DE102022126246A1 - METHOD FOR VERIFYING A CALIBRATION OF A DISTANCE MEASUREMENT CARRIED OUT BY MEANS OF A CAMERA INSTALLATED IN A VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Überprüfen einer Kalibration einer Distanzmessung, die mithilfe einer in einem Fahrzeug (100) eingebauten Kamera (120) durchgeführt wird, mit den Schritten:a) Erkennen eines ersten Verkehrszeichens (210, 230, 260, 290), das eine Distanz zu einem zweiten Verkehrszeichen (210', 250, 280, 290') angibt, in einem mit der Kamera (120) aufgenommenen ersten Bild,b) Erkennen des zweiten Verkehrszeichens (210', 250, 280, 290') in einem mit der Kamera (120) aufgenommenen zweiten Bild,c) Messen einer Distanz zwischen der Kamera (120) und dem zweiten Verkehrszeichen (210', 250, 280, 290') durch Auswertung des zweiten Bildes, undd) Überprüfen der Kalibration in Abhängigkeit der gemessenen und angegebenen Distanz.Method for checking a calibration of a distance measurement which is carried out using a camera (120) installed in a vehicle (100), comprising the steps of:a) recognizing a first traffic sign (210, 230, 260, 290) which indicates a distance to a second traffic sign (210', 250, 280, 290') in a first image recorded with the camera (120),b) recognizing the second traffic sign (210', 250, 280, 290') in a second image recorded with the camera (120),c) measuring a distance between the camera (120) and the second traffic sign (210', 250, 280, 290') by evaluating the second image, andd) checking the calibration as a function of the measured and indicated distance.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen einer Kalibration einer Distanzmessung, die mithilfe einer in einem Fahrzeug eingebauten Kamera durchgeführt wird, ein Computerprogrammprodukt, ein Steuergerät für ein Fahrzeug und ein Fahrzeug.The present invention relates to a method for checking a calibration of a distance measurement carried out by means of a camera installed in a vehicle, a computer program product, a control device for a vehicle and a vehicle.
Fahrzeugsysteme und Fahrerassistenzsysteme beruhen auf Aufnahmen der Fahrzeugumgebung von im Fahrzeug eingebauten Kameras, um beispielsweise den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug zu messen und im Falle eines zu geringen Abstands einen Bremsvorgang einzuleiten und/oder durchzuführen. Um beispielsweise einen Abstand aus Aufnahmen der im Fahrzeug eingebauten Kamera genau bestimmen zu können, muss diese kalibriert sein. Dabei ist, gemäß offizieller Vorschriften, ein Messungenauigkeit in der Kalibration der Distanzmessung erlaubt. Diese variiert in Abhängigkeit der tatsächlichen Distanz beziehungsweise des tatsächlichen Abstands, von der die gemessene Distanz beziehungsweise der gemessene Abstand um einen vorbestimmten prozentualen Anteil abweichen darf. Die Kamera wird vor dem Einbau in das Fahrzeug kalibriert, jedoch können dynamische Effekte, wie beispielsweise eine Beladung des Fahrzeugs, der Reifendruck, und langfristige Effekte, wie beispielsweise das Altern der Fahrzeugkarosserie, einen negativen Einfluss auf die Kalibrierung der Kamera haben, was eine erneute Kalibrierung der im Fahrzeug eingebauten Kamera notwendig macht. Eine falsch oder schlecht kalibrierte Kamera führt dazu, dass kamerabasierte Fahrzeug- und Fahrerassistenzsysteme nicht mehr verlässlich arbeiten können, da beispielsweise ein Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug falsch gemessen wird. Daher ist eine regelmäßige Überprüfung der Kalibration ein nicht zu vernachlässigender Punkt bei einem Einsatz von kamerabasierten Fahrzeug- und Fahrerassistenzsystemen.Vehicle systems and driver assistance systems are based on images of the vehicle's surroundings taken by cameras installed in the vehicle, for example to measure the distance to a vehicle ahead and to initiate and/or carry out braking if the distance is too small. In order to be able to accurately determine a distance from images taken by the camera installed in the vehicle, for example, the camera must be calibrated. According to official regulations, a measurement inaccuracy in the calibration of the distance measurement is permitted. This varies depending on the actual distance or the actual distance, from which the measured distance or the measured distance may deviate by a predetermined percentage. The camera is calibrated before being installed in the vehicle, but dynamic effects such as vehicle loading, tire pressure and long-term effects such as aging of the vehicle body can have a negative influence on the calibration of the camera, making it necessary to recalibrate the camera installed in the vehicle. An incorrectly or poorly calibrated camera means that camera-based vehicle and driver assistance systems can no longer work reliably because, for example, the distance to a vehicle in front is measured incorrectly. Therefore, regular calibration checks are a point that should not be neglected when using camera-based vehicle and driver assistance systems.
Beispielsweise ist aus der
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren, ein Computerprogrammprodukt, ein Steuergerät für ein Fahrzeug und ein Fahrzeug zum Überprüfen einer Kalibration einer Distanzmessung, die mithilfe einer in einem Fahrzeug eingebauten Kamera durchgeführt wird, bereitzustellen.Against this background, an object of the present invention is to provide a method, a computer program product, a control device for a vehicle and a vehicle for checking a calibration of a distance measurement carried out using a camera installed in a vehicle.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Überprüfen einer Kalibration einer Distanzmessung, die mithilfe einer in einem Fahrzeug eingebauten Kamera durchgeführt wird, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- a) Erkennen eines ersten Verkehrszeichens, das eine Distanz zu einem zweiten Verkehrszeichen angibt, in einem mit der Kamera aufgenommenen ersten Bild,
- b) Erkennen des zweiten Verkehrszeichens in einem mit der Kamera aufgenommenen zweiten Bild,
- c) Messen einer Distanz zwischen der Kamera und dem zweiten Verkehrszeichen durch Auswertung des zweiten Bildes, und
- d) Überprüfen der Kalibration in Abhängigkeit der gemessenen und angegebenen Distanz.
- a) detecting a first traffic sign indicating a distance to a second traffic sign in a first image taken with the camera,
- b) Recognition of the second traffic sign in a second image taken with the camera,
- c) measuring a distance between the camera and the second traffic sign by evaluating the second image, and
- d) Checking the calibration depending on the measured and specified distance.
Das Verfahren hat den Vorteil, dass eine schlechte Kalibration beziehungsweise eine über einen Zeitraum schlechter werdende Kalibration einer Distanzmessung, die mithilfe einer in einem Fahrzeug eingebauten Kamera durchgeführt wird, frühzeitig erkannt werden kann. Damit kann eine erneute Kalibration der Distanzmessung nach Bedarf durchgeführt werden und das korrekte Bestimmen und Messen von Distanzen in den aufgenommenen Bildern der Kamera kann sichergestellt werden. Dies führt dazu, dass kamerabasierte Fahrzeugsysteme und Fahrerassistenzsysteme des Fahrzeugs verbessert verwendet werden.The method has the advantage that poor calibration or a calibration that deteriorates over time of a distance measurement that is carried out using a camera installed in a vehicle can be detected at an early stage. This means that the distance measurement can be recalibrated as required and the correct determination and measurement of distances in the images recorded by the camera can be ensured. This leads to improved use of camera-based vehicle systems and driver assistance systems in the vehicle.
Die Kalibration ist dazu notwendig, um durch Auswertung des durch die Kamera aufgenommenen Bildes Distanzen zu messen und diese in Abstände und Distanzen in dem realen Umfeld umzurechnen. Nur wenn eine korrekte Kalibration vorliegt, stimmen die in dem mit der Kamera aufgenommenen Bild gemessenen Abstände mit den tatsächlichen Abständen überein. Die Kalibration korrigiert damit beispielsweise extrinsische und intrinsische Kameraparameter sowie weitere Abbildungsfehler.Calibration is necessary to measure distances by evaluating the image taken by the camera and converting these into distances in the real environment. Only if the calibration is correct do the distances measured in the image taken with the camera match the actual distances. Calibration therefore corrects, for example, extrinsic and intrinsic camera parameters as well as other imaging errors.
Gemäß einer Ausführungsform wird mit einer odometrischen Messung einer durch das Fahrzeug zurückgelegten Distanz begonnen, wenn das Fahrzeug das erste Verkehrszeichen passiert, und Schritt d) wird in Abhängigkeit der gemessenen Distanz, der zurückgelegten Distanz und der angegeben Distanz durchgeführt.According to one embodiment, an odometric measurement of a distance travelled by the vehicle is started when the vehicle passes the first traffic sign, and step d) is carried out depending on the measured distance, the distance covered and the indicated distance.
Wird das Verfahren während des Fahrens durchgeführt, wird eine odometrische Messung gestartet und die von dem Fahrzeug zurückgelegte Strecke beispielsweise mithilfe von Radsensoren gemessen. Die Radsensoren sind dabei beispielsweise Radumdrehungssensoren, aus deren Sensordaten eine von dem Fahrzeug zurückgelegte Strecke bestimmt wird.If the procedure is carried out while driving, an odometric measurement is started and the distance covered by the vehicle is measured using wheel sensors, for example. The wheel sensors are, for example, wheel rotation sensors, from whose sensor data the distance covered by the vehicle is determined.
Die von dem Fahrzeug zurückgelegte Strecke wird bei der Überprüfung der Kalibration berücksichtigt, beziehungsweise diese auch in Abhängigkeit der zurückgelegten Strecke durchgeführt. Beispielsweise kann die Überprüfung dadurch durchgeführt werden, dass eine Summe der gemessenen Distanz und der zurückgelegten Distanz der angegeben Distanz entsprechen muss. Die mithilfe der odometrischen Messung bestimmte zurückgelegte Streckt weist eine sehr geringe Messungenauigkeit auf, weshalb sich diese Art der Distanzmessung für einen Vergleich anbietet. Tritt bei dem Vergleich der Distanzen eine Abweichung auf, kann auf Grund der geringen Messungenauigkeit der odometrischen Distanzmessung die Annahme getroffen werden, dass die Distanzmessungen in den Bildern der Kamera eine Messungenauigkeit aufweisen.The distance covered by the vehicle is taken into account when checking the calibration, or the calibration is carried out depending on the distance covered. For example, the check can be carried out by ensuring that the sum of the measured distance and the distance covered corresponds to the specified distance. The distance covered determined using the odometric measurement has a very low measurement inaccuracy, which is why this type of distance measurement is suitable for comparison. If a deviation occurs when comparing the distances, the assumption can be made that the distance measurements in the camera images have a measurement inaccuracy due to the low measurement inaccuracy of the odometric distance measurement.
Gemäß einer Ausführungsform wird in Schritt c) die Distanz zwischen der Kamera und einem Fahrzeug, das benachbart zu dem zweiten Verkehrszeichen hält, durch Auswertung des zweiten Bildes gemessen wird.According to one embodiment, in step c) the distance between the camera and a vehicle stopping adjacent to the second traffic sign is measured by evaluating the second image.
Die Distanzmessung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, dauerhaft während des Fahrens einen Abstand zu einem Fahrzeug zu messen, dass sich vor dem Ego-Fahrzeug befindet. Demgemäß wird eine Distanz zu einem Fahrzeug, das benachbart zu dem zweiten Verkehrszeichen hält, schon von Haus aus zur Verfügung gestellt. Die Distanz zu dem zweiten Verkehrszeichen wird hier also mittelbar (nämlich mittels des an dem zweiten Verkehrszeichen haltenden Fahrzeugs) bestimmt.The distance measurement can, for example, be set up to continuously measure a distance to a vehicle that is in front of the ego vehicle while driving. Accordingly, a distance to a vehicle that is stopped next to the second traffic sign is already provided. The distance to the second traffic sign is therefore determined indirectly here (namely by means of the vehicle stopped at the second traffic sign).
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Verfahren zum Überprüfen einer Kalibration einer Distanzmessung, die mithilfe einer in einem Fahrzeug eingebauten Kamera durchgeführt wird, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte:
- a) Erkennen von zumindest zwei Verkehrszeichen in einem mit der Kamera aufgenommenen Bild, wobei das erste Verkehrszeichen eine Distanz zu dem zweiten Verkehrszeichen angibt,
- b) Messen einer Distanz zwischen dem ersten Verkehrszeichen und dem zweiten Verkehrszeichen durch Auswertung des Bildes, und
- c) Überprüfen der Kalibration in Abhängigkeit der angegebenen und der gemessenen Distanz.
- a) detecting at least two traffic signs in an image taken with the camera, the first traffic sign indicating a distance to the second traffic sign,
- b) measuring a distance between the first traffic sign and the second traffic sign by evaluating the image, and
- c) Checking the calibration depending on the specified and measured distance.
Das Verfahren bietet den Vorteil, dass die Distanz zwischen den zumindest zwei Verkehrszeichen in einem aufgenommenen Bild bestimmt wird. Diese Verfahren kann daher sowohl während des Fahrens als auch im Stillstand durchgeführt werden. Dabei wird die Kalibration in Abhängigkeit der auf dem ersten Verkehrszeichen angegebenen Distanz und der durch Auswertung des aufgenommenen Bildes bestimmten Distanz zwischen dem ersten und zweiten Verkehrszeichen bestimmt.The method offers the advantage that the distance between at least two traffic signs is determined in a recorded image. This method can therefore be carried out both while driving and when stationary. The calibration is determined depending on the distance indicated on the first traffic sign and the distance between the first and second traffic signs determined by evaluating the recorded image.
Gemäß einer Ausführungsform wird in Schritt b) die Distanz zwischen der Kamera und einem Fahrzeug, das benachbart zu dem zweiten Verkehrszeichen hält, durch Auswertung des Bildes gemessen.According to one embodiment, in step b) the distance between the camera and a vehicle stopping adjacent to the second traffic sign is measured by evaluating the image.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das erste Verkehrszeichen ein Zusatzzeichen, das die Distanz zu dem zweiten Verkehrszeichen als Zahlenangabe angibt.According to one embodiment, the first traffic sign comprises an additional sign which indicates the distance to the second traffic sign as a numerical value.
Das erste Verkehrszeichen in Verbindung mit dem Zusatzzeichen zeigen ein vorausliegendes zweites Verkehrszeichen an. Die Distanz zwischen dem ersten und zweiten Verkehrszeichen ist dabei als Zahlenangabe auf dem Zusatzzeichen angegeben.The first traffic sign in conjunction with the additional sign indicates a second traffic sign ahead. The distance between the first and second traffic signs is indicated as a number on the additional sign.
Dabei können verschiedene Kombinationen von ersten und zweiten Verkehrszeichen auftreten. Beispielsweise können das erste und das zweite Verkehrszeichen identische Verkehrszeichen oder unterschiedliche Verkehrszeichen sein, insbesondere kann das zweite Verkehrszeichen auch eine Lichtsignalanlage sein.Different combinations of first and second traffic signs can occur. For example, the first and second traffic signs can be identical traffic signs or different traffic signs; in particular, the second traffic sign can also be a traffic light.
Gemäß einer Ausführungsform sind das erste Verkehrszeichen und das zweite Verkehrszeichen Verkehrszeichen, die eine Zahlenangabe anzeigen, die eine Distanz von dem jeweiligen Verkehrszeichen zu einem vorausliegenden Referenzpunkt angeben, wobei die Distanz zwischen dem ersten und dem zweiten Verkehrszeichen durch den Betrag der Differenz der Zahlenangaben bestimmt wird.According to one embodiment, the first traffic sign and the second traffic sign are traffic signs that display a numerical indication that indicates a distance from the respective traffic sign to a reference point ahead, wherein the distance between the first and the second traffic sign is determined by the amount of the difference in the numerical indications.
Verkehrszeichen, die jeweils eine Distanz zu einem vorausliegenden Referenzpunkt angeben, sind beispielsweise Verkehrszeichen, die eine Ausfahrt an einer Autobahn beschildern. Es können auch mehr als zwei Verkehrszeichen dieser Art aufgestellt sein, beispielswiese vier. Jedoch sind das erste und das zweite Verkehrszeichen benachbarte Verkehrszeichen, wenn mehrere Verkehrszeichen aufgestellt sind.Traffic signs that each indicate a distance to a reference point ahead are, for example, traffic signs that indicate an exit on a motorway. There can also be more than two traffic signs of this type, for example four. However, the first and second traffic signs are adjacent Traffic signs if several traffic signs are installed.
Demgemäß können diese beispielsweise die Distanzen 300 m und 200 m anzeigen. Die angezeigten Distanzen können dabei auch größer oder kleiner sein. Beispielsweise können die mehreren Verkehrszeichen auch die Distanzen 400 m, 300 m, 200 m, 100 m anzeigen, wobei eine Distanz zwischen zwei benachbarten Verkehrszeichen der mehreren Verkehrszeichen identischen ist. Das erste und das zweite Verkehrszeichen kann beispielsweise das erste und zweite Verkehrszeichen der mehreren Verkehrszeichen sein, oder auch das dritte und vierte Verkehrszeichen der mehreren Verkehrszeichen.Accordingly, they can, for example, show the distances 300 m and 200 m. The distances shown can also be larger or smaller. For example, the multiple traffic signs can also show the distances 400 m, 300 m, 200 m, 100 m, whereby a distance between two adjacent traffic signs of the multiple traffic signs is identical. The first and second traffic signs can, for example, be the first and second traffic signs of the multiple traffic signs, or the third and fourth traffic signs of the multiple traffic signs.
Gemäß einer Ausführungsform weisen das erste Verkehrszeichen und das zweite Verkehrszeichen eine vorbestimmte Distanz zueinander auf und die vorbestimmte Distanz wird dem Fahrzeug drahtlos zur Verfügung gestellt oder ist auf einem Datenspeicher des Fahrzeugs abgespeichert.According to one embodiment, the first traffic sign and the second traffic sign have a predetermined distance from each other and the predetermined distance is made available to the vehicle wirelessly or is stored on a data storage device of the vehicle.
Auch wenn ein erstes Verkehrszeichen eine Distanz zu einem zweiten Verkehrszeichen nicht durch eine Zahlenangabe anzeigt, so weisen ein erste und ein zweites Verkehrszeichen eine vorbestimmte Distanz zueinander auf. Ein solches erstes und zweites Verkehrszeichen sind beispielsweise Leitpfosten, die in einer vorbestimmten Distanz zueinander aufgestellt sind oder Verkehrszeichen, die auf einen vorausliegenden Bahnübergang hinweisen. Wird solch ein erstes Verkehrszeichen erkannt, wird die vorbestimmte Distanz zu dem zweiten Verkehrszeichen drahtlos zur Verfügung gestellt oder die vorbestimmte Distanz ist abgespeichert und kann dann abgerufen werden.Even if a first traffic sign does not indicate a distance to a second traffic sign using a number, a first and a second traffic sign have a predetermined distance from each other. Such a first and second traffic sign are, for example, guide posts that are set up at a predetermined distance from each other or traffic signs that indicate a railway crossing ahead. If such a first traffic sign is recognized, the predetermined distance to the second traffic sign is made available wirelessly or the predetermined distance is stored and can then be retrieved.
Gemäß einer Ausführungsform wird in Abhängigkeit der Überprüfung der Kalibration der Distanzmessung eine Information an einen Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben.According to one embodiment, information is output to a driver of the vehicle depending on the verification of the calibration of the distance measurement.
Eine Information die Überprüfung der Kalibration und/oder über einen Zustand der Kalibration wird an einen Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben. Dieser kann in der Information beispielsweise darüber informiert werden, dass die Kalibration in einem zeitlichen Verlauf schlechter wird und/oder eine erneute Kalibration beispielsweise durch eine Fachwerkstatt durchgeführt werden muss.Information about the calibration check and/or the status of the calibration is issued to the driver of the vehicle. The driver can be informed, for example, that the calibration is deteriorating over time and/or that a new calibration must be carried out, for example by a specialist workshop.
Weiterhin kann ein Fahrer beispielsweise bei einer schlechten Kalibration darüber informiert werden, dass kamerabasierte Fahrzeugsysteme und Fahrerassistenzsysteme nur noch eingeschränkt verwendet werden können und/oder abgeschaltet werden.Furthermore, in the event of poor calibration, for example, a driver can be informed that camera-based vehicle systems and driver assistance systems can only be used to a limited extent and/or are switched off.
Gemäß einer Ausführungsform wird in Abhängigkeit der Überprüfung der Kalibration der Distanzmessung eine Kalibrierung der Distanzmessung durchgeführt.According to one embodiment, a calibration of the distance measurement is carried out depending on the verification of the calibration of the distance measurement.
Eine Distanzmessung mithilfe der im Fahrzeug eingebauten Kamera kann beispielsweise maximal eine vorgegebene Messungenauigkeit von 10 % bei einer tatsächlichen Strecke von 100 m aufweisen, jedoch kann diese Messungenauigkeit auch kleiner oder größer sein. Wird bei der Überprüfung jedoch festgestellt, dass die Messungenauigkeit größer als eine vorgegebene maximale Messungenauigkeit ist, so ist die Distanzmessung nicht korrekt kalibriert.For example, a distance measurement using the camera installed in the vehicle can have a maximum specified measurement inaccuracy of 10% for an actual distance of 100 m, but this measurement inaccuracy can also be smaller or larger. However, if the inspection reveals that the measurement inaccuracy is greater than a specified maximum measurement inaccuracy, the distance measurement is not correctly calibrated.
Eine erneute Kalibrierung der Kamera kann beispielsweise über ein drahtloses Netzwerk durchgeführt werden, durch den Vergleich von Größenabmessungen von Verkehrsschildern mit abgespeicherten Größenabmessungen oder dergleichen.Recalibration of the camera can be performed, for example, via a wireless network, by comparing size dimensions of traffic signs with stored size dimensions or the like.
Gemäß einer Ausführungsform werden in Abhängigkeit der Überprüfung der Kalibration Fahrerassistenzsysteme des Fahrzeugs abgeschaltet.According to one embodiment, driver assistance systems of the vehicle are switched off depending on the calibration check.
Ergibt die Überprüfung der Kalibration, dass diese fehlerhaft ist, können kamerabasierte Fahrerassistenzsysteme nicht korrekt arbeiten und zu Unfällen führen, falls ein Fahrer des Fahrzeugs sich trotzdem auf diese verlässt. Daher können diese in Abhängigkeit der Überprüfung abgeschaltet werden.If the calibration check reveals that it is faulty, camera-based driver assistance systems may not work correctly and may lead to accidents if a vehicle driver relies on them anyway. Therefore, they can be switched off depending on the check.
Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das vorstehend beschriebene Verfahren auszuführen.According to a third aspect, a computer program product is proposed which comprises instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out the method described above.
Ein Computerprogrammprodukt nach einem dritten Aspekt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.A computer program product according to a third aspect, such as a computer program means, can be provided or delivered, for example, as a storage medium, such as a memory card, USB stick, CD-ROM, DVD, or also in the form of a downloadable file from a server in a network. This can be done, for example, in a wireless communication network by transmitting a corresponding file with the computer program product or the computer program means.
Gemäß einem vierten Aspekt wird ein Steuergerät für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Steuergerät für ein Fahrzeug umfasst: eine Prozessor-Einheit, und eine Speicher-Einheit, auf welcher Mittel zur Ausführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens abgespeichert sind.According to a fourth aspect, a control device for a vehicle is provided. The control device for a vehicle comprises: a processor unit, and a memory unit on which means for carrying out the method described above are stored.
Eine Prozessor-Einheit in dem Fahrzeug ist dazu eingerichtet erste und zweite Verkehrszeichen zu erkennen, beispielsweise durch eine Bilderkennungssoftware basierend auf einer künstlichen Intelligenz. Diese ist beispielsweise auch dazu eingerichtet aus der Kombination des ersten erkannten Verkehrszeichens und dem Distanz angebendem Zusatzzeichen Rückschlüsse auf das zweite Verkehrszeichen zu ziehen.A processor unit in the vehicle is set up to recognize first and second traffic signs, for example using image recognition software based on artificial intelligence. This is also set up, for example, to draw conclusions about the second traffic sign from the combination of the first recognized traffic sign and the additional sign indicating the distance.
Die jeweilige Einheit kann hardwaretechnisch und/oder softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Einheit zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor ausgebildet sein. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Einheit als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als ein Algorithmus, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein. Ferner kann jede der vorliegend genannten Einheiten auch als Teil eines übergeordneten Steuerungssystems des Fahrzeugs, wie beispielsweise einer zentralen elektronischen Steuervorrichtung und/oder einer Motorsteuervorrichtung (ECU: Engine Control Unit), ausgebildet sein.The respective unit can be implemented in hardware and/or software. In a hardware implementation, the respective unit can be designed as a computer or as a microprocessor, for example. In a software implementation, the respective unit can be designed as a computer program product, as a function, as a routine, as an algorithm, as part of a program code or as an executable object. Furthermore, each of the units mentioned here can also be designed as part of a higher-level control system of the vehicle, such as a central electronic control device and/or an engine control device (ECU: Engine Control Unit).
Gemäß einem fünften Aspekt wird ein Fahrzeug mit einer oder mehreren Kameras zum Aufnehmen von Bildern, und einem Steuergerät nach dem vierten Aspekt bereitgestellt.According to a fifth aspect, a vehicle is provided with one or more cameras for taking images, and a control device according to the fourth aspect.
Eine oder mehrere Kameras sind an dem Fahrzeug so angebracht, dass diese ein möglichst großes Blickfeld aufweisen. Beispielsweise mittig am Fahrzeug und/oder als Satellitenkamera seitlich am Fahrzeug.One or more cameras are mounted on the vehicle so that they have the largest possible field of view. For example, in the middle of the vehicle and/or as a satellite camera on the side of the vehicle.
Die für den ersten Aspekt beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für die weiteren Aspekte (zweiter bis fünfter Aspekt) entsprechend und umgekehrt.The embodiments and features described for the first aspect apply accordingly to the other aspects (second to fifth aspects) and vice versa.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.Further possible implementations of the invention also include combinations of features or embodiments described above or below with respect to the exemplary embodiments that are not explicitly mentioned. The person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung.Further advantageous embodiments and aspects of the invention are the subject of the subclaims and the embodiments of the invention described below.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.
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1 zeigt eine schematische Aufsicht auf ein Fahrzeug mit einer Kamera und einem Steuergerät; -
2 zeigt eine schematische Darstellung von ersten erkannten Verkehrszeichen und zugehörigen zweiten Verkehrszeichen; -
3 zeigt eine schematische Darstellung einer Anwendungssituation eines ersten Aspekts eines Verfahrens zum Überprüfen einer Kalibration einer Distanzmessung, die mithilfe in einem Fahrzeug eingebauten Kamera durchgeführt wird, im Straßenverkehr; -
4 zeigt ein Flussablaufdiagram eines ersten Aspekts eines Verfahrens zum Überprüfen einer Kalibration einer Distanzmessung, die mithilfe einer in einem Fahrzeug eingebauten Kamera durchgeführt wird; -
5 zeigt eine schematische Darstellung einer Anwendungssituation eines Verfahrens zum Überprüfen einer Kalibration einer Distanzmessung, die mithilfe einer in einem Fahrzeug eingebauten Kamera durchgeführt wird, gemäß einem zweiten Aspekt; und -
6 zeigt ein Flussablaufdiagramm eines zweiten Aspekts eines Verfahrens zum Überprüfen einer Kalibration einer Distanzmessung, die mithilfe einer in einem Fahrzeug eingebauten Kamera durchgeführt wird.
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1 shows a schematic view of a vehicle with a camera and a control unit; -
2 shows a schematic representation of first recognized traffic signs and corresponding second traffic signs; -
3 shows a schematic representation of an application situation of a first aspect of a method for checking a calibration of a distance measurement, which is carried out using a camera installed in a vehicle, in road traffic; -
4 shows a flow diagram of a first aspect of a method for checking a calibration of a distance measurement carried out using a camera installed in a vehicle; -
5 shows a schematic representation of an application situation of a method for checking a calibration of a distance measurement carried out using a camera installed in a vehicle, according to a second aspect; and -
6 shows a flow diagram of a second aspect of a method for checking a calibration of a distance measurement performed using a camera installed in a vehicle.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.In the figures, identical or functionally equivalent elements have been given the same reference numerals unless otherwise stated.
Das Steuergerät 110 des Fahrzeugs 100 umfasst eine Prozessor-Einheit und eine Speicher-Einheit. Das Steuergerät 110 ist - vorzugsweise mithilfe einer Software, die auf der Speicher-Einheit abgelegt ist und mithilfe der Prozessor-Einheit ausgeführt wird - dazu eingerichtet, ein im Folgenden beschriebenes Verfahren zum Überprüfen einer Kalibration einer Distanzmessung, die mithilfe einer in einem Fahrzeug 100 eingebauten Kamera 120 durchgeführt wird, auszuführen. Das Steuergerät 110 ist dazu eingerichtet mehrere Größen, aber insbesondere das Ergebnis der Überprüfung der Kalibration, auszugeben, beispielsweise an das Fahrerassistenzsystem und/oder an einen Fahrer des Fahrzeugs.The
Das Fahrerassistenzsystem erfordert eine präzise Erfassung einer Umgebung 200 in der sich das Fahrzeug 100 befindet, dazu gehören beispielsweise Abstände und Distanzen zu Objekten und von Objekten zueinander in der Umgebung 200. Ein Fahrerassistenzsystem, das dazu ausgelegt ist, einen Fahrer des Fahrzeugs 100 beispielsweise durch unterstützende Bremsbetätigung oder sogar semi-autonomen beziehungsweise vollautonomen Betrieb des Fahrzeugs zu unterstützen, muss in der Lage sein, Distanzen des Fahrzeugs zu Objekten und Abstände zwischen zwei oder mehr Objekten in der Umgebung 200 des Fahrzeugs 100 genau zu ermitteln.The driver assistance system requires precise detection of an
Bei der Durchführung des Verfahrens gemäß einem ersten Aspekt, wie es in dem Flussdiagramm in
Um den Zusammenhang zwischen dem ersten erkannten Verkehrszeichen 210, 230, 260 und dem zweiten erkannten Verkehrszeichen 210', 250, 280 besser verstehen zu können, sind in
Eine Prozessor-Einheit des Steuergeräts 110 des Fahrzeugs 100 ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit der Kombination des ersten erkannten Verkehrszeichens 210, 230, 260 mit dem distanzindizierendem Zusatzzeichen 220, 240, 270 auf das zweite Verkehrszeichen 210', 250, 280 zu schließen. Damit wird sichergestellt, dass das zweite erkannte Verkehrszeichen 210', 250, 280 das zu dem ersten erkannten Verkehrszeichen 210, 230, 260 zugehörige Verkehrszeichen ist und damit auch, dass die Distanz zu dem zugehörigen zweiten Verkehrszeichen gemessen wird.A processor unit of the
Die in
In Bezug auf
In
In
Das Fahrzeug 100 befindet sich an der Position POS1 und das Steuergerät 110 empfängt in dieser Position ein erstes Bild der Umgebung 200 des Fahrzeugs 100, das von der im Fahrzeug 100 eingebauten Kamera 120 aufgenommen wurde (Schritt S1). Die Prozessor-Einheit des Steuergeräts 110 verarbeitet das erste empfangene Bild und erkennt ein erstes Verkehrszeichen 230, das eine Distanz zu einem zweiten Verkehrszeichen 250 angibt. Dabei erkennt die Prozessor-Einheit die Distanz zu dem zweiten Verkehrszeichen, die auf dem Zusatzzeichen 240 angegeben ist, und legt diese als erste Distanz A fest (Schritt S3). Zudem verarbeitet die Prozessor-Einheit die Kombination aus erstem erkanntem Verkehrszeichen 230 und Zusatzzeichen 240, um in Abhängigkeit dieser Kombination das zweite Verkehrszeichen 250 zu erkennen.The
Das Fahrzeug 100 befindet sich nun an der Position POS2 und passiert damit das erste erkannte Verkehrszeichen 230 mit Zusatzzeichen 240. Das Passieren des ersten Verkehrszeichens wird beispielsweise durch die im Fahrzeug 100 eingebaute Kamera 120 wahrgenommen und eine odometrische Messung der zurückgelegten Strecke wird gestartet (Schritt S4). Die odometrische Messung wird durch den Radsensor 130 des Fahrzeugs 100 durchgeführt. Des Weiteren wird ein Wert der odometrischen Distanzmessung als zweite Distanz B festgelegt (Schritt S5).The
Befindet sich das Fahrzeug 100 beispielsweise an der Position POS3 wird ein von der Kamera 120 aufgenommenes zweites Bild von der Prozessor-Einheit des Steuergeräts 110 empfangen (Schritt S6). Dabei ist die Position POS3 in
Mithilfe der Prozessor-Einheit des Steuergeräts 110 wird eine dritte Distanz C der Kamera 120 des Fahrzeugs 100 zu dem zweiten Verkehrszeichen 250 durch Auswertung des zweiten Bildes gemessen (Schritt S8).Using the processor unit of the
Anschließend wird die Kalibration in Abhängigkeit der drei bestimmten Distanzen A, B, C überprüft (Schritt S9). Wie aus der Darstellung in
Eine Überprüfung der Kalibration in Abhängigkeit der drei Distanzen und im Anschluss eine Abweichung der Kalibration festzustellen kann beispielsweise über den Ausdruck 1 A - (B + C) 1 erfolgen, wobei A, B, C hier stellvertretend für die drei bestimmten Distanzen A, B, C steht. Beispielsweise beträgt die Distanz auf dem Zusatzzeichen 240 100 m, daher ist die erste Distanz A gleich 100 m. Bei einer odometrisch gemessenen zweiten Distanz B von 30 m wird eine dritte Distanz C von der Kamera 120 zu dem zweiten erkannten Verkehrszeichen 250 von C gleich 80 m durch Auswertung des zweiten Bildes gemessen. Demnach ergibt sich eine Abweichung von |100 - (30 + 80)| = 10. Beispielsweise darf eine Distanz in einem durch die Kamera aufgenommenen Bild eine Messungenauigkeit von 8,5 % aufweisen. In diesem Beispiel wird allerdings eine Messungenauigkeit von 10 % festgestellt. Demgemäß ist die Distanzmessung mithilfe der in dem Fahrzeug 100 eingebauten Kamera 120 nicht mehr kalibriert und daher muss eine erneute Kalibration durchgeführt werden.A check of the calibration depending on the three distances and then a deviation of the calibration can be carried out, for example, using the expression 1 A - (B + C) 1, where A, B, C here represent the three specific distances A, B, C. For example, the distance on the
Wird festgestellt, dass eine erneute Kalibration der Kamera 120 durchgeführt werden muss, so ist das Fahrzeug 100 dazu eingerichtet eine erneute Kalibration durchzuführen, beispielsweise über ein drahtloses Netzwerk. Alternativ oder ergänzend kann auch eine Information an den Fahrer des Fahrzeugs 100 ausgegeben werden. Diese kann den Fahrer des Fahrzeugs 100 beispielsweise auf die fehlerhafte Kalibration hinweisen und ihn auffordern sich nicht mehr auf kamerabasierte Fahrerassistenzsysteme zu verlassen, bis eine erneute Kalibration der fahrzeugeigenen Kamera 120 durchgeführt worden ist.If it is determined that the
In Bezug auf
Ein Fahrzeug 100, ausgestattet wie in
Anschließend wird die Kalibration in Abhängigkeit der ersten Distanz D und der zweiten Distanz E überprüft (Schritt S14). Beispielsweise zeigt das erste Verkehrszeichen 290 eine Zahlenangabe von 100 m, während das zweite Verkehrszeichen 290' eine Zahlenangabe von 50 m zeigt. Die Prozessor-Einheit ist dazu eingerichtet daraus zu bestimmen, dass die angegebene Distanz D, also die Distanz zwischen dem ersten und dem zweiten Verkehrszeichen, 50 m beträgt. Durch Auswertung des Bildes der im Fahrzeug 100 eingebauten Kamera 120 wird eine zweite Distanz E von 51 m zwischen dem ersten und zweiten Verkehrszeichen 290, 290' gemessen.The calibration is then checked as a function of the first distance D and the second distance E (step S14). For example, the
Das Überprüfen der Kalibration in Abhängigkeit der angegebenen und gemessenen Distanz, also beispielsweise der Vergleich (|D - E|) der beiden Distanzen D, E liefert eine Abweichung von 1 m. Dies entspricht einer prozentualen Abweichung von 2 %. Bei einer erlaubten Messungenauigkeit von beispielsweise 5 % auf eine Distanz von 50 m, liegt dieser Wert innerhalb der vorgegebenen Messungenauigkeit. Daher wird keine erneute Kalibration der im Fahrzeug eingebauten Kamera 120 durchgeführt.Checking the calibration depending on the specified and measured distance, for example comparing (|D - E|) the two distances D, E, results in a deviation of 1 m. This corresponds to a percentage deviation of 2%. With a permitted measurement inaccuracy of, for example, 5% over a distance of 50 m, this value is within the specified measurement inaccuracy. Therefore, the
In einer weiteren Ausführungsform wurden die zumindest zwei Verkehrszeichen 290, 290' von dem Fahrzeug 100 erkannt und die angegebene Distanzen D bestimmt. Das Fahrzeug 100 befindet sich an der Position POS20, während ein Fahrzeug 201 sich an der Position POS30 befindet, und dabei benachbart zu dem zweiten Verkehrszeichen 290' ist. Die Prozessor-Einheit bestimmt nun durch Auswertung des Bildes eine Distanz F zu dem Fahrzeug 201. Anschließend wird die Kalibration in Abhängigkeit der Distanz F und der angegebenen Distanz D überprüft.In a further embodiment, the at least two
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.Although the present invention has been described using exemplary embodiments, it can be modified in many ways.
BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS
- 100100
- Fahrzeugvehicle
- 110110
- SteuergerätControl unit
- 120120
- Kameracamera
- 130130
- RadsensorWheel sensor
- 200200
- UmgebungVicinity
- 201201
- vorausfahrendes Fahrzeugvehicle ahead
- 210, 230, 260210, 230, 260
- erstes Verkehrszeichenfirst traffic sign
- 210', 250210', 250
- zweites Verkehrszeichensecond traffic sign
- 220, 240, 270220, 240, 270
- distanzindizierendes Zusatzzeichendistance-indicating additional sign
- 280280
- LichtzeichenanlageTraffic light system
- 290, 290'290, 290'
- VerkehrszeichenTraffic signs
- A, DA, D
- erste Distanzfirst distance
- B, EB, E
- zweite Distanzsecond distance
- C, FC, F
- dritte Distanzthird distance
- POS1, POS2, POS3POS1, POS2, POS3
- Positionposition
- POS10, POS20, POS30POS10, POS20, POS30
- Positionposition
- S1 bis S9S1 to S9
- VerfahrensschritteProcess steps
- S10 bis S14S10 to S14
- VerfahrensschritteProcess steps
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2019066770 A1 [0003]WO 2019066770 A1 [0003]
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Also Published As
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