WO2017198396A1 - Verfahren zur detektion von markierungen - Google Patents

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WO2017198396A1
WO2017198396A1 PCT/EP2017/058818 EP2017058818W WO2017198396A1 WO 2017198396 A1 WO2017198396 A1 WO 2017198396A1 EP 2017058818 W EP2017058818 W EP 2017058818W WO 2017198396 A1 WO2017198396 A1 WO 2017198396A1
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WO
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electromagnetic radiation
wavelength range
marking
radiation
range
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/058818
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Gottwick
Sina ZAPF
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/50—Context or environment of the image
    • G06V20/56—Context or environment of the image exterior to a vehicle by using sensors mounted on the vehicle
    • G06V20/588—Recognition of the road, e.g. of lane markings; Recognition of the vehicle driving pattern in relation to the road

Definitions

  • the invention relates to a method for the detection of road markings
  • DE 201 09 144 U1 discloses a luminous path which absorbs light energy emitted by the sun or other light sources during the day and releases the light energy in visible form during the night or in poor visibility to improve the visibility during driving.
  • the invention relates to a method for detecting a lane marking.
  • the lane marking is adapted to absorb electromagnetic radiation of a first wavelength range and to emit it as electromagnetic radiation of a second wavelength range.
  • the method comprises the following steps:
  • This method has the advantage of providing an alternative and reliable way of detecting road markings. This is based on emitted and received electromagnetic radiation, wherein the radiation has wavelengths from specific wavelength ranges. Advantageously, the wavelength ranges may differ from each other. Under
  • Road markings can be understood as all attachable markings on roadways. This includes, for example, all markings that go to the
  • Roadway e.g., through snow
  • Roadway is also the more conventional function
  • the invention can be several
  • the first and / or second wavelength range is in a region not visible to the human eye. This area can advantageously have high transmission through snow.
  • the wavelength range may in particular be between 300 nm and 500 nm and / or the wavelength range may be below 400 nm, in particular below 390 nm.
  • Road markings is also possible if the road markings for the human eye or a camera, which covers a corresponding waveband, are no longer visible / mapped. This is especially true for snow covered lanes where the road markings are obscured.
  • the transmission properties of electromagnetic radiation through snow are discussed in the above-mentioned Journal of applied Optics.
  • the transmitting unit is controlled such that the emission of the electromagnetic radiation
  • This embodiment offers the advantage that the received electromagnetic radiation can be unambiguously assigned to the emitted radiation. Thus, influences of extraneous radiation or other scattered radiation can be easily detected. This embodiment thus contributes to the better and more reliable recognition of the road markings.
  • the transmitting unit is controlled in such a way that the emission of the electromagnetic radiation takes place over a wide area.
  • broad-surface is understood to mean that at least the parts of the roadway are illuminated by the electromagnetic radiation in which Road markings are to be expected. In particular, this can be understood as an illumination of the entire roadway width.
  • the emission of the broad-area electromagnetic radiation can in this case by means of one or more
  • Transmission units take place. The smaller the number of transmitting units, the larger must be according to the transmission angle, under which the electromagnetic radiation is emitted.
  • This embodiment has the advantage that large areas of the road are illuminated and thus can be examined for existing road markings.
  • the received signal represents an electromagnetic radiation detected by means of a detector array.
  • This embodiment has the advantage that a spatially resolved evaluation of the received radiation can take place. With broad-spread transmission of the
  • Electromagnetic radiation is thus a localization of the lane markings on the entire roadway possible.
  • the invention further comprises a control device which is adapted to carry out the method for detecting a lane marking.
  • the controller can either consist of one unit or comprise several units on which the method steps are carried out. In one embodiment of the control unit, this may be designed for use in vehicles.
  • a recognition device for the detection of road markings which at least one transmitting device for emitting electromagnetic radiation, at least one receiving device for receiving electromagnetic radiation and at least one control device, which
  • Implementation of the method for detecting a lane marking set up comprises.
  • the detection device is the
  • Receiving device designed as a detector array. As a result, a spatially resolved detection of the electromagnetic radiation is possible.
  • the detection device is by means of the detector array, a pointwise scanning of a detection range of
  • This embodiment has the advantage that, for example, the roadway can be scanned successively and thus a better recognition and localization of the road markings is made possible.
  • Receiving device designed such that only electromagnetic radiation from the second wavelength range can be detected by means of the receiving device.
  • This embodiment offers the advantage that a simpler evaluation is possible, since only a specific wavelength range is detected, which is connected to the
  • the detectable wavelength range may be, for example, a very narrow wavelength range (e.g., + - 10 nm or 20 nm), or only one receivable wavelength.
  • Configuration of the receiving device is also a cost reduction possible.
  • a lane marking is claimed for marking lanes.
  • the lane marking is adapted to absorb electromagnetic radiation of a first wavelength range and to emit electromagnetic radiation of a second wavelength range, wherein the first and / or second wavelength range is / are not visible to the human eye.
  • the emitted electromagnetic radiation has at least a greater wavelength than the absorbed electromagnetic radiation.
  • the first or second wavelength range is selected such that radiation from the first and / or second wavelength range has a high transmission through snow.
  • the wavelength range may in particular be between 300 nm and 500 nm, in particular below 400 nm and / or in particular below 390 nm.
  • FIG. 1 shows a method diagram for recognizing lane markings.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the luminescence.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of the roadway recognition principle.
  • Figure 3 a) and b) each show a detection device for the detection of road markings 304, consisting of a transmitting device 301, a
  • Receiving device 302 and a control unit 303 These components
  • the transmitting device 301 in this case emits electromagnetic radiation from a certain Wavelength range, for example, with wavelengths between 300 nm and 400 nm.
  • the receiving device 302 is designed such that they
  • Wavelengths can receive from a wide wavelength range, for example, between 200 nm and 900 nm.
  • the receiving device can be realized for example by an image sensor with a wide frequency spectrum.
  • both the transmitting device 301 and the receiving device 302 can have a transmitting or receiving region which is suitable for larger or smaller wavelength ranges or even only individual ones
  • Wavelengths is designed.
  • the system is configured to detect luminescent pavement markings 304.
  • luminescent refers to a process which is illustrated in FIG. 2 and, in principle, in all energy ranges of the
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of the luminescence on the basis of three energy levels 201 (E0), 202 (E1), 203 (E2). Electromagnetic radiation 204 of energy (E2-E0) is absorbed and excites an electron to a higher energy level 203. This state (203 (E2) after 202 (El)) decays non-radiant. Subsequently, a photon 205 of energy (E1-E0) is emitted, which has a greater wavelength.
  • FIG. 3 shows two possible scenarios for the irradiation of a roadway.
  • Figure 3 a receives the receiving device 302 electromagnetic radiation emitted by the transmitting device 31 and from a
  • Road mark 304 is reflected, or absorbed by this and re-emitted. Due to the characteristics of the pavement marking 304, the received radiation has a different wavelength than the emitted radiation.
  • the received radiation is evaluated in a control unit 303 and determined based on the evaluation, whether the received radiation of a
  • Reflection can be assigned to a lane marking.
  • the receiving device 302 may also be designed in a further embodiment in such a way that only re-emitted radiation is detected; non-wavelength shifted, scattered radiation is not detected.
  • Radiation detected which was reflected not on a pavement marking 304, but on the road (next to the marker) 305.
  • the received radiation is in turn evaluated and determined based on the evaluation, whether the received radiation of a reflection on a pavement marking 304 or, for example, the road surface 305, or not one
  • the receiving device 302 is also designed such that with the
  • Receiving device 302 only re-emitted radiation is detected, the receiving device 302 detected in this case, ie in the reflection on the roadway 305 or other non-luminescent objects / surfaces, no signal.
  • the method for recognizing road markings 304 may be performed on a controller.
  • Figure 1 is a schematic
  • step 101 Flowchart of the method shown. The process starts in step 101.
  • step 102 by means of the control unit 303, a transmitting unit (301) for emitting electromagnetic radiation from a first
  • Wavelength range controlled The wavelength range can be determined beforehand and is initially freely selectable.
  • the wavelengths of the radiation are advantageously chosen such that they are in a first
  • Wavelength range which can be absorbed by a lane marking.
  • step 103 the control unit 303 detects a
  • Detection of the radiation can in this case be carried out, for example, by means of a receiving device 302.
  • This can by means of conventional sensors, such as photodiodes or imagers are realized.
  • a frequency modulated and / or amplitude modulated transmitter-receiver system may be used. With this background radiation can be filtered out very easily.
  • step 104 the evaluation of the received signal takes place.
  • a lane marking is detected when the evaluation of the signal shows that at least portions of the detected electromagnetic radiation are in the second wavelength range.
  • This evaluation is particularly simple if only radiation of a single wavelength or from a very small wavelength range is emitted. If the wavelength of the reflected signal does not change or only to a very small extent, this radiation has not been re-emitted by a road mark 304. Thus, there is no road marking 304 at the reflection site where the radiation was reflected. However, the wavelength of the received radiation is in a second
  • step 105 ends in step 105 and can be repeated as often as desired.
  • a localization of the road marking 304 can take place via today's conventional systems, for example, by the fact that the emitted radiation is emitted over a wide area and the detection takes place via a detector array and / or the area to be detected is scanned pointwise.
  • the operation of the invention is in principle not limited to a specific wavelength range.
  • sources in the non-visible to the human eye or conventional camera systems area However, these additional, valuable information can be obtained against these, for. B. in poor visibility or covered roads.
  • the transmission of electromagnatic radiation through snow has a maximum around 390 nm (see cited in the prior art

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Fahrbahnmarkierung (304). Die Fahrbahnmarkierung (304) ist dazu eingerichtet, elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs zu absorbieren und als elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs zu emittieren. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: - Ansteuern einer Sendeeinheit zur Aussendung von elektromagnetischer Strahlung aus dem ersten Wellenlängenbereich; - Empfangen eines eine erfasste elektromagnetische Strahlung repräsentierenden Signals; - Auswerten des empfangenen Signals und - Erkennen einer Fahrbahnmarkierung, wenn die Auswertung des Signals ergibt, dass wenigstens Anteile der erfassten elektromagnetischen Strahlung in dem zweiten Wellenlängenbereich liegen.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zur Detektion von Markierungen Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion von Straßenmarkierungen
In der DE 31 40 697 AI werden Markierungsstreifen offenbart, welche zur besseren Sichtbarkeit reflektierende Reflexperlen enthalten.
In der DE 201 09 144 Ul wird eine Leuchtbahn offenbart, welche von der Sonne oder anderen Lichtquellen während des Tages ausgestrahlte Lichtenergie absorbiert und die Lichtenergie in sichtbarer Form während der Nacht oder bei schlechter Sicht zur Verbesserung der Sicht beim Fahren freisetzt.
In DE 10 2005 063199 AI wird ein Verfahren zur korrekten Erkennung von
Straßenmarkierungen offenbart. Hierbei werden Bilddaten erfasst und anhand der Bildinformationen Straßenmarkierungen erkannt.
In dem Journal Artikel "WARREN, Stephen G.; BRANDT, Richard E.; GREN FELL, Thomas C. Visible and near-ultraviolet absorption spectrum of ice from transmission of solar radiation into snow. Applied optics, 2006, 45. Jg., Nr. 21, S. 5320-5334" werden die Transmissionseigenschaften von elektromagnetischer Strahlung durch Schnee diskutiert. Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung einer Fahrbahnmarkierung. Die Fahrbahnmarkierung ist dazu eingerichtet, elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs zu absorbieren und als elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs zu emittieren. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
Ansteuern einer Sendeeinheit zur Aussendung von elektromagnetischer
Strahlung aus dem ersten Wellenlängenbereich;
Empfangen eines eine erfasste elektromagnetische Strahlung
repräsentierenden Signals;
Auswerten des empfangenen Signals und
Erkennen einer Fahrbahnmarkierung, wenn die Auswertung des Signals ergibt, dass wenigstens Anteile der erfassten elektromagnetischen Strahlung in dem zweiten Wellenlängenbereich liegen.
Dieses Verfahren bietet den Vorteil, dass eine alternative und zuverlässige Möglichkeit zur Erkennung von Straßenmarkierungen ermöglich wird. Diese basiert auf ausgesendeter und empfangener elektromagnetischer Strahlung, wobei die Strahlung Wellenlängen aus speziellen Wellenlängenbereichen aufweist. Vorteilhafterweise können sich die Wellenlängenbereiche voneinander unterscheiden. Unter
Fahrbahnmarkierungen können alle anbringbaren Markierungen auf Fahrbahnen verstanden werden. Hierunter fallen beispielsweise alle Markierungen, die zur
Orientierung oder Regelung des Verkehrs dienen.
Bei für das menschliche Auge schlechter Sicht (z.B. Nebel) oder bedeckter
Fahrbahn (z.B. durch Schnee) ist außerdem die Funktion konventioneller
Kamerasysteme deutlich eingeschränkt. Die Erfindung kann mehrere
Quellen/Sendeeinrichtungen und Empfangseinrichtungen elektromagnetischer Strahlung in verschiedenen Wellenlängenbereichen kombinieren und somit die Detektion der Fahrbahnmarkierung bei schlechter Sicht oder bedeckter Fahrbahn verbessern. Dies ist insbesondere im Hinblick auf hochautomatisiertes Fahren wichtig, da hier voneinander unabhängige Systeme zusätzliche Sicherheit
gewährleisten.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung liegt der erste und/oder zweite Wellenlängenbereich, in einem für das menschliche Auge nicht sichtbaren Bereich. Dieser Bereich kann vorteilhafterweise hohe Transmission durch Schnee aufweisen. Hierfür kann der Wellenlängenbereich insbesondere zwischen 300 nm und 500 nm liegen und/oder der Wellenlängenbereich unterhalb von 400 nm, insbesondere unterhalb von 390 nm liegen.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Erkennung von
Straßenmarkierungen auch dann möglich ist, wenn die Straßenmarkierungen für das menschliche Auge oder eine Kamera, welche einen entsprechenden Wellenbereich abdeckt, nicht mehr sichtbar/abbildbar sind. Dies gilt insbesondere für mit Schnee bedeckte Fahrbahnen, bei welchen die Straßenmarkierungen verdeckt sind. Die Transmissionseigenschaften von elektromagnetischer Strahlung durch Schnee werden im oben genannten Journal of applied Optics diskutiert.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird die Sendeeinheit derart angesteuert, dass die Aussendung der elektromagnetischen Strahlung
frequenzmoduliert und/oder amplitudenmoduliert erfolgt.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die empfangene elektromagnetische Strahlung eindeutig der ausgesendeten Strahlung zugeordnet werden kann. Somit können Einflüsse von Fremdstrahlung oder sonstiger gestreuter Strahlung leicht erkannt werden. Diese Ausführungsform trägt somit zur besseren und zuverlässigeren Erkennung der Straßenmarkierungen bei.
In einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird die Sendeeinheit derart angesteuert, dass die Aussendung der elektromagnetischen Strahlung breitflächig erfolgt.
Unter breitflächig wird hierbei verstanden, dass wenigstens die Teile der Fahrbahn von der elektromagnetischen Strahlung angestrahlt werden, in denen Fahrbahnmarkierungen zu erwarten sind. Insbesondere kann hierunter ein Anstrahlen der gesamten Fahrbahnbreite verstanden werden. Die Aussendung der breitflächigen elektromagnetischen Strahlung kann hierbei mittels einer oder mehrerer
Sendeeinheiten erfolgen. Je kleiner die Anzahl der Sendeeinheiten, desto größer muss entsprechend der Sendewinkel sein, unter welchem die elektromagnetische Strahlung ausgesendet wird.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass große Bereiche der Fahrbahn angestrahlt werden und somit auf vorhandene Fahrbahnmarkierungen untersucht werden können.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung repräsentiert das empfangene Signal eine mittels eines Detektorarrays erfasste elektromagnetische Strahlung.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine ortsaufgelöste Auswertung der empfangenen Strahlung erfolgen kann. Bei breitflächiger Aussendung der
elektromagnetischen Strahlung ist somit eine Lokalisierung der Fahrbahnmarkierungen auf der gesamten Fahrbahn möglich.
Die Erfindung umfasst des Weiteren ein Steuergerät, welches dazu eingerichtet ist, das Verfahren zur Erkennung einer Fahrbahnmarkierung durchzuführen. Das Steuergerät kann entweder aus einer Einheit bestehen oder mehrere Einheiten umfassen, auf denen die Verfahrensschritte ausgeführt werden. In einer Ausführungsform des Steuergerätes kann dieses für den Einsatz in Fahrzeugen ausgelegt sein.
Zudem wird eine Erkennungseinrichtung zur Erkennung von Straßenmarkierungen beansprucht, welche wenigstens eine Sendeeinrichtung zur Aussendung von elektromagnetischer Strahlung, wenigstens eine Empfangseinrichtung zum Empfangen elektromagnetischer Strahlung und wenigstens ein Steuergerät, welches zur
Ausführung des Verfahrens zur Erkennung einer Fahrbahnmarkierung eingerichtet, umfasst. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erkennungseinrichtung ist die
Empfangseinrichtung als Detektorarray ausgebildet. Hierdurch ist eine ortsaufgelöste Erfassung der elektromagnetischen Strahlung möglich.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erkennungseinrichtung ist mittels des Detektorarrays eine punktweise Abtastung eines Erfassungsbereichs des
Detektorarrays durchführbar.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass beispielsweise die Fahrbahn sukzessive abgerastert werden kann und hierdurch eine bessere Erkennung und Lokalisierung der Straßenmarkierungen ermöglicht wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Erkennungseinrichtung ist die
Empfangseinrichtung derart gestaltet, dass mittels der Empfangseinrichtung ausschließlich elektromagnetische Strahlung aus dem zweiten Wellenlängenbereich erfassbar ist.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine einfachere Auswertung möglich ist, da nur ein spezieller Wellenlängenbereich erfasst wird, der an den
Wellenlängenbereich der von der Fahrbahnmarkierung ausgesendeten
elektromagnetischen Strahlung angepasst ist. Es ist somit beispielsweise möglich, sich einen Verarbeitungsschritt einzusparen, in welchem eine Separation der empfangenen Strahlung stattfindet. Bei dem erfassbaren Wellenlängenbereich kann es sich beispielsweise um einen sehr engen Wellenlängenbereich (z.B. +- 10 nm oder 20 nm) handeln oder um nur eine empfangbare Wellenlänge. Durch eine derartige
Ausgestaltung der Empfangseinrichtung ist zudem eine Kostenreduzierung möglich.
Des Weiteren wird eine Fahrbahnmarkierung zur Markierung von Fahrbahnen beansprucht. Die Fahrbahnmarkierung ist dazu eingerichtet, elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs zu absorbieren und elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs zu emittieren, wobei der erste und/oder zweite Wellenlängenbereich, im für das menschliche Auge nicht sichtbaren Bereich liegt/liegen. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Fahrbahnmarkierung weist die emittierte elektromagnetische Strahlung wenigstens eine größere Wellenlänge auf als die absorbierte elektromagnetische Strahlung.
Durch diesen Effekt ist eine sehr einfache Separation der Strahlung, welche von den Fahrbahnmarkierungen reflektiert wird, und sonstiger reflektierter Strahlung möglich. Die Verschiebung zu größeren Wellenlängen kann bspw. dadurch bedingt sind, dass die Strahlung bei dem Prozess der Absorption und Emission an Energie verliert. Diese Eigenschaft von Materialien ist im Sichtbaren unter dem Begriff Lumineszenz bekannt.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Fahrbahnmarkierung ist der erste/oder zweite Wellenlängenbereich derart gewählt, dass Strahlung aus dem ersten und/oder zweiten Wellenlängenbereich eine hohe Transmission durch Schnee aufweist. Der Wellenlängenbereich kann insbesondere zwischen 300 nm und 500 nm, insbesondere unterhalb von 400 nm und/oder insbesondere unterhalb von 390 nm liegen.
Zeichnungen
Figur 1 zeigt ein Verfahrensdiagramm zum Erkennen von Fahrbahnmarkierungen.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Lumineszenz.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung des Fahrbahnerkennungsprinzips.
Ausführungsbeispiel
Figur 3 a) und b) zeigen jeweils eine Erkennungseinrichtung zur Erkennung von Straßenmarkierungen 304, bestehend aus einer Sendeeinrichtung 301, einer
Empfangseinrichtung 302 und einem Steuergerät 303. Diese Bestandteile
können beispielsweise in einem Fahrzeug, insbesondere einem Auto, LKW,
Motorrad, Nutzfahrzeug oder Flugzeug angeordnet sein. Die Sendeeinrichtung 301 sendet hierbei elektromagnetische Strahlung aus einem gewissen Wellenlängenbereich aus, beispielsweise mit Wellenlängen zwischen 300 nm und 400 nm. Die Empfangseinrichtung 302 ist derart gestaltet, dass sie
Wellenlängen aus einem breiten Wellenlängenbereich empfangen kann, beispielsweise zwischen 200 nm und 900 nm. Die Empfangseinrichtung kann beispielsweise durch einen Bildsensor mit breiten Frequenzspektrum realisiert werden. Alternativ können sowohl die Sendeeinrichtung 301 als auch die Empfangseinrichtung 302 einen Sende- bzw. Empfangsbereich aufweisen, der für größere oder kleinere Wellenlängenbereiche oder sogar nur einzelne
Wellenlängen ausgelegt ist.
Das System ist dafür ausgelegt, lumineszierende Fahrbahnmarkierungen 304 zu erkennen. Dabei bezieht sich das Wort jumineszierend" auf einen Prozess, der in Figur 2 dargestellt ist und prinzipiell in allen Energiebereichen des
elektromagnetischen Spektrums stattfinden kann (nicht nur im für das Auge sichtbaren Bereich).
In Figur 2 wird eine schematische Darstellung der Lumineszenz anhand von drei Energieniveaus 201 (E0), 202 (El), 203 (E2) gezeigt. Elektromagnetische Strahlung 204 der Energie (E2-E0) wird absorbiert und regt ein Elektron in ein höheres Energieniveau 203 an. Dieser Zustand (203 (E2) nach 202 (El)) zerfällt nicht-strahlend. Anschließend wird ein Photon 205 der Energie (E1-E0) ausgesendet, welches eine größere Wellenlänge besitzt.
Figur 3 zeigt zwei mögliche Szenarios bei der Bestrahlung einer Fahrbahn. In Figur 3 a) empfängt die Empfangseinrichtung 302 elektromagnetische Strahlung, die von der Sendeeinrichtung 31 ausgesendet und von einer
Fahrbahnmarkierung 304 reflektiert, bzw. von dieser absorbiert und re-emittiert wurde. Aufgrund der Eigenschaften der Fahrbahnmarkierung 304, weist die empfange Strahlung eine andere Wellenlänge als die ausgesendete Strahlung auf. Die empfangene Strahlung wird in einem Steuergerät 303 ausgewertet und anhand der Auswertung festgestellt, ob die empfangene Strahlung einer
Reflexion auf einer Fahrbahnmarkierung zugeordnet werden kann.
Trifft die ausgesendete Strahlung auf eine Fahrbahnmarkierung 304 mit auf die Strahlung abgestimmten Lumineszenz- Eigenschaften, wird sie absorbiert und Strahlung mit größerer Wellenlänge (= kleinerer Energie) wieder re-emittiert. Die Empfangseinrichtung 302 kann in einem weiteren Ausführungsbeispiel auch derart ausgelegt sein, dass nur re-emittierte Strahlung detektiert wird; nicht wellenlängenverschobene, gestreute Strahlung wird nicht detektiert.
In Figur 3 b) wird von der Empfangseinrichtung 302 elektromagnetische
Strahlung detektiert, welche nicht auf einer Fahrbahnmarkierung 304, sondern an der Fahrbahn (neben der Markierung) 305 reflektiert wurde. Die empfangene Strahlung wird wiederum ausgewertet und anhand der Auswertung festgestellt, ob die empfangene Strahlung einer Reflexion auf einer Fahrbahnmarkierung 304 oder beispielsweise der Straßenoberfläche 305, bzw. nicht einer
Fahrbahnmarkierung, zugeordnet werden kann.
Ist die Empfangseinrichtung 302 auch derart ausgelegt, dass mit der
Empfangseinrichtung 302 nur re-emittierte Strahlung detektierbar ist, so detektiert die Empfangseinrichtung 302 in diesem Fall, also bei der Reflexion an der Fahrbahn 305 oder anderen nicht lumineszierenden Objekten/Flächen, kein Signal.
Das Verfahren zur Erkennung von Straßenmarkierungen 304 kann auf einem Steuergerät durchgeführt werden. In Figur 1 ist ein schematisches
Ablaufdiagramm des Verfahrens abgebildet. Das Verfahren startet in Schritt 101.
In Schritt 102 wird mittels des Steuergerätes 303 eine Sendeeinheit (301) zur Aussendung von elektromagnetischer Strahlung aus einem ersten
Wellenlängenbereich angesteuert. Der Wellenlängenbereich kann hierbei zuvor festgelegt werden und ist zunächst frei wählbar. Die Wellenlängen der Strahlung werden vorteilhafterweise derart gewählt, dass sie in einem ersten
Wellenlängenbereich liegen, welcher von einer Fahrbahnmarkierung absorbiert werden kann.
In Schritt 103 wird von dem Steuergerät 303 ein eine erfasste
elektromagnetische Strahlung repräsentierendes Signal empfangen. Die
Erfassung Detektion der Strahlung kann hierbei beispielsweise mittels einer Empfangseinrichtung 302 durchgeführt werden. Diese kann mittels herkömmlicher Sensoren, wie bspw. Photodioden oder Imagern realisiert werden.
Um nur Strahlung zu detektieren, die auf einen Lumineszenz-Prozess der Fahrbahnmarkierung 304 zurückzuführen ist, kann ein frequenzmoduliertes und/oder amplitudenmoduliertes Sendeeinrichtung- Empfangseinrichtung-System verwendet werden. Mit diesem kann Hintergrundstrahlung sehr einfach herausgefiltert werden.
In Schritt 104 erfolgt die Auswertung des empfangenen Signals. Hierbei wird dann eine Fahrbahnmarkierung erkannt, wenn die Auswertung des Signals ergibt, dass wenigstens Anteile der erfassten elektromagnetischen Strahlung in dem zweiten Wellenlängenbereich liegen.
Diese Auswertung gestaltet sich als besonders einfach, wenn nur Strahlung einer einzigen Wellenlänge oder aus einem sehr kleinen Wellenlängenbereich ausgesendet wird. Ändert sich die Wellenlänge des reflektierten Signals nicht oder nur in einem sehr kleinen Maß, wurde diese Strahlung nicht von einer Fahrbahnmarkierung 304 re-emittiert. Somit liegt an der Reflexionsstelle, an der die Strahlung reflektiert wurde, keine Straßenmarkierung 304 vor. Liegt die Wellenlänge der empfangenen Strahlung allerdings in einem zweiten
Wellenlängenbereich, in welchem re-emittierte Strahlung der Straßenmarkierung 304 erwartet wird, so befindet sich an der Reflexionsstelle eine
Fahrbahnmarkierung 304.
Das Verfahren endet in Schritt 105 und kann beliebig oft wiederholt werden.
Eine Lokalisierung der Fahrbahnmarkierung 304 kann über heute übliche Systeme erfolgen, beispielweise dadurch, dass die ausgesendete Strahlung breitflächig ausgesendet wird und die Detektion über ein Detektorarray erfolgt und/oder die zu detektierende Fläche punktweise abgerastert wird.
Die Funktionsweise der Erfindung ist prinzipiell nicht auf einen bestimmten Wellenlängenbereich beschränkt. Durch die Verwendung von Quellen im für das menschliche Auge oder konventionelle Kamerasysteme nicht-sichtbaren Bereich können jedoch gegenüber diesen zusätzliche, wertvolle Informationen gewonnen werden, z. B. bei schlechter Sicht oder bedeckten Straßen.
Beispielsweise besitzt die Transmission von elektromagnischer Strahlung durch Schnee ein Maximum rund um 390nm (siehe im Stand der Technik zitiertes
Journal of Applied Optics). Dies bedeutet, dass Strahlung der Wellenlänge 390nm tiefer in Schnee eindringen kann als z.B. Licht im für das Auge sichtbaren Bereich. Wird eine System aus Sende- 301 und Empfangseinrichtung 302 verwendet, welches bei Wellenlängen nahe eines solchen Transmissionsfensters arbeitet, können deshalb auch für Fälle, in denen das menschliche Auge (oder ein im selben Wellenlängenbereich arbeitendes Kamerasystem) nicht mehr durch eine Schneedecke schauen kann, Informationen über die darunter befindliche Straßenmarkierung 304 erhalten werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Erkennung einer Fahrbahnmarkierung (304), wobei die
Fahrbahnmarkierung (304) dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs zu absorbieren und als elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs zu emittieren, mit den Schritten:
Ansteuern (102) einer Sendeeinheit (301) zur Aussendung von
elektromagnetischer Strahlung aus dem ersten Wellenlängenbereich;
Empfangen (103) eines eine erfasste elektromagnetische Strahlung
repräsentierenden Signals;
Auswerten (104) des empfangenen Signals und
Erkennen einer Fahrbahnmarkierung, wenn die Auswertung des Signals ergibt, dass wenigstens Anteile der erfassten elektromagnetischen Strahlung in dem zweiten Wellenlängenbereich liegen.
2. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Wellenlängenbereich, im für das menschliche Auge nicht sichtbaren Bereich liegt/liegen, insbesondere in einem Wellenlängenbereich, welcher eine hohe Transmission durch Schnee aufweist, insbesondere in einem Wellenlängenbereich zwischen 300 nm und 500 nm, insbesondere in einem Wellenlängenbereich unterhalb von 400 nm, insbesondere unterhalb von 390 nm.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (301) derart angesteuert wird, dass die Aussendung der elektromagnetischen Strahlung frequenzmoduliert und/oder amplitudenmoduliert erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (301) derart angesteuert wird, dass die Aussendung der elektromagnetischen Strahlung breitflächig erfolgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das empfangene Signal eine mittels eines Detektorarrays erfasste
elektromagnetische Strahlung repräsentiert.
6. Steuergerät (303), insbesondere für ein Fahrzeug, welches dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5 durchzuführen.
7. Erkennungseinrichtung, insbesondere für ein Fahrzeug, zur Erkennung von
Straßenmarkierungen (304), umfassend eine Sendeeinrichtung (301) zur
Aussendung von elektromagnetischer Strahlung, eine Empfangseinrichtung (302) zum Empfangen elektromagnetischer Strahlung und ein Steuergerät (303) nach Anspruch 6.
8. Erkennungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die
Empfangseinrichtung (302) als Detektorarray ausgebildet ist.
9. Erkennungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Detektorarrays eine punktweise Abtastung eines Erfassungsbereichs des
Detektorarrays durchführbar ist.
10. Erkennungseinrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass die Empfangseinrichtung (302) derart gestaltet ist, dass mittels der Empfangseinrichtung (302) ausschließlich elektromagnetische Strahlung aus dem zweiten Wellenlängenbereich erfassbar ist.
11. Fahrbahnmarkierung (304) zur Markierung von Fahrbahnen, dadurch
gekennzeichnet, dass die Fahrbahnmarkierung (304) dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs zu absorbieren und elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs zu emittieren, wobei der erste und/oder zweite Wellenlängenbereich, im für das menschliche Auge nicht sichtbaren Bereich liegt/liegen.
12. Fahrbahnmarkierung (304) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die emittierte elektromagnetische Strahlung wenigstens eine größere Wellenlänge aufweist als die absorbierte elektromagnetische Strahlung.
13. Fahrbahnmarkierung (304) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und/oder zweite Wellenlängenbereich in einem Bereich liegt/liegen, welcher eine hohe Transmission durch Schnee aufweist, insbesondere in einem Bereich zwischen 300 nm und 500 nm, insbesondere in einem Bereich unterhalb von 400 nm, insbesondere unterhalb von 390 nm.
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