CN102568236B - 识别交通标志并将其与交通标志信息比较的方法和装置 - Google Patents

识别交通标志并将其与交通标志信息比较的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于识别在车辆的环境中的交通标志并且将其与来自数字地图的交通标志信息比较的方法，其中在识别交通标志时产生交通标志识别数据，其中在数字地图数据中提供用于定位该车辆的导航数据并且将该交通标志识别数据与地图数据比较。为了在该方法中能够向驾驶员输出清楚的以及带有尽可能少的错误、并且由此而改善的路线信息，根据本发明，当地图数据与交通标志识别数据之间存在差异时，借助于用于摄像机和地图的可靠性因子来决定，是否在该车辆中输出该数字地图的该数据或该交通标志识别数据。

Description

识别交通标志并将其与交通标志信息比较的方法和装置
技术领域
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于识别在车辆的环境中的交通标志并且将其与来自数字地图的交通标志信息比较的方法。
背景技术
如今，在交通道路上具有各种交通指示牌。尤其由于也被描述为指示牌丛林(Schilderwald)的大量的指示牌，机动车的驾驶员越来越不能识别交通指示牌，或者这些交通指示牌总是常常被遗忘。因此，已知的是，为此设置先进的驾驶员辅助***，来例如在所谓的仪表盘中向驾驶员示出当前有效的交通标志。
例如，从EP1826736A1中已知一种具有用于交通标志识别的装置的车辆，该车辆包括摄像机、用于确定可能包含在摄像图像中的交通标志和/或其规章内容的控制装置以及用于输出交通标志的示图或有关其规章内容的信息的显示屏。
此外，在DE102007048842A中描述了一种用于在错误行驶时提供警告的驾驶员辅助***。该处描述的控制装置包括用于接收由摄像机获取的图像信息的输入端、其中图像信息涉及来自车辆的环境的确定的对象，该些对象的主视图与后视图不同。此外，设置有评估构件，以用于评估图像信息以识别确定的对象的主视图与后视图，以及设置有决定构件，用于通过使用由评估构件获得的信息来决定是否产生输出信号，其中该输出信号涉及车辆的当前行驶方向的正确性。
为了确定当前有效的交通标志，除了摄像机之外，还常常使用数字地图。但是，由于道路交通中的交通标志常常变更，该类数字地图很快就已经过时了。这例如归因于改变的道路方向、改变的交通密度、道路的维护施工等。
在车辆、尤其是机动车行驶时为驾驶员提供支持的当前***中，将向驾驶员输出所有可能的指示。驾驶员根据所有这些指示获得有关当前情形的图像，并且相应地匹配其行驶行为。
根据现有技术已知，在不同领域和实施中已经将数字地图和摄像机组合应用。例如，在WO2000/016214A中提出了一种用于交通标志识别和导航的方法和相关联的***，其实现了交通标志识别装置与导航装置之间的双向的数据传输。由此，能够将信息在两个***之间交换。
在所有这些由现有技术已知的装置和方法中，都表现出了以下缺点，例如由于过时的地图数据或通常与环境情形不匹配的交通标志识别器的可靠性的确定，不能够最优地处理来自地图和识别器的不一致的内容。
发明内容
基于此，本发明的任务在于，在本文开头所述的类型的方法中，向驾驶员输出清楚的以及带有尽可能少的错误、并且由此而改善的交通标志信息。此外，在此还描述了一种装置以及计算机程序产品。
通过在权利要求1中给出的特征组合以及通过具有从属权利要求的特征的装置和计算机程序产品和数据结构来解决该任务。
本发明的构思在于，当由地图数据得出的交通标志数据与交通标志识别数据之间存在差异时，借助于至少一个可靠性因子来决定，是否在车辆中输出数字地图的交通标志数据或交通标志识别数据，其中，当来自数字地图的交通标志数据带有“存在交通标志”的信息且具有较低的可靠性因子，并且交通标志识别数据带有“不存在交通标志”的信息且具有较高的可靠性因子时，在车辆中不输出交通标志数据。
在此，如此设置，从而在由地图数据得出的交通标志数据与交通标志识别数据之间，为交通标志数据和/或交通标志识别数据分配至少一个可靠性因子，并且借助于逻辑来决定，是否在车辆中输出数字地图的数据或交通标志识别数据，尤其当由地图数据得出的交通标志数据与交通标志识别数据之间存在差异时。
在交通标志仅存在于地图数据中而交通标志识别数据没有识别出交通标志的情况中，根据本发明的方法是尤其有利的。在高可靠性的情况下，则决定在车辆中不输出标志。
在从属权利要求中说明了有利的设计方案和改进方案。
在依据本发明的、用于识别在车辆的环境中的交通标志并且将其与来自数字地图的交通标志信息比较的方法中，在识别交通标志时，尤其借助于摄像机产生交通标志识别数据。此外，在数字地图数据中提供了用于定位车辆的导航数据。将交通标志识别数据与地图数据比较，并且当由地图数据得出的交通标志数据与交通标志识别数据之间存在差异时，为交通标志数据和/或交通标志识别数据分配至少一个可靠性因子，并且借助于逻辑来决定，是否在车辆中输出数字地图的数据或交通标志识别数据。
如今在数字地图或地图材料中通常记录着或存储着至少一些交通标志、以及所有与速度相关的交通标志。能够想象并且还可在将来如此设置，将“所有”交通标志存储或记录在数字地图中。将这些数据与摄像机识别的数据比较。
在此，实际上，由地图材料得出的交通标志数据能够被分配至可能的交通指示牌，或可能由此提取这样的信息，即车辆位于确定类型的道路上，例如高速公路、公路主干线等，并且由此例如被分配限速。此外，可以考虑，基于如例如确定的净空高度(Durchfahrtshoehe)等的道路情形，能够从地图材料中提取限制，并且能够为其分配相应的交通指示牌。
摄像机的可靠性因子给出了关于摄像机的识别概率的提示。可以这样说，该可靠性因子描述了摄像机的识别可能性、以及能见度条件。在能见度最佳以及天气良好的情况下，可靠性因子较高。在天气较好地情况下，较信赖摄像机。在天气较差(雾、暴雨或下雪)以及在夜晚时，摄像机的可靠性因子下降。
在例如天气较差以及道路弯曲的情况下，摄像机的可靠性因子较差或差。
能够根据经验确定影响摄像机可靠性的值，并且将其与来自行驶测试的经验值比较。为此，能够例如使用车辆中具有的所有的传感器，该些传感器实现了当前情形/环境的描绘。
在高与低的可靠性之间的阈值是参数化任务，并且必须通过与摄像机类型相关的行驶测试来确定该阈值。
现在根据本发明的一个优选的实施例，借助于分别用于摄像机和地图的可靠性因子来决定，是否将交通标志识别数据或地图数据视为重要的。在此，优选地通过环境情形来确定摄像机的可靠性因子，例如通过数据的年数(Alter)来确定地图数据的可靠性因子。
因此，根据本发明，实现了实际情形的更好的描绘，并且因此还在必要时实现了辅助***的改善的匹配，例如目的地导航推荐和行驶情形推荐。因此，其能够得到驾驶员更好地信任。因为数字地图经常由于用户不总是更新数字地图或交通标志情形经常改变而过期，所以能够显著地提高***的质量。
优选地，在依据本发明的方法中，通过摄像机获取交通标志识别数据。
地图数据的可靠性因子例如是地图的现状。这例如是数字地图的年数。当数字地图已经较旧时，例如一次或两次更新是延误的，则可靠性因子较小，并且必要时较少地将地图信息视为当前地图数据。
对于摄像机，优选地还具有其他可靠性标准，即例如摄像机的年数。如果将相对较旧的摄像机用于交通标识识别，则能够导致较小的可靠性因子。在本发明的方法中，优选地，摄像机的可靠性因子能够包含下列因子中的一个或多个，车辆速度、天气、时间(Tageszeit)、外部温度、环境条件、车道数量和/或摄像机年数。
根据一个优选的实施方式，依据本发明地，能够根据车辆的传感器来获得用于确定可靠性因子的数据。
如果交通标志是限速标志，则尤其可以证实根据本发明的方法是有效的。然而，还能够验证所有其他的交通标志。
至此，摄像机被用于交通标志识别。然而，根据情形，摄像机还能够提供不完全的识别。然而，在依据本发明的方法中，实现了改善，因为通过摄像机识别质量的与情形匹配的评估来确认或抑制以及更正数字地图中的例如错误的或不存在的限速。
为了确定该类可靠性因子，将一起考虑例如诸如车辆速度、光照、天气等的环境情形。如果摄像机例如没有识别出交通标志且其可靠性因子较低，以及数字地图较旧且数字地图的可靠性因此也较低，那么如果数字地图提供了交通标志，则还是示出交通标志，这是因为基于安全原因应当向驾驶员示出交通标志。借助于为此设置的逻辑，在不同的情形之间权衡。
为了更详细地解释，下文给出了一些实施情形。
地图数据是新的，并且天气良好。这意味着，两个分量的可靠性因子都较高。对于摄像机没有识别出交通标志而地图数据给出了交通标志的这个情况，将不向驾驶员示出交通标志。如果仅摄像机识别出交通标志，则向驾驶员示出交通标志。
如果天气良好而地图数据较旧，并且摄像机识别出交通标志，则示出交通标志。如果摄像机没有识别出交通标志，则不示出交通标志，即使地图给出了交通标志，这是因为摄像机的可靠性较高。
如果是如下情形，即地图数据是最新的，而天气、尤其是摄像机的能见度条件较差。随后，摄像机没有识别出交通标志而地图给出了交通标志，则将向车辆驾驶员示出交通标志。
如果目前地图数据不是最新的，并且天气且由此摄像机的能见度较差，则摄像机和地图数据都具有较低的可靠性因子。如果在该情形下地图数据给出了交通标志，或摄像机识别出了交通标志，则示出交通标志，因为地图数据和摄像机都不具有优先的可靠性。
此外，根据本发明，还提出了一种用于识别在车辆的环境中的交通标志并且将其与来自数字地图的交通标志信息比较的装置。该装置具有用于提供交通标志识别数据的交通标志识别装置以及用于提供导航数据的导航装置，其中设有数字地图材料以形成导航数据。在数据比较装置中，将交通标志识别数据与由地图数据得出的交通标志数据比较，并且设置装置，其当来自地图数据的交通标志数据与交通标志识别数据之间存在差异时，为交通标志数据和/或交通标志识别数据分配至少一个可靠性因子，并且借助于逻辑来决定，是否在车辆中输出数字地图的数据或交通标志识别数据，并且此外设置用于将数据输出至车辆的装置。
此外，根据本发明，提出了一种计算机程序产品，其具有用于施行上文详细描述的方法中的任一个的程序部分以及一种机器可读的尤其是计算机可读的数据结构。该数据结构通过上文详细描述的方法中的任一个和/或通过至少一个计算机程序产品而产生。
附图说明
下面将根据所附的附图示例性地详细解释本发明的实施例。附图中：
图1在a)中示出了所检测到的速度指示牌(km/h)Y1关于当前车辆位置(m/s)X1的示图，以及在b)中示出了包含在数字地图中的限速(km/h)Y2关于当前车辆位置(m/s)X2的示图；以及
图2示出了示图，其中在a)中示出了摄像机Y3的可靠性关于当前车辆位置(m/s)X3的示图，以及在b)中示出了显示给驾驶员的限速(km/h)Y4关于当前车辆位置(m/s)X4的示图。
具体实施方式
图1中所示的曲线在点3和4下示出了脉冲，这是因为对于摄像机而言，仅在时间点上经过交通标志，而非在某个时间段上经过交通标志。对于依据本发明的方法而言重要的是，摄像机在某个时间点(+以秒或米为单位的公差)识别出或没有识别出交通标志。
如图1中所示，在机动车启动时能够出现以下情形。在确定的车辆情形和车辆位置下，在车辆的导航***的数字地图中给出交通指示牌。这在图1b)中以附图标记1在示图中示出。刚好在这个情形中，车辆的摄像机却没有识别出交通指示牌，或没有识别出有效的交通指示牌。这在图1a)中以附图标记2在示图中示出。
在图2中示出了示图，其中在a)中示出了摄像机Y3的可靠性关于当前车辆位置(m/s)X3的示图，以及在b)中示出了显示给驾驶员的限速(km/h)Y4关于当前车辆位置(m/s)X4的示图。
由下文所提及的因子确定的摄像机的可靠性因子给出了有关摄像机的识别概率的提示。可以这样说，该可靠性因子描述了识别可能性。在能见度最佳以及天气良好的情况下，可靠性因子较高。在例如天气较差以及道路弯曲的情况下，可靠性因子较差或差。
在图2b)中示出了两个传感器即摄像机和数字地图的数据的混合，以及向驾驶员示出由此结合的交通标志/速度标志的指示。
三个点意味着，没有关注该时间间隔，因为这对本发明而言并不一定是感兴趣的，并且简化了示图。
自横线5起在数字地图(导航数据)中存在限速。然而，在包括某个公差的同一时间点，就摄像机而言，其没有检测出限速。
借助于从图2a)获取的在所给出的时间点的可靠性，在该例子中，摄像机被分配有高的可靠性。因此，基于这个高的可靠性，虽然在数字地图中示出了限速，但没有向驾驶员示出在图2b)中以斜线区域示出的限速。
在这个方案中假设，如果在那里存在指示牌，则在给出的时间点摄像机由于其高的信赖度或可靠性可以识别出指示牌。因此，可以脱离可能过时的数字地图，在该数字地图中例如还限速不再存在的限速。
图2a)中所给出的在位置1处的信赖度或可靠性相应于由在某个时间点处的某些因子计算出的信赖度。其将被用于评价在给出的时间点处的摄像机识别出/摄像机没有识别出的可靠性。在(以米或秒为单位的)横轴上的位置由(以米或秒为单位的)值得出，其中，在附图标记1中，数字地图识别出了交通标志/速度标志，而摄像机识别没有识别出交通标志/速度标志。
由此确保了，与摄像机可能没有识别相同，使用摄像机在同样的时间点(+公差)的信赖度。
本发明被示例性地描述为用于限速标志。然而，本发明能够同样应用于所有其他可能的交通标志。
在此，摄像机的可靠性因子例如由下组中的一个或多个因子确定：
-车辆速度，
-天气，是否下雪、或下雨、光照条件(阳光明媚、多云、阳光刺眼...)
-时间，是白天还是黑夜，
-外部温度，
-环境条件，例如树林、居民点、海岸、高山区域、弯道、十字路口，
-路道的数量，
-平行道路，
-弯道行驶，
-高速公路变道，
-摄像机的年数
根据车辆中现有的传感器来获得用于计算可靠性因子的值，例如雨水传感器、温度传感器、速度传感器等。

Claims (6)

1.用于识别在车辆的环境中的交通标志并且将其与来自数字地图的交通标志信息比较的方法，其中在识别交通标志时产生交通标志识别数据，其中在数字地图数据中提供用于定位所述车辆的导航数据，并且将所述交通标志识别数据与地图数据比较，其特征在于，
当由所述地图数据得出的交通标志数据与交通标志识别数据之间存在差异时，借助于至少一个可靠性因子来决定，在所述车辆中是输出所述数字地图的所述交通标志数据还是输出所述交通标志识别数据，其中，当来自所述数字地图的交通标志数据带有“存在交通标志”的信息且具有较低的可靠性因子，并且交通标志识别数据带有“不存在交通标志”的信息且具有较高的可靠性因子时，在车辆中不输出交通标志数据。
2.根据前一权利要求所述的方法，其特征在于，所述可靠性因子基于所述交通标志识别和/或所述数字地图的可靠性。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可靠性因子包含下列因子中的一个或多个：车辆速度、天气、时间、外部温度、环境条件、车道数量和/或摄像机年数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从所述车辆的传感器获得用于确定所述可靠性因子的值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交通标志是限速标志。
6.用于识别在车辆的环境中的交通标志并且将其与来自数字地图的交通标志信息比较的装置，其具有用于提供交通标志识别数据的交通标志识别装置以及用于提供导航数据的导航装置，其中设置数字地图材料以形成所述导航数据，其特征在于，在数据比较装置中，将所述交通标志识别数据与由所述地图数据得出的交通标志数据比较，并且设置这样的装置，即其当来自所述地图数据的交通标志数据与交通标志识别数据之间存在差异时，借助于至少一个关于摄像机和地图的可靠性因子来决定，在所述车辆中是输出所述数字地图的数据还是输出所述交通标志识别数据，其中，当来自所述数字地图的交通标志数据带有“存在交通标志”的信息且具有较低的可靠性因子，并且交通标志识别数据带有“不存在交通标志”的信息且具有较高的可靠性因子时，在车辆中不输出交通标志数据，并且进一步设置用于将所述数据输出至所述车辆的装置。
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