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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Erfassen einer Fahrspurmarkierung (d. h. einer weißen Linie
und/oder einer gelben Linie), die auf einer Straßenoberfläche aufgemalt ist, unter Verwendung
einer Kamera (CCD Kamera), die auf einem selbstbewegenden Fahrzeug (Automobilfahrzeug)
angebracht ist, und zum Ausgeben einer Information, wie der Kontur
(oder Form) und Position der Fahrspur.
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Das
Patent
US 4 970 653 beschreibt
ein Visionsverfahren zum Erfassen von Spurgrenzen und Hindernissen,
welches Suchgebiete auf dem durch die Fahrzeugkamera aufgenommenen
Bild einstellt, wo angenommen wird, dass man die Fahrspurmarkierungen
findet, und zwar durch Verfahren, die die Kantenkontur bzw. die
Helligkeitsintensitätsinformation
berücksichtigen.
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Die
erste Veröffentlichung
der japanischen Patentanmeldung Nr. Heisei 8-249597 (
JP 8249597 ), die am 27. September
1996 veröffentlicht
wurde, zeigt beispielhaft eine früher vorgeschlagene Vorrichtung
zur Erfassung von Fahrspurmarkierungen.
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Die
früher
vorgeschlagene Vorrichtung zum Erfassen einer Fahrspur, die in der
voranstehend beschriebenen ersten Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung
offenbart ist, umfasst: eine Fotografiereinrichtung zum Fotografieren
einer Situation eines Straßenverlaufs
in einer Fahrzeug-Vorwärtsrichtung;
einen Kantenpunkt-Exaktionsabschnitt, der Kantenkomponenten aus
Bilddaten der Fotografiereinrichtung extrahiert; einen Fenstereinstellabschnitt, der
eine Vielzahl von Fenstern in einer Weise einstellt, um eine die
Fahrspur anzeigende Linie (eine sogenannte Fahrspurmarkierung) aus
den Bilddaten einschließen,
die die Kantenkomponenten extrahieren; einen Kantenpunkt-Zählabschnitt,
der Punktnummern von Kanten, die auf jedem Liniensegment vorhanden
sind, für
sämtliche
Liniensegmente zählt, die
durch Verbinden von gegenseitigen Punkten auf zwei lateralen Seiten
erzeugt werden können,
die auf jedem durch den Fenster-Einstellabschnitt eingestellten
Fenster einander gegenüber
liegen; einen Abschnitt zur Erfassung von geraden Linien, der eines der
Liniensegmente, welches einen größten Kantenpunkt-Zählwert aufweist,
der für
jedes Fenster durch den Kantenpunkt-Zählabschnitt ermittelt wird,
als eine erfasste gerade Linie innerhalb eines entsprechenden Fensters
der jeweiligen Fenster erfasst; einen Unterbrechungsfahrzeug-Erfassungsabschnitt, der
ein vorausfahrendes Fahrzeug erfasst, welches in die gleiche Fahrspur
vor dem Fahrzeug (nachstehend auch als ein Host-Fahrzeug bezeichnet)
von einer anderen benachbarten Fahrspur eintritt (nachstehend als
ein unterbrochenes vorausfahrendes Fahrzeug bezeichnet); einen Gewichtswert-Modifizierungsabschnitt,
der einen Gewichtungswert für
irgendwelche Fenster, in denen das unterbrochene vorausfahrende
Fahrzeug erfasst wird, modifiziert; und einen Straßenkontur-Erfassungsabschnitt,
der die eine Fahrspur anzeigende Linie in Übereinstimmung mit der erfassten
geraden Linie von jedem Fenster und dem Gewichtungswert davon erfasst
und eine Straßenkontur
in Übereinstimmung
mit der erfassten Fahrspur-Anzeigelinie erfasst. Somit kann eine
Genauigkeit der Erfassung der die Fahrspur anzeigenden Linie verbessert
werden und die Erfassung davon kann bei einer hohen Geschwindigkeit
verarbeitet werden.
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Da
jedoch in der früher
vorgeschlagenen Fahrspurmarkierungs-Erfassungsvorrichtung, die voranstehend
beschrieben wurde, das unterbrochene vorausfahrende Fahrzeug auf
Grundlage der Punktanzahl von Kantenkomponenten innerhalb des Weißlinien-Erfassungsfensters
erfasst wird, wird dieses Muster bei einem Fall, bei dem ein Muster
des Fahrzeugs sehr ähnlich
zu demjenigen der weißen Linie
ist, als die weiße
Linie erfasst, aber nicht als das unterbrochene vorausfahrende Fahrzeug
erfasst. Somit wird die Genauigkeit für die Erfassung der weißen Linie,
d. h. der Fahrspurmarkierung verringert. Wenn eine Zweitstraße oder
eine doppelte weiße
Linie (parallel verlaufende weiße
Linien) erfasst werden soll, würde
zusätzlich
eine andere weiße
Linie als diejenige auf einer Hauptstraße fehlerhaft erfasst werden.
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Es
würde deshalb
wünschenswert
sein in der Lage zu sein eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes
Verfahren zum Erfassen einer Fahrspurmarkierung ohne einen Einfluss
eines vorausfahrenden Fahrzeugs, welches vor dem Fahrzeug allgemein
bei der gleichen Geschwindigkeit wie das Host-Fahrzeug fährt, das
unterbrochene vorausfahrende Fahrzeug, eine Straßenverbindung/eine abgezweigte
Straße,
oder eine doppelte weiße
Linie bei der Erfassung der Fahrspurmarkierung, d. h. der weißen Linie,
und mit einer höheren
Genauigkeit für
die Erfassung der Fahrspurmarkierung bereitzustellen.
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Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Erfassen
einer Fahrspurmarkierung für
ein Automobilfahrzeug vorgesehen, umfassend: Eine Fotografiereinrichtung
zum Fotografieren einer Situation eines Straßenverlaufs in einer Fahrzeug-Vorwärtsrichtung;
einen Fahrspur-Erfassungsfenster-Einstellabschnitt,
der einmal ein Fahrspur-Erfassungsfenster auf den Bilddaten, die
durch die Fotografiereinrichtung fotografiert werden, einstellt;
einen Fahrspur-Im-Fenster-Erfassungsabschnitt, der eine Fahrspurmarkierung,
die durch das Fahrspur-Erfassungsfenster geht, das durch den Fahrspur-Erfassungsfenster-Einstellabschnitt
eingestellt wird, auf Grundlage einer Helligkeitsinformation auf
jeden Punkt innerhalb des Fahrspur-Erfassungsfensters erfasst, wobei
der Fahrspur-Erfassungsfenster-Einstellabschnitt
eine Vielzahl von anderen Fahrspur-Erfassungsfenstern in Übereinstimmung
mit dem einen Fahrspur-Erfassungsfenster, durch das die Fahrspurmarkierung
gegangen ist, einstellt; und der Fahrspur-Im-Fenster-Erfassungsabschnitt
die Fahrspurmarkierung, die durch jedes der anderen Fahrspur-Erfassungsfenster geht,
die durch den Fahrspur-Erfassungsfenster-Einstellabschnitt eingestellt
werden, auf Grundlage der Helligkeitsinformation auf jedem Punkt
der anderen Fahrspur-Erfassungsfenster einstellt; einen Rauscherfassungsfenster-Einstellabschnitt,
der wenigstens ein Rauscherfassungsfenster an einer Position einstellt,
die an jedem der Fahrspur-Erfassungsfenster angrenzt, die durch
den Fahrspur-Erfassungsfenster-Einstellabschnitt
eingestellt werden; einen Kantenintensitäts-Erfassungsabschnitt, der
eine Kantenintensität
innerhalb jedes Rauscherfassungsfensters, das durch den Rauscherfassungsfenster-Einstellabschnitt
eingestellt wird, erfasst; einen Gewichtungswert-Modifizierungsabschnitt,
der einen Gewichtungswert an jedem der Fahrspurerfassungsfenster
in Übereinstimmung
mit der Kantenintensität in
dem diesbezüglichen
der Rauscherfassungsfenster modifiziert; und einen Straßenkontur-Berechnungsabschnitt,
der eine Straßenkontur
unter Verwendung von irgendeiner der Fahrspurmarkierungen, die durch
den Fahrspur-Im-Fenster-Erfassungsabschnitt erfasst werden, und
dem Gewichtungswert, der durch den Gewichtungswert-Modifizierungsabschnitt
modifziert wird, berechnet.
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Gemäß eines
anderen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum
Erfassen einer Fahrspurmarkierung für ein Automobilfahrzeug vorgesehen,
umfassend die folgenden Schritte: Fotografieren einer Situation
eines Straßenverlaufs
in einer Fahrzeugvorwärtsrichtung;
einmaliges Einstellen eines Fahrspurerfassungsfensters auf den Bilddaten, die
durch die Fotografiereinrichtung fotografiert werden; Erfassen einer
Fahrspurmarkierung, die durch das einmal eingestellte Fahrspur-Erfassungsfenster geht,
auf Grundlage von Helligkeitsinformation auf jedem Punkt innerhalb
des einmal eingestellten Fahrspur-Erfassungsfensters; Einstellen
einer Vielzahl von anderen Fahrspur- Erfassungsfenstern in Übereinstimmung
mit dem Fahrspur-Erfassungsfenster, durch das die Fahrspurmarkierung
geht; Erfassen einer Fahrspurmarkierung, die durch das eingestellte Fahrspur-Erfassungsfenster
geht, auf Grundlage von Helligkeitsinformation auf jedem Punkt innerhalb
des einmal eingestellten Fahrspur-Erfassungsfensters; Einstellen
einer Vielzahl von anderen Fahrspur-Erfassungsfenstern in Übereinstimmung
mit dem einmal eingestellten Fahrspur-Erfassungsfenster, durch das
die Fahrspurmarkierung geht; Erfassen der Fahrspurmarkierung, die
durch jedes der anderen Fahrspur-Erfassungsfenster
geht, auf Grundlage der Helligkeitsinformation auf jedem Punkt von
jeden entsprechenden anderen Fahrspur-Erfassungsfenstern; Einstellen
von wenigstens einem Rauscherfassungsfenster an einer Position,
die an jedes der Fahrspur-Erfassungsfenster angrenzt; Modifizieren
eines Gewichtungswerts an jedem der Fahrspur-Erfassungsfenster in Übereinstimmung
mit der Kantenintensität
in dem diesbezüglichen
Einen der Rauscherfassungsfenster; und Berechnen einer Straßenkontur unter
Verwendung von irgendwelchen der erfassten Fahrspurmarkierungen
und dem modifizierten Gewichtungswert.
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Diese
Zusammenfassung der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise
sämtliche
erforderlichen Merkmale, sodass die Erfindung auch eine Unterkombination
von diesen beschriebenen Merkmalen sein kann.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1 ein
funktionales Blockdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform
einer Fahrzeugfahrspurmarkierungs-Erfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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2 eine
Erklärungsansicht
zum Erläutern eines
Koordinatentransformationsprozesses, der in einem Fahrspurmarkierungs-Erfassungsfenster
in der Fahrzeugfahrspurmarkierungs-Erfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung, die in 1 gezeigt ist, ausgeführt werden
soll;
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3 einen
XY Koordinatengraf, der ein Beispiel des Fahrspurmarkierungs-Erfassungsfensters darstellt;
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4A und 4B Erklärungsansichten zum
Erläutern
eines Kantenerfassungsprozesses (Prozess zur Erfassung von longitudinalen
Kanten), der in einem Fahrspur-Im-Fenster-Erfassungsabschnitt der
Fahrzeugfahrspur-Erfassungsvorrichtung, die in 1 gezeigt
ist, ausgeführt
wird;
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5 eine
Erklärungsansicht
zum Erläutern einer
Hough-Transformation, wie in dem Fahrspur-Im-Fenster-Erfassungsabschnitt der in 1 gezeigten
Fahrzeug-Fahrspurmarkierungs-Erfassungsvorrichtung
ausgeführt
wird;
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6 eine
Erklärungsansicht,
die ein Beispiel zum Einstellen der Fahrspurmarkierungs-Erfassungsfenster
und Rauscherfassungsfenster in der Fahrzeugfahrspurmarkierungs-Erfassungsvorrichtung,
die in 1 gezeigt ist, darstellt (einen Fall, bei dem
kein vorausfahrendes Fahrzeug vorhanden ist);
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7 eine
Erklärungsansicht
zum Erläutern eines
Kantenerfassungsprozesses (laterales Kantenfilter und Erfassungsprozess),
der in einem Kantenintensitäts-Erfassungsabschnitt,
der in 1 gezeigten Fahrzeugfahrspurmarkierungs-Erfassungsvorrichtung
ausgeführt
wird; und
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8 eine
Erklärungsansicht,
die Fahrspur-Erfassungsfenster und Rauscherfassungsfenster in einem
Bild, das durch eine in 1 gezeigte Fotografiereinrichtung
fotografiert wird, darstellt (einen Fall, bei dem ein vorausfahrendes
Fahrzeug, welches vor dem Host-Fahrzeug auf der gleichen Fahrspur
fährt,
vorhanden ist).
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Nachstehend
wird auf die Zeichnungen Bezug genommen, um ein besseres Verständnis der vorliegenden
Erfindung zu ermöglichen.
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1 zeigt
ein funktionales Blockdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Erfassen einer Fahrspurmarkierung für ein Automobilfahrzeug
erfasst (nachstehend auch als eine Fahrzeugfahrspurmarkierungs-Erfassungsvorrichtung
bezeichnet), und zwar in Übereinstimmung mit
der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt
eine Erklärungsansicht
zum Erläutern
eines Koordinatentransformationsprozesses, der in einem Fahrspurmarkierungs-Erfassungsfenster
in der Fahrzeugfahrspurmarkierungs-Erfassungsvorrichtung ausgeführt werden
soll. 3 zeigt einen Koordinatengraf, der ein Beispiel
des Fahrspurmarkierungs-Erfassungsfensters darstellt. Die 4A und 4B sind
Erläuterungsansichten
zum integralen Erläutern
eines Kantenerfassungsprozesses (Longitudinalkanten-Erfassungsprozess),
der in einem Fahrspur-Im-Fenster-Erfassungsabschnitt der in 1 gezeigten
Fahrzeugfahrspur-Erfassungsvorrichtung ausgeführt wird. 5 zeigt
eine Erklärungsansicht
zum Erläutern
einer Hough-Transformation, die in dem Fahrspur-Im-Fenster-Erfassungsabschnitt,
der in 1 gezeigten Fahrzeugfahrspurmarkierungs-Erfassungsvorrichtung
ausgeführt
wird. 6 zeigt eine Erklärungsansicht, die ein Beispiel
zum Einstellen der Fahrspurmarkierungs-Erfassungsfenster und Rauscherfassungsfenster
in der in 1 gezeigten Fahrzeugfahrspurmarkierungs-Erfassungsvorrichtung
darstellt. 7 zeigt eine Erklärungsansicht zum
Erklären
eines Kantenerfassungsprozesses (Lateralkanten-Erfassungsprozesses),
der in einem Kantenintensitäts-Erfassungsabschnitt
der in 1 gezeigten Fahrzeugfahrspurmarkierungs-Erfassungsvorrichtung
ausgeführt
wird. 8 ist eine Erklärungsansicht, die Fahrspur-Erfassungsfenster
und Rauscherfassungsfenster in einem Bild darstellt, das durch die
in 1 gezeigte Fotografiereinrichtung fotografiert
wird (einen Fall, bei dem ein vorausfahrendes Fahrzeug, das vor
dem Host-Fahrzeug auf der gleichen Fahrspur fährt, vorhanden ist).
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Wie
in 1 gezeigt umfasst die Fahrzeugfahrspurmarkierungs-Erfassungsvorrichtung
eine Fotografiereinrichtung 1, einen Fahrspur-Erfassungsfenster-Einstellabschnitt 2,
einen Fahrspur-Im-Fenster-Erfassungsabschnitt 3,
einen Straßenform-
(oder Kontur-) Berechnungsabschnitt 7, einen Rauscherfassungsfenster-Einstellabschnitt 4,
einen Kantenintensitäts-Erfassungsabschnitt 5 und
einen Gewichtungswert-Modifizierungsabschnitt 6. Es sei
darauf hingewiesen, dass COM, was in 1 gezeigt
ist, ein Bildverarbeitungssystem bezeichnet, das durch einen Mikrocomputer
und eine virtuelle Anzeige, die eine Zwischenprozessprozedur anzeigt, gebildet
wird.
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Die
Fotografiereinrichtung 1 wird durch eine CCD (ladungsgekoppelte
Einrichtung) Kamera gebildet, die zum Beispiel auf einem vorderen
Dachabschnitt des Fahrzeugs eines Fahrgastraums des Fahrzeugs angebracht
ist, um eine Situation des Straßenverlaufs,
der sich vor dem Host-Fahrzeug befindet, zu fotografieren. Bilddaten,
die von der Fotografiereinrichtung 1 fotografiert werden,
werden an einen Fahrspur-Im-Fenster-Erfassungsabschnitt 3 geliefert.
Der Fahrspur-Erfassungsfenster-Einstellabschnitt 2 dient
dazu, um einmal eine Position eines kleinen Bereichs eines angezeigten
Bildschirms (nachstehend als ein Fahrspur-Erfassungsfenster bezeichnet)
zu bestimmen, durch dessen Verwendung ein Fahrspur-Erfassungsprozess
innerhalb der Bilddaten, die durch die Fotografiereinrichtung 1 fotografiert
werden, ausgeführt
wird.
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Die
folgende Technik wird bei der Bestimmung der Position eines ersten
Fahrspur-Erfassungsfensters 1 (siehe 6)
angewendet. Das heißt,
wie in 2 gezeigt, ein Koordinatenpunkt eines fotografierten
Bilds, der eine zweidimensionale räumliche Koordinate ist, wird
aus einem Koordinatenpunkt der Fahrspur in einem dreidimensionalen Raum
des Bilds einer Straßenoberfläche in einer Fahrzeug-Vorwärtsrichtung
bestimmt. Dann wird ein Bereich, der durch einen vorgegebenen Bereich
(wie nachstehend beschrieben werden wird) gespreizt ist, der den
Koordinatenpunkt in der zweidimensionalen räumlichen Koordinate umgibt,
an dem Fahrspur-Erfassungsfenster 1 eingestellt. Wie in 2 gezeigt, sei
angenommen, dass ein Koordinatensystem des durch die Fotografiereinrichtung 1 fotografierten
Bilds X1, Y1 ist und ein anderes Koordinatensystem (tatsächliche
räumliche
Koordinaten) mit einer Mitte einer Linse der Fotografiereinrichtung 1 als
ein Ursprung 0, X, Y, Z ist. In diesem Koordinatensystem wird ein
Punkt (x, y, z) auf dem Bildschirm an einer Position (x1, y1) unter
Verwendung der folgenden Gleichungen (1) und (2) angezeigt. x1 = x·f/z ---(1) y1 = y·f/z ---(2)wobei
f eine Brennweite von dem Linsenzentrum der Fotografiereinrichtung
zu dem zweidimensionalen Koordinatenursprung bezeichnet.
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Da
y = H ist (H bezeichnet die Höhe
der Fotografiereinrichtung 1 von dem Boden (der Straßenoberfläche), wie
in 2 mit dem Fall gezeigt, dass die Fahrspur auf
der Straßenoberfläche berücksichtigt
wird, kann der Koordinatenpunkt P aus den Koordinaten auf dem Bildschirm
bestimmt werden, wie in den folgenden Gleichungen (3) und (4) gezeigt. x = x1·z/f ---(3) z = f·H/y1 ---(4) ∴x
= x1·H/y1
(y = y1·z/f,z
= f·H/y1)
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3 zeigt
ein Beispiel des Fahrspur-Erfassungsfensters (zum Beispiel eines
Fahrspur-Erfassungsfensters 1 mit
keiner Anwesenheit von irgendwelchen anderen Fahrspur-Erfassungsfenstern),
das durch eine kleine rechteckförmige
Form bezeichnet wird, die in der voranstehend beschriebenen Weise eingestellt
wird.
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Als
nächstes
dient der Fahrspur-Im-Fenster-Erfassungsabschnitt 3 dazu,
die Fahrspur aus der Helligkeitsintensität (Helligkeit) innerhalb des
Fahrspur-Erfassungsfensters zu erfassen. Dann werden die nachfolgenden
(anderen) Fahrspur-Erfassungsfenster durch den Fahrspur-Erfassungsfenster-Einstellabschnitt 2 eingestellt.
Insbesondere werden Kantenkomponenten innerhalb des Fahrspur-Erfassungsfensters 1,
das durch den Fahrspur-Erfassungsfenster-Einstellabschnitt 2 eingestellt
wird, unter Verwendung eines Longitudinalkanten-Erfassungsverfahrens
erfasst. Ein Berechnungsbeispiel für einen Fall, bei dem ein in 4A gezeigtes
Longitudinalkanten-Erfassungsfilter verwendet wird, wird mit der
folgenden Gleichung (5) beschrieben. Idx(i,j) = I(i + i, j – i)/4
+ I(i + i, j)/2
+
I(i + i, j + i)/4
– I(i – i, j – i)/4
– I(i – 1, j)/2
– I(i – i, j +
i)/4 ---(5)
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In
der Gleichung (5) bezeichnet I(i, j) einen Helligkeits- oder Helligkeitsintensitäts-) Wert
an einem Punkt (i, j) und Idx(i, j) bezeichnet eine Longitudinalkantenintensität des Punkts
(i, j). Da somit die longitudinale Kante an einem Punkt (i, j) vorhanden ist,
an dem Idx (i, j) einen anderen numerischen Wert als Null anzeigt,
kann die longitudinale Kante erfasst werden (siehe 4B).
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Als
nächstes
wird eine Hough-Transformation in Bezug auf das Bild der longitudinalen
Kante, das wie voranstehend beschrieben bestimmt wird, ausgeführt. Die
Hough-Transformation ist ein Transformationsprozess derart, dass
ein Kantenpunkt auf XY Koordinaten in ein Liniensegment auf ρ θ Koordinaten
eines polaren Koordinatensystems transformiert wird. [ρ, θ], das einen
maximalen Wert hmax (jeder Kantenschnittpunkt) in ρ θ Koordinaten
nach der Transformation von sämtlichen
Kantenpunkten in die ρ θ Koordinaten
annimmt, stellt eine lineare Gleichung in Polarkoordinaten dar,
die innerhalb des Fahrspur-Erfassungsfensters (des ersten Fahrspurerfassungsfensters 1)
verläuft.
Wenn der max. Wert hmax größer als
ein vorgegebener Schwellwert TH0 (hmax > TH0) ist, dann wird zusätzlich die
erfasste gerade Linie (die lineare Gleichung erster Ordnung) bestimmt,
um die Fahrspurmarkierung anzuzeigen. Der Schwellwert TH0 wird wie
folgt bestimmt: Das heißt,
da ein Fall, bei dem die gerade Linie parallel zu der Y Koordinate
vorhanden ist, eine geringste Anzahl von Kanten anzeigt und eine
Höhe WH
des Fahrspur-Erfassungsfensters 1 anzeigt,
ist ein Wert der Schwelle TH0 zum Beispiel 0,5 zu der Höhe von WH
(der Höhe
des Fahrspur-Erfassungsfensters).
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Wenn
der maximale Wert hmax größer als der
Schwellwert TH0 ist, dann wird eine Position der Fahrspur innerhalb
des Fahrspur-Erfassungsfensters 1 aus der linearen Gleichung
der Polarkoordinaten, die in der Hough-Transformation berechnet
werden, berechnet. Es sei angenommen, dass die Funktion der Fahrspurmarkierung
y = ax + b ist. Es sei darauf hingewiesen, das y = ax + b aus einer
Hough-Transformationsformel,
nämlich ρ = x cosθ + y sinθ abgeleitet
wird.
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Dann
werden die folgenden Gleichungen eingerichtet: a = tan(θ – π/2)(∵ a = y/x = cosθ/sinθ und b =
0), b = ρ/sinθ(∵ y = ρ/sinθ und y =
0) (6)
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Ferner
sei in der Gleichung (6) angenommen, dass der x Koordinatenwert
in einem Fall, bei dem y = Y ist, xST ist und, dass der x Koordinatenwert
in einem Fall, bei dem y = Y + WH ist, xED ist, und eine Positionskoordinate 1 der
Fahrspur (xST, Y) und eine Positionskoordinate 2 (xED,
Y-WH) werden ermittelt. Die voranstehend beschriebene Verarbeitung
wird für
sämtliche
Fahrspur-Erfassungsfenster 2 bis 8 (siehe 6)
in ungeraden Zahlen und dann in geraden Zahlen, die durch den Fahrspur- Erfassungsfenster-Einstellabschnitt 2 eingestellt
werden, ausgeführt.
Jedoch ist die Fahrspur-Erfassungsreihenfolge innerhalb
jedes Fahrspur-Erfassungsfensters beliebig.
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Dann
dient der Rauscherfassungsfenster-Einstellabschnitt 4 dazu,
Rauscherfassungsfenster einzustellen. In dieser Ausführungsform
wird ein Rauscherfassungsfenster mit einer vorgegebene Höhe und einer
vorgegebenen Breite an einer angrenzenden Position zu jedem entsprechenden
Fahrspur-Erfassungsfenster,
d. h. an einem linken Ende zu jedem entsprechenden Fahrspur-Erfassungsfenster,
eingestellt und das andere Rauscherfassungsfenster mit der gleichen
Höhe und
Breite wird an einer angrenzenden Position zu jedem entsprechenden
Fahrspur-Erfassungsfenster, d. h. an einem rechten Ende davon, eingestellt.
Die vorgegebene Höhe
von jedem Rauscherfassungsfenster-Erfassungsabschnitt ist die gleiche
Höhe wie
jedes Fahrspur-Erfassungsfenster und die vorgegebene Breite beträgt ungefähr 10 Pixel. 6 zeigt
ein Einstellbeispiel der Fahrspur-Erfassungsfenster (Fenster 1 bis 8 mit
weißen
Linien und Rauscherfassungsfenster 9 bis 24) und
der Rauscherfassungsfenster.
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Der
Kantenintensitäts-Erfassungsabschnitt 5 dient
zum Erfassen einer Kantenintensität innerhalb eines Rauscherfassungsfensters
für jedes
Rauscherfassungsfenster, das durch den Rauscherfassungsfenster-Einstellabschnitt 4 eingestellt
wird. Ein differentieller Prozess kann für die Erfassung der Kantenintensität verwendet
werden. Ein Beispiel des differentiellen Prozesses umfasst eine
Erfassung einer Lateralkanten-Intensität. Ein Beispiel
der Berechnung für
einen Fall, bei dem ein Lateralkanten-Erfassungsfilter in einem
Lateralkanten-Erfassungsverfahren verwendet wird, wird in der folgenden
Gleichung (7) (siehe 7) gezeigt. Idy(i, j) = I(i – i, j – i)/4
+
I(i, j – i)/2
+
I(i + 1, j – 1)/4
– I(i – 1, j +
i)/4
– I(i,
j + !)/2
– I(i
+ 1, j + 1)/4 ---(7)
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Es
sei darauf hingewiesen, dass I(i, j) den Helligkeitswert des Punkts
(i, j) bezeichnet und Idy (i, j) eine Lateralkanten-Intensität des Punkts
(i, j) bezeichnet. Da die laterale Kante an dem Punkt (i, j) vorhanden
ist, an der der Wert von Idy (i, j) einen anderen numerischen Wert
als 0 anzeigt, kann die laterale Kante erfasst werden.
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Der
Gewichtswert-Modifizierungsabschnitt 6 dient zum Modifizieren
eines Gewichtswerts an jedem Fahrspur-Erfassungsfenster in Übereinstimmung
mit der Kantenintensität,
die in dem entsprechenden Rauscherfassungsfenster erfasst wird,
in dem die Lateralkanten-Erfassung ausgeführt wird. Ein Beispiel zum
Modifizieren des Gewichtswerts wird nachstehend beschrieben. Das
heißt,
wenn die Kantenintensität
innerhalb von einem der Rauscherfassungsfenster, die durch den Kantenintensitäts-Erfassungsabschnitt 5 erfasst
wird, groß (stark)
genug ist, um gleich oder größer als
ein vorgegebener Wert zu sein, werden sowohl ein Ergebnis einer
Erfassung der Fahrspur in einem der Fahrspur-Erfassungsfenster,
das (lateral) angrenzend zu einem der Rauscherfassungsfenster ist,
in dem die Kantenintensität
groß genug
ist, um gleich oder größer wie
der vorgegebene Wert zu sein, und dasjenige eines anderen der Fahrspur-Erfassungsfenster, das
an einer mehr vorwärts
liegenden (oberen) Position des Bildschirms angeordnet ist, gelöscht. Ein
anderes Beispiel davon wird nachstehend beschrieben. Das heißt, wenn
die Kantenintensität
in irgendeinem der Rauscherfassungsfenster groß genug ist, um gleich oder
größer wie
der vorgegebene Wert zu sein, werden sowohl der Fahrspur-Erfassungsprozess
durch den Fahrspur-Im-Fenster-Erfassungsabschnitt 3 in
dem entsprechenden Fahrspur-Erfassungsfenster angrenzend zu dem
entsprechenden Rauscherfassungsfenster, in dem die Kantenintensität groß genug
zu der gleichen ist, als auch derjenige in einem anderen der Fahrspur-Erfassungsfenster,
das an einer mehr vorwärts
liegenden (einer oberen Position in dem Bildschirm) Position angeordnet
ist, nicht ausgeführt. In
dem letzteren Fall kann die Anzahl von Fenstern, in dem der voranstehend
beschriebene Fahrspur-Erfassungsprozess ausgeführt wird, kleiner werden. Somit
kann eine Verarbeitungsgeschwindigkeit (Zeit) verkürzt werden.
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Der
Straßenkontur-Berechnungsabschnitt 7 berechnet
die Straßenkontur
unter Verwendung der Fahrspur, die durch den Fahrspur-Im-Fenster-Erfassungsabschnitt 3 erfasst
wird, und des Gewichtungswerts, der durch den Gewichtungswert-Modifizierungsabschnitt 6 modifiziert
wird. Eine der folgenden Techniken kann als ein Beispiel für die Berechnung der
Straßenkontur
verwendet werden.
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Das
heißt,
die Kontur der fotografierten Fahrspur wird durch Approximieren
der Fahrspur-Liniensegmente
in einer Form mit gestrichelten Linien aus den geraden Linien berechnet,
die durch den Fahrspur-Im-Fenster-Erfassungsabschnitt 3 innerhalb
der jeweiligen Fahrspur-Erfassungsfenster erfasst wird. Dann kann
der Straßenkontur-Berechnungsabschnitt 7 die
Kontur der Straße
in der Fahrzeugvorwärtsrichtung
durch Projizieren der fotografierten Kontur der Fahrspur in den
dreidimensionalen Raum in einer entgegengesetzten Vorgehensweise
wie in dem Fahrspur-Erfassungsfenster-Einstellabschnitt 2 berechnen.
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Als
nächstes
wird ein Betrieb der Fahrzeugfahrspurmarkierungs-Erfassungsvorrichtung
in der bevorzugten Ausführungsform
beschrieben werden.
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6 zeigt
die Erklärungsansicht,
die ein Beispiel eines Bilds darstellt, das durch die Fotografieeinrichtung 1 fotografiert
wird, wenn das vorausfahrende Fahrzeug in der Fahrzeugvorwärtsrichtung nicht
vorhanden ist und die Fahrzeugfahrspurmarkierungs-Erfassungsvorrichtung
an einer Position über der
Straßenoberfläche, auf
der das Fahrzeug gerade fährt,
gebracht ist. Wie in 6 gezeigt ist die Straßenoberfläche in derartigen
Fahrspurmarkierungen gezeichnet, dass, gesehen von der fotografierten Einrichtung 1 her,
eine Fahrzeugfahrspur in linke und rechte Spuren sortiert werden,
wobei die Fahrspurerfassungsfenster 1 bis 8 und
die Rauscherfassungsfenster 9 bis 24 auf dem Bildschirm
in 6 eingestellt werden. Da auf einem fotografierten
Bildschirm jedes Rauscherfassungs-Fenster 9 bis 24 ein
Bereich ist, in dem die Kantenkomponenten klein (schwach) sind,
gibt der Kantenintensitäts-Erfassungsabschnitt 5 eine
Ergebnis derart aus, dass die Kantenintensität von jedem Rauscherfassungsfenster 9 bis 24 „klein
(schwach)" ist.
Der Gewichtswert-Modifizierungsabschnitt 6 führt auf
den Empfang von diesem Ergebnis einer kleinen (schwachen) Kantenintensität keinerlei
Betrieb für
das Ergebnis der Fahrspur-Erfassungsfenster 1 bis 8 aus,
da die Kantenintensität
für sämtliche
Rauscherfassungsfenster 9 bis 24 klein ist. Der
Straßenkontur-Berechnungsabschnitt 7 berechnet
dann die Straßenkontur (Form)
unter Verwendung der Ergebnisse von Verfassungen für sämtliche
Fahrspur-Erfassungsfenster 1 bis 8,
da weder ein vorausfahrendes Fahrzeug noch das unterbrochene vorausfahrende
Fahrzeug auf dem eingegebenen Bild erscheint.
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8 zeigt
schematisch eine Erklärungsansicht,
die Fahrspur-Erfassungsfenster 1 bis 8 auf dem durch
die Fotografiereinrichtung 1 fotografierten Bild darstellt.
Wie in 8 gezeigt ist nur die Fahrspurmarkierung auf den
Fahrspur-Erfassungsfenstern 1 bis 6 vorhanden
und sowohl das vorausfahrende Fahrzeug als auch die Fahrspurmarkierung
(Teile davon) sind sichtbar und innerhalb der Fahrspur-Erfassungsfenster 7 und 8 vorhanden.
Weder die Fahrspur noch das vorausfahrende Fahrzeug ist innerhalb
der Rauscherfassungsfenster 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 20, 21 und 24 vorhanden.
Andererseits ist das vorausfahrende Fahrzeug (Teile davon) innerhalb von
mehreren Rauscherfassungsfenstern 18, 19, 22 und 23 vorhanden.
In diesem Fall gibt der Kantenintensitäts-Erfassungsabschnitt 5 ein derartiges
Ergebnis aus, das die Kantenintensität „groß (stark)" ist. Demzufolge löscht der Gewichtungswert-Modifizierungsabschnitt 6 die
Fahrspur-Erfassungsergebnisse der Fahrspur-Erfassungsfenster 5, 6, 7 und 8.
Dann berechnet der Straßenkontur-Berechnungsabschnitt 7 die
Straßenkontur
unter Verwendung nur der Erfassungsergebnisse in den Fahrspur-Erfassungsfenstern 1, 2, 3 und 4,
da die Information über
die Fahrspurmarkierung innerhalb der Fahrspur-Erfassungsfenster 5, 6, 7 und 8 gelöscht ist.
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Da
wie voranstehend beschrieben die Straßenkontur unter Verwendung
des Ergebnisses einer Erfassung von irgendwelchen Fenstern berechnet wird,
in dem nur die Fahrspur vorhanden ist, kann eine höchste zuverlässige Erfassung
der Fahrspur erzielt werden, sogar wenn das vorausfahrende Fahrzeug
vorhanden ist. Die Fahrzeugfahrspurmarkierungs-Erfassungsvorrichtung
in der bevorzugten Ausführungsform
ist auf ein Fahrspurhaltungs-Unterstützungssystem, ein Fahrspurverfehlungs-Alarmsystem, oder
ein Lenkunterstützungssystem
anwendbar. Das heißt,
ein Ausgang des Straßenkontur-Berechnungsabschnitts 7 wird
an eines von diesen Systemen geführt,
zum Beispiel an das Fahrspurhaltungs-Unterstützungssystem. Somit kann eine
genaue Alarmierung und eine geeignete Unterstützung des Lenkvorgangs oder
des Fahrvorgangs des Fahrzeugs erreicht werden.
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Die
Fahrzeugfahrspurmarkierungs-Erfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist nicht auf die voranstehend beschriebene bevorzugte
Ausführungsform
beschränkt.
Das heißt,
verschiedene Modifikationen und Variationen der vorliegenden Ausführungsform
können
durchgeführt
werden. Obwohl in der bevorzugten Ausführungsform die Lateralkanten-Intensitäten für sämtliche
Rauscherfassungsfenster in dem Kantenintensitäts-Erfassungsabschnitt 5 erfasst
worden sind, kann zum Beispiel das Lateralkanten-Erfassungsverfahren für jedes
der Rauscherfassungsfenster verwendet werden, dass sich an einer
Position in der Nähe
einer Mitte des Straßenverlaufs
befindet, und das Longitudinalkanten-Erfassungsverfahren kann für jedes
der Rauscherfassungsfenster verwendet werden, das sich an einer äußeren Seite
des Straßenverlaufs
in Bezug auf das entsprechende Fahrspur-Erfassungsfenster befindet.
Als dieses alternative Beispiel, welches auf den Fall der 6 angewendet
wird, kann das Lateralkanten-Erfassungsverfahren für die Rauscherfassungsfenster
von 10, 11, 14, 15, 18, 19, 22 und 23 angewendet
werden und das Longitudinalkanten-Erfassungsverfahren kann für die Rauscherfassungsfenster 9, 12, 13, 16, 17, 20, 21 und 24 verwendet
werden. Es sei darauf hingewiesen, dass das Lateralkanten-Erfassungsverfahren
als dasjenige angewendet werden kann, welches für den Fall des Fahrspur-Im-Fenster-Erfassungsabschnitts 3 beschrieben
wird.
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Um
den Einfluss des vorausfahrenden Fahrzeugs auf die Fahrspurerfassung
so gering wie möglich
zu reduzieren ist es erforderlich zu erfassen, an welcher Position
der Fahrzeug-Vorwärtsrichtung
das vorausfahrende Fahrzeug angeordnet ist. Um zusätzlich eine
Verringerung in der Zuverlässigkeit
der Fahrspurerfassung als Folge einer Anwesenheit der Fahrspurmarkierung,
die durch das vorausfahrende Fahrzeug versteckt wird, zu verhindern,
wird die Gewichtung für
die hinsichtlich des Fahrzeugs weiter vorne positionierte Fahrspurmarkierung
als die Position, an der das vorausfahrende Fahrzeug vorhanden ist,
verringert. Somit kann die Zuverlässigkeit der Erfassung der
Fahrspur wiederum erhöht
werden. Dabei erlaubt die Verwendung des Lateralkanten-Erfassungsverfahrens
eine genauere Erfassung der Position des vorausfahrenden Fahrzeugs.
Wenn zusätzlich
das unterbrochene vorausfahrende Fahrzeug von der angrenzenden Fahrspur
in die gleiche Fahrspur des Host-Fahrzeugs vorhanden ist, wird die Fahrspurmarkierung
in Übereinstimmung
mit einer lateralen positionsmäßigen Beziehung
zwischen dem unterbrochenen vorausfahrenden Fahrzeug und der Fahrspur
versteckt. Wenn das Longitudinalkanten-Erfassungsverfahren verwendet wird,
das genauer die laterale Position des unterbrochenen vorausfahrenden
Fahrzeugs erfassen kann, kann die Verringerung der Zuverlässigkeit
in der Fahrspurerfassung als Folge der Fahrspur, die durch das unterbrochene vorausfahrende
Fahrzeug versteckt wird, verhindert werden.
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Eine
andere Modifikation der Fahrzeugfahrspurmarkierungs-Erfassungsvorrichtung
in der bevorzugten Ausführungsform
kann durchgeführt
werden. Wenn die Kantenintensität
innerhalb von einem der Rauscherfassungsfenster, das durch den Kantenintensitäts-Erfassungsabschnitt 5 erfasst
wird stark (oder groß)
genug ist, um gleich wie oder größer als
der vorgegebene Wert zu sein, löscht
der Gewichtungswert-Modifizierungsabschnitt 6 beide
Ergebnisse der Erfassung der Fahrspur in einem der Fahrspur-Erfassungsfenster,
das angrenzend zu dem voranstehend beschriebenen Rauscherfassungsfenster
ist, und in dem anderen der Fahrspur-Erfassungsfenster, welches
sich an der mehr vorwärts
liegenden Richtung als das eine Fahrspur-Erfassungsfenster befindet.
Wenn jedoch anstelle davon die Kantenintensität innerhalb des Rauscherfassungsfensters,
die durch den Kantenintensitäts-Erfassungsabschnitt 5 erfasst
wird, wobei das Rauscherfassungsfenster nahe zu der Mittenseite unter
den Rauscherfassungsfenstern angeordnet ist, die sich auf sowohl
der linken als auch der rechten Seite des entsprechenden Einen der
Fahrspur-Erfassungsfenster
befindet, gleich zu oder größer als
der vorgegebene Wert kontinuierlich für eine vorgegebene Zeit oder
länger
anzeigt, kann der Gewichtuttgswert-Modifizierungsabschnitt 6 beide
Ergebnisse von Erfassungen der Fahrspur in den beiden Fahrspur-Erfassungsfenstern
löschen,
wobei sich eines davon angrenzend zu dem voranstehend beschriebenen
Rauscherfassungsfenster befindet, dessen Kantenintensität gleich
zu oder größer als
der freigegebene Wert kontinuierlich für die vorgegebene Zeit ist,
und das andere davon an der mehr vorwärts liegenden Richtung als
das eine Fahrspur-Erfassungsfenster angeordnet ist. Wenn zusätzlich die
Kantenintensität
in irgendeinem der Rauscherfassungsfenster, welches sich an der äußeren Seite
zu dem Straßenverlauf
befindet groß genug
ist, um gleich oder größer wie
der vorgegebene Wert zu sein, löscht
der Gewichtungswert-Modifizierungsabschnitt 6 nur das Ergebnis
der Erfassung der Fahrspur in einer der Fahrspur-Erfassungsfenster,
das angrenzend zu dem Rauscherfassungsfenster ist, das sich auf
der äußeren Seite
davon befindet, in der die Kantenintensität groß genug ist, um gleich oder
größer wie
der vorgegebene Wert zu sein.
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Da
dann, wenn das vorausfahrende Fahrzeug vorhanden ist, eine relative
Geschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug (Host-Fahrzeug) und dem vorausfahrenden
Fahrzeug ungefähr
Null ist, befindet sich das vorausfahrende Fahrzeug ungefähr an der
gleichen Position auf dem fotografierten Bild. Da zusätzlich für einen
Fall eines auf der Straßenoberfläche gezeichneten
Symbols die relative Geschwindigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit
(des Host-Fahrzeugs) entspricht, wird die Position eines derartigen Symbols,
wie auf dem Bildschirm beschrieben, mit der Zeit verändert. Für einen
Fall, bei dem die Kantenintensität
gleich oder größer wie
der vorgegebene Wert kontinuierlich für die vorgegebene Zeit oder
länger
in einem bestimmten Rauscherfassungsfenster ist, ist somit ein Objekt,
dessen relative Geschwindigkeit zu dem Host-Fahrzeug ungefähr Null
ist, bestimmt. Diese Bestimmung kann eine genauere Erfassung des
vorausfahrenden Fahrzeugs erreichen. Da ferner dann, wenn das vorausfahrende
Fahrzeug vorhanden ist, die Fahrspurmarkierung, die sich an der
mehr vorwärts
liegenden Richtung als das vorausfahrende Fahrzeug befindet, durch
das vorausfahrende Fahrzeug versteckt wird, kann der Einfluss des
vorausfahrenden Fahrzeugs auf die Erfassung der Fahrspur durch Löschen des
Ergebnisses der Fahrspur in den Fahrspurfenstern, die sich an der mehr
vorwärts
liegenden Richtung als das vorausfahrende Fahrzeug befinden, beseitigt
werden. Da zusätzlich
dann, wenn das unterbrochene vorausfahrende Fahrzeug vorhanden ist,
nur die Fahrspurmarkierung, die an einer Position angeordnet ist,
an der das unterbrochene vorausfahrende Fahrzeug vorhanden ist,
versteckt ist, aber die andere Fahrspurmarkierung durch den Fahrspur-Im-Fenster-Erfassungsabschnitt 3 erfasst
werden kann, kann die Fahrspur ohne eine übermäßige Löschung für die Ergebnisse von Fahrspurerfassungen
erfasst werden. Demzufolge kann die Zuverlässigkeit der Fahrspurerfassung
sogar dann verbessert werden, wenn das unterbrochene vorausfahrende
Fahrzeug vorhanden ist.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebene bevorzugte
Ausführungsform und
Modifikation beschrieben worden sind, um ein besseres Verständnis der
vorliegenden Erfindung zu erleichtern, aber, um die vorliegende
Erfindung nicht zu beschränken,
geht das wesentliche Element, das in der bevorzugten Ausführungsform
offenbart ist, sämtliche
Modifikationen und Äquivalente
umfasst, die zu einem Umfang der Ansprüche gehören, die die vorliegende Erfindung
definieren.
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Der
Umfang der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Ansprüche definiert.