DE102009016580A1 - Datenverarbeitungssystem und Verfahren zum Bereitstellen mindestens einer Fahrerassistenzfunktion - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Datenverarbeitungssystem und ein Verfahren zum Bereitstellen mindestens einer Fahrerassistenzfunktion. Mit Hilfe mindestens einer Bilderfassungseinheit eines Fahrzeugs wird mindestens ein Bild der Umgebung des Fahrzeugs erzeugt. Ausgehend von den Bilddaten werden Fahrerassistenzinformationen mindestens einer Fahrerassistenzinformation erzeugt, durch die eine Fahrerassistenzfunktion im Fahrzeug bereitstellt wird.
- Es sind eine Vielzahl von kamerabasierten Fahrerassistenzsystemen zur Erhöhung von Komfort und Fahrsicherheit für Kraftfahrzeuge bekannt. Solche Fahrerassistenzsysteme betreffen insbesondere Warnsysteme, die den Fahrer vor dem unbeabsichtigten Verlassen einer Fahrspur warnen (Lane Departure Warning-LDW) oder den Fahrer beim Halten der eigenen Fahrspur während der Fahrt unterstützen (Lane Keeping Support-LKS). Ferner sind Fahrerassistenzsysteme zur Längsführung des Fahrzeugs (ACC) zur Lichtsteuerung des von den Frontscheinwerfern des Fahrzeugs abgestrahlten Lichts, zur Verkehrszeichenerkennung sowie zur Einhaltung der durch die Verkehrszeichen spezifizierten Verkehrsregeln, tote Winkel Warnsysteme (Blind Spot Warning Systems) Abstandsmesssystemen mit Auffahrwarnfunktion oder mit Bremsfunktion sowie Bremsassistenzsysteme und Überholassistenzsysteme bekannt. Zur Bilderfassung nutzen bekannte Fahrerassistenzsysteme üblicherweise eine im oder am Fahrzeug angeordnete Fahrzeugkamera. Eine vorteilhafte Anordnung der Kameras ist hinter der Frontscheibe im Bereich des Innenspiegels. Andere Positionen sind möglich.
- Bekannte Fahrzeugkameras sind vorzugsweise als Videokameras zur Auf nahme von mehreren Bildern nacheinander als Bildfolge ausgeführt. Mit Hilfe einer solchen Kamera werden Bilder eines Erfassungsbereichs vor dem Fahrzeug mit zumindest einem Bereich der Fahrbahn erfasst und den Bildern entsprechende Bilddaten erzeugt. Diese Bilddaten werden dann durch geeignete Algorithmen zur Objekterkennung und Objektklassifizierung sowie zur Nachverfolgung von Objekten über mehrere Bilder (Tracking) verarbeitet werden. Objekte, die als relevante Objekte klassifiziert und weiterverarbeitet werden, sind insbesondere die für die jeweilige Fahrerassistenzfunktion relevanten Objekte, wie beispielsweise entgegenkommende und vorausfahrende Fahrzeuge, Fahrspurmarkierungen, Hindernisse auf Fahrbahnen, Fußgänger auf und/oder neben Fahrbahnen, Verkehrszeichen, Lichtsignalanlagen und Lampen.
- Aus dem Dokument
WO 2008/019907 A1 - Aus dem Dokument
EP 1 016 268 B1 ist ein Lichtsteuersystem für ein Kraftfahrzeug bekannt. Mit Hilfe eines Mikroprozessors wird mindestens ein Bild verarbeitet, um Scheinwerfer entgegenkommender Fahrzeuge und Rücklichter vorausfahrender Fahrzeuge zu detektierten und ein Steuersignal zur Ansteuerung der Scheinwerfer des Fahrzeugs zu ermitteln. - Aus dem Dokument
WO 2008/068837 A1 - Bei kamerabasierten Fahrerassistenzsystemen in Fahrzeugen besteht das Problem, dass aufgrund des beschränkten Platzes im Fahrzeug nur relativ geringe Verarbeitungsprozesse, d. h. eine relativ geringe Rechenkapazität und ein relativ geringer Speicher, zum Verarbeiten der Bilddaten und zum Bereitstellen der Fahrerassistenzfunktion bereitgestellt werden können. Um mehr Ressourcen im Fahrzeug bereitzustellen, ist ein hoher Kostenaufwand erforderlich. Nur dann können qualitativ hochwertige Fahrerassistenzfunktionen bereitgestellt werden. Als Kompromiss können die tatsächlich bereitgestellten Fahrerassistenzfunktionen auf nur einen Teil der möglichen Fahrerassistenzfunktionen beschränkt werden. Ferner müssen die zur Verarbeitung der Bilddaten und zur Analyse der Bildinformationen erforderlichen Algorithmen an konkrete Gegebenheiten des Fahrzeugs und der Fahrzeugumgebung angepasst werden. Bei bereits in Fahrzeugen etab lierten Systemen müssen zur Aktualisierung relativ aufwendige Softwareupdates durchgeführt werden.
- Auch die Berücksichtigung landes- oder regionsspezifischer Besonderheiten bei der Verarbeitung der Bilddaten zum Bereitstellen einiger Fahrerassistenzfunktionen erfordert die Speicherung von landesspezifischen Datensätzen im Fahrzeug. Ferner müssen diese Datensätze regelmäßig aktualisiert werden.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Datenverarbeitungssystem und ein Verfahren zum Bereitstellen mindestens einer Fahrerassistenzfunktion anzugeben, bei denen nur geringe Ressourcen zum Bereitstellen der Fahrerassistenzfunktion im Fahrzeug erforderlich sind.
- Diese Aufgabe wird durch ein Datenverarbeitungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den nebengeordneten Verfahrensansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
- Durch das Übertragen der Bilddaten vom Fahrzeug zu einer stationären Verarbeitungseinheit kann der Verarbeitungsaufwand zum Bereitstellen der Fahrerassistenzfunktion im Fahrzeug erheblich reduziert werden. Ferner können beim Bereitstellen der Fahrerassistenzfunktion weitere vom Fahrzeug sowie weitere nicht vom Fahrzeug stammende Informationen auf einfache Art und Weise berücksichtigt werden. Ferner können die im Fahrzeug bereitgestellten Fahrerassistenzfunktionen auf einfache Art und Weise erweitert und eingeschränkt werden, indem von der stationären Verarbeitungseinheit nur gewünschte und/oder nur vereinbarte Fahrerassistenzinformationen mit Hilfe der Fahrerassistenzdaten zum Fahrzeug übertragen werden. Insbesondere können einfach aufgebaute Bilderfassungseinheiten, beispielsweise einfach aufgebaute Kameras, und einfach aufgebaute Sendeeinheiten zum Senden der Bilddaten zur stationären Empfangseinheit im Fahrzeug installiert werden. Dafür ist relativ wenig Platz erforderlich, sodass die Kamera und die Sendeeinheit bzw. eine Sendeeinheit zum Senden der Bilddaten und eine Empfangseinheit zum Empfangen der Fahrerassistenzdaten nur wenig Platz im Fahrzeug beansprucht und diese Komponenten in einer Vielzahl von Fahrzeugen mit einem relativ geringen Kostenaufwand installiert werden können. Dadurch ist auf einfache Art und Weise eine positionsabhängige Fahrerassistenzfunktion, insbesondere eine Berücksichtigung von landesspezifischen Besonderheiten des Landes, in dem sich das Fahrzeug aktuell befindet, möglich. Diese landesspezifischen Besonderheiten betreffen insbesondere landesspezifische Verkehrszeichen und/oder landesspezifische Verkehrsleiteinrichtungen. Die Fahrzeugposition kann dabei vom Fahrzeug ermittelt und zur stationären Empfangseinheit übertragen werden oder über den Standort der stationären Empfangseinheit ermittelt werden.
- Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Bilderfassungssystem im Fahrzeug vorgesehen, das mehrere Bilder mit jeweils einer Abbildung eines Bereichs der Umgebung des Fahrzeugs als Bildfolge erfasst und zu jedem erfassten Bild der Abbildung entsprechende Bilddaten erzeugt. Ferner ist eine Fahrzeugsendeeinheit vorgesehen, die zumindest einen Teil der Bilddaten der Bilder zur stationären Empfangseinheit sendet. Das Bilderfassungssystem erzeugt insbesondere komprimierte Bilddaten, die beispielsweise mit dem JPG-Komprimierverfahren oder einem MP4-Komprimierverfahren komprimiert worden sind. Ferner ist es möglich, dass nur die Bilddaten eines Ausschnitts des mit Hilfe des Bilderfassungssystems aufgenommenen Bildes zur stationären Empfangsein heit übertragen und von der stationären Verarbeitungseinheit verarbeitet werden. Im Unterschied zu den im Fahrzeug angeordneten Komponenten, die durch ihre Anordnung im bzw. am Fahrzeug auch als mobile Einheiten oder Fahrzeugeinheiten bezeichnet werden, sind die stationären Einheiten zumindest bei ihrem Betrieb an einem konkreten geografischen Ort. Insbesondere beim Verarbeiten der Bilddaten und Erzeugen der Fahrerassistenzdaten verbleiben die stationären Einheiten an ihrem jeweiligen geografischen Ort.
- Das Bilderfassungssystem kann insbesondere 10 bis 30 Bilder pro Sekunde aufnehmen und deren Bilddaten dann zur stationären Empfangseinheit übertragen. Die Übertragung zwischen dem Fahrzeug und einer im Übertragungsreichweite des Fahrzeugs befindlichen stationären Empfangseinheit erfolgt vorzugsweise mit Hilfe einer Funkdatenübertragung, beispielsweise mit bekannten WLAN- oder Mobilfunkdatenübertragungsstrecken. Alternativ können optische Richtfunkstrecken, wie Laserübertragungsstrecken, genutzt werden.
- Ferner ist es vorteilhaft, eine Fahrzeugempfangseinheit vorzusehen, die von der stationären Sendeeinheit gesendeten Fahrerassistenzdaten empfingt. Sowohl die vom Fahrzeug zur stationären Empfangseinheit gesendeten Daten als auch die von der stationären Sendeeinheit zur Fahrzeugempfangseinheit gesendeten Daten sind mit einer Teilnehmerkennung des Fahrzeugs bzw. mit einer Fahrzeugkennung versehen, um die Zuordnung dieser Daten zu dem Fahrzeug sicherzustellen, von dem die verarbeiteten Bilddaten stammen. Ferner ist es vorteilhaft, eine im Fahrzeug angeordnete Verarbeitungseinheit vorzusehen, die die empfangenen Fahrerassistenzdaten verarbeitet und über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) eine Information an den Fahrzeugführer ausgibt. Alternativ oder zusätz lich kann die Verarbeitungseinheit abhängig von den empfangenen Fahrerassistenzdaten mindestens ein Fahrzeugsystem des Fahrzeugs steuern. Dieses Fahrzeugsystem kann insbesondere ein Lichtsystem, ein Bremssystem, ein Lenksystem, ein Antriebssystem, ein Sicherheitssystem und/oder ein Warnsystem umfassen. Dadurch kann das Assistenzsystem aktiv in die Führung des Fahrzeugs eingreifen und ggf. Gefahrensituationen vermeiden oder die Gefährdung verringern.
- Ferner ist es vorteilhaft, wenn die stationäre Verarbeitungseinheit beim Verarbeiten der empfangenen Bilddaten Abbildungen von Objekten in den Bildern detektiert und klassifiziert und abhängig von den klassifizierten Objekten die Fahrerassistenzdaten erzeugt. Durch die Klassifizierung der Abbildungen von Objekten kann ein Rückschluss auf die Verkehrssituation und Gefährdungen sowie auf relevante Informationen geschlossen werden.
- Ferner kann die stationäre Verarbeitungseinheit die Bildposition eines klassifizierten Objekts und/oder die relative Position des klassifizierten Objekts zum Fahrzeug und/oder die Position des klassifizierten Objekts in einem fahrzeugunabhängigen Koordinatensystem, wie dem Weltkoordinatensystem, ermitteln. Dadurch kann die Verkehrssituation weiter präzisiert und konkrete Gefährdungen ermittelt werden.
- Ferner ist es vorteilhaft, wenn das Bilderfassungssystem mindestens eine Stereokamera umfasst. Die Bilder der Einzelkameras der Stereokamera können dann als Bilddaten eines Bildpaares von der Fahrzeugsendeeinheit zur stationären Empfangseinheit und weiter zur stationären Verarbeitungseinheit übertragen werden. Die stationäre Verarbeitungseinheit kann dann die Abbildungen desselben Objekts in den Bildern jedes Bildpaares ermitteln, deren Bildposition bestimmen und ausgehend von den Bildpositionen die Entfernung des Objekts zur Stereokamera und somit zum Fahrzeug ermitteln. Dadurch kann die Entfernung des Fahrzeugs zu Objekten relativ genau bestimmt werden.
- Ferner kann die stationäre Empfangseinheit zusätzlich zu den Bilddaten Zusatzdaten mit weiteren Informationen vom Fahrzeug empfangen. Diese zusätzlichen Informationen können insbesondere die aktuelle Position des Fahrzeugs, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, Informationen zu den Wetterverhältnissen am Fahrzeug, Informationen zu den Sichtverhältnissen im Bereich des Fahrzeugs und Informationen zu Einstellungen und/oder Betriebszuständen des Fahrzeugs, wie eingestellte Lichtverteilungen von den Scheinwerfern des Fahrzeugs und/oder mit Hilfe von Fahrzeugsensoren ermittelten Informationen, wie detektierten Fahrspurmarkierungen, ermittelten Abständen zu Objekten, insbesondere zu anderen Fahrzeugen, umfassen. Dadurch stehen eine Vielzahl von Ausgangsinformationen zum Erzeugen der Fahrerassistenzdaten zur Verfügung, sodass die in den Fahrerassistenzdaten enthaltenen Fahrerassistenzinformationen mit einer höheren Wahrscheinlichkeit korrekt ermittelt werden können und/oder mit relativ geringem Aufwand ermittelt werden können.
- Das Verfahren mit den Merkmalen des nebengeordneten Verfahrensanspruchs kann auf die gleiche Weise weitergebildet werden wie für das erfindungsgemäße Datenverarbeitungssystem angegeben.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Figuren die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 eine schematische Übersichtsdarstellung eines Systems zur Fahrerassistenz gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; -
2 ein Blockschaltbild eines Systems zur Fahrerassistenz gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und -
3 eine schematische Darstellung des Ablaufs zur Datenübertragung eines erfindungsgemäßen Systems zur Fahrerassistenz. - In
1 ist eine schematische Übersichtsdarstellung eines Systems10 zur Fahrerassistenz gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Ein Fahrzeug12 , das sich auf einer Fahrspur14 einer Fahrbahn16 befindet, hat eine an der Innenseite der Windschutzscheibe des Fahrzeugs12 zwischen einem Innenspiegel18 des Fahrzeugs12 und der Windschutzscheibe angeordnete Kamera20 zum Erfassen von Abbildungen eines Bereichs der Fahrbahn16 vor dem Fahrzeug12 . Die äußeren Sichtstrahlen der Kamera20 sind schematisch durch Volllinien22 und24 dargestellt. Die zwischen den Sichtstrahlen22 ,24 eingezeichneten ovalen Bereich geben schematisch den in der jeweiligen Entfernung vorhandenen Erfassungsbereich der Kamera20 an. Das Fahrzeug12 hat weiterhin eine Sende-/Empfangseinheit26 zum Senden von mit Hilfe der Kamera20 erzeugten Bilddaten. Die Bilddaten werden zu einer stationären Sende-/Empfangseinheit30a übertragen. Entlang der Fahrbahn16 sind in geeigneten Abständen weitere stationäre Sende- und Empfangseinheiten angeordnet, von denen in1 beispielhaft die stationäre Sende-/Empfangseinheiten30b und30c dargestellt sind. Die Bilddaten werden vorzugsweise zwischen der Sende-/Empfangseinheit26 des Fahrzeugs12 und der jeweiligen stationären Sende-/Empfangseinheit30a bis30c in komprimierter Form übertragen. Die Sende-/Empfangseinheiten26 ,30a bis30c werden auch als Transceiver bezeichnet. - Die von den stationären Sende-/Empfangseinheiten
30a bis30c empfangenen Bilddaten werden zu einer stationären Verarbeitungseinheit in einem Rechenzentrum40 übertragen und dort vorzugsweise in einen Transformationsmodul42 der stationären Verarbeitungseinheit entpackt und verschiedenen Modulen44 ,46 zum parallelen und/oder sequentiellen Erzeugen von Fahrerassistenzfunktionen zugeführt. Dabei können mit Hilfe der Module44 in den Bildern Abbildungen von für die Fahrerassistenzsysteme relevanten Objekten detektiert werden, die dann klassifiziert und dann ggf. über mehrere nacheinander aufgenommene Bilder nachverfolgt werden. Ausgehend von den mit Hilfe der Module44 ,46 erzeugten Fahrerassistenzinformationen werden in einem Ausgangsmodul48 Fahrerassistenzdaten mit den zum Bereitstellen einer Fahrerassistenzfunktion im Fahrzeug12 erforderlichen Fahrerassistenzinformationen erzeugt und zu mindestens einer stationären Sende-/Empfangseinheit30a bis30c übertragen, die sich in Übertragungsreichweite zum Fahrzeug12 befindet. Die Fahrerassistenzdaten werden dann von dieser Sende-/Empfangseinheit30a bis30c zum Fahrzeug12 übertragen. Im Fahrzeug12 verarbeitet eine Steuereinheit (nicht dargestellt) die Fahrerassistenzdaten und führt die Fahrerassistenzinformation abhängig von der zu realisierenden Fahrerassistenzfunktion einer Steuereinheit zum Steuern einer Fahrzeugkomponente zu und/oder gibt entsprechende Informationen auf einer Anzeigeeinheit oder über einen Lautsprecher an den Fahrer des Fahrzeugs12 aus. - In
2 ist ein Blockschaltbild eines Systems zur Fahrerassistenz gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Elemente mit dem gleichen Aufbau oder der gleichen Funktion haben dieselben Bezugszeichen. Die Kamera20 des Fahrzeugs12 ist bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung als Stereokamera ausgeführt, wobei die Einzelkameras des Kamerasystems20 zum Aufnahmezeitpunkt jeweils ein Einzelbild erzeugen, wobei die gleichzeitig aufgenommenen Bilder dann als Bildpaar weiterverarbeitet werden. Die Bilddaten der aufgenommenen Bilder werden von dem Kamerasystem20 zu einem Transformationsmodul52 übertragen, das die Bilddaten komprimiert und weitere Daten mit Zusatzinformationen hinzufügt. Die Bilddaten erhalten insbesondere einen durch ein Zeitstempelmodul54 erzeugten Zeitstempel. Die Daten mit Zusatzinformationen umfassen insbesondere Fahrzeugdaten, wie beispielsweise die Aktivierung eines Fahrtrichtungsanzeigers, Einstellungen der Frontscheinwerfer, die Aktivierung von Rück- und Bremsleuchten, Information über die Aktivierung der Bremsen und weitere Fahrzeugdaten, die vorzugsweise über einen Fahrzeugbus bereitgestellt werden. Ferner werden Positionsdaten von einem Positionsbestimmungsmodul58 , das vorzugsweise Bestandteil eines Navigationssystems des Fahrzeugs12 ist, zum Transformationsmodul52 übertragen. Die Zusatzdaten, d. h. der Zeitstempel, die Fahrzeugdaten und die Positionsdaten, werden als Zusatzdaten zusammen mit den Bilddaten zur Sende-/Empfangseinheit26 des Fahrzeugs übertragen und dort über eine Funkdatenverbindung mit dem Kommunikationsnetz30 zur Sende-/Empfangseinheit30c übertragen. Von der Sende-/Empfangseinheit30c werden die empfangenen Daten zum Rechenzentrum40 übertragen. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform der Erfindung ist im Rechenzentrum40 ein zusätzliches Speicherelement49 vorgesehen, in dem die Bilddaten zwischengespeichert werden können. Vorzugsweise werden die gespeicherten Bilddaten nach einer voreingestellten Zeit von beispielsweise einem Tag, gelöscht, es sei denn es erfolgt eine Anforderung, die Daten dauerhaft zu speichern. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn Bilder eines Unfalls mit Hilfe der Fahrzeugkamera20 erfasst worden sind, die für eine spätere Auswertung gespeichert werden sollen. - Die Auswertung der übertragenen Bilddaten und das Erzeugen der Fahrerassistenzinformationen sowie die Übertragung der erzeugten Fahrerassistenzinformationen durch entsprechende Fahrerassistenzdaten zur Sende-/Empfangseinheit
26 des Fahrzeugs12 erfolgt in gleicher Weise wie im Zusammenhang mit1 beschrieben. Die empfangenen Fahrerassistenzdaten werden einer Steuereinheit60 zugeführt, die den Fahrerassistenzinformationen entsprechende Fahrzeugdaten zur Ausgabe über eine Ausgabeeinheit des Fahrzeugs12 erzeugt und dem Modul56 zuführt. Zusätzlich oder alternativ kann die Steuereinheit60 Steuerdaten für Fahrzeugmodule erzeugen, beispielsweise zur Aktivierung des Bremssystems62 zur Aktivierung des Lenksystems64 , zur Aktivierung der Gurtstrafferantriebe66 und zur Aktivierung der Kopfstützenantriebe68 . - In
3 ist der Ablauf zum Erzeugen und Übertragen von Daten zwischen dem Fahrzeug12 und der stationären Verarbeitungseinheit des Rechenzentrums40 dargestellt. Im Schritt S10 erzeugt die Kamera20 Bilddaten, die im Schritt S12 komprimiert werden. Parallel werden im Schritt S14 Fahrzeugdaten, im Schritt S16 Positionsdaten, im Schritt S18 die Daten zum Erzeugen eines Zeitstempels und im Schritt S20 die Daten von weiteren Datenquellen im Fahrzeug12 ermittelt. Im Schritt S22 werden die komprimierten Bilddaten und die in den Schritten S14 bis S20 ermittelten Zusatzdaten transformiert. Bei dem Transformieren der Bilddaten im Schritt S12 kann ein Teil der durch die Kamera20 erzeugten Bilddaten ausgewählt und zur Übertragung vorbereitet werden. Die Bilddaten werden zusammen mit den Zusatzdaten im Schritt S24 von der Sende-/Empfangseinheit26 des Fahrzeugs12 zur stationären Sende-/Empfangseinheit30c übertragen, die die übertragenen Daten im Schritt S30 empfängt. Die empfangenen Bilddaten und vorzugsweise die übertragenen Zusatzdaten werden dann im Schritt S32 durch die stationäre Verarbeitungseinheit40 verarbeitet, wobei die Bilddaten im Schritt S34 entpackt und im Schritt S36 zusammen mit den Zusatzdaten analysiert werden. Die Bilddaten bzw. aus den Bilddaten ermittelte Informationen sowie erforderlichenfalls die übertragenen Zusatzinformationen werden Modulen zum Erzeugen von Fahrerassistenzinformationen zugeführt. Im Schritt S38 erzeugen diese Module Fahrerassistenzinformationen. Die Module umfassen insbesondere mindestens ein Modul zur Fahrspurerkennung, zur Verkehrszeichenerkennung, zur Lichtsteuerung, zur Objektdetektion, zur Objektverifikation und zum sogenannten Night Vision, bei dem durch entsprechende Projizierung auf die Windschutzscheibe einem Fahrzeugführer nicht gut sichtbare Objekte hervorgehoben werden. Grundsätzlich können Module für alle bekannten Fahrerassistenzsystemfunktionen sowie für zukünftige Fahrerassistenzfunktionen vorgesehen werden, die im Schritt S38 jeweils für die jeweilige Fahrerassistenzfunktion im Fahrzeug12 erforderliche Fahrerassistenzinformationen erzeugen. Ferner werden Fahrerassistenzdaten mit den Fahrerassistenzinformationen erzeugt, die dann im Schritt S40 mit Hilfe der stationären Sendeeinheit30c zur Sende-/Empfangseinheit26 des Fahrzeugs12 übertragen werden. - Im Schritt S42 empfängt die Sende-/Empfangseinheit
26 des Fahrzeugs12 die Fahrerassistenzdaten und führt diese einem Informations-, Warn- und Aktionsmodul des Fahrzeugs12 zu, das die Fahrerassistenzdaten im Schritt S44 verarbeitet und im Schritt S46 entsprechende Informationen über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI) an den Fahrzeugführer ausgibt sowie zusätzlich oder alternativ im Schritt S48 eine Aktion einer Fahrzeugkomponente initiiert, wie beispielsweise eine Aktivierung des Bremssystems des Fahrzeugs oder des Lenksystems des Fahrzeugs oder einer Sicherheitseinrichtung des Fahrzeugs und/oder des Lichtsystems des Fahrzeugs. - Besonders vorteilhaft ist es, die für das beschriebene erfindungsgemäße erforderlichen Fahrzeugkomponenten als einfach aufgebaute, wenig Platz beanspruchende Komponenten auszuführen, die aufgrund des relativ geringen Platzbedarfs einfach in Neufahrzeuge eingebaut sowie in bestehenden Fahrzeugen nachgerüstet werden können. Auch die Aktualisierung der Module zum Erzeugen der erforderlichen Fahrerassistenzinformationen können einfach zentral im Rechenzentrum
40 verwaltet und aktualisiert werden. Dadurch ist auch ein einfacher bedarfsweiser Zugriff auf diese Funktionen möglich. Auch regionsspezifische, insbesondere länderspezifische, Daten, insbesondere zur Verkehrszeichenerkennung und zur Fahrspurerkennung können zentral in der stationären Verarbeitungseinheit40 gespeichert werden und abhängig von der Position des Fahrzeugs12 zum Erzeugen der Fahrerassistenzinformation genutzt werden. - Zur Übertragung der Bilddaten vom Fahrzeug
12 zur stationären Empfangseinheit30 , können bekannte Mobilfunknetze, drahtlose Funknetzwerke, wie Wireless LAN, oder derzeit im Test befindliche Breitbanddatennetze für den Mobilfunkbereich genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich können optische Richtfunkstrecken zur Übertragung der Daten zwischen dem Fahrzeug12 und der stationären Empfang-/Sendeeinheit30c genutzt werden. Alternativ zu der gezeigten Ausführungsform kann jede der stationären Sende-/Empfangseinheiten30a bis30c eine stationäre Verarbeitungseinheit40 zum Verarbeiten der vom Fahrzeug12 übertragenen Bilddaten umfassen oder mit einer solchen Verarbeitungseinheit40 verbunden sein. - Durch die Erfindung ist eine platzsparende Ausführung der Fahrzeugkamera
20 und der Sende-/Empfangseinheit26 des Fahrzeugs12 möglich, sodass diese weitestgehend baugleich in einer Vielzahl von Fahrzeugen eingesetzt werden. Diese Fahrzeugkomponenten20 ,26 sind in einem beliebigen Land ohne eine landesspezifische Anpassung von Soft- und/oder Hardware im Fahrzeug einsetzbar. Die Berücksichtigung von landesspezifischen Besonderheiten erfolgt durch eine Auswahl bzw. Konfiguration der Softwaremodule im Rechenzentrum40 . Dort erfolgt dann eine Auswertung von Abbildungen von Verkehrszeichen, von Fahrspuren und von anderen Objekten zur Objekterkennung. Davon ausgehend kann beispielsweise eine Unterstützung der Lichtsteuerung und/oder andere derzeit bekannte Fahrerassistenzfunktionen bereitgestellt werden. Jedoch ist das angegebene System ebenso auf zukünftige Anwendungen einfach erweiterbar. Die Transformation der mit Hilfe der Kamera20 erfassten Bildinformationen vorzugsweise in komprimierte Bilddaten wird durch eine entsprechende Elektronik, vorzugsweise einen Mikroprozessor, durchgeführt und zur Sende-/Empfangseinheit26 übertragen, die diese Daten dann gegebenenfalls zusammen mit Zusatzdaten zur stationären Sende-/Empfangseinheit30a bis30c sendet. Im Rechenzentrum40 wird die Fahrerassistenzfunktion je nach Modalität abgeleitet und ausgewertet. Davon ausgehend wird eine Fahrerassistenzinformation erzeugt, die vom Rechenzentrum40 in Form von Daten zur stationären Sende-/Empfangseinheit30a bis30c übertragen und von dieser zur Sende-/Empfangseinheit26 des Fahrzeugs12 übertragen wird. Im Fahrzeug12 ist mindestens ein bildgebender Sensor20 , d. h. mindestens eine Monokamera, vorgesehen. Mit Hilfe der Kamera20 wird vorzugsweise ein Bereich der Fahrbahn vor dem Fahrzeug12 erfasst. Die mit Hilfe der erzeugten Fahrerassistenzdaten erzeugte Fahrerassistenzfunktion kann insbesondere allgemeine Informationen für den Fahrzeugführer und/oder eine Warn- oder eine Aktionsinformation umfassen. Durch das Auswerten der Bildinformation außerhalb des Fahrzeugs12 sind im Fahrzeug12 nur relativ geringe Ressourcen erforderlich, um eine Fahrerassistenzfunktion bereitzustellen. Auch wird kein oder relativ wenig Speicher im Fahrzeug12 benötigt, um Vergleichsdaten zum Klassifizieren von Objekten zu speichern. Durch die Verarbeitung und Bewertung der Bilddaten im zentralen Rechenzentrum40 kann eine landesabhängige bzw. regionabhängige Bilderkennung durchgeführt werden. Des Weiteren ist es möglich, dass die stationäre Verarbeitungseinheit40 sich schnell ändernde Straßenverhältnisse, wie z. B. Richtungsänderungen von Fahrbahnen und Baustellen, bei dem Erzeugen der Fahrerassistenzinformation sowie von anderen Fahrzeugen übertragene Informationen beim Ermitteln der Fahrerassistenzdaten berücksichtigt. Wie bereits in Verbindung mit2 erläutert, können die an die stationäre Verarbeitungseinheit40 übermittelten Bilder zumindest zeitbegrenzt mit Hilfe geeigneter Speicher gespeichert werden. Zusätzlich zu der bereits erwähnten Unfalldokumentation können mit Hilfe der gespeicherten Bilder Überprüfungen der aus den Bildern erzeugten Fahrerassistenzinformationen durchgeführt werden, um beispielsweise Beschwerden von Fahrzeugführern über falsche Fahrerassistenzinformationen zu überprüfen. - Besonders vorteilhaft ist es, dass Modulaktualisierungen und Modulerweiterungen zum Erzeugen der Fahrerassistenzinformationen aus den zugeführten Bilddaten zentral im Rechenzentrum
40 durchgeführt werden kön nen. Die im Rechenzentrum40 aus den übermittelten Bilddaten erzeugten Fahrerassistenzinformationen und/oder die zum Fahrzeug übertragenen Fahrerassistenzinformationen können abhängig von den für das Fahrzeug12 freigeschalteten Fahrerassistenzfunktionen, Softwarelizenzen und/oder Softwaremodulen beschränkt werden. Eine solche Freischaltung kann beispielsweise aus einer Kundenkennung und/oder einer Fahrzeugkennung hervorgehen. Die jeweilige Fahrerassistenzfunktion kann auch räumlich begrenzt sein, beispielsweise auf ein Land begrenzt sein. So kann zum Beispiel eine Modul Verkehrszeichenerkennung Deutschland von einem Fahrzeugführer bzw. Kunden gebucht sein, wobei dann vom Rechenzentrum40 ausgehend von den an das Rechenzentrum40 übermittelten Bilddaten entsprechende Fahrerassistenzinformationen erzeugt und zum Fahrzeug12 übertragen werden. Ausgehend von diesen Funktionen wird dem Fahrzeugführer eine optische und/oder akustische Information über die erkannten Verkehrszeichen ausgegeben. Zusätzlich oder alternativ kann die übermittelte Fahrerassistenzinformation weiterverarbeitet werden, beispielsweise einem System zum Erzeugen einer Warnfunktion bei Geschwindigkeitsüberschreitungen oder einem Tempomat zur Begrenzung der Geschwindigkeit zugeführt werden. - Als Fahrzeugkameras
20 können sowohl Monokameras als auch Stereokameras eingesetzt werden, die Farbbilder oder Graustufenbilder erfassen. Diese Kameras umfassen insbesondere mindestens einen CMOS-Bilderfassungssensor oder einen CCD-Bilderfassungssensor. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - WO 2008/019907 A1 [0004]
- - EP 1016268 B1 [0005]
- - WO 2008/068837 A1 [0006]
Claims (12)
- Datenverarbeitungssystem zum Bereitstellen mindestens einer Fahrerassistenzfunktion, mit mindestens einer stationären Empfangseinheit (
30a bis30c ) zum Empfangen von Bilddaten, die mit Hilfe mindestens einer Bilderfassungseinheit (20 ) eines Fahrzeugs (12 ) durch Erfassen mindestens eines Bildes der Umgebung des Fahrzeugs (12 ) erzeugt worden sind; mit mindestens einer stationären Verarbeitungseinheit (40 ) zum Verarbeiten von zumindest einem Teil der empfangenen Bilddaten, wobei die stationäre Verarbeitungseinheit (40 ) ausgehend von den Bilddaten Fahrerassistenzdaten mit mindestens einer Fahrerassistenzinformation erzeugt, wobei mit Hilfe der erzeugten Fahrerassistenzinformation mindestens eine Fahrerassistenzfunktion im Fahrzeug (12 ) erzeugbar ist, mit mindestens einer Sendeeinheit (30a bis30c ) zum Senden der Fahrerassistenzdaten zum Fahrzeug (12 ). - Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bilderfassungseinheit (
20 ) des Fahrzeugs (12 ) mehrere Bilder mit jeweils einer Abbildung eines Bereichs der Umgebung des Fahrzeugs (12 ) als Bildfolge erfasst und zu jedem erfassten Bild der Abbildung entsprechende Bilddaten erzeugt, und dass eine Fahrzeugsendeeinheit (26 ) zumindest einen Teil der Bilddaten der Bilder zur stationären Empfangseinheit (30a bis30c ) sendet. - Datenverarbeitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrzeugempfangseinheit (
26 ) die von der stationären Sendeeinheit (30a bis30c ) gesendeten Fahrerassistenzdaten empfängt. - Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine im Fahrzeug (
12 ) angeordnete Verarbeitungseinheit die empfangenen Fahrerassistenzdaten verarbeitet und über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle eine Information ausgibt und/oder mindestens ein Fahrzeugsystem des Fahrzeugs (12 ) steuert. - Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugsystem ein Lichtsystem, ein Bremssystem, ein Lenksystem, ein Antriebssystem und/oder ein Warnsystem umfasst.
- Datenverarbeitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stationäre Verarbeitungseinheit (
40 ) beim Verarbeiten der empfangenen Bilddaten Abbildungen von Objekten in den Bildern detektiert und klassifiziert und abhängig von den klassifizierten Objekten die Fahrerassistenzdaten erzeugt. - Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die stationäre Verarbeitungseinheit (
40 ) die Bildposition eines klassifizierten Objekts und/oder die relative Position des klassifizierten Objekts zum Fahrzeug (12 ) und/oder die Position des klassifizierten Objekts (12 ) in einem fahrzeugunabhängigen Koordinatensystem ermittelt. - Datenverarbeitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bilderfassungssystem mindestens eine Stereokamera (
20 ) umfasst, wobei die Bilder der Einzelkameras der Stereokamera als Bilddaten eines Bildpaares von der Fahrzeugsendeeinheit (26 ) zur stationären Empfangseinheit (30a bis30c ) übertragen werden. - Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die stationäre Verarbeitungseinheit (
40 ) die Abbildungen desselben Objekts in den Bildern jedes Bildpaares ermittelt, deren Bildposition bestimmt und ausgehend von den Bildpositionen die Entfernung des Objekts zur Stereokamera (20 ) ermittelt. - Datenverarbeitungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die stationäre Empfangseinheit (
30a bis30c ) zusätzlich zu den Bilddaten Zusatzdaten mit weiteren Informationen vom Fahrzeug (12 ) empfängt. - Datenverarbeitungssystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Informationen die aktuelle Position des Fahrzeugs (
12 ), Geschwindigkeit, Informationen zu Wetterverhältnissen, Informationen zu Sichtverhältnissen, Informationen zu Einstellungen und/oder Betriebszuständen des Fahrzeugs (12 ), eingestellte Lichtverteilungen von Scheinwerfern des Fahrzeugs (12 ) und/oder mit Hilfe von Fahrzeugsensoren ermittelte Informationen, wie detektierte Fahrspurmarkierungen, ermittelte Abstände zu Objekten, insbesondere zu anderen Fahrzeugen, umfassen. - Verfahren zum Bereitstellen mindestens einer Fahrerassistenzfunktion, bei dem mit Hilfe einer stationären Empfangseinheit (
30a bis30c ) Bilddaten empfangen werden, die mit Hilfe mindestens einer Bilderfassungseinheit (20 ) eines Fahrzeugs (12 ) durch Erfassen mindestens eines Bildes der Umgebung des Fahrzeugs (12 ) erzeugt worden sind, zumindest ein Teil der empfangenen Bilddaten mit Hilfe einer stationären Verarbeitungseinheit (40 ) verarbeitet wird, wobei ausgehend von den Bilddaten Fahrerassistenzdaten mit mindestens einer Fahrerassistenzinformation erzeugt werden, mit Hilfe der erzeugten Fahrerassistenzinformation mindestens eine Fahrerassistenzfunktion im Fahrzeug (12 ) erzeugbar ist, und bei dem die Fahrerassistenzdaten mit Hilfe einer Sendeeinheit (30a bis30c ) zum Fahrzeug (12 ) gesendet werden.
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