JP2010168041A - 車両と対象との間の衝突を回避するための方法および装置 - Google Patents
車両と対象との間の衝突を回避するための方法および装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】衝突回避のための対象検出を改善する方法および装置を提供すること
【解決手段】超音波測定システムによって、車両に対する対象の、少なくとも1つの第1の対象情報を検出し、光学測定システムによって対象の、少なくとも1つの第2の対象情報を検出し、当該第1の対象情報と第2の対象情報を相関させることを含んでいる車両と対象との間の衝突を回避するための方法。
【選択図】図2
【解決手段】超音波測定システムによって、車両に対する対象の、少なくとも1つの第1の対象情報を検出し、光学測定システムによって対象の、少なくとも1つの第2の対象情報を検出し、当該第1の対象情報と第2の対象情報を相関させることを含んでいる車両と対象との間の衝突を回避するための方法。
【選択図】図2
Description
本発明は、車両と対象との間の衝突を回避するための方法並びに装置に関する。
今日の走行アシスタントシステムは主に、測定量(超音波、レーダ、ビデオ)の評価ないしは表示に基づいている。例えば超音波による駐車補助が挙げられる。この駐車補助は、超音波によって、車両周辺の対象を検出し、相応するマン・マシン・インタフェース(HMI)を介して、間隔および部分的に、検出された対象のおおよそのポジションも、運転者に示す。別の走行アシスタントシステムでは、カメラによって、車両周辺が撮影され、画像が運転者にHMIを介して供給される。部分的には、車両内に既に、超音波測定システムおよびカメラを備えた走行アシスタントシステムも組み込まれる。車両アシスタントシステムのこの部分システムによって求められた、車両周辺に関するこれらの情報は、HIMにおいて重ねて表示される。これは例えば、超音波測定システムによって検出された間隔情報をカメラ画像内に挿入することによって行われる。このような表示は、DE10241464D1号から公知である。
衝突回避のための対象検出を改善する方法および装置を提供すること。
上述の課題は、車両と対象との間の衝突を回避するための方法であって、当該方法は、超音波測定システムによって、車両に対する対象の、少なくとも1つの第1の対象情報を検出し、光学測定システムによって対象の、少なくとも1つの第2の対象情報を検出し、当該第1の対象情報と第2の対象情報を相関させることを含んでいる車両と対象との間の衝突を回避するための方法によって解決される。さらに上述の課題は、車両と対象との間の衝突を回避するための装置であって、前記車両に対する対象の少なくとも1つの第1の対象情報を検出するための超音波測定システムと、前記対象の少なくとも1つの第2の対象情報を検出するための光学測定システムと、前記第1の対象情報と第2の対象情報とを相関させるための相関装置とを含んでいる、ことを特徴とする、車両と対象との間の衝突を回避するための装置によって解決される。
本出願は、衝突回避のための対象検出を改善する方法および装置を提供する。本発明では、以下のステップを含んでいる、車両と対象との間の衝突を回避する方法が提案される:超音波測定システムによって、車両に対する対象の、少なくとも1つの第1の対象情報を検出し、光学測定システムによって対象の、少なくとも1つの第2の対象情報を検出し、この第1の対象情報と第2の対象情報を相互に関連させる。相応に、本発明では、車両と対象との間の衝突を回避するための装置が提案される。この装置は、超音波測定システムと光学測定システムと相関装置を有しており、超音波測定システムは、車両に対する対象の、少なくとも1つの第1の対象情報を検出し、光学測定システムは対象の、少なくとも1つの第2の対象情報を検出し、相関装置は、この第1の対象情報と第2の対象情報を相互に関連させる。
第1の対象情報と第2の対象情報は、対象(例えば車両に対する潜在的に関連する障害物)に関するそれぞれ任意の情報を含み得る。このような検出されるべき情報としては例えば、車両と対象との間の間隔や車両軸または走行方向軸に関する対象の方向または位置のような簡単な情報の他に、空間的な拡がりや車両に対する対象の配向や対象のクラス分け等の複雑な情報も考えられる。ここで、第1と第2の対象情報は内容的に同じ情報、例えば方向に関連していてもよい。しかし、第1の対象情報と第2の対象情報が内容的に異なる情報に関連していてもよい。これは例えば、第1の対象情報が、車両に対する対象のポジション(間隔および/または位置)であり、第2の対象情報が対象の空間的な拡がりである場合である。本発明において「第1の対象情報」と「第2の対象情報」という用語は、対象情報の検出における強制的に必要な順番を暗示しているのではない。従って殊に、複数の対象情報を同時に検出することも、または逆の順番で検出することも可能である。
用語、第1の対象情報と第2の対象情報を「相関させる(Korrelieren)」によって、これらの対象情報が相互に関連される、または相互に接続されるということがあらわされる。最終的には、この相関過程によって次のことが可能になる。すなわち一方では超音波システムによって検出され、他方では光学測定システムによって検出された対象が同一の対象として識別されることが可能になる。これは殊に次のことによって有利になる。すなわち、超音波測定システムによる第1の対象情報と、光学測定システムによる第2の対象情報が共通のベースへ上げられることによって有利になる。これは同じように例えば次のことによって実現される。すなわち、超音波測定システムと光学測定システムが、一致する監視角度領域を有していることによって実現される。ここで有利には、この2つの部分システムの監視角度領域が、一致した、角度領域区分を有している。
超音波測定システムの検出領域のそれぞれの部分からの超音波信号が、光学測定システムの検出領域のそれぞれ相応する部分からの光学信号に割り当て可能であってもよい。このために、2つの部分システムが、初期化フェーズにおいて(例えば車両におけるシステム全体の構築時に)、テスト対象またはテスト信号によって順次相互に同期される。後の交通への組み込み時に、超音波信号が車両周辺の特定方向から到来し、光学信号がこの同じ方向から到来する場合、このように事前にアライメントされているシステム全体がこのような状態を識別し、2つの信号が相互に識別される。第1の対象情報と第2の対象情報の本発明による相関は、対象妥当性検査に対する基礎と、超音波測定システムと光学測定システムとの間の対象情報の融合を形成する。
本発明の有利な構成では、前記第1の対象情報と第2の対象情報を組み合わせることによって、第1の対象情報と第2の対象情報の相関を考慮して、第3の対象情報が求められる。
組み合わせ時には、第1の対象情報および第2の対象情報またはこれらの対象情報の部分が相互に補完される。これはこの第1の対象情報と第2の対象情報またはこれらの部分が、対象に関する、または車両と対象の間の関係に関する異なる情報内容に関連している場合である。これによって、複雑な、価値の高い総合情報が得られる。この場合には第3の対象情報は、第1の対象情報と第2の対象情報の統合または融合を含んでいる。しかしこれに対して同時にまたは択一的に(および/または)、第1および第2の対象情報における一致する情報内容も相互に組み合わせされる。これは殊に次のような利点を有している。すなわち、一致している情報内容の種々の検出によって、高い精度が、情報内容の測定値の特定において得られるという利点を有している。なぜなら、一方の部分システム(超音波測定システムまたは光学測定システム)の弱さおよび不正確さが、特定の情報内容に関して生じた、それぞれ他方の部分システムの卓越した部分によって補償されるからである。
本発明の実施形態のさらなる特徴および利点を、添付図面に関連した以降の説明に記載する。
図1は、車両10と対象20との間の衝突を回避するための、本発明による装置の有利な第1の実施形態のブロックダイヤグラムを示している。この装置は、車両10に対する対象20の少なくとも1つの第1の対象情報20U+を検出するための超音波測定システム1を含んでいる。この第1の対象情報20U+は例えば、車両10に対する対象20の間隔または位置である。さらにこの装置は光学測定システム5を含んでおり、これは、対象20の少なくとも1つの第2の対象情報20K+を検出する。この第2の対象情報は例えば、対象20の空間的な拡がりである。この空間的な拡がりは、車両10から見て対象20が出現する角度にわたって特定される。最後に、さらに相関装置7が、第1の対象情報と第2の対象情報を相関させるために設けられる。この相関装置7によって、殊に、一方では超音波システム1によって検出され、他方で光学測定システム5によって検出された対象が、同一の対象として識別される。
図2は、本発明に相応する装置の第2の実施形態の概略図を示している。車両10内には、超音波測定システム1が、超音波による駐車補助の形状で設けられている。これは電子制御機器と、この電子制御機器とデータバスを介して接続されているフロント超音波センサSFと、後方超音波センサSRとを有している。車両10内にはさらに光学測定システム5が、前方へ向けられたカメラ5Fと、後方に向けられたカメラ5Rの形で設けられている。カメラ5Fおよび5R並びに超音波駐車補助の制御機器は相関装置7と接続されている。この相関装置7によって次のことが可能である。すなわち、カメラ5F,5Rの対象情報と超音波センサSF,SRの対象情報が相互に関連づけされる、または相互に接続されることが可能である。
図2の装置はさらに、情報処理装置8を含んでいる。この情報処理装置は、第1の対象情報と第2の対象情報の相関を考慮して、第1の対象情報20U+と第2の対象情報20K+を組み合わせることによって、第3の対象情報20U+K+が求められるように構成されている。図面では、相関装置7と情報処理装置8が共に、1つの装置内に設けられている。しかし、この2つの機能を、2つの別個の装置で実現することも可能である。
超音波駐車補助1および、カメラ5Fと5Rの形状の光学測定システム5は、本発明の総合システムの部分システムを構成する。2つの部分システムは、これらの部分システムによって検出された対象情報を、相関装置7および情報処理装置8の形状の中央電子制御機器に送る。この制御機器は、これらの検出された対象情報を融合し、さらに処理する。さらに処理されたこの情報はHMIを介して、車両10の運転者に伝えられ(例えばカメラに接続されたディスプレイを介して伝えられ、このディスプレイを介して運転者に第3の対象情報が表示される)、または車両10内の別の制御機器に、例えば車両調整するための入力値として供給される。オプショナルで、データ融合および処理が、関与している2つの測定システム(超音波駐車補助または光学測定システム)の制御機器内において行われてもよい。
超音波駐車補助1は、検出された、潜在的に関連する対象のポジション(間隔および/または位置)を求める。この情報はカメラ画像と相互に関連付けされる。対象のポジションに関する情報および、光学データと超音波データの相関によって、カメラ画像内で相応する対象を求めることが可能になる。次に、画像構造を評価することによって、対象の空間的な拡がりが求められる。殊に、対象がカメラ画像内に現れる角度がこの目的のために使用される。なぜなら、超音波駐車補助によって求められたポジション(殊に距離)を考慮して、三角法の視点に従って、対象の空間的な拡がりが推測されるからである。対象の間隔、位置および拡がりに関する組み合わされたこの情報によって、例えば、車両が危険なく動くことができる自由回廊の制限が求められる、または、潜在的に衝突の危険がある対象の高さが求められる。
図6A,6Bおよび6Cを参照してここで、走行部分識別問題への本発明の使用が説明される。図6Aは、対象20が、車両10の走行路FS内に突出している出発状況を示している。「走行部分(Fahrschlauch)」という概念は、前輪RLおよびRRの特定の操舵角度において、少なくとも1つの車両部分が通る体積を表している。すなわち、図6Aに示されているように、対象20が走行部分FS内に突出しており、事前に、ホイールRLおよびRRの操舵角度が変えられない場合には、車両10は対象20と衝突する。従来の超音波測定システムの場合には、衝突の恐れがある対象20の正確な空間的な拡がりを求めるのは困難である。車両10のバンパ内の超音波センサSF1,SF2,SF4,SF4の分布および対象20の反射特性に基づいて、対象20の一部20U+のみが検出される。超音波センサの超音波信号が生じ、そのエコーE+が超音波センサにおいて再び受信される領域20U+のみが、超音波によって識別される。殊に、走行部分FS内に突出している、図6Aに示された領域20U-は、超音波によって識別されない。なぜならこの領域20U-からのエコーE-が、超音波センサSFの送受信ユニットに達しないからである。従って、測定されたエコーE+によって、車両10に対する対象20の距離および相対的な位置を定めることが可能である。しかし、対象20の空間的な拡がりに関する正確な情報は得られない。示されたケースでは、壁20が、選択された走行部分FS内に突出している。これは、超音波測定システム1,SFnだけによっては識別されない。
対象20のカメラ撮影の形状の、別の対象情報を単に利用することによってはこの問題は解決されない。これによって、対象20の全体が検出されるが、しかし、カメラ画像のみに基づいて、対象20自体および車両へのその距離を定めるのは同じように困難である。カメラ画像は、超音波測定システム1,SFnのデータに関連していないので、依然として問題が存在する。
ここで本発明の相関装置7はこの問題を解決する。なぜなら、この相関装置によって、超音波測定システム1,SFnのデータが、カメラ5Fのカメラ画像と相互に関連付けされるからである。このような相関機能によって、一方では超音波測定システム1,SFnによって検出され、他方ではカメラ5Fによって検出された対象20が、システム全体によって、同一の対象20として識別される。これによって対象20がカメラ画像内で識別され、超音波測定システム1,SFnによって求められた距離と組み合わせて、対象20の正確な拡がり(この場合には幅)が特定される。
この新たな、組み合わされた情報は、例えば、カメラ5Fによって識別された対象領域20K+と、超音波測定システム1によって識別された対象領域20U+との可視データ融合の形状でHMI(例えばディスプレイ)を介して、車両の運転者に出力される。このような画像融合は図6Bに示されている。ここでは、超音波およびカメラによって識別された対象領域20U+K+と、付加的にカメラのみによって識別された対象領域20K+との合成が、正規に分かる。図6Bのこのような画像融合はさらに最適化され、運転者にも、付加的に走行部分FS1が画像融合内に挿入される。この走行部分は、車両のホイールRLおよびRRないしはハンドルの目下の操舵角度に相応する(図6Cを参照)。従って運転者は容易に、走行部分FS1に対する目下の操舵角度で、壁20との衝突が起こり得ることが識別できる。ディスプレイ内に走行部分FS2が現れるまでハンドルをさらに右にきることによって、運転者はこれに反応することができる。ここでこの走行部分は、衝突を回避して、障害物20の手前をぎりぎりで通過する。
操舵角度変化と衝突予測とをフィードバック結合するという基本的な考えは、図6Cに可視に開示されているように、より簡単な形に置き換え可能である。図3は、可能な実現形態を示している。繰り返しを避けるためにここでは、図1および図2に対する上述の記を、図3の一致する参照符号1,5,7および8を有するコンポーネントに関して、広範囲に参照されたい。このコンポーネント1,5,7および8の他に、本発明による装置の第3の実施形態は、車両10の目下の走行方向を検出するための走行方向検出装置2、目下の検出された走行方向に関する情報を第3の対象情報と比較するための比較装置3と、警報装置4とを有している。ここでこの警報装置は、車両10の運転者に次の場合にのみ警報が示されるように構成されている。すなわち、目下特定されている走行方向に関する情報と第3の対象情報との比較によって、目下の走行方向が維持される場合には、車両10と対象20との衝突が生じるであろうことが判明した場合にのみ警報が示される。これによって警報の数は最低まで低減され、運転者は、いずれにせよ衝突の危険性を示すのではない状況前のノイズ警報によって煩わされない。
図7A,7Bおよび8A,8Bを参照してここで、通過走行可能特定の問題への本発明の使用が説明される。図7Aおよび7Bは、障害物20が高い、車両10の後退走行時の車両に対する危険を示している第1の状況に関している。図8Aおよび8Bは、障害物20が低い、車両10の後退走行時の車両に対する危険を示している第2の状況に関している。従って、障害物20は、車両を妨害することなく、容易に通過走行される。
図7Aおよび8Aの2つの状況は、図6Aにおける状況に類似した異なる観点である。図7Aおよび8Aの状況においても、超音波測定システムだけでは、車両10の後方に存在する障害物20の正確な高さを特定するのは困難である。2つの状況において、超音波測定システムによって、対象20の反射特性に基づいてそれぞれ、底部から対象20への移行でのエッジ並びに障害物20の小さい下方の部分領域20U+のみが識別される。対象の正確なレベルに関する情報をここから導出することはできない。図7Aの状況ではこれは相対的な対象であり、この対象の前で車両10の運転者は絶対に警告されなければならない。なぜなら、この対象20は車両10に危害を与えるからである。これとは異なり、図8Aの状況においては、運転者に対する対象前の警報はむしろ妨害である。なぜなら、対象20は危害なく通過走行可能だからである。これら2つの状況の区別を、超音波測定システムだけで行うのは不可能である。
対象20をカメラ撮影する形の別の対象情報を単に利用してもこの問題は解決されない。これによって、対象20の全体が検出されるが、しかし、カメラ画像のみに基づいて、対象20自体および車両の高さを定めるのは同じように困難であろう。カメラ画像は、超音波測定システムSRのデータに関連していないので、問題が依然として存在する。
ここでも本発明の相関装置7はこの問題を解決する。なぜなら、この相関装置によって、超音波測定システムSRのデータが、カメラ5Rのカメラ画像と相互に関連付けされるからである。このような相関機能によって、一方では超音波測定システムSRによって検出され、他方ではカメラ5Rによって検出された対象20が、システム全体によって、同一の対象20として識別される。これによって対象20はカメラ画像内で識別され、超音波測定システムSRによって求められた距離と組み合わせて、対象20の正確な拡がり(この場合には高さ)が特定される。
この新たな、組み合わされた情報は同じように、カメラ5Rによって識別された対象領域20K+と、超音波測定システムSRによって識別された対象領域20U+との可視データ融合の形で、HMI(例えばディスプレイ)を介して、車両の運転者に出力される。このような画像融合は図7Bおよび8Bに示されている。ここでは、超音波およびカメラによって識別された対象領域20U+K+および、付加的に、カメラによってのみ識別された対象領域20K+からの合成が明確にされている。対象20の間隔、位置および高さに関するこの新たな、組み合わされた情報によって、通過走行性が求められる。これは同じように、対象前に警報が出されるか否かの判断に使用される。
図4は、車両10と対象20との間の衝突を回避する本発明による方法の有利な第1の実施形態を示している。この方法は以下のステップを有している:超音波測定システム1;SF,SRによって、車両10に対する対象20の、少なくとも1つの第1の対象情報20U+を検出しS1、光学測定システム5;5F,5Rによって対象20の、少なくとも1つの第2の対象情報20K+を検出しS2、この第1の対象情報と第2の対象情報を相関させるS3。
図5は、本発明の方法の第2の実施形態を示している。これは第1の実施形態に即したこの方法のステップの他にさらに、第3の対象情報20U+K+を求めるステップS4を含んでいる。これは、第1と第2の対象情報を考慮して、第1の対象情報20U+と第2の対象情報20K+を組み合わせることによって行われる。
以降の特許請求の範囲における参照符号および図面上の参照指示は主に、出願書類を容易に説明するために用いられ、請求項の構成要件を、図示されたまたは明細書内に記載された実施形態に制限するものではない。
1,SF,SR 超音波測定システム、 2 走行方向検出装置、 3 比較装置、 4 警報装置、 5,5F,5R 光学測定システム、 7 相関装置、 8 情報処理装置、 10 車両、 20 対象、障害物、 FS 走行部分
Claims (15)
- 車両(10)と対象(20)との間の衝突を回避するための方法であって、当該方法は、
超音波測定システム(1;SF,SR)によって、車両(10)に対する対象(20)の、少なくとも1つの第1の対象情報(20U+)を検出し(S1)、
光学測定システム(5;5F,5R)によって対象(20)の、少なくとも1つの第2の対象情報(20K+)を検出し(S2)、
当該第1の対象情報と第2の対象情報を相関させる(S3)
ことを含んでいる、
ことを特徴とする、車両と対象との間の衝突を回避するための方法。 - 前記第1の対象情報と第2の対象情報の相関(S3)を考慮して、前記第1の対象情報(20U+)と第2の対象情報(20K+)を組み合わせることによって、第3の対象情報(20U+K+)を求める(S4)ことをさらに含む、請求項1記載の方法。
- 前記第1の場所情報の検出(S1)は、車両(10)に対する対象(20)の間隔および/または位置の特定を含んでおり、
前記第2の対象情報の検出(S2)は、前記対象(20)の空間的な拡がりの特定を含んでいる、請求項1または2記載の方法。 - 前記第3の対象情報の検出(S4)は、前記第1の対象情報および/または第2の対象情報の精度を高めることを含んでいる、請求項2または3記載の方法。
- 前記第3の対象情報の検出(S4)は、前記第1の対象情報と第2の対象情報を統合すること(20U+,20U+K+,20K+)を含んでいる、請求項2から4までのいずれか1項記載の方法。
- 超音波測定システム(1)として、車両(10)の超音波駐車補助が用いられ、光学測定システム(5)として、車両と接続された少なくとも1つのカメラ(5F,5R)、殊にビデオカメラが使用される、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
- 前記第3の対象情報は、車両(10)の運転者に、前記ビデオカメラのディスプレイを介して示される、請求項5および6記載の方法。
- 前記第3の対象情報と車両の目下の走行方向に関する情報との比較によって、当該目下の走行方向を維持した場合に、車両(10)と対象(20)との衝突が生じるであろうことが示された場合にのみ、車両(10)の運転者に警報を出力する、請求項2から7までのいずれか1項記載の方法。
- 車両(10)と対象(20)との間の衝突を回避するための装置であって、
前記車両(10)に対する対象(20)の少なくとも1つの第1の対象情報(20U+)を検出するための超音波測定システム(1;SF,SR)と、
前記対象(20)の少なくとも1つの第2の対象情報(20K+)を検出するための光学測定システム(5;5F,5R)と、
前記第1の対象情報と第2の対象情報とを相関させるための相関装置(7)とを含んでいる、
ことを特徴とする、車両と対象との間の衝突を回避するための装置。 - さらに情報処理装置(8)を含んでおり、当該情報処理装置は、前記第1の対象情報と第2の対象情報の相関を考慮して、第1の対象情報(20U+)と第2の対象情報(20K+)を組み合わせることによって、第3の対象情報(20U+K+)を求めるように構成されている、ことを特徴とする請求項9記載の装置。
- 前記超音波測定システム(1)は、車両(10)に対する対象(20)の間隔および/または位置を定めるように構成されており、
前記光学測定システム(5)は、前記対象(20)の空間的な拡がり、殊に対象が出現する角度を、定めるように構成されている、請求項9または10記載の装置。 - 前記情報処理装置(8)は、第1の対象情報および第2の対象情報を統合することによって第3の対象情報を求めるように構成されている、請求項10または11記載の装置。
- 前記超音波測定システム(1)は、車両(10)の超音波駐車補助であり、前記光学測定システム(5)は、車両と接続された少なくとも1つのカメラ(5F,5R)、殊にビデオカメラを有している、請求項9から12までのいずれか1項記載の方法。
- 前記ビデオカメラにディスプレイが接続されており、当該ディスプレイを介して、車両(10)の運転者に前記第3の対象情報が表示可能である、請求項13記載の装置。
- さらに、車両(10)の目下の走行方向を検出するための走行方向検出装置(2)と、
目下の検出されている走行方向に関する情報を前記第3の対象情報と比較するための比較装置(3)と、警報装置(4)とを有しており、当該警報装置は、目下特定されている走行方向に関する情報と前記第3の対象情報との比較によって、当該目下の走行方向は維持される場合には、前記車両(10)と対象(20)との衝突が生じるであろうことが判明した場合にのみ、車両(10)の運転者に警報を示すように構成されている、請求項10から14までのいずれか1項記載の装置。
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