WO2016110350A1 - Verfahren und vorrichtung zur detektion einer durchfahrt eines kraftfahrzeuges durch ein verkehrszeichentor - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur detektion einer durchfahrt eines kraftfahrzeuges durch ein verkehrszeichentor Download PDF

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WO2016110350A1
WO2016110350A1 PCT/EP2015/076383 EP2015076383W WO2016110350A1 WO 2016110350 A1 WO2016110350 A1 WO 2016110350A1 EP 2015076383 W EP2015076383 W EP 2015076383W WO 2016110350 A1 WO2016110350 A1 WO 2016110350A1
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WO
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traffic sign
motor vehicle
gate
distance
passage
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/076383
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English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Braeuchle
Christian Jeschke
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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Priority to ES15794546T priority patent/ES2719417T3/es
Priority to EP15794546.0A priority patent/EP3243196B1/de
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/01—Detecting movement of traffic to be counted or controlled
    • G08G1/056—Detecting movement of traffic to be counted or controlled with provision for distinguishing direction of travel
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/09—Arrangements for giving variable traffic instructions
    • G08G1/0962—Arrangements for giving variable traffic instructions having an indicator mounted inside the vehicle, e.g. giving voice messages
    • G08G1/09623—Systems involving the acquisition of information from passive traffic signs by means mounted on the vehicle

Definitions

  • the present invention relates to a method for detecting a passage of a motor vehicle through a traffic sign gate.
  • the invention further relates to a corresponding control and evaluation device.
  • the invention relates to a corresponding computer program and a machine-readable storage medium.
  • False drivers on traffic routes so-called "ghost drivers" represent a high risk in road traffic. In the event of an accident, you will cause death, injuries and significant property damage. In order to counteract this risk, a general endeavor in the automotive industry is to recognize wrong-way drivers as early as possible in order to be able to take appropriate countermeasures.
  • a first approach is the detection of a wrong-way driver based solely on navigation devices by monitoring a road class and a direction of travel of their own motor vehicle and checked for a wrong-way. In most cases, this procedure leads to late detection of wrong-way driving, since the wrong-hand driver is already driving on a wrong driving lane at high speed at the time of detection. At this time, he already causes a great risk of collision.
  • motor vehicles usually have inertial sensors, that is to say at least one acceleration sensor, and steering angle sensors for determining states of the motor vehicle in order to implement safety and comfort systems.
  • inertial sensors that is to say at least one acceleration sensor
  • steering angle sensors for determining states of the motor vehicle in order to implement safety and comfort systems.
  • a large number of modern motor vehicles today have an integrated navigation system with position determination.
  • map material is already available for these navigation systems, which contains additional information about the map data, such as curve radii and traffic sign information.
  • motor vehicles are already available which are equipped with a video sensor system which is designed to detect traffic signs, curve radii and other objects and to output a corresponding information.
  • a method for detecting a passage of a motor vehicle through a traffic sign gate is provided, with the steps:
  • the invention relates to a control and evaluation unit which is designed to detect a passage of a motor vehicle through a traffic sign gate, wherein it is designed to receive surroundings information, to recognize traffic signs in the surroundings information, to select a first traffic sign and a second traffic sign, together form a traffic sign gate to determine position data for the first traffic sign and the second traffic sign from the surrounding information, to determine a gate width between the first traffic sign and the second traffic sign, to determine a first distance of the motor vehicle to the first traffic sign, a second distance of Motor vehicle to determine the second traffic sign, and to detect the passage in dependence of the door width, the first distance and the second distance.
  • the new method and the new device are based on the idea that wrong-way driving can be recognized particularly well by the fact that a wrong-way driver must first drive through a traffic sign gate at a connection point in order to get onto the federal highway.
  • a traffic sign gate at a connection point in order to get onto the federal highway.
  • the detection of such a passage is at least an indicator for a wrong-way and can serve to either recognize the wrong trip itself, to establish the thesis of a wrong-way or to verify the wrong-way.
  • an efficient method is provided by the invention, which allows detection or verification of a wrong drive based on environmental information.
  • the receiving of environmental information is preferably carried out by a camera of the motor vehicle, in particular a video camera.
  • the environment information is then either video data or information extracted from video data from the camera.
  • Detecting traffic signs in environment information involves identifying and verifying an object within the environment information as a traffic sign. It is particularly preferred if the type of traffic sign can be recognized and evaluated. Further, it is preferable if the traffic sign number 267, or corresponding traffic signs, is uniquely identified. The traffic sign number 267 contains the information "entrance forbidden".
  • the traffic sign gate consists of at least two traffic signs, which are arranged horizontally spaced apart.
  • the position data for the traffic signs are determined from the surroundings information. This may be absolute position data of the traffic signs, such as GPS coordinates, or even relative position data of the traffic signs relative to the motor vehicle.
  • the gate width can then be determined from the position data itself by simple mathematical operations. Similarly, the first and the second distance of the motor vehicle to the respective traffic signs can then be determined.
  • the detection of the passage itself finally takes place as a function of these three dimensions: door width, first distance and second distance.
  • suitable mathematical link can be determined when the vehicle, seen in the direction of travel, before, inside, beside or behind the gate.
  • ty is the gate width between the traffic sign i and the traffic sign j.
  • Xi, Xj, yi, yj represent corresponding x coordinates and y coordinates of the respective traffic signs i and j.
  • theorem of Pythagoras it may also be assumed that the length of the longer catheters plus half the length of the shorter catheters is approximately the same length corresponds to the hypotenuse. This can save additional computing power.
  • the calculation of the first and second distances of the vehicle to the respective traffic signs can also be determined.
  • df, k the distance of the vehicle to the shield k.
  • Xf and yt are coordinates of the vehicle and Xk and yk coordinates of the plate k.
  • Such a method can determine very early in a very safe way a passage of the motor vehicle through a traffic sign gate. As already stated, it is particularly preferred if this is associated with additional information, such as a type of traffic sign, which can indicate a transit ban, or even navigation data that can show proximity to a motorway ramp.
  • additional information such as a type of traffic sign, which can indicate a transit ban, or even navigation data that can show proximity to a motorway ramp.
  • the additional step is provided: checking the door width for plausibility, wherein a traffic sign gate with implausible door width is discarded.
  • the method is optimized in such a way that traffic sign gates that are implausible are discarded so that a check is saved.
  • the gate width itself is used. Discarding here means, in particular, that the relevant traffic sign gate is no longer taken into account for a detection of a transit. Only a door width that fulfills a predefined minimum and / or a maximum can be meaningfully used for the method. This is particularly advantageous because the traffic signs gates can be composed arbitrarily from several traffic signs. As a minimum for a door width, for example, a vehicle width, or a road width can be used.
  • the method has the additional steps of determining an angle between a straight line defined by a traffic sign gate and an axis of the motor vehicle, and checking the angle for plausibility, discarding an implausible traffic sign gate.
  • an efficiency of the method is also increased by checking a plausibility of the traffic sign gates.
  • a criterion for plausibility an orientation of the traffic sign gate relative to the motor vehicle is used here.
  • the straight line is defined by the traffic sign gate in that this virtual straight line extends from the first traffic sign to the second traffic sign.
  • the axis of the motor vehicle is preferably a longitudinal or transverse axis.
  • a corresponding criterion of the plausibility of the corresponding angle then depends on the type of axis. For example, in the case of using a longitudinal axis of the motor vehicle, a traffic sign gate would be plausible if the longitudinal axis of the motor vehicle were arranged substantially parallel or at a very acute angle to the straight line.
  • the passage is detected as a function of the following formula:
  • a concrete equation which describes the dependence between the gate width t, j the first distance dfj and the second distance d.
  • the formula says that the passage must be made when the two distances in total correspond to the gate width itself. This case occurs when the motor vehicle, more specifically the sensor of the motor vehicle, which has detected the environmental information, is located exactly between the first traffic sign and the second traffic sign. The passage is therefore detected when the above formula contains a true statement. Thus, a very multiple calculation of the passage possible. It is particularly preferred if, in order to check the plausibility of the formula, several time-staggered checks of this formula take place, which can show a plausible time course.
  • a time course he sum of the first and second distance is checked, wherein a passage is detected when a minimum and / or a turning point is determined.
  • the door width can also be taken into account here so that the time course can be determined by the following formula:
  • the parameters ty, dfj and d are each dependent on the time t.
  • a particular advantage here is that no exact fulfillment of the condition is necessary, but a time course is made possible by a minimum-maximum viewing and / or inflection point analysis.
  • the position data are additionally determined as a function of a trajectory of the motor vehicle.
  • the determination of the position data is improved to the effect that the direction of travel and speed of the motor vehicle is taken into account.
  • position data from the environmental data may be outdated because seconds may pass until it is actually used.
  • the trajectory of the motor vehicle can be taken into account, so that after determining the position data, the position data actually present at the time of the result are determined directly. This allows a particularly accurate determination of the position data.
  • the trajectory is determined by means of initial sensors.
  • the trajectory of the motor vehicle is determined on the basis of measurement data from inertial sensors. As already explained at the beginning, today's motor vehicles often already have inertial sensors, so that this represents a particularly economical possibility for determining the trajectory of a motor vehicle.
  • a future trajectory of the motor vehicle is predicted and a future passage determined as a function of the future trajectory.
  • a particularly secure detection of the passage is provided, which takes place before the passage itself takes place.
  • Figure 1 shows a potential wrong driving situation
  • FIG. 3 shows a flowchart of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a road 10 on which a motor vehicle 12 travels.
  • the road 10 represents a motorway exit on which the motor vehicle 12 is traveling in the wrong direction of travel.
  • the motor vehicle 12 has a camera 14 which receives environmental information from an environment of the motor vehicle 12. This environment information is then processed within a control and evaluation unit 15.
  • the motor vehicle 12 moves along a trajectory 16 along the road 10. Furthermore, the motor vehicle has a vehicle longitudinal axis 17, which defines the instantaneous orientation of the trajectory 16.
  • the trajectory 16 leads between a first traffic sign 18 and a second traffic sign 20 therethrough.
  • the first traffic sign 18 and the second traffic sign 20 jointly form a traffic sign gate 22.
  • the traffic sign gate 22 has a gate width 24.
  • the motor vehicle 12 has a first distance 26 from the first traffic sign 18 and a second distance 28 from the second traffic sign 20.
  • the reference point of the motor vehicle 12 is the camera 14. Starting from this reference point, the distances 26 and 28 are determined here.
  • a passage through the traffic sign gate 22 can be recognized by the fact that the distances 26 and 28 in total correspond to the door width 24.
  • the camera 14 is located exactly at the height of the door 24.
  • a plausibility of the passage through an imaginary angle 29 between the vehicle longitudinal axis 17 and the straight line 24 is possible.
  • a plausibility check is possible in that the vehicle longitudinal axis 17 must be arranged substantially 90 ° to the straight line 24 between the first traffic sign 18 and the second traffic sign 20. If this is not the case, or if the vehicle longitudinal axis 17 is arranged substantially parallel or at a very acute angle to this straight line 24, a passage is not to be expected and the traffic sign gate 22 would be rejected as implausible.
  • FIG. 2 shows a Cartesian coordinate system 30 with an abscissa 32, on which the time t is plotted.
  • the time course of this function is shown by the curve 36.
  • the global minimum 38 indicates here the time of passage of the motor vehicle 12 through the traffic sign gate 22. In an ideal case, the minimum would be zero. However, this does not necessarily have to be the case, for example due to measurement uncertainties or time delays.
  • FIG. 3 shows a flow diagram 40 of the method according to the invention.
  • the method begins in a step 42 in which environmental information from the camera 14 is detected by the control and evaluation unit 15.
  • a step 44 the traffic signs 18 and 20 in the environmental information are recognized by the control and evaluation unit 15.
  • the control and evaluation unit 15 selects the first traffic sign 18 and the second traffic sign 20, which thereby form the traffic sign gate 22.
  • the traffic sign gate 22 is made plausible.
  • the angle 29 between the vehicle longitudinal axis 17 and the straight line 24 between the first traffic sign 18 and the second traffic sign 20 is determined. If this angle 29 is substantially a 90 ° angle, or does not exceed a too acute angle threshold, the traffic sign gate 22 is not discarded and the process proceeds to step 50.
  • the traffic sign gate 22 is then measured by the gate width 24 between the first traffic sign 18 and the second traffic sign 20 is determined.
  • the door width 24 is then forwarded to step 52.
  • the door width 24 is then made plausible. This is done by comparing the gate width 24 with a parameter stored in the control and evaluation unit 15.
  • the parameter is a minimum gate width that must be present. If the minimum gate width is not available, then the procedure is aborted at this point.
  • the method may end prematurely in steps 48 and 52.
  • provision may also be made for the method to be put into step 46 again via the arrows 53, and a further traffic sign gate to be determined there. This can be done until all possible traffic sign gates have been checked.
  • step 54 the first distance 26 of the motor vehicle 12 to the first traffic sign 18 is then determined. Accordingly, in step 56, the second distance 28 of the motor vehicle 12 to the second traffic sign 20 is determined.
  • step 58 the passage is then determined as a function of this three information.
  • the method can again be returned to step 46 via arrow 60, where a further traffic sign gate can then be checked.

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Abstract

.Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion einer Durchfahrt eines Kraftfahrzeugs (12) durch ein Verkehrszeichentor (22), mit den Schritten: - Empfangen von Umgebungsinformationen, - Erkennen von Verkehrszeichen (18, 20) in den Umgebungsinformationen, - Auswählen eines ersten Verkehrszeichens (18) und eines zweiten Verkehrszeichens (20), die zusammen ein Verkehrszeichentor (22) bilden, - Ermitteln von Positionsdaten für das erste Verkehrszeichen (18) und für das zweite Verkehrszeichen (20) aus den Umgebungsinformationen, - Bestimmen einer Torbreite (24) zwischen dem ersten Verkehrszeichen (18) und dem zweiten Verkehrszeichen (20), - Bestimmen eines ersten Abstandes (26) des Kraftfahrzeugs (12) zu dem ersten Verkehrszeichen (18), - Bestimmen eines zweiten Abstands (28) des Kraftfahrzeugs (12) zu dem zweiten Verkehrszeichen (20), und - Detektieren der Durchfahrt in Abhängigkeit der Torbreite (24), des ersten Abstands (26) und des zweiten Abstands (28).

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren und Vorrichtung zur Detektion einer Durchfahrt eines Kraftfahrzeuges durch ein Verkehrszeichentor
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion einer Durchfahrt eines Kraftfahrzeugs durch ein Verkehrszeichentor. Die Erfindung betrifft ferner eine entspre- chende Steuer-und Auswerteeinrichtung. Zudem betrifft die Erfindung ein entsprechendes Computerprogramm und ein maschinenlesbares Speichermedium.
Stand der Technik Falschfahrer auf Verkehrswegen, sogenannte Geisterfahrer, stellen ein hohes Risiko im Straßenverkehr dar. Im Falle eines Unfalls verursachen Sie Tote, Verletzte und erheblichen Sachschaden. Um diesem Risiko entgegenzuwirken geht ein allgemeines Bestreben in der Automobilindustrie dahin, Falschfahrer möglichst frühzeitig erkennen zu können, um geeignete Gegenmaßnahmen treffen zu können. Ein erster Ansatz ist die Erkennung eines Falschfahrers allein auf Basis von Navigationsgeräten, indem eine Straßenklasse sowie eine Fahrtrichtung des eigenen Kraftfahrzeugs überwacht und auf eine Falschfahrt hin überprüft wird. Diese Vorgehensweise führt in den meisten Fälle zu einer zu späten Erkennung der Falschfahrt, da hier der Falschfahrer zum Zeitpunkt der Erkennung bereits mit hoher Fahrgeschwindigkeit auf einer falschen Fahr- bahn fährt. Zu diesem Zeitpunkt bewirkt er bereits ein großes Risiko einer Kollision.
Gerade bei Falschfahrt auf Autobahnen ist ein besonders hohes Verkehrsrisiko gegeben, da aufgrund der hohen Fahrzeuggeschwindigkeiten besonders schwere Unfälle und damit zu schweren Verletzungen, zum Teil mit Todesfolge, kommen kann. Über 50 % der Falschfahrten beginnen auf Anschlussstellen der Bundesautobahnen. Daher folgen viele Ansätze zur Erkennung eines Falschfahrers der Idee, möglichst früh eine Auffahrt auf die Bundesautobahn an einer Anschlussstelle in die falsche Richtung zu detektieren. Hierzu stehen in modernen Kraftfahrzeugen unterschiedliche Sensoren zur Verfügung. Zum Beispiel verfügen Kraftfahrzeuge meist über Inertialsensoren, also mindestens einen Beschleunigungssensor, sowie Lenkwinkelsensoren zur Bestimmung von Zuständen des Kraftfahrzeugs um Sicherheits- und Komfortsysteme zu realisieren. Des Weiteren verfügt eine Vielzahl an modernen Kraftfahrzeugen heutzutage über ein integriertes Navigationssystem mit Positionsbestimmung. Auch ist bereits Kar- tenmaterial für diese Navigationssysteme verfügbar, welches Zusatzinformationen zu den Kartendaten enthält, wie beispielsweise Kurvenradien und Verkehrsschildinformationen. Ferner sind bereits Kraftfahrzeuge verfügbar, die mit einer Videosensorik ausgestattet sind, die dazu ausgebildet ist, Verkehrsschilder, Kurvenradien und sonstige Objekte zu detektieren und eine entsprechende Information auszugeben.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Detektion einer Durchfahrt eines Kraftfahrzeugs durch ein Verkehrszeichentor vorgesehen, mit den Schritten:
- Empfangen von Umgebungsinformationen,
Erkennen von Verkehrszeichen in den Umgebungsinformationen,
Auswählen eines ersten Verkehrszeichens und eines zweiten Verkehrszeichens , die zusammen ein Verkehrszeichentor bilden,
Ermitteln von Positionsdaten für das erste Verkehrszeichen und für das zweite Verkehrszeichen, aus den Umgebungsinformationen,
Bestimmen einer Torbreite zwischen dem ersten Verkehrszeichen und dem zweiten Verkehrszeichen,
Bestimmen eines ersten Abstandes des Kraftfahrzeugs zu dem ersten Verkehrszeichen,
- Bestimmen eines zweiten Abstands des Kraftfahrzeugs zu dem zweiten Verkehrszeichen, und
Detektieren der Durchfahrt in Abhängigkeit der Torbreite, des ersten Abstands und des zweiten Abstands. Ferner betrifft die Erfindung eine Steuer- und Auswerteeinheit, die dazu ausgebildet ist eine Durchfahrt eines Kraftfahrzeugs durch ein Verkehrszeichentor zu detektieren, wobei sie dazu ausgebildet ist, Umgebungsinformationen zu empfangen, Verkehrszeichen in den Umgebungsinformationen zu erkennen, ein erstes Verkehrszeichen und ein zweites Verkehrszeichen auszuwählen, die zusammen ein Verkehrszeichentor bilden, Positionsdaten für das erste Verkehrszeichen und das zweite Verkehrszeichen aus den Umgebungsinformationen zu ermitteln, eine Torbreite zwischen dem ersten Verkehrszeichen und dem zweiten Verkehrszeichen zu bestimmen, einen ersten Abstand des Kraftfahrzeugs zu dem ersten Verkehrszeichen zu bestimmen, einen zweiten Abstand des Kraftfahrzeugs zu dem zweiten Verkehrszeichen zu bestimmen, und die Durchfahrt in Abhängigkeit der Torbreite, des ersten Abstands und des zweiten Abstands zu detektieren.
Das neue Verfahren und die neue Vorrichtung basieren auf der Idee, dass Falschfahrten besonders gut dadurch erkannt werden können, dass ein Falschfahrer an einer Anschlussstelle zunächst durch ein Verkehrszeichentor hindurch fahren muss, um auf die Bundesautobahn zu gelangen. Bereits die Detektion einer solchen Durchfahrt ist zumindest ein Indikator für eine Falschfahrt und kann dazu dienen, entweder die Falschfahrt selbst zu erkennen, die These einer Falschfahrt aufzustellen oder die Falschfahrt zu verifizieren. Somit wird durch die Erfindung ein effizientes Verfahren bereitgestellt, das eine Erkennung oder Verifikation einer Falschfahrt auf Basis von Umfeldinformationen ermöglicht.
Das Empfangen von Umgebungsinformationen erfolgt vorzugsweise von einer Kamera des Kraftfahrzeugs, insbesondere einer Videokamera. Die Umgebungsinformationen sind dann entweder Videodaten, oder Informationen, die aus Videodaten der Kamera extrahiert worden sind.
Das Erkennen von Verkehrszeichen in Umgebungsinformationen beinhaltet das Identifizieren und Verifizieren eines Objekts innerhalb der Umgebungsinformationen als Verkehrszeichen. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Art des Verkehrszeichens erkannt und ausgewertet werden kann. Weiter ist es bevorzugt, wenn das Verkehrszeichen Nummer 267, oder entsprechende Verkehrszeichen, eindeutig identifiziert wird. Das Verkehrszeichen Nummer 267 enthält die Information„Einfahrt verboten". Das Verkehrszeichentor besteht aus mindestens zwei Verkehrszeichen, die horizontal zueinander beabstandet angeordnet sind.
Zusätzlich zu den Verkehrszeichen ist es vorgesehen, dass die Positionsdaten für die Verkehrszeichen aus den Umgebungsinformationen ermittelt werden. Hierbei kann es sich um absolute Positionsdaten der Verkehrszeichen, wie beispielsweise GPS- Koordinaten, oder auch um relative Positionsdaten der Verkehrszeichen relativ zu dem Kraftfahrzeug handeln. Die Torbreite kann dann aus den Positionsdaten selbst durch einfache mathematische Operationen ermittelt werden. In ähnlicher Weise lassen sich dann auch der erste und der zweite Abstand des Kraftfahrzeugs zu den jeweiligen Verkehrszeichen ermitteln.
Die Detektion der Durchfahrt selbst erfolgt schließlich in Abhängigkeit dieser drei Maße: Torbreite, erster Abstand und zweiter Abstand. Durch geeignete mathematische Verknüpfung kann ermittelt werden, wann sich das Fahrzeug, in Fahrtrichtung gesehen, vor, innerhalb, neben oder hinter dem Tor befindet.
Für den Fall, dass mehr als zwei Verkehrszeichen innerhalb der Umgebungsinformationen erkannt werden, werden auch mehrere Verkehrszeichentore gebildet, die einzeln verarbeitet werden können.
Zur Bestimmung der Torbreite kann beispielsweise eine Variante des Satz des Pythagoras verwendet werden. Dann gilt:
Figure imgf000006_0001
In diesem Fall ist t y die Torbreite zwischen dem Verkehrszeichen i und dem Verkehrszeichen j. Xi, Xj, yi, yj stellen entsprechend x-Koordinaten und y Koordinaten der jeweiligen Verkehrszeichen i und j dar. Alternativ sind auch Approximationen des Satz des Pythagoras denkbar. Beispielsweise kann auch angenommen werden, dass die Länge der längeren Kathete plus die halbe Länge der kürzeren Kathete ungefähr die Länge der Hypotenuse entspricht. Hierdurch kann zusätzliche Rechenkraft eingespart werden.
In entsprechender Weise kann auch die Berechnung des ersten und zweiten Abstands des Fahrzeugs zu den jeweiligen Verkehrszeichen ermittelt werden. Hier gilt dann:
Figure imgf000007_0001
wobei d f, k = der Abstand des Fahrzeugs zum Schild k. Entsprechend sind Xf und yt Koordinaten des Kraftfahrzeugs und Xk und yk Koordinaten des Schildes k.
Insgesamt wird so ein Verfahren bereitgestellt, das frühzeitig auf sehr sichere Weise eine Durchfahrt des Kraftfahrzeugs durch ein Verkehrszeichentor ermitteln kann. Wie bereits ausgeführt ist es besonders bevorzugt, wenn dies mit zusätzlichen Informationen verknüpft wird, wie beispielsweise einer Art der Verkehrszeichen, die ein Durchfahrtverbot anzeigen kann, oder auch Navigationsdaten, die eine Nähe zu einer Autobahnauffahrt aufzeigen können.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der zusätzliche Schritt vorgesehen: Prüfen der Torbreite auf Plausibilität, wobei ein Verkehrszeichentor mit unplausibler Torbreite verworfen wird.
In dieser Ausgestaltung wird das Verfahren dahingehend optimiert, dass Verkehrszeichentore, die unplausibel sind verworfen werden, so dass eine Überprüfung eingespart wird. Als Kriterium für die Plausibilität wird die Torbreite selbst verwendet. Verwerfen bedeutet hier insbesondere, dass das betreffende Verkehrszeichentor nicht weiter für eine Detektion einer Durchfahrt berücksichtigt wird. Nur eine Torbreite, die ein vordefiniertes Minimum und/oder ein Maximum erfüllt, kann sinnvoll für das Verfahren eingesetzt werden. Dies ist insbesondere daher von Vorteil, da die Verkehrszeichentore willkürlich aus mehreren Verkehrszeichen zusammengestellt werden können. Als Minimum für eine Torbreite kann beispielsweise eine Fahrzeugbreite, oder eine Straßenbreite verwendet werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Verfahren die zusätzlichen Schritte auf: Ermitteln eines Winkels zwischen einer Geraden, die von einem Verkehrszeichentor definiert wird und einer Achse des Kraftfahrzeugs, und Prüfen des Winkels auf Plausibilität, wobei ein Verkehrszeichentor mit unplausiblem Winkel verworfen wird.
In dieser Ausgestaltung wird ebenfalls eine Effizienz des Verfahrens durch Prüfung einer Plausibilität der Verkehrszeichentore gesteigert. Als Kriterium für die Plausibilität wird hier eine Ausrichtung des Verkehrszeichentors relativ zu dem Kraftfahrzeug verwendet. Die Gerade, wird durch das Verkehrszeichentor dadurch definiert, dass sich diese virtuelle Gerade von dem ersten Verkehrszeichen zu dem zweiten Verkehrszeichen erstreckt. Weiterhin handelt es sich bei der Achse des Kraftfahrzeugs vorzugsweise um eine Längs-oder Querachse. Ein entsprechendes Kriterium der Plausibilität des entsprechenden Winkels hängt dann von der Art der Achse ab. Beispielsweise im Falle der Verwendung einer Längsachse des Kraftfahrzeugs wäre ein Verkehrszeichentor dann plausibel, wenn die Längsachse des Kraftfahrzeugs im Wesentlichen parallel oder einem sehr spitzen Winkel zu der Gerade angeordnet wäre. Ein relativ stumpfer Winkel oder insbesondere ein 90°-Winkel wären dagegen ein Hinweis darauf, dass sich das Fahrzeug auf das Verkehrszeichentor ausgerichtet ist. Im erstgenannten Fall wäre das Verkehrszeichentor unplausibel, wohingegen es im zweiten Fall plausibel wäre. Bezüglich des Verwerfens wird auf obige Ausführungen verwiesen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Durchfahrt in Abhängigkeit der folgenden Formel detektiert:
ti,j = df,i + df,j
wobei gilt: t,j = Torbreite; dfj = der erste Abstand (26); d = zweiter Abstand (28).
In dieser Ausgestaltung wird eine konkrete Gleichung bereitgestellt, die die Abhängigkeit zwischen der Torbreite t,j dem ersten Abstand dfj und dem zweiten Abstand d beschreibt. Die Formel besagt, dass die Durchfahrt dann erfolgen muss, wenn die beiden Abstände in Summe der Torbreite selbst entsprechen. Dieser Fall liegt dann vor, wenn das Kraftfahrzeug, genauer gesagt der Sensor des Kraftfahrzeugs, der die Umgebungsinformationen erfasst hat, genau zwischen dem ersten Verkehrszeichen und dem zweiten Verkehrszeichen angeordnet ist. Die Durchfahrt wird also dann detektiert, wenn die oben genannte Formel eine wahre Aussage enthält. Somit ist eine sehr ein- fache Berechnung der Durchfahrt möglich. Besonders bevorzugt ist es, wenn zur Plausibilisierung der Formel mehrere zeitlich gestaffelte Überprüfungen dieser Formel erfolgen, die einen plausiblen zeitlichen Verlauf aufzeigen können.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird ein Zeitverlauf er Summe des ersten und zweiten Abstandes geprüft wird, wobei eine Durchfahrt dann detektiert wird, wenn ein Minimum und/oder ein Wendepunkt ermittelt wird.
In dieser Ausgestaltung wird nicht nur der exakte Zeitpunkt der Durchfahrt detektiert, sondern es wird der gesamte Verlauf von der Anfahrt über die Durchfahrt zur Wegfahrt von dem Verkehrszeichentor erfasst. Zudem kann auch hier die Torbreite berücksichtigt werden, sodass der Zeitverlauf durch die folgende Formel ermittelt werden kann:
Figure imgf000009_0001
Die Parameter ty, dfj und d sind jeweils von der Zeit t abhängig. Ein besonderer Vorteil hierbei ist, dass keine exakte Erfüllung der Bedingung notwendig ist, sondern ein Zeitverlauf durch eine Minimum-Maximum-Betrachtung und/oder Wendepunktanalyse ermöglicht wird.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Positionsdaten zusätzlich in Abhängigkeit einer Trajektorie des Kraftfahrzeugs bestimmt.
In dieser Ausgestaltung wird die Bestimmung der Positionsdaten dahingehend verbessert, dass die Fahrtrichtung und Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs dabei berücksichtigt wird. Beispielsweise können Positionsdaten aus den Umgebungsdaten veraltet sein, da bis zu ihrem eigentlichen Einsatz Sekunden vergehen können. Die Trajektorie des Kraftfahrzeugs kann dabei berücksichtigt werden, so dass nach Ermittlung der Positionsdaten, die zum Zeitpunkt des Ergebnisses tatsächlich vorliegenden Positionsdaten direkt ermittelt werden. Hierdurch wird eine besonders genaue Ermittlung der Positionsdaten ermöglicht.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird die Trajektorie mittels Initialsensoren ermittelt. In dieser Ausgestaltung wird die Trajektorie des Kraftfahrzeugs auf Basis von Messdaten von Inertialsensoren ermittelt. Wie bereits eingangs ausgeführt, weisen heutige Kraftfahrzeuge häufig bereits Inertialsensoren bereits auf, so dass dies eine besonders wirtschaftliche Möglichkeit darstellt, um die Trajektorie eines Kraftfahrzeugs zu ermit- teln.
In einer weiteren Ausgestaltung Erfindung wird eine zukünftige Trajektorie des Kraftfahrzeugs prädiziert und eine zukünftige Durchfahrt in Abhängigkeit der zukünftigen Trajektorie bestimmt.
In dieser Ausgestaltung wird eine besonders sichere Detektion der Durchfahrt bereitgestellt, wobei diese erfolgt, bevor die Durchfahrt selbst erfolgt. Durch Prädikation der Trajektorie des Kraftfahrzeugs und damit die Prädikation der möglichen und wahrscheinlichen Orte des Kraftfahrzeugs in der Zukunft, kann ermittelt werden, ob eine Durchfahrt zukünftig wahrscheinlich ist. Hierzu kann eine Umrechnung der Abstände in
Abhängigkeit der Trajektorie für verschiedene zukünftige Zeitpunkte erfolgen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann dann wie oben ausgeführt auf diese virtuellen zukünftigen Zeitpunkte angewendet werden. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweiligen angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine potentielle Falschfahrsituation, Figur 2 einen beispielhaften zeitlichen Verlauf von f(t) = ty - (dfj + d ), und
Figur 3 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Figur 1 zeigt eine Straße 10, auf der sich ein Kraftfahrzeug 12 fortbewegt. Die Straße 10 stellt eine Autobahnabfahrt dar, auf der das Kraftfahrzeug 12 in falscher Fahrtrichtung unterwegs ist. Das Kraftfahrzeug 12 weist eine Kamera 14 auf, die Umgebungsinformationen aus einer Umgebung des Kraftfahrzeugs 12 aufnimmt. Diese Umgebungsinformationen werden dann innerhalb einer Steuer- und Auswerteeinheit 15 verarbeitet.
Das Kraftfahrzeug 12 bewegt sich auf einer Trajektorie 16 auf der Straße 10 entlang. Weiter weist das Kraftfahrzeug eine Fahrzeuglängsachse 17 auf, die die momentane Ausrichtung der Trajektorie 16 definiert. Die Trajektorie 16 führt dabei zwischen einem ersten Verkehrszeichen 18 und einem zweiten Verkehrszeichen 20 hindurch. Das erste Verkehrszeichen 18 und das zweite Verkehrszeichen 20 bilden gemeinschaftlich ein Verkehrszeichentor 22. Das Verkehrszeichentor 22 weist eine Torbreite 24 auf. Zudem weist das Kraftfahrzeug 12 einen ersten Abstand 26 von dem ersten Verkehrszeichen 18 und einen zweiten Abstand 28 von dem zweiten Verkehrszeichen 20 auf. Wie aus Figur 1 zu erkennen ist, ist der Referenzpunkt des Kraftfahrzeugs 12 die Kamera 14. Ausgehend von diesem Referenzpunkt werden hier die Abstände 26 und 28 ermittelt.
Wie aus Figur 1 erkannt werden kann, ist eine Durchfahrt durch das Verkehrszeichentor 22 dadurch zu erkennen, dass die Abstände 26 und 28 in Summe der Torbreite 24 entspricht. In diesem Fall befindet sich die Kamera 14 genau auf Höhe der Torbreite 24.
Ferner ist hierdurch erkennbar, dass eine Plausibilisierung der Durchfahrt durch einen gedachten Winkel 29 zwischen der Fahrzeuglängsachse 17 und der Geraden 24 möglich ist. In dem hier dargestellten Fall, ist eine Plausibilisierung dadurch möglich, dass die Fahrzeuglängsachse 17 im Wesentlichen 90° zu der Geraden 24 zwischen dem ersten Verkehrszeichen 18 und dem zweiten Verkehrszeichen 20 angeordnet sein muss. Ist dies nicht der Fall, oder ist die Fahrzeuglängsachse 17 im Wesentlichen parallel oder mit einem sehr spitzen Winkel zu dieser Gerade 24 angeordnet, so ist eine Durchfahrt nicht zu erwarten und das Verkehrszeichentor 22 wäre als unplausibel zu verwerfen.
Figur 2 zeigt ein kartesisches Koordinatensystem 30 mit einer Abszisse 32, auf der die Zeit t aufgetragen ist. Zudem weist das kartesische Koordinatensystem 30 eine Ordina- te 34 auf, die als Funktion einen zeitlichen Verlauf der Torbreite 24 abzüglich einer Summe der Abstände 26 und 28 darstellt. Es gilt also: f(t) = ty - (dfj + d ).
Der zeitliche Verlauf dieser Funktion ist mit der Kurve 36 dargestellt. Das globale Minimum 38 zeigt hier den Zeitpunkt der Durchfahrt des Kraftfahrzeugs 12 durch das Verkehrszeichentor 22 an. In einem idealen Fall wäre das Minimum gleich Null. Dies muss jedoch - beispielsweise bedingt durch Messunsicherheiten oder zeitlichen Verzögerungen - nicht zwingend der Fall sein.
Durch Auswertung des Verlaufs 36 ist somit eine sehr robuste und sichere Detektion der Durchfahrt, insbesondere des Zeitpunkts der Durchfahrt durch das Verkehrszeichentor 22 möglich.
Figur 3 zeigt ein Flussdiagramm 40 des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Verfahren beginnt in einem Schritt 42, in dem Umgebungsinformationen von der Kamera 14 durch die Steuer- und Auswerteeinheit 15 erfasst werden.
In einem Schritt 44 werden von der Steuer- und Auswerteeinheit 15 die Verkehrszeichen 18 und 20 in den Umgebungsinformationen erkannt.
In dem darauffolgenden Schritt 46 wählt die Steuer- und Auswerteeinheit 15 das erste Verkehrszeichen 18 und das zweite Verkehrszeichen 20 aus, die dadurch das Verkehrszeichentor 22 bilden. In einem anschließenden Schritt 48 wird das Verkehrszeichentor 22 plausibilisiert. Hierzu wird der Winkel 29 zwischen der Fahrzeuglängsachse 17 und der Geraden 24 zwischen dem ersten Verkehrszeichen 18 und dem zweiten Verkehrszeichen 20 ermittelt. Sofern dieser Winkel 29 im Wesentlichen eine 90° Winkel darstellt, oder einen Schwellenwert für einen allzu spitzen Winkel nicht überschreitet, wird das Verkehrszeichentor 22 nicht verworfen und das Verfahren wird zum Schritt 50 weitergeführt. In Schritt 50 wird dann das Verkehrszeichentor 22 vermessen, indem die Torbreite 24 zwischen dem ersten Verkehrszeichen 18 und dem zweiten Verkehrszeichen 20 ermittelt wird. Die Torbreite 24 wird dann an den Schritt 52 weitergeleitet. In Schritt 52 wird dann die Torbreite 24 plausibilisiert. Dies erfolgt durch einen Vergleich der Torbreite 24 mit einem in der Steuer- und Auswerteeinheit 15 gespeicherten Parameter. Hier ist der Parameter eine Mindesttorbreite, die vorliegen muss. Liegt die Mindesttorbreite nicht vor, dann wird das Verfahren an dieser Stelle abgebrochen.
Wie in Figur 3 dargestellt ist, kann das Verfahren in den Schritten 48 und 52 frühzeitig enden. In diesen Fällen kann auch vorgesehen sein, dass über die Pfeile 53 das Verfahren erneut in den Schritt 46 versetzt wird, und dort ein weiteres Verkehrszeichentor ermittelt wird. Dies kann so lange erfolgen, bis sämtliche möglichen Verkehrszeichentore überprüft wurden.
In Schritt 54 wird dann der erste Abstand 26 des Kraftfahrzeugs 12 zu dem ersten Verkehrszeichen 18 bestimmt. Dementsprechend wird in Schritt 56 der zweite Abstand 28 des Kraftfahrzeugs 12 zu dem zweiten Verkehrszeichen 20 bestimmt.
Abschließend werden der erste Abstand 26, der zweite Abstand 28 und die Torbreite 24 an den Schritt 58 übergeben. In Schritt 58 wird dann in Abhängigkeit dieser drei Informationen die Durchfahrt bestimmt.
Sobald damit das Verkehrszeichentor 22 abgearbeitet wurde, kann das Verfahren über den Pfeil 60 wiederum in den Schritt 46 zurück versetzt werden, wo dann ein weiteres Verkehrszeichentor überprüft werden kann.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Detektion einer Durchfahrt eines Kraftfahrzeugs (12) durch ein Verkehrszeichentor (22), mit den Schritten:
Empfangen von Umgebungsinformationen,
Erkennen von Verkehrszeichen (18, 20) in den Umgebungsinformationen,
Auswählen eines ersten Verkehrszeichens (18) und eines zweiten Verkehrszeichens (20), die zusammen ein Verkehrszeichentor (22) bilden,
Ermitteln von Positionsdaten für das erste Verkehrszeichen (18) und für das zweite Verkehrszeichen (20) aus den Umgebungsinformationen,
Bestimmen einer Torbreite (24) zwischen dem ersten Verkehrszeichen (18) und dem zweiten Verkehrszeichen (20),
Bestimmen eines ersten Abstandes (26) des Kraftfahrzeugs (12) zu dem ersten Verkehrszeichen (18),
Bestimmen eines zweiten Abstands (28) des Kraftfahrzeugs (12) zu dem zweiten Verkehrszeichen (20), und
Detektieren der Durchfahrt in Abhängigkeit der Torbreite (24), des ersten Abstands (26) und des zweiten Abstands (28).
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch den zusätzlichen Schritt: Prüfen der Torbreite (24) auf Plausibilität, wobei ein Verkehrszeichentor (22) mit unplausibler Torbreite (24) verworfen wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, gekennzeichnet durch die zusätzlichen Schritte:
Ermitteln eines Winkels (29) zwischen einer Geraden (24), die von einem Verkehrszeichentor (22) definiert wird und einer Achse (17) des Kraftfahrzeugs (12), und
Prüfen des Winkels (29) auf Plausibilität, wobei das Verkehrszeichentor (22) mit einem unplausiblen Winkel verworfen wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchfahrt in Abhängigkeit der folgenden Formel detektiert wird: ti,j = df,i + df,j wobei gilt:
t i,j = Torbreite
d j = erster Abstand (26),
d ,j = zweiter Abstand (28).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zeitverlauf (36) der Summe des ersten und zweiten Abstandes (26, 28) geprüft wird, wobei eine Durchfahrt dann detektiert wird, wenn ein Minimum (38) und/oder ein Wendepunkt ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsdaten zusätzlich in Abhängigkeit einer Trajektorie (16) des Kraftfahrzeugs (12) bestimmt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Trajektorie (16) mittels Initialsensoren ermittelt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zukünftige Trajektorie (16) des Kraftfahrzeugs (12) prädiziert wird und eine zukünftige Durchfahrt in Abhängigkeit der zukünftigen Trajektorie (16) bestimmt wird.
9. Steuer- und Auswerteeinheit (15), die dazu ausgebildet ist eine Durchfahrt eines Kraftfahrzeugs (12) durch ein Verkehrszeichentor (22) zu detektieren, wobei sie dazu ausgebildet ist, Umgebungsinformationen zu empfangen, Verkehrszeichen (18, 20) in den Umgebungsinformationen zu erkennen, ein erstes Verkehrszeichen (18) und ein zweites Verkehrszeichen (20) auszuwählen, die zusammen ein Verkehrszeichentor (22) bilden, Positionsdaten für das erste Verkehrszeichen (18) und das zweite Verkehrszeichen (20) aus den Umgebungsinformationen zu ermitteln, eine Torbreite (24) zwischen dem ersten Verkehrszeichen (18) und dem zweiten Verkehrszeichen (20) zu bestimmen, einen ersten Abstand (26) des Kraftfahrzeugs (12) zu dem ersten Verkehrszeichen (18) zu bestimmen, einen zweiten Abstand (28) des Kraftfahrzeugs (12) zu dem zweiten Verkehrszeichen (20) zu bestimmen, und die Durchfahrt in Abhängigkeit der Torbreite (24), des ersten Abstands (26) und des zweiten Abstands (28) zu detektieren.
10. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, alle Schritte eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.
11. Maschinenlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm nach Anspruch 10.
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