DE102010033774A1

DE102010033774A1 - Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102010033774A1
Application number: DE102010033774A
Authority: DE
Inventors: Carola Dipl.-Ing. Otto; Andreas Dr.-Ing. Schwarzhaupt; Istvan Dr. Vegh; Urs Dr. Dipl.-Ing. Wiesel; Jan Dr.-Ing. Wirnitzer
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-08-09
Filing date: 2010-08-09
Publication date: 2011-05-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs (1), wobei mittels einer am oder im Fahrzeug (1) angeordneten Radarvorrichtung (7) und wenigstens einer am oder im Fahrzeug (1) angeordneten Kamera (8) Umgebungsdaten einer vor dem Fahrzeug (1) liegenden Fahrzeugumgebung (2) erfasst und aus den erfassten Umgebungsdaten Umgebungsinformationen ermittelt werden und die ermittelten Umgebungsinformationen mittels eines Fahrerassistenzsystems zur Beeinflussung wenigstens einer Fahrfunktion des Fahrzeugs (1) verwendet werden. Als Umgebungsinformationen werden aus den von der Radarvorrichtung (7) erfassten Umgebungsdaten Objekte in der Fahrzeugumgebung (2) und deren Abstände zu dem Fahrzeug (1) ermittelt. Aus den von der wenigstens einen Kamera (8) aufgenommenen Kamerabildern wird als weitere Umgebungsinformation ermittelt, welche dieser Objekte dem Fahrzeug (1) vorausfahrende oder entgegenkommende Fahrzeuge (4) sind, indem in den Kamerabildern nach Fahrzeugbeleuchtungen dieser Objekte gesucht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs, wobei mittels einer am oder im Fahrzeug angeordneten Radarvorrichtung und wenigstens einer am oder im Fahrzeug angeordneten Kamera Umgebungsdaten einer vor dem Fahrzeug liegenden Fahrzeugumgebung erfasst und aus den erfassten Umgebungsdaten Umgebungsinformationen ermittelt werden und die ermittelten Umgebungsinformationen mittels eines Fahrerassistenzsystems zur Beeinflussung wenigstens einer Fahrfunktion des Fahrzeugs verwendet werden.
Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 10 2009 013 326 A1 bekannt, die ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs offenbart, bei dem mittels eines Radarsystems zumindest ein Objekt in einer Umgebung des Fahrzeugs und mittels zumindest einer Kamera ein Verlauf einer Straße erfasst werden und in Abhängigkeit einer Relevanz und/oder Klassifizierung des Objekts und/oder in Abhängigkeit des Verlaufs der Straße ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs gesteuert wird. Aus mittels des Radarsystems erfassten Daten wird eine Relevanz des Objekts bezüglich einer aktuellen Situation des Fahrzeugs ermittelt und zur Überprüfung dieser Relevanz wird mittels der Kamera zumindest ein Bild des Objekts erzeugt, aus welchem Objektdaten und Umgebungsdaten ermittelt werden, anhand derer das Objekt klassifiziert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bekannte Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs zu verbessern.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs werden mittels einer am oder im Fahrzeug angeordneten Radarvorrichtung und wenigstens einer am oder im Fahrzeug angeordneten Kamera Umgebungsdaten einer vor dem Fahrzeug liegenden Fahrzeugumgebung erfasst. Aus den erfassten Umgebungsdaten werden Umgebungsinformationen ermittelt und die ermittelten Umgebungsinformationen werden mittels eines Fahrerassistenzsystems zur Beeinflussung wenigstens einer Fahrfunktion des Fahrzeugs verwendet. Dabei werden als Umgebungsinformationen aus den von der Radarvorrichtung erfassten Umgebungsdaten Objekte in der Fahrzeugumgebung und deren Abstände zu dem Fahrzeug ermittelt. Als weitere Umgebungsinformation wird aus den von der wenigstens einen Kamera aufgenommenen Kamerabildern ermittelt, welche dieser Objekte dem Fahrzeug vorausfahrende oder entgegenkommende Fahrzeuge sind, indem in den Kamerabildern nach Fahrzeugbeleuchtungen dieser Objekte gesucht wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden somit Umgebungsdaten einer vor dem Fahrzeug liegenden Fahrzeugumgebung mittels einer Radarvorrichtung und wenigstens einer Kamera erfasst und aus diesen Umgebungsdaten werden verschiedene Umgebungsinformationen ermittelt, nämlich Objekte in der Fahrzeugumgebung, deren Abstände zu dem Fahrzeug und zu weiteren, dem Fahrzeug vorausfahrenden oder entgegenkommenden Fahrzeugen.
Dabei erlaubt die kombinierte Auswertung von Radarsignalen und Kamerabildern vorteilhaft eine genauere Bestimmung dieser Umgebungsinformationen als eine Auswertung, die entweder nur auf Radarsignalen oder nur auf Kamerabildern basiert. Eine ausschließlich auf Kamerabildern basierende Auswertung ermöglicht nämlich häufig insbesondere bei Fahrten in einem Stadtbereich oder bei Kurvenfahrten nur eine relativ grobe und dadurch unzureichende Bestimmung dieser Umgebungsinformationen, unter anderem bei der Abstandsbestimmung, und kann bei Dunkelheit völlig versagen aufgrund unzureichender Bildinformationen infolge mangelnder Beleuchtung der Fahrzeugumgebung. Eine ausschließlich auf Radarsignalen basierende Auswertung erlaubt es andererseits in vielen Situationen nicht, die Art eines erfassten Objekts zu identifizieren; insbesondere kann häufig nicht sicher genug festgestellt werden, ob ein erfasstes Objekt ein anderes Fahrzeug ist.
Die erfindungsgemäße Kombination der Auswertung von Radarsignalen und Kamerabildern ermöglicht es, diese Nachteile durch eine kombinierte Auswertung von Radarsignalen und Kamerabildern zu überwinden. Dabei werden erfindungsgemäß die Radarsignale zur Objekt- und Abstandserfassung genutzt, während die Kamerabilder genutzt werden, um zu entscheiden, ob es sich bei einem erfassten Objekt um ein vorausfahrendes oder entgegenkommendes Fahrzeug handelt. Dazu wird erfindungsgemäß in den Kamerabildern nach Fahrzeugbeleuchtungen dieser Objekte gesucht. Dabei wird vorteilhaft ausgenutzt, dass das Vorhandensein von Fahrzeugbeleuchtungen ein einfaches und zuverlässiges Kriterium zur Identifikation eines Objektes als ein Fahrzeug darstellt. Ferner kann dieses Kriterium auch bei Dunkelheit zuverlässig verwendet werden. Da eine Radarerkennung durch Dunkelheit nicht beeinträchtigt wird, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren somit auch bei Dunkelheit vorteilhaft eine zuverlässige Bestimmung der genannten Umgebungsinformationen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es außerdem, die Auswertung der Kamerabilder auf Bildbereiche zu beschränken, in denen sich anhand der Radarsignale erfasste Objekte befinden. Dadurch wird die Auswertung der Kamerabilder vorteilhaft vereinfacht und beschleunigt und es kann weniger aufwändige Hard- und Software zur Bildauswertung verwendet werden als zur Auswertung der vollständigen Kamerabilder benötigt wird.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens kann insbesondere eine zukünftige Fahrtrajektorie des Fahrzeugs ermittelt werden, indem Fahrtrajektorien vorausfahrender Fahrzeuge durch Auswertung des zeitlichen Verlaufs ihrer ermittelten Positionen und Abstände relativ zum Fahrzeug ausgewertet werden. Dadurch können vorteilhaft anhand ermittelter zukünftiger Fahrtrajektorien des Fahrzeugs dem Fahrzeug vorausliegende Kurven einer Fahrbahn auch ohne eine Auswertung einer Fahrbahnmarkierung erkannt werden, was insbesondere bei fehlender oder, beispielsweise wegen Dunkelheit, nicht erkennbarer Fahrbahnmarkierung vorteilhaft ist.
Die genannten Umgebungsinformationen können vorteilhaft in einer Vielzahl von Funktionen von Fahrerassistenzsystemen verwendet werden, beispielsweise zur Steuerung einer Ausleuchtcharakteristik eines Scheinwerfersystems, einer automatischen Abstandsregelung und/oder einer Notbremsregelung des Fahrzeuges. Die verbesserte Genauigkeit und Zuverlässigkeit dieser Umgebungsinformationen durch das erfindungsgemäße Verfahren führt dabei auch zu einer Verbesserung derartiger Fahrerassistenzsysteme und damit insbesondere auch zu einer vorteilhaften Erhöhung der durch derartige Fahrerassistenzsysteme bewirkten aktiven Fahrzeugsicherheit.
Unter einer Ausleuchtcharakteristik eines Scheinwerfers wird dabei die Gesamtheit der seine Ausleuchteigenschaften charakterisierenden Parameter verstanden, insbesondere eine Reichweite, ein Öffnungswinkel und eine Ausrichtung des von ihm ausgesendeten Lichts.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben.
Dabei zeigen:
1 eine Draufsicht auf ein Fahrzeug und eine vor ihm liegende Fahrzeugumgebung, in der sich ein ihm vorausfahrendes Fahrzeug befindet, und
2 eine Seitenansicht eines Fahrzeuges und einer vor ihm liegenden Fahrzeugumgebung, in der sich ein ihm vorausfahrendes Fahrzeug befindet.
1 zeigt eine Draufsicht auf ein Fahrzeug 1 und eine vor ihm liegende Fahrzeugumgebung 2, in der sich ein ihm auf einer Fahrbahn 3 vorausfahrendes Fahrzeug 4 befindet. Die Fahrbahn 3 weist in der Fahrzeugumgebung 2 eine Kurve 5 auf, in deren Bereich sich neben der Fahrbahn 3 eine Randbebauung 6 befindet.
Das Fahrzeug 1 weist eine Radarvorrichtung 7 und eine Kamera 8 auf, die an seiner Frontseite angeordnet sind und jeweils einen auf die Fahrzeugumgebung 2 gerichteten Radarerfassungsbereich 9 bzw. Kameraerfassungsbereich 10 haben.
Mittels der Radarvorrichtung 7 und der Kamera 8 werden Umgebungsdaten der Fahrzeugumgebung 2 erfasst, nämlich von der Radarvorrichtung 7 empfangene Radarsignale und von der Kamera 8 aufgenommene Kamerabilder. Aus diesen Umgebungsdaten werden Umgebungsinformationen ermittelt, nämlich aus den Radarsignalen sich in der Fahrzeugumgebung 2 befindliche Objekte, insbesondere das vorausfahrende Fahrzeug 4 und die Randbebauung 6.
Aus den Kamerabildern wird als weitere Umgebungsinformation ermittelt, welche der mittels der Radarsignale ermittelten Objekte dem Fahrzeug 1 vorausfahrende oder entgegenkommende Fahrzeuge 4 sind, indem in den Kamerabildern nach Fahrzeugbeleuchtungen dieser Objekte gesucht wird. Im in 1 dargestellten Beispiel wird durch eine derartige Auswertung der Kamerabilder das vorausfahrende Fahrzeug 4 durch von seinen Rückleuchten 11 ausgesendetes Rücklicht 12 als ein vorausfahrendes Fahrzeug erkannt.
Die ermittelten Umgebungsinformationen werden mittels eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeuges 1 zur Steuerung einer Ausleuchtcharakteristik 14 von Scheinwerfern 13 des Fahrzeuges 1 verwendet. Dazu wird aus dem zeitlichen Verlauf der ermittelten Orte und Abstände des vorausfahrenden Fahrzeugs 4 relativ zum Fahrzeug 1 eine zukünftige Fahrtrajektorie 15 des Fahrzeuges 1 ermittelt und die Ausleuchtcharakteristik 14 wird dieser Fahrtrajektorie 15 sowie dem ermittelten momentanen Abstand zu dem vorausfahrenden Fahrzeug 4 angepasst.
2 zeigt eine Seitenansicht des Fahrzeuges 1 und der vor ihm liegenden Fahrzeugumgebung 2, in der sich das ihm vorausfahrende Fahrzeug 4 befindet. Diese Ansicht demonstriert einen weiteren Vorteil der Erfindung, der insbesondere dann zum Tragen kommt, wenn das Fahrzeug 1 wie dargestellt ein Lastkraftwagen ist und die Kamera 8 in einer Kamerahöhe H angeordnet ist, die die Höhe eines durchschnittlichen, als Personenkraftwagen ausgebildeten vorausfahrenden Fahrzeuges 4 überschreitet. In einem solchen Fall ist nämlich der Kameraerfassungsbereich 10 in der Zeichenebene nach unten durch einen Öffnungswinkel α zu einer Parallelen zur Fahrbahn 3 durch die Position der Kamera 8 begrenzt. Daraus resultiert ein Mindestabstand D zwischen einem Frontende des Fahrzeuges 1 und einem Heckende des vorausfahrenden Fahrzeug 4, bei der eine in einer Rückleuchtenhöhe h angebrachte Rückleuchte 11 von der Kamera 8 gerade noch erfasst werden kann.
Bei Abständen zwischen dem Frontende des Fahrzeuges 1 und dem Heckende des vorausfahrenden Fahrzeug 4, die den Mindestabstand D unterschreiten, werden die Rückleuchten 11 des vorausfahrenden Fahrzeuges 4 daher nicht von der Kamera 8 erfasst, d. h. eine Rücklichterkennung basierend auf Kamerabildern der Kamera 8 versagt bei solchen Abständen. Dennoch kann das vorausfahrende Fahrzeug 4 auch bei solchen Abständen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhaft wenigstens von der Radarvorrichtung 7 erfasst werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Fahrzeugumgebung
3: Fahrbahn
4: vorausfahrendes Fahrzeug
5: Kurve
6: Randbebauung
7: Radarvorrichtung
8: Kamera
9: Radarerfassungsbereich
10: Kameraerfassungsbereich
11: Rückleuchte
12: Rücklicht
13: Scheinwerfer
14: Ausleuchtcharakteristik
15: Fahrtrajektorie
H: Kamerahöhe
α: Öffnungswinkel
h: Rückleuchtenhöhe
D: Mindestabstand

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

DE 102009013326 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs (1), wobei mittels einer am oder im Fahrzeug (1) angeordneten Radarvorrichtung (7) und wenigstens einer am oder im Fahrzeug (1) angeordneten Kamera (8) Umgebungsdaten einer vor dem Fahrzeug (1) liegenden Fahrzeugumgebung (2) erfasst und aus den erfassten Umgebungsdaten Umgebungsinformationen ermittelt werden und die ermittelten Umgebungsinformationen mittels eines Fahrerassistenzsystems zur Beeinflussung wenigstens einer Fahrfunktion des Fahrzeugs (1) verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Umgebungsinformationen aus den von der Radarvorrichtung (7) erfassten Umgebungsdaten Objekte in der Fahrzeugumgebung (2) und deren Abstände zu dem Fahrzeug (1) ermittelt werden und aus den von der wenigstens einen Kamera (8) aufgenommenen Kamerabildern als weitere Umgebungsinformation ermittelt wird, welche dieser Objekte dem Fahrzeug (1) vorausfahrende oder entgegenkommende Fahrzeuge (4) sind, indem in den Kamerabildern nach Fahrzeugbeleuchtungen dieser Objekte gesucht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Umgebungsinformationen mittels des Fahrerassistenzsystems zur Steuerung einer Ausleuchtcharakteristik (14) wenigstens eines Scheinwerfers (13) und/oder einer automatischen Abstandsregelung und/oder einer Notbremsregelung des Fahrzeuges (1) verwendet werden.
Verwendung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Lastkraftwagen, wobei die Radarvorrichtung (7) und die wenigstens eine Kamera (8) an einer Frontseite des Lastkraftwagens angeordnet werden.