DE102012110595A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung von Verkehrszeichen für ein Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung von Verkehrszeichen mit einem Umfelderfassungssensorsystem für ein Fahrzeug angegebenm das zumindest einen Kamerasensor und einen Radarsensor bzw. Lidarsensor umfasst. Basierend auf den Daten des zumindest einen Radarsensors bzw. Lidarsensors wird zumindest eine der folgenden Informationen – das Vorhandensein eines Verkehrszeichens oder – die Größe eines Verkehrszeichens – Position eines Verkehrszeichens – Entfernung und/oder Richtung eines Verkehrszeichens – Brückenartige Struktur – Position und/oder Art vorausfahrendes Fahrzeug – Position spurbegrenzender Strukturen gewonnen und zur Verkehrszeichenerkennung genutzt.

Description

  • Funkbasierte Systeme zur Verkehrszeichenerkennung sind Stand der Technik. Ein Verkehrszeichen überträgt seinen Sinngehalt und ggf. seine Position via Funk an einem Funkempfänger im Fahrzeug. Ein alternativer Ansatz zur Verkehrszeichenerkennung ist bereits in Serienfahrzeugen umgesetzt. Verkehrszeichen werden mit einem Kamerasensorsystem im Fahrzeug erkannt. Solche Systeme können von einem Navigationssystem mit elektronischer Karte unterstützt werden. Die Verkehrszeichenerkennung (VZE) mit einem Kamerasystem beruht auf zwei wesentlichen Schritten. Schritt 1 ist die Suche nach kreisförmigen (z.B. für Geschwindigkeitsbegrenzungen) bzw. rechteckigen Strukturen (z.B. Ortsschilder). Sind geeignete Kandidaten erkannt, so werden sie in einem weiteren Schritt klassifiziert. Es werden z.B. mit Hilfe von Mustererkennung Zahlen erkannt.
  • Es ist die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung die Funktion eines Systems zur Verkehrszeichenerkennung, das auf Daten eines Kamerasensorsystems basiert, zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung ist es, die Verkehrszeichenerkennung basierend auf einem Kamerasystem, durch Informationen eines Radar- oder Lidarsensorsystems zu unterstützen. Hierzu können insbesondere Sensorsysteme verwendet werden, die für eine ACC-Funktion oder eine Notbremsfunktion eingesetzt werden. Basierend auf den Daten eines Radarsensors bzw. Lidarsensors wird zumindest eine der folgenden Informationen
    • – das Vorhandensein eines Verkehrszeichens oder
    • – die Größe eines Verkehrszeichens
    • – Position eines Verkehrszeichens
    • – Entfernung und/oder Richtung eines Verkehrszeichens
    • – Brückenartige Struktur, insbesondere Schilderbrücke
    • – Position oder Art vorausfahrendes Fahrzeug, insbesondere LKW
    • – Position spurbegrenzender Strukturen
    gewonnen und zur Verkehrszeichenerkennung genutzt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die zumindest eine Information aus Radar- bzw. Lidardaten zur Plausibilisierung von Daten des Kamerasensors genutzt. Dies gilt insbesondere für eine der Informationen a)–e) gemäß Anspruch 1. Wird mittels Radar ein Verkehrszeichen oder ein potentielles Verkehrszeichen erkannt, so kann dies der VZE mitgeteilt werden. Dort kann die Information (Vorhandensein, Entfernung, Größe, Richtung etc.) zur Plausibilisierung verwendet werden.
  • In einer weiteren positiven Ausgestaltung der Erfindung ist eine Bildverarbeitung zur Auswertung von Kameradaten derart vorgesehen, dass nur in einem Bereich, in dem eine Information nach a)–e) vorliegt, nach Verkehrszeichen gesucht wird. Dieses Vorgehen spart Rechenzeit bei der Verarbeitung der Bilddaten eine Kamerasystems bzw. da die Rechenzeit zur Datenverarbeitung begrenzt ist, kann eine rechenzeitintensivere und damit bessere Auswertung der Kameradaten bzgl. Verkehrszeichen in den vorgegebenen Bereichen durchgeführt werden.
  • In einer weiteren positiven Ausgestaltung der Erfindung wird eine der Informationen c) oder d) für die Zuordnung des Geltungsbereichs für ein Verkehrszeichen ausgewertet. Dies gilt insbesondere in einer Fahrzeugumgebung mit mehreren Fahrspuren. Mit Hilfe eines Radar- bzw. Lidarsensorsystems können spurbegrenzende Strukturen (z.B. Leitplanken) g) erkannt werden. Von einem Radar- bzw. Lidarsensorsystem erkannte Verkehrszeichen können räumlich diesen Strukturen zugeordnet werden. Dies kann insbesondere als Merkmal für eine Plausibilisierung dienen, um potentielle Verkehrszeichen zu verwerfen oder zu bestätigen, je nach Lage der potentiellen Verkehrszeichen zu den spurbegrenzenden Strukturen. Insbesondere kann die Entfernungs- bzw. Positionsinformation für eine Zuordnung verwendet werden. Speziell bei mehrspurigen Straßen, Einmündungen, Parallelstraßen etc. ist Position des Verkehrsschildes maßgebend für die Zuordnung zur Spur, Straße etc. Kennt man den Ort des Verkehrszeichens so kann man diesen mit der eigenen Fahrspur in Beziehung bringen. Z.B. können weit entfernte Schilder verworfen werden, wenn sie nicht der eigenen Fahrspur zugeordnet sind.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist eine Bildverarbeitung zur Auswertung von Kameradaten derart vorgesehen, dass in einem Bereich, in dem eine Information nach f) vorliegt, nicht nach Verkehrszeichen gesucht wird. Es werden mit einem Radar- bzw. Lidarsensorsystem vorausfahrende Fahrzeuge, insbesondere Lastkraftwagen, erkannt und diese Information wird der Verkehrszeichenerkennung zur Verfügung gestellt. Dies ist z.B. bei Fahrzeugen hilfreich, an deren Ende Hinweise in Form von Geschwindigkeitslimits angebracht sind. Diese haben keine Gültigkeit für die anderen Verkehrsteilnehmer.
  • Verzugsweise wird das Vorhandensein eines Verkehrszeichen basierend auf Daten eines Radar- bzw. Lidarsystems in Abhängigkeit von zumindest einem der folgenden Parameter erkannt
    • – Position des Objekts, insbesondere sind Verkehrszeichen am Fahrbahnrand oder über der Fahrbahn oder der Fahrspur angeordnet. Zusätzlich oder alternativ können die Positionsinformation mit Navigationsdaten korreliert werden. So kann z.B. davon ausgegangen werden, dass Verkehrszeichen in der Nähe von Kreuzungen verstärkt auftreten.
    • – Entfernung, insbesondere um die Relevanz eines Verkehrszeichens für die eigene Fahrspur zu bewerten
    • – Stärke der an einem Objekt reflektierten Strahlung oder Größen die daraus abgeleitet werden können, wie z.B. Radar- oder Lidar Rückstreuquerschnitt; Verkehrszeichen sind aufgrund ihrer Beschaffenheit (i.d.R. aus Metall) gute Reflektoren, d.h. zur Erkennung kann ausgenutzt werden, dass der Rückstreuquerschnitt oder die Stärke der Reflektion einen vorgegebenen Schwellwert übersteigen muss bzw. in einem vorgegebenen Wertebereich liegen muss
    • – Relativgeschwindigkeit, Verkehrszeichen sind stationäre Objekte, so dass zur Erkennung ausgenutzt werden kann, dass die Relativgeschwindigkeit der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechen muss, bzw. die Relativgeschwindigkeit zu anderen unbewegten Objekten, z.B. Leitplanken, gleich Null sein muss.
    • – Ausdehnung des Objekts; da die Größe von Verkehrszeichen standardisiert ist, kann nur ein Objekt mit Abmessungen in einem vorgegebenen Wertebereich, ein Verkehrszeichen sein. Der vorgegebene Wertebereich kann insbesondere von weiteren Informationen z.B. der Position der Verkehrszeichen abhängen. Insbesondere sind Schilderbrücken statische Objekte, die eine relativ große Ausdehnung haben und die sich über der Fahrbahn befinden.
  • In einer positiven Ausgestaltung der Erfindung werden basierend auf Radar- bzw. Lidardaten Objekte als potentielle Verkehrszeichen erkannt, zudem wird diesen Objekten eine Wahrscheinlichkeitswert zugeordnet, der angibt mit welcher Wahrscheinlichkeit das entsprechende Objekt ein Verkehrszeichen sein könnte. Vorzugsweise wird zur Bestimmung der Wahrscheinlichkeit eine Information zur Position eine Objekts zusätzlich mit einer Information eines Navigationssystems korreliert. Insbesondere in der Nähe von Kreuzungen gibt es eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für Verkehrszeichen.

Claims (9)

  1. Verfahren zur Erkennung von Verkehrszeichen mit einem Umfelderfassungssensorsystem für ein Fahrzeug, das zumindest einen Kamerasensor und einen Radarsensor bzw. Lidarsensor umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf den Daten des zumindest einen Radarsensors bzw. Lidarsensors zumindest eine der folgenden Informationen a) das Vorhandensein eines Verkehrszeichens oder b) die Größe eines Verkehrszeichens c) Position eines Verkehrszeichens d) Entfernung und/oder Richtung eines Verkehrszeichens e) Brückenartige Struktur f) Position oder Art vorausfahrendes Fahrzeug, insbesondere LKW g) Position spurbegrenzender Strukturen gewonnen wird und zur Verkehrszeichenerkennung genutzt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Information aus Radar- bzw. Lidardaten zur Plausibilisierung von Daten des Kamerasensors genutzt werden, insbesondere eine der Informationen a)–e).
  3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bildverarbeitung zur Auswertung von Kameradaten derart vorgesehen ist, dass nur in einem Bereich, in dem eine Information nach a)–e) vorliegt, nach Verkehrszeichen gesucht wird.
  4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Informationen c) oder d) für die Zuordnung des Geltungsbereichs für ein Verkehrszeichen ausgewertet wird, insbesondere in einer Fahrzeugumgebung mit mehreren Fahrspuren.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bildverarbeitung zur Auswertung von Kameradaten derart vorgesehen ist, dass einem Bereich, in dem eine Information nach f) vorliegt, nicht nach Verkehrszeichen gesucht wird.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verkehrszeichen basierend auf Daten eines Radar- bzw. Lidarsystems in Abhängigkeit von zumindest einem der folgenden Parameter erkannt wird – Position des Objekts – Entfernung – Stärke der Reflektion – Relativgeschwindigkeit – Ausdehnung des Objekts
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass basierend auf Daten eines Radar- bzw. Lidarsensors Objekte als mögliche Verkehrszeichen erkannt werden, wobei den Objekten ein Wahrscheinlichkeitswert zugeordnet wird, der angibt mit welcher Wahrscheinlichkeit das entsprechende Objekt ein Verkehrszeichen ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, dass eine Information zur Position eine Objekts zusätzlich mit einer Information eines Navigationssystems korreliert wird.
  9. Vorrichtung für ein Fahrzeug zur Erkennung von Verkehrszeichen, umfassend ein – ein Radar- oder Lidarsensorsystem – ein Kamerasensorsystem – eine Steuer- oder Auswerteeinheit, die mit den genannten Sensorsystemen verbindbar ist und die einen elektronischen Speicher umfasst, auf dem ein Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche hinterlegt ist.
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