CN103105168B - 用于确定位置的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定特别是机动车（1）的位置的方法，其中光学检测具有已知地理位置的对象并且比较该对象的地理位置和所存储的地图数据，其中该对象是具有距离说明的道路指示牌（10），在车辆侧光学识别该道路指示牌并且随后借助字符识别装置分析所述距离说明。

Description

用于确定位置的方法

技术领域

本发明涉及一种用于确定特别是机动车的位置的方法，其中，对具有已知地理位置的对象进行光学检测并且将该对象的地理位置与所存储的地图数据进行比较。

此外本发明还涉及一种构造用于实施用于确定位置的方法的驾驶员辅助系统和一种具有这种驾驶员辅助系统的机动车。

背景技术

由现有技术已知用于机动车的舒适系统、安全系统和驾驶员辅助系统，这些系统需要机动车的准确的位置确定。驾驶员辅助系统为其中一例，该驾驶员辅助系统包括车辆对车辆通信平台，该通信平台用于向后方的交通参与者警告当地的危险、例如事故位置。另一实例在于预测性灯光控制，其在在隧道内接近机动车时已经被触发，以提前调节视野状况，或者在于具有提前的档位选择的驾驶员辅助系统，该驾驶员辅助系统在接近弯道时预先给出合适的变速箱档位。

典型的是，借助基于卫星的定位系统、例如特别是GPS系统(全球定位系统)确定车辆的位置。在此位置确定的精确度由于大气辐射、多径传播或卫星时钟误差而限制在大约10米左右。

由JP2010266383A已知一种交通引导系统，该交通引导系统设计用于识别交通标志。这种系统可以在没有导航设备但具有用于检测车辆前方区域的摄像机的车辆中使用。通过摄像机检测交通标识并且获取交叉路口的图形显示、字母或路段等。这些信息被处理并在引导系统的显示器上显示。车辆本身显示在基于交通标志分析的图形显示器上。

在DE102004013440A1中建议了一种用于精确导航系统行驶指示的方法。为此输入借助摄像机获取的行驶环境的数据。

由DE102007023765A1中已知一种用于输出方向信息的方法，该方向信息对应于在交通标志上显示的位置信息，该位置信息配属于路线的接下来的路段。这种方法要通过减少输出的方向信息来简化在道路网络中的定位。

由US6393360B1已知一种用于自动检测和引导车辆的方法。这种方法基于在位置固定的通信单元与安装在车辆中的移动通信单元之间的通信。

在DE19736774A1中建议了一种用于在机动车中显示信息的方法。对由车载摄像机拍摄的图像进行分析处理，在该图像中识别出的交通标识在车辆中的显示器上进行显示。

由文献DE102004013440A1已知一种用于精确导航系统行驶指示的方法，其中对借助基于卫星的定位系统确定的车辆位置进行精确。在此光学检测物体、特别是具有已知地理位置的交通灯或道路指示牌。借助对该物体的地理位置与所存储的地图数据进行比较来精确机动车的位置。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于确定特别是机动车的位置的改良方法，该方法可以实现特别精确的位置确定。

为实现该目的，提供一种用于确定机动车的位置的方法，其中，光学检测具有已知地理位置的对象并且将该对象的地理位置与所存储的地图数据进行比较，其中，该对象是具有距离说明的道路指示牌，在车辆侧光学识别该道路指示牌并随后借助字符识别装置分析所述距离说明，其中，所述距离说明指出与具有已知地理位置的第一参考点的相对距离，将所述第一参考点与数字道路地图的第二参考点进行比较，如果第一参考点和第二参考点对应于相同的地理位置，则确定所述机动车的位置。

在装置方面，该目的通过设计用于实施用于确定位置的方法的驾驶员辅助系统和通过具有这样设计的驾驶员辅助系统的机动车得以实现。

很多道路、例如特别是公路、联邦高速公路和高速公路配备有设立在道路边缘侧的各自具有距离说明的道路指示牌。根据本发明，在车辆侧自动检测并识别这些道路指示牌。各距离说明借助对应的字符识别装置进行分析。道路指示牌的地理位置进而机动车的位置借助与所存储的地图数据的比较来确定。因为这些具有距离说明的道路指示牌通常都沿着道路走向以例如500米的规则间距来设立，所以在行驶期间可以实现不断的车辆位置确定或位置检查。此外，为了执行用于位置确定的方法仅需要在车辆侧进行修改，已经存在的道路指示牌可以以特别简单的方式和方法用于位置确定。

所述距离说明指出与第一参考点、例如高速公路入口或高速公路出口或市中心的相对距离。为了确定机动车的位置，建立第二参考点和第一参考点的连接，该第二参考点从特别是机动车的导航系统或驾驶员辅助系统的数字道路地图中提取。如果真实的第一参考点和数字道路地图的第二参考点对应于相同的地理位置，则可以确定机动车的位置。亦即如果例如第一参考点和第二参考点对应于相同的高速公路入口或出口、或相同路段走向的起点，则确定了机动车的位置。检查第一参考点与第二参考点的对应保证了，可最小化机动车位置确定的误差。

在特别优选的方式中，所述距离说明指出与第一参考点沿着预定路段走向的相对距离。这例如可以由下述方式实现，即在道路指示牌上给出与即将到达的城市的市中心的剩余距离作为距离说明。此外可选的是，例如也可以给出与定义高速公路起点的第一参考点的相对距离。将真实的路段走向与数字道路地图的对应的虚拟路段走向进行比较并进行配属。然后在数字道路地图的已知成像比例下借助被检测到并读取的距离说明确定机动车的位置。

在本发明的一种优选实施例中，机动车的位置在数字道路地图上借助为此设置的显示单元来显示，该显示单元特别是集成在机动车的仪表板中。机动车的位置在数字道路地图上的输出以特别优选的方式方法在行驶期间不断地进行，以便特别是以最佳的方式通知驾驶员。

优选在行驶期间借助光学检测单元检测道路指示牌，该光学检测单元具有在行驶方向上取向的检测区域并且检测至少一个其中典型地设置有道路指示牌的车道边缘侧区域。对由光学检测单元生成的图像数据的分析以特别优选的方式限制在车道边缘侧区域的数据上，从而节省计算时间并且快速和可靠地实施该方法。

在行驶期间优选在第一时刻检测道路指示牌并在第二时刻确定机动车的位置。第二时刻由下述方式定义，即检测到的道路指示牌离开光学检测单元的在行驶方向上取向的检测区域。这可以特别是由相应的图像识别软件自动识别。在第二时刻进行机动车位置确定保证了，该机动车位于道路指示牌紧邻近，以最小化位置确定的误差。

在本发明的一种优选实施例中，持续地、不断地检测光学检测单元的检测区域。在此图像数据以视频序列的形式生成，该视频序列成像对应的车辆环境。检测到的道路指示牌在图像数据中的虚拟位置特别是在第一时刻和第二时刻之间不断地被检查，以便在很大程度上排除在位置确定时的可能的误差源。

在本发明的一种特别优选的实施例中，额外借助基于卫星的定位来确定机动车的位置。这可以特别是借助已知的定位系统如GPS系统(全球定位系统)来进行。特别是规定，首先借助基于卫星的定位进行机动车的大概的位置确定，随后借助根据本发明的方法精确所述位置确定。因此例如可以首先借助基于卫星的定位如下确定机动车的位置，即确定机动车所处的路段走向或道路、特别是高速公路。因此如果光学检测到、识别出和分析了具有距离说明的道路指示牌，则已知了该距离说明涉及哪个第一参考点，因为该第一参考点通常被分配给/配属于相应的路段走向。这样高速公路配备有说明距离的道路指示牌，所述道路指示牌显示与相应高速公路的相应起点的距离。

用于机动车的驾驶员辅助系统设计用于实施根据本发明的用于位置确定的方法。为此该驾驶员辅助系统具有至少一个光学检测单元，借助该光学检测单元可以光学检测车辆前端的区域。此外该驾驶员辅助系统还包括用于分析由光学检测单元生成的图像数据的分析单元。该驾驶员辅助系统优选集成在机动车中并且配备有图像字符识别装置，该图像字符识别装置例如以相应软件的形式实施在分析单元中。上述方法的阐述相应也适用于该驾驶员辅助系统和具有该驾驶员辅助系统的机动车。

附图说明

本发明实施形式的其它优点和细节由以下描述参考附图得出。

其中：

图1示意性示出具有驾驶员辅助系统的根据本发明的机动车，

图2示意性示出用于确定机动车的位置的根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

图1示出具有驾驶员辅助系统2的机动车1的示意性构造。该驾驶员辅助系统2具有光学检测单元3，该光学检测单元在行驶方向上取向，从而可以检测到车辆前端的检测区域9。此外在检测区域9内部还存在车道边缘侧区域，从而位于车道边缘侧区域中的道路指示牌10可以由光学检测单元3检测到。

光学检测单元3与分析单元4作用连接，从而光学检测到的图像数据可以由光学检测单元3传送到分析单元4。

图像字符识别装置以相应软件的形式实施在分析单元4中。分析单元4还与存储媒介5相连接，数字道路地图的数据存储在该存储媒介上。数字道路地图K可以在显示单元6上输出，该显示单元例如实施为显示器或监视器并且集成在机动车1的仪表板上。

驾驶员辅助系统2此外还包括控制单元7，借助该控制单元可以自动改变行驶状态参量。例如可以借助该控制单元7在识别出危险时自动引入机动车1的减速或者改变机动车1的侧滑角以引入避让行动/紧急转弯。

此外还设置有与分析单元4作用连接的接收器8。借助接收器8可以接收基于卫星的信号，这些信号可传输到分析单元4以进行分析。此时可以确定机动车1的位置。特别是在本发明的一种优选实施例中，接收器8设计成GPS(全球定位系统)接收器。

驾驶员辅助系统2附加地设计成导航系统，其中以未详细示出的方式和方法设置有输入单元，借助该输入单元例如可以预设行驶目的地。借助分析单元4并通过所存储的数字道路地图可以计算从机动车1的当前所处位置通往预设的行驶目的地的路线或路段走向。该路线可以与数字道路地图的适当片段一起在显示单元6上显示以通知车辆驾驶员。在显示单元6上还可以输出例如指示车辆驾驶员实施转弯过程的行驶指示。

驾驶员辅助系统2额外还具有未详细示出的通信平台，该通信平台可以实现与其它交通参与者的配备有类似装置的车辆进行通信。特别是由此可以在出现危险情况例如紧急刹车、堵车或出现事故时警告跟随该机动车1的另一车辆。

图2在流程图中示意性地描绘了用于确定机动车1的位置的方法。在第一方法步骤S1中，对在行驶期间由光学检测单元3不断检测到的图像数据进行分析。为此至少例如逐行和/或逐列扫描对应于车道边缘侧区域的图像数据，以识别可能存在的道路指示牌10。如果在第一方法步骤S1中识别出显示距离说明的道路指示牌10，则在随后的方法步骤S2中借助字符识别装置分析所检测到的图像数据，其中读出该距离说明。额外地，在本发明的一种优选实施例中在显示单元6上输出被识别的道路指示牌10。该距离说明例如指出到邻近城市的入口或市中心的距离。因此该距离说明是到第一参考点的相对距离的说明，该第一参考点例如由邻近城市市中心的地理位置或高速公路或联邦高速公路的起点或终点定义。

在第三方法步骤S3中，监视所检测到的道路指示牌10在由检测单元3在行驶期间持续生成的图像数据中的虚拟位置。当道路指示牌10离开光学检测单元3的检测区域9并因此不再处于图像数据中时，才实施机动车1的位置确定。因此保证使机动车1与道路指示牌10之间的距离最小，从而可以以尽可能高的精确度确定机动车的位置。道路指示牌在第一方法步骤S1中在第一时刻被检测并识别，但是其中机动车1的位置确定直到机动车1在第二时刻到达道路指示牌10并且道路指示牌10离开在车辆前端取向的检测区域E时才发生。

道路指示牌10具有已知的地理位置，该地理位置借助关于第一参考点的距离说明来说明。为了正确确定机动车1的位置，将该距离说明和第一参考点与所存储的数字道路地图的数据进行比较。此时确定数字道路地图的虚拟路段走向和其所属的虚拟的第二参考点并将其与第一参考点比较。如果第一参考点对应于第二参考点，亦即第一参考点和第二参考点对应于相同的地理位置，则机动车1所处的路段明显配属于所存储的数字道路地图的路段走向。因此可以借助于数字道路地图确定机动车1的位置，这是因为相应于所述距离说明沿着路段走向的已经过或待经过的距离是已知的。优选在显示单元6上输出这样求得的机动车1的位置。

机动车1的位置(确定)额外借助基于卫星的定位来实施。在此相应的卫星信号由接收器8接收并且输送到分析单元4以进行分析。这特别发生在GPS系统的框架内。基于卫星的定位例如可以用于在实施根据本发明的方法之前进行大致的位置确定。其优点在于，至少所述机动车1所处的正确道路或路段可以借助数字道路地图获得。因此第一参考点在前期准备中已知，因为该第一参考点通常配属于所述机动车1所处的道路或路段。

因此借助基于卫星的定位，可以轻易地在数字道路地图数据中找到对应于第一参考点的第二参考点，并且可以相应于上述方法确定机动车1的位置。

Claims (9)

1.一种用于确定机动车(1)的位置的方法，其中，光学检测具有已知地理位置的对象并且将该对象的地理位置与所存储的地图数据进行比较，

其特征在于，

该对象是具有距离说明的道路指示牌(10)，在车辆侧光学识别该道路指示牌并随后借助字符识别装置分析所述距离说明，其中，所述距离说明指出与具有已知地理位置的第一参考点的相对距离，将所述第一参考点与数字道路地图的第二参考点进行比较，如果第一参考点和第二参考点对应于相同的地理位置，则确定所述机动车(1)的位置。

2.根据权利要求1的方法，

其特征在于，

所述距离说明指出与第一参考点沿预定路段走向的相对距离，将所述预定路段走向与所述数字道路地图的虚拟路段走向进行比较以确定所述机动车(1)的位置。

3.根据权利要求1或2的方法，

其特征在于，

在所述数字道路地图上显示所述机动车(1)的确定位置。

4.根据权利要求1或2的方法，

其特征在于，

在行驶期间借助光学检测单元(3)检测所述道路指示牌(10)，所述光学检测单元具有在所述机动车(1)的行驶方向上取向的检测区域(9)并检测至少一个车道边缘侧区域，为检测所述道路指示牌(10)在进行字符识别时分析该车道边缘侧区域。

5.根据权利要求4的方法，

其特征在于，

在行驶期间在第一时刻检测所述道路指示牌(10)，当所述道路指示牌(10)在第二时刻离开所述检测区域(9)时，在第二时刻确定所述机动车(1)的位置。

6.根据权利要求4的方法，

其特征在于，

所述光学检测单元(3)不断检测所述检测区域(9)并且在此生成图像数据，其中在第一时刻和第二时刻之间不断检查所检测到的道路指示牌在图像数据中的虚拟位置。

7.根据权利要求1或2的方法，

其特征在于，

额外借助基于卫星的定位来确定所述机动车(1)的位置。

8.一种用于机动车(1)的驾驶员辅助系统(2)，该驾驶员辅助系统设计用于实施根据前述权利要求之一的方法，该驾驶员辅助系统包括：

-用于检测车辆前端的检测区域(9)的光学检测单元(3)，

-分析单元(4)，光学检测到的图像数据能由所述光学检测单元(3)传递给该分析单元，

-在所述分析单元(4)中实施的图像字符识别装置，和

-存储媒介(5)，在该存储媒介上存有数字道路地图的数据。

9.一种具有根据权利要求8的驾驶员辅助系统(2)的机动车(1)。