruppiert.

Gleichzeitig werden die Radgeschwindigkeiten an den linken und rechten Hinterrädern des Fahrzeugs durch die Radgeschwindigkeitssensoren 211 und 213 ermittelt. Diese Daten werden periodisch geprüft, und die Differenz zwischen den zwei Werten wird festgehalten. Diese Daten werden als "globale Daten" eingeordnet.

Obgleich die oben erwähnten lokalen und globalen Daten exakt die gleichen Positionsergebnisse anzeigen sollten, geschieht es in der Praxis, daß eine Anzahl von Diskrepanzen zwischen den zwei Datengruppen auftritt. Beispielsweise kann die Entwicklung der lokalen Daten durch Rauschen beeinflußt werden, das das in dem Bildbe­ rechnungssystem 105 erzeugte Bild in einem Ausmaß stört, daß einige der Messungen, die aus dem Bild gewonnen werden, leicht fehlerhaft werden. Andererseits, wenn das Fahrzeug über eine große Distanz fährt, dann können sich Fehler, die aus kleinen Änderungen im Raddurchmesser resultieren (beispielsweise aufgrund von temperatur­ abhängigen Reifendruckschwankungen, kleine Differenzen zwischen den Reifen der rechten und linken Hinterräder) ansammeln. Keines der Ergebnisse ist daher in bezug auf die aktuelle Situation vollständig zuverlässig.

Aus diesem Grunde ist das System, auf das die Ausführungs­ formen der Erfindung angewendet werden, dazu eingerichtet, die lokalen und globalen Daten miteinander zu vergleichen und nur solche Ergebnisse zu akzeptieren, die in einen vorbestimmten Schwankungsbereich fallen, und von denen man deshalb annehmen kann, daß sie im wesentlichen richtig sind. Nur Daten, die selektiv dieses Sieb passieren, dürfen dazu verwendet werden, den augenblicklichen Fahrzeugstatus zu bestimmen.

Die Fig. 4 und 7 zeigen in Diagrammform die verschiedenen Parameter, die bei der Steuerung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet werden. In Fig. 4 bezeichnet das Bezugszeichen 900 das Fahrzeug, das auf einer geraden Straße (mit einer Krümmung von alpha = 1) fährt, dessen Mitte durch eine imaginäre Linie L angezeigt wird. Der Winkel, der zwischen der Längsachse des Fahrzeugs 900 und der Linie L definiert wird, ist mit theta bezeichnet, während der Winkel zwischen der Längsachse und der Richtung, in die die Fahrzeugräder gesteuert werden, mit THETA bezeichnet ist. In dieser Figur wird eine Verabrechung, Konvention oder Norm getroffen, wonach einer Abweichung der Längsachse des Fahrzeugs zur linken Seite der Linie L ein negativer Gewichtsfaktor gegeben wird, während eine Abweichung nach rechts einen positiven Gewichtsfaktor bekommt. Die Distanz von der Längsachse des Fahrzeugs zum Straßenrand wird mit XL bezeichnet. In Fig. 7 bezeichnet der Buchstabe G den Schwerpunkt des Fahrzeugs C. In dieser Zeichnung ist die Straße als nach links abbiegend dargestellt. Unter diesen Umständen ist der Winkel theta, der die Verdrehung des Fahrzeugs in bezug auf die Straße darstellt, zwischen einer Tangente an die gebogene imaginäre gestrichelte Linie, die längs der Straßenmitte gezogen ist, auf der das Fahrzeug fährt, und der Längsachse des Fahrzeugs definiert.

Fig. 5 zeigt zehn verschiedene Situationen A-J, die die verschiedenen möglichen Kombinationen von Lenkwinkeln und Fahrzeugwinkelstellung demonstrieren, die während des Fahrens des Fahrzeugs auf der Straße auftreten können. In dieser Zeichnung befindet sich das Fahrzeug in einer Distanz XL zum rechten Straßenrand und fährt auf einer Straße, die eine Breite 2X hat. In A ist das Fahrzeug in einer Situation dargestellt, in der es unter einem großen negativen Winkel theta gegen die Straße verdreht ist. In B ist die Anordnung derart, daß der Winkel theta klein ist, während in C der Winkel theta = 0.

Im Gegensatz hierzu ist in D die Winkelstellung des Fahrzeugs derart, daß ein kleiner positiver Winkel theta gebildet wird, während in E der Wert von theta auf einen großen Wert zugenommen hat.

In F bis J sind Situationen dargestellt, die im wesentlichen spiegelbildlich zu den in den Fig. A bis E dargestellten Situationen sind. In allen Figuren ist der Lenkwinkel THETA als zwischen der Lenkachse des Fahrzeugs und der durch die Vorderräder bestimmten Richtung dargestellt.

Fig. 6 zeigt eine Steuertabelle, die über den Parameter Q aufgezeichnet ist, dessen Wert auf der Grundlage eines Straßenkrümmungsverhältnisses alpha, der Fahrgeschwindigkeit V, einer Straßenbreite 2X und einer Situation, in der das Fahrzeug in einer Distanz XL vom Straßenrand befindlich ist, und theta abgeschätzt ist. Diese Tabelle zeigt über alpha und V mehrere Lenkwinkel-THETA-Werte, die von Linien dargestellt sind, die in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind.

Die dargestellte Ausführungsform sieht mehrere Tabellen vor, die so aufgezeichnet und angeordnet sind, daß wenn die Fahrgeschwindigkeit V 1 sich verdoppelt (V 2 = V 1) oder sich auf die Hälfte vermindert, eine neue Tabelle für die Verwendung ausgewählt wird.

Der Wert von Q wird unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet:

Q = (alpha X - XL)/V (1)

wobei:

alpha die Krümmung der Straße angibt.

Es sei angemerkt, daß, wenn das Fahrzeug nahe am linken Straßenrand fährt und der Wert XL klein ist, der Wert von Q zunimmt.

Eine weitere Erläuterung wird unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm in Fig. 10 gegeben.

Im Schritt 1001 werden die von den Kameras 101 und 103 gelieferten Bilddaten dazu verwendet, ein dreidimensionales Bild von der Art zu entwickeln, wie in Fig. 11 dargestellt. Durch geeignete Umformung dieses Bildes in ein zweidimensionales oder planares Bild in der Weise, wie in Fig. 12 dargestellt, ist es möglich, Daten hinsichtlich der Breite der Fahrbahn (2X), der Entfernung des Fahrzeugs zum Straßenrand (XL) und die Krümmung der Straße (alpha) und der Krümmungsrichtung zu ermitteln. Solche geometrischen Zusammenhänge sind in Fig. 13 gezeigt.

Es ist weiterhin möglich, die augenblickliche Fahrzeug­ ausrichtung (Winkel theta) zu ermitteln.

Im Schritt 1002 wird die augenblickliche Fahrgeschwindigkeit ermittelt, indem der Ausgang der Radgeschwindigkeits­ sensoren 211 und 213 abgetastet wird und die Fahrgeschwindigkeit unter Verwendung dieser zwei Werte berechnet wird. Im Anschluß daran wird der augenblickliche Wert von Q unter Verwendung der Gleichung (1) abgeleitet.

Im Schritt 1003 wird die im Schritt 1002 abgeleitete Fahrgeschwindigkeit dazu verwendet, die geeignetste Steuerkarte auszuwählen, und unter Verwendung der augenblicklichen Werte von Q und von theta (abgeleitet im Schritt 1001) wird in einer Tabellennachschlagtechnik aus dem RAM der geeignetste Lenkwinkel THETA bestimmt.

Die Fig. 8 und 9 zeigen Beispiele eines Fahrzeugs, das auf einer kurvigen Straße fährt. In Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel gibt der Wert von alpha sowohl die Richtung als auch das Ausmaß der Straßenkrümmung an. Wenn alpha = 1, wird angenommen, daß die Straße gerade ist, wenn alpha größer als 1 ist, dann wird angenommen, daß die Straße nach links gebogen ist, wenn alpha hingegen kleiner als 1 ist, dann wird angenommen, daß die Straße nach rechts gebogen ist.

Eine erste Analysetechnik, mittels der die Fahrzeug­ winkeldaten und die Straßenkrümmungsdaten ermittelt werden, ist in den Fig. 13 und 14 dargestellt. Wie gezeigt, werden in diesen Figuren die Daten verwendet, die man durch Umformen des dreidimensionalen Bildes nach Fig. 11 in ein ebenes Bild erhält, um die Straßen­ krümmungsbedingungen in einer Distanz Y vor dem Fahrzeug zu ermitteln. In dieser Distanz vor dem Fahrzeug ist die Distanz der Mitte des Fahrzeugs vom Straßenrand mit XL bezeichnet und die Distanz der Mittenlinie zum rechten Straßenrand mit XR bezeichnet. Tangentiallinien TL und TR werden an den Punkten PL und PR entwickelt, wo die Linien, längs der die Quermessungen (X-Parameter) genommen werden, die rechten und linken Straßenränder schneidet. Die Winkel theta L und theta R, die zwischen diesen Linien definiert sind, die durch die Punkte PL und PR verlaufen und die sich parallel zur Y-Richtung erstrecken und die Tangentenlinien werden nachfolgend erzeugt.

Die obigen Daten, einschließlich der Differenz zwischen theta L und theta R werden einer Sektion 107 zugeführt, in der die "lokalen" Fahrzeugpositionsdaten kompiliert werden.

In dieser Sektion werden die Daten in einer solchen Weise kompiliert, wie in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgetragen:

Tabelle 1

Man erkennt, daß die Straße nach rechts abbiegt, wenn:

(i) theta R < 0, theta L < 0 und gleichzeitig (theta L - theta R) < 0, oder
(ii) theta R < 0, theta L < 0 und gleichzeitig (theta R - theta L) < 0.

Andererseits biegt die Straße nach links ab, wenn:

(iii) theta R < 0, theta L < 0 und gleichzeitig (theta r - theta l) < 0, oder
(iv) theta R < 0, theta L < 0 und gleichzeitig (theta R - theta L) < 0.

Wenn theta R = theta L, dann wird angenommen, daß die Krümmung 0 ist und die Straße gerade verläuft.

Man erkennt, daß durch Vergleichen der Größen von theta R, theta L und der Differenz zwischen ihnen der Unterschied zwischen einer geraden Straßen, einer Straße die nach links abbiegt und einer Straße die nach rechts abbiegt, möglich ist. Es ist auch möglich, fehlerhafte Daten zu verwenden und die Verwendung derselben zu vermeiden. Wenn beispielsweise, wie gezeigt, theta L und theta R umgekehrte Polaritäten haben, dann kann angenommen werden, daß die Daten, die aus dem Bild entnommen worden sind, aus irgendeinem Grunde fehlerhaft sind, und es wird ein Fehler angezeigt. Andererseits, wenn die zwei Polaritäten gleich sind, dann gibt die Art des Unterschiedes die Richtung an, in der die Straße verläuft, wie in der Tabelle aufgetragen.

Zusätzlich wird die Differenz zwischen den Werten von XL und XR abgeleitet. Im Falle, daß das Ergebnis X = 0, wird angenommen, daß das Fahrzeug in der Mitte der Straße in gleichen Abständen zum rechten und linken Fahrbahnrand fährt.

Es ist weiterhin möglich, zusätzlich Daten zu entwickeln, wie in Fig. 14 gezeigt. Beispielsweise unter Verwendung der folgenden Gleichungen ist es möglich, die Breite der Straße zu ermitteln (in diesem Falle der Klarheit halber mit W bezeichnet), außerdem ist es möglich, das Krümmungszentrum C/C zu ermitteln.

W = XR + XL (1)

Lsin theta L = Rsin theta R (2)

Lcos theta L + W = Rcos theta R (3)

Aus den obigen Gleichungen ist es möglich zu zeigen, daß:

Lcos theta L + W = Lsin theta
L · cos theta · R/sin theta R (4)

und daher

L (cos theta L - sin theta
L · cos theta R/sin theta R) = -W (5)

Im Hinblick darauf kann gezeigt werden, daß für die Straßenrandlinie LL gilt:

L = W sin theta R/(sin theta L · cos · theta R - cos theta L · sin theta R)
= W sin theta R/sin (theta L - theta R) (6)

Im Falle, daß die Straße nach rechts abbiegt, ist es möglich, in geeigneter Weise Daten zu transponieren und eine vergleichbare Berechnung auch in diesem Falle auszuführen.

Eine zweite Analysetechnik, durch die Fahrzeugwinkeldaten und andere herrschenden Straßenkrümmungsdaten abgeleitet werden können, ist in den Fig. 17 und 18 dargestellt.

Entsprechend dieser Technik werden Daten in zwei Höhen vor dem Fahrzeug entwickelt. In diesem Falle liegt die erste Höhe in Y 1 Metern vor dem Fahrzeug, während die zweite Höhe in Y 2 Metern vor dem Fahrzeug liegt. Die zwei Punkte P 1 und P 2, wo die zwei Höhen die Linie LR schneiden (d. h. die weiße Mittenlinie der Straße od. dgl.), was den rechten Rand der Straße angibt, auf dem das Fahrzeug fährt, werden eingerichtet und anschließend bei der Erzeugung von zwei Tangentenlinien T 1 und T 2 verwendet. Die Fahrzeugdrehwinkel theta 1 und theta 2 werden jeweils ermittelt, indem der Winkel gemessen wird, der zwischen den Tangentenlinien und Linien auftritt, die sich in der Y-Richtung parallel zur Längsachse des Fahrzeugs erstrecken.

Die Distanzen X 1 und X 2, die zwischen den Punkten P 1 und P 2 und der Extrapolation der Längsachse des Fahrzeugs definiert sind, werden ebenfalls gemessen.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Technik werden die obenerwähnten Daten der Sektion 107 zugeführt. In dieser Sektion werden die Daten in der Weise kompiliert, die in Tabelle 2 aufgetragen ist. Diese Tabelle ist ähnlich der zweiten Ausführungsform aufgebaut:

Tabelle 2

Die Straße biegt nach rechts ab, wenn:

• (i) theta 1 < 0, theta 2 < 0 und gleichzeitig (theta 2 - theta 1) < 0;
• (ii) theta 1 < 0, theta 1 < 0, theta 2 < 0 und gleichzeitig (theta 2 - theta 1) < 0,
  und
• (iii) theta 1 < 0, theta 2 < 0 und gleichzeitig (theta 2 - theta 1) < 0.

Die Straße biegt nach links ab, wenn:

• (iv) theta 1 < 0, theta 2 < 0 und gleichzeitig (theta 2 - theta 1) < 0;
• (v) theta 1 < 0, theta 2 < 0 und gleichzeitig (theta 2 - theta 1) < 0; und
• (vi) theta 2 < 0, theta 2 < 0 und gleichzeitig (theta 2 - theta 2) < 0.

In bezug auf die Fahrzeugwinkelstellung wird angenommen, daß die Straße gerade und nicht kurvig ist, wenn theta 1 = theta 2 oder wenn theta 1 und theta 2 umgekehrte Polaritäten haben.

Es liegt innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, die Daten aufzuzeichnen und sie in vorbestimmten Intervallen zu vergleichen und/oder die zuvor aufge­ zeichneten Werte zu benutzen, bis die Gültigkeit der augenblicklichen Werte durch Vergleich mit den Globaldaten festgestellt worden ist, die durch globale die Fahrzeugpositions-Bestimmungseinheit oder -sektion 219 geliefert werden.

Der Winkelunterschied (theta 2 - theta 1) oder alternativ (sin theta 2 - sin theta 1) ist wünschenswert, weil eine Vergrößerung des Unterschiedes angibt, daß die Krümmung der Straße zunimmt, während ein niedriger Wert eine im wesentlichen geradlinige Straße angibt. Am Beginn einer Kurve nimmt daher dieser Unterschied langsam zu.

Die folgenden Gleichungen werden im Zusammenhang mit der vorliegenden Technik zur Ableitung der Straßenkrümmung verwendet. Aus Fig. 4 entnimmt man, daß:

R = (Y 1 - Y 2)/(sin theta 2 - theta 2) (7)

Der Kehrwert des Obigen wird dargestellt durch:
1/R = (sin theta 2 - sin theta 1)/(Y 2 - Y 1) (8)

Es ist möglich, in vorteilhafter Weise das obige umgekehrte Verhältnis zu benützen, weil, wenn die Krümmung der Straße zunimmt und der Krümmungsradius R kleiner wird, der Kehrwert zunimmt.

Die oben beschriebene Analyse wird mit hoher Häufigkeit ausgeführt, beispielsweise alle 0,1 sec, und dies stellt sicher, daß das Fahrzeug in geeigneter Weise gesteuert wird.

Obgleich die Erfindung hier an einem Beispiel erläutert worden ist, bei dem das Fahrzeug auf der linken Straßenseite fährt und die Fahrbahn zwischen linken und rechten Straßenrändern und durch eine weiße Mittenlinie od. dgl. definiert ist, sei doch angemerkt, daß die Steuerung auch in einer Weise ausgeführt werden kann, die das Fahrzeug auf der rechten Straßenseite oder auf einer Spur einer mehrspurigen Straße bewegt. Beispielsweise kann das System so eingerichtet sein, daß das Fahrzeug zwischen zwei weißen (oder in ähnlicher Weise leuchtend gefärbten) Linien fährt, falls gewünscht. Das System kann auch so eingerichtet sein, daß das Fahrzeug nahe dem Straßenrand fährt, damit es leicht von anderen Fahrzeugen überholt werden kann.

Da der Winkel, über den die Kamera wirksam ist, be­ schränkt ist, liegt es im Umfang der vorliegenden Erfindung, anstelle einer Überwachung der gleichen Seite der Straße in allen Situationen die Kameras 101 und 103 auf die linke Seite der Straße auszurichten, damit sichergestellt wird, daß die Linie, die den linken Straßenrand in dem erzeugten Bild darstellt, genau wiedergegeben wird, wenn das Fahrzeug eine Linkskurve fährt, und umgekehrt.

Claims (21)

1. Verfahren zum Steuern eines Fahrzeuges, enthaltend die folgenden Schritte:
Beobachten der Straße;
Erzeugen eines Abbildes der Straße;
Umformen des Abbildes in einer Weise, daß die linken und rechten Ränder der Fahrbahn dargestellt werden, auf dem das Fahrzeug fährt und die es er­ möglicht, Daten davon abzulesen;
Bestimmen der Krümmung der Straße und der Krümmungsrichtung;
Bestimmen der Winkelstellung des Fahrzeugs auf der Straße durch Ermittlung des Winkels zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und einer imaginären Linie, die längs der Mitte der Fahrbahn verläuft, die in dem umgeformten Bild aufgezeichnet ist;
Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit;
Ermitteln einer Variable, die als Funktion der Straßenkrümmung, der Distanz der Fahrzeugmitte vom Fahr­ bahnrand und der Fahrgeschwindigkeit variiert;
Verwenden des Fahrzeugwinkels und der Variablen, um einen Lenkwinkel abzuleiten, und
Steuern des Winkels der gelenkten Räder des Fahrzeugs in bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs auf den abgeleiteten Lenkwinkel.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsbestimmung enthält:
Einrichten einer Meßhöhenlinie auf dem umge­ formten Bild an einer Stelle, die eine vorbestimmte Distanz vor dem Fahrzeug repräsentiert;
Ermitteln erster und zweiter Punkte an den Stellen, wo die genannte Höhenlinie die linken und rechten Fahrbahnränder schneidet;
Bestimmen der Distanz von dem Punkt, den die Längsachse des Fahrzeugs auf der genannten Höhen­ linie schneidet, zu den linken und rechten Fahrbahn­ rändern;
Erzeugen erster und zweiter Linien, die durch den genannten Punkt verlaufen und die sich parallel zu der Längsachse des Fahrzeugs und senkrecht zu der ge­ nannten Höhenlinie erstrecken; und
Erzeugen dritter und vierter Linien, die durch die genannten ersten und zweiten Punkte verlaufen und die sich tangential in bezug auf eine Krümmung er­ strecken, die an den linken und rechten Fahrbahn­ rändern an den ersten und zweiten Punkten vorhanden ist, und
Messen erster und zweiter Winkel, wobei der erste Winkel zwischen den genannten ersten und dritten Linien und der zweite Winkel zwischen den genannten zweiten und vierten Linien definiert ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Winkel, der zweite Winkel und die Differenz zwischen den ersten und zweiten Winkeln derart mit­ einander verglichen werden, daß die Winkelstellung des Fahrzeugs auf der Fahrbahn ermittelt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vergleichen den ersten und zweiten Winkeln Polaritäten in Übereinstimmung mit einer Regel zugeordnet werden, gemäß welcher Winkel, die auf der linken Seite der genannten ersten und zweiten Linien definiert sind, eine erste Polarität erhalten, und Winkel, die auf der rechten Seite der genannten ersten und zweiten Linien definiert sind, eine zweite Polarität erhalten.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Winkeldaten fehlerhaft ange­ nommen werden, wenn die Polaritäten der ersten und zweiten Winkel voneinander abweichen.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Krümmungsbestimmung umfaßt:
Errichten erster und zweiter Höhenlinien auf dem umgeformten Bild, wobei die ersten und zweiten Höhen­ linien auf dem Bild in ersten und zweiten Abständen vor dem genannten Fahrzeug gezogen werden, wobei der zweite Abstand größer als der erste ist;
Bestimmen erster und zweiter Punkte auf einem ausgewählten der linken und rechten Fahrbahnränder, wo die ersten und zweiten Höhenlinien diese schneiden;
Erzeugen erster und zweiter Linien, die durch die genannten ersten und zweiten Punkte verlaufen und die senkrecht zu den genannten ersten und zweiten Höhen­ linien und parallel zur Längsachse des Fahrzeugs verlaufen;
Erzeugen dritter und vierter Linien, die durch die genannten ersten und zweiten Punkte verlaufen, wobei die genannten dritten und vierten Linien so angeordnet sind, daß sie tangential zu einer Kurve sind, die in dem ausgewählten Fahrbahnrand vorhanden ist; und
Messen erster und zweite Winkel, wobei der erste Winkel zwischen den genannten ersten und dritten Linien und der zweite Winkel zwischen den genannten zweiten und vierten Linien definiert ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Winkel, der zweite Winkel und die Differenz zwischen den ersten und zweiten Winkeln so mit­ einander verglichen wird, daß die Winkelstellung des Fahrzeugs auf der Fahrbahn ermittel wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vergleichen den ersten und zweiten Winkeln Polaritäten in Übereinstimmung mit einer Regel zuge­ ordnet werden, gemäß welcher Winkel, die auf der linken Seite der ersten und zweiten Seite definiert sind, eine erste Polarität erhalten, und Winkel, die auf der rechten Seite der genannten ersten und zweiten Linien definiert sind, eine zweite Polarität erhalten.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Beobachten unter Verwendung erster und zweiter Kameras ausgeführt wird und daß das Bild als ein Stereo­ bild erzeugt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformen des Bildes das Umwandeln des Stereo­ bildes in ein planares Bild umfaßt.

11. Kraftfahrzeug enthaltend:
eine erste Einrichtung zur Beobachtung der Straße;
eine zweite Einrichtung, die auf die Straßen­ beobachtungseinrichtung anspricht, um:
ein Abbild der Straße zu erzeugen;
das Abbild in einer Weise umzuformen, die die linken und rechten Ränder der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug fährt, darstellt und ermöglicht, Daten daraus auszulesen;
Ermitteln der Krümmung der Straße und der Richtung, in der die Krümmung verläuft;
Ermitteln der Winkelstellung des Fahrzeugs auf der Straße durch Ermitteln des Winkels zwischen der Längsachse des Fahrzeugs und einer imaginären Linie, die längs der Mitte der Straße verläuft, wie in dem umgeformten Bild aufgetragen;
Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit;
Ermitteln einer Variablen, die als Funktion der Straßenkrümmung, der Distanz der Mittenlinie des Fahrzeugs von einem Fahrbahnrand und der Fahr­ geschwindigkeit variiert, und
Verwenden des Fahrzeugwinkels und der Variablen, um einen Lenkwinkel abzuleiten, und
eine Einrichtung zum Beeinflussen des Winkels der gelenkten Räder des Fahrzeugs in bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs, um den abgeleiteten Lenk­ winkel zu erreichen.

12. Fahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung
eine Meßhöhenlinie auf dem umgeformten Bild an einer Stelle einrichtet, die für eine vorbestimmte Distanz vor dem genannten Fahrzeug repräsentativ ist;
erste und zweite Punkte an den Stellen bestimmt, wo die genannte Höhenlinie die linken und rechten Fahrbahnränder schneidet;
die Distanz bestimmt zwischen dem Punkt, an welchem die Längsachse des Fahrzeugs die genannte Höhenlinie schneidet, und den linken Fahrbahnrand;
erste und zweite Linien erzeugt, die durch den genannten Punkt verlaufen und die sich parallel zur Längsachse des Fahrzeugs und senkrecht zu der genannten Höhenlinie erstrecken;
dritte und vierte Linien erzeugt, die durch die ersten und zweiten Punkte verlaufen und die sich tangential in bezug auf eine Krümmung erstrecken, die im linken Fahrbahnrand an den ersten und zweiten Punkten vor­ handen ist, und
erste und zweite Winkel mißt, wobei der erste Winkel zwischen den ersten und dritten Linien und der zweite Winkel zwischen den zweiten und vierten Linien definiert ist.

13. Fahrzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung fernerhin den ersten Winkel, den zweiten Winkel und die Differenz zwischen den ersten und zweiten Winkeln so vergleicht, daß die Winkel­ stellung des Fahrzeugs auf der genannten Fahrbahn ermittelt wird.

14. Fahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung weiterhin Polaritäten zu den ersten und zweiten Winkeln in Übereinstimmung mit einer Regel zuordnet, wonach Winkel, die auf der linken Seite der ersten und zweiten Linien definiert sind, eine erste Polarität erhalten, und Winkel, die auf der rechten Seite der genannten ersten und zweiten Linien definiert sind, eine zweite Polarität erhalten.

15. Fahrzeug nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung weiterhin die ersten und zweiten Winkeldaten als fehlerhaft in dem Falle angibt, daß die Polaritäten der ersten und zweiten Winkel von­ einander verschieden sind.

16. Fahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung:
erste und zweite Höhenlinien auf dem umgeformten Bild erzeugt, wobei die ersten und zweiten Höhenlinien auf dem Bild in ersten und zweiten Distanzen vor dem genannten Fahrzeug gezogen werden, wobei die zweite Distanz größer als die erste ist;
erste und zweite Punkte auf einem der Fahrbahn­ ränder bestimmt, wo die ersten und zweiten Höhenlinien diesen Fahrbahnrand schneiden;
erste und zweite Linien erzeugt, die durch die genannten ersten und zweiten Punkte verlaufen und die senkrecht zu den ersten und zweiten Höhenlinien und parallel zur Längsachse des Fahrzeugs verlaufen;
dritte und vierte Linien erzeugt, die durch die genannten ersten und zweiten Punkte verlaufen, wobei die dritten und vierten Linien so angeordnet sind, daß sie tangential zu einer Krümmung in dem genannten Fahrbahn­ rand verlaufen, und
erste und zweite Winkel mißt, die zwischen den ersten und dritten Linien bzw. zwischen den zweiten und vierten Linien eingeschlossen sind.

17. Fahrzeug nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung weiterhin den ersten Winkel, den zweiten Winkel und die Differenz zwischen den ersten und zweiten Winkeln miteinander vergleicht, um die linke Stellung des Fahrzeugs auf der Fahrbahn zu ermitteln.

18. Fahrzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung den ersten und zweiten Winkeln Polaritäten in Übereinstimmung mit einer Regel zuordnet, wonach Winkel, die auf der linken Seite der ersten und zweiten Linien definiert sind, eine erste Polarität erhalten, und Winkel, die auf der rechten Seite der ersten und zweiten Linien definiert sind, eine zweite Polarität erhalten.

19. Fahrzeug nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einrichtung erste und zweite Kameras auf­ weist, die so angeordnet sind, daß sie ein Stereobild erzeugen.

20. Fahrzeug nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einrichtung das Stereobild in ein planares Bild umwandelt.

21. Fahrzeug, enthaltend:
ein System zum unabhängigen Steuern des Fahrzeugs, enthaltend:
erste und zweite Kameras zur Beobachtung der Straße, auf der das Fahrzeug fährt;
eine Radgeschwindigkeitssensoranordnung, die ein Signal erzeugt, das für die Drehzahl erster und zweiter Fahrzeugräder repräsentativ ist, und aus dem die Fahrgeschwindigkeit abgeleitet werden kann;
eine Bildrechnersektion, die wirkungsmäßig mit den ersten und zweiten Kameras verbunden ist und Ein­ richtungen, enthält, um
ein Abbild der Straße zu erzeugen,
das Abbild derart umzuwandeln, daß die linken und rechten Ränder der Fahrbahn, auf der das Fahrzeug fährt, aufgetragen werden, und die es ermöglicht, Daten daraus abzulesen und
die Krümmung der Straße und die Krümmungsrichtung zu bestimmen,
eine Lenksteuersektion, die wirkungsmäßig mit der Bildberechnungssektion verbunden ist und Ein­ richtungen enthält um
die Winkelstellung des Fahrzeugs auf der Straße zu ermitteln, indem der Winkel zwischen der Längsachse und einer imaginären Linie, die längs der Mitte der in dem umgewandelten Bild dargestellten Fahrbahn verläuft, ermittelt wird, und
eine Variable zu ermitteln, die als eine Funktion der Straßenkrümmung, der Distanz der Fahrzeug­ mitte von einem fahrbaren Rand und der Fahrgeschwindigkeit variiert, und
den Fahrzeugwinkel und die Variable zu verwenden, um einen Lenkwinkel abzuleiten,
einen Lenksteuerantrieb, der wirkungsmäßig mit den gelenkten Rädern des Fahrzeugs verbunden ist,
eine Antriebssteuersektion, die wirkungsmäßig zwischen der Lenksteuersektion und den Lenksteuerantrieb geschaltet ist und den Winkel der gelenkten Räder des Fahrzeugs in bezug auf die Längsachse des Fahrzeugs auf den abgeleiteten Lenkwinkel steuert.