本發(fā)明涉及用于闡明車輛的車輛周圍環(huán)境的方法和設(shè)備。本發(fā)明的主題也是一種計算機程序。

背景技術(shù)：

用于駕駛員輔助(fas)的系統(tǒng)通常使用具有不同物理特性的傳感器用于檢測自身車輛處于的狀況。如下處理傳感器的信息：使得可以實現(xiàn)駕駛員輔助功能，例如車輛的縱向控制，也稱作“acc”(adaptivecruisecontrol：自適應(yīng)巡航控制)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

在此背景下，利用在此所提出的方案，提出一種用于闡明車輛的車輛周圍環(huán)境的方法，此外提出了一種使用該方法的設(shè)備、一種車輛以及最后提出一種相應(yīng)的計算機程序。本發(fā)明還提出有利的擴展方案和改善方案。

車輛的車輛周圍環(huán)境的映象(abbild)中的對象的位置的用于構(gòu)造關(guān)系信息——所述關(guān)系信息代表車輛周圍環(huán)境中的對象之間的空間關(guān)系——的使用能夠?qū)崿F(xiàn)用于實現(xiàn)駕駛員輔助功能和/或自動化駕駛功能和/或自動駕駛功能的相對的對象描述的導(dǎo)入。

映象可以涉及場景的傳感器附近映像。映象可以理解為圍繞車輛的駕駛狀況的描述。映象可以例如涉及中心透視的映象或鳥瞰視角示出的映象中的場景。映象可以示出從視頻傳感器視角的場景的示圖。

映象尤其可以涉及車輛的視頻傳感器的圖像，所述視頻傳感器根據(jù)在此所提出的構(gòu)思的一種實施方式從圖像來分析相對的對象描述和對象關(guān)系，所述對象描述和對象關(guān)系在內(nèi)部闡明時結(jié)合并且闡明的結(jié)果和/或?qū)ο蠛?或?qū)ο笾g的關(guān)系在到車輛的駕駛員輔助系統(tǒng)的和/或駕駛功能的外部接口上以供使用。

提出用于闡明車輛的車輛周圍環(huán)境的方法，其中，所述方法具有以下步驟：

提供車輛周圍環(huán)境的映象；

在使用映象中的第一對象的第一位置和映象中的第二對象的第二位置的情況下構(gòu)造關(guān)系信息，其中，所述關(guān)系信息代表車輛周圍環(huán)境中的第一對象與第二對象之間的空間關(guān)系；

使用所述關(guān)系信息，以便闡明車輛周圍環(huán)境。

所述方法可以在軟件或硬件中或在由軟件和硬件構(gòu)成的混合形式中——例如在控制設(shè)備中——實現(xiàn)。

車輛周圍環(huán)境可以涉及與用于車輛的駕駛輔助功能相關(guān)的車輛的周圍環(huán)境。車輛周圍環(huán)境可以具有基礎(chǔ)設(shè)施和/或車輛的相對附近區(qū)域中的有生命的或無生命的對象。車輛周圍環(huán)境可以根據(jù)車輛在鄉(xiāng)村的還是城市的周圍環(huán)境中運動而變化，并且也可以根據(jù)當(dāng)前由車輛行駛的道路屬于哪種道路種類而變化。光學(xué)傳感器可以是分配給車輛的駕駛員輔助系統(tǒng)的視頻攝像機的一部分，所述視頻攝像機布置在車輛的擋風(fēng)玻璃后面。所述映象可以示出車輛周圍環(huán)境中的場景的傳感器附近映象。所述映象例如可以是中心透視的映象。所述映象也可以示出鳥瞰視角。所述映象可以代表由車輛的對準(zhǔn)車輛的行駛方向的光學(xué)傳感器產(chǎn)生的映象。所述映象可以相應(yīng)地涉及數(shù)字視頻圖像。相應(yīng)于攝像機的位置，所述映象可以描繪車輛周圍環(huán)境的在行駛方向上位于車輛前面的片段，尤其在行駛方向上位于車輛前面的道路片段和鄰接所述道路片段的基礎(chǔ)設(shè)施區(qū)域、和位于所述片段中的對象。

對象例如可以涉及交通參與者(例如車輛、行人或騎自行車的人)、所示出的場景的可行駛的場地(所謂的空場地)、行車道的車道、交通基礎(chǔ)設(shè)施、側(cè)邊沿(berandungen)(例如防護欄和導(dǎo)向柱、綠色條紋(grünstreifen)等)、植被、建筑、天空等。對象可以在相應(yīng)的情境中理解為真實車輛周圍環(huán)境的真實對象或真實對象在代表車輛周圍環(huán)境的數(shù)字映象中的虛擬對象。對象的位置可以代表數(shù)字映象中的像素所描繪的對象的位置。第一對象與第二對象之間的空間關(guān)系例如可以表示對象之間的間距、至少一個對象與車輛的距離、至少一個對象的運動方向和/或運動速度或?qū)ο笾械囊粋€被另一個的遮擋。關(guān)系信息可以在使用映象的像素的數(shù)量和尺寸的情況下求取，所述關(guān)系信息示出第一與第二對象之間的關(guān)系，例如對象的間距。

為了有利地跟蹤車輛周圍環(huán)境中的至少一個對象，可以重復(fù)實施所述方法的步驟。

在此所提出的構(gòu)思在一種優(yōu)選實施方式中描述視頻傳感器的接口，所述接口盡可能最優(yōu)地匹配于傳感器的特性并且所述接口直接使用視頻傳感器的物理特性。由此，傳感器信息的降低性能的轉(zhuǎn)換(例如從正面視角到格柵圖示(網(wǎng)狀圖示)得以避免或者通過另外的直接的視頻信息補充。在此，直接從傳感器的物理特性導(dǎo)出的信息可以補充例如鳥瞰投影中的接口。所述方法擴大信息的范圍，所述信息可以從視頻傳感器中拿出來被使用。這達到這樣的程度，使得未來可以大大減少用于實施駕駛員輔助功能的其他傳感器的數(shù)量。由此，得出在傳感器市場中的很大優(yōu)點，所述優(yōu)點可以盡可能地完全地利用各個傳感器的潛力。通過在此所提出的構(gòu)思，增加作用范圍和/或駕駛狀況中的所檢測的對象的可用性。

根據(jù)一種實施方式，可以在使用步驟中使用所述關(guān)系信息用于橫向轉(zhuǎn)向功能例如車道保持功能，和/或用于車輛的縱向調(diào)節(jié)。在此，所述縱向調(diào)節(jié)例如也包括車輛的跟隨。如此可以特別穩(wěn)健地實現(xiàn)車道保持功能。

也有利的是，所述方法具有將第一對象和/或第二對象分配給對象類別的步驟。相應(yīng)地，在使用步驟中，還可以使用對象類別，以便闡明車輛周圍環(huán)境。根據(jù)所述方法的所述實施方式，可以有利地以低的計算耗費闡明車輛周圍環(huán)境。

根據(jù)另一實施方式，所述方法可以具有構(gòu)造遮擋信息的步驟。遮擋信息可以代表映象中的第一對象被第二對象遮擋。相應(yīng)地，在使用步驟中還可以使用遮擋信息，以便闡明車輛周圍環(huán)境。遮擋信息可以容易地用于確定第一對象相對于車輛的空間關(guān)系。

在構(gòu)造關(guān)系的步驟中，例如還可以在使用映象中的另一第一對象的另一第一位置和映象中另一第二對象的另一第二位置的情況下構(gòu)造另一關(guān)系信息。在此，所述另一關(guān)系信息可以代表車輛周圍環(huán)境中的另一第一對象與另一第二對象之間的空間關(guān)系。相應(yīng)地，在使用步驟中，還可以使用所述另一關(guān)系信息，以便闡明車輛周圍環(huán)境。所述另一關(guān)系信息可以容易地用于驗證所述關(guān)系信息。

根據(jù)一種特別的實施方式，使用步驟可以具有生成所述關(guān)系信息與所述另一關(guān)系信息之間的關(guān)系值的步驟。如此可以在使用所述關(guān)系值的情況下闡明車輛周圍環(huán)境。

所述方法的所述實施方式能夠?qū)崿F(xiàn)車輛周圍環(huán)境闡明向遠處的有利的傳播(progagierung)。

在此，例如可以在使用步驟中使用所述關(guān)系值用于在另一車輛后面跟隨行駛。

也有利的是，所述方法具有確定對象中的一個的或另一對象的相對于光學(xué)傳感器的定向(peilung)的步驟。相應(yīng)地，在使用步驟中還可以使用所述定向，以便闡明車輛周圍環(huán)境。如此可以使用光學(xué)傳感器的極性檢測原理在其直接的使用中有利地用于闡明車輛周圍環(huán)境。

在此所提出的方案還實現(xiàn)一種設(shè)備，所述設(shè)備構(gòu)造用于在相應(yīng)的裝置中執(zhí)行、操控或?qū)嵤┰诖怂岢龅姆椒ǖ姆桨傅牟襟E。也可以通過本發(fā)明的以一種設(shè)備的形式的實施方案快速并且高效地解決基于本發(fā)明的任務(wù)。

為此，所述設(shè)備可以具有用于處理信號或數(shù)據(jù)的至少一個計算單元、用于存儲信號或數(shù)據(jù)的至少一個存儲單元、到傳感器或執(zhí)行器的用于從傳感器讀取傳感器信號或用于向執(zhí)行器輸出數(shù)據(jù)信號或控制信號的至少一個接口、和/或用于讀取或輸出數(shù)據(jù)的至少一個通信接口，所述數(shù)據(jù)嵌入到通信協(xié)議中。所述計算單元例如可以是信號處理器、微處理器、assp(專用標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品)、soc(系統(tǒng)級芯片)等，其中，所述存儲單元可以是閃存存儲器、eprom或磁存儲單元。數(shù)據(jù)也可以存儲在分散地由車輛組成的云端中。通信接口可以構(gòu)造用于無線地和/或有線地讀取或輸出數(shù)據(jù)，其中，可以讀取或輸出有線的數(shù)據(jù)的通信接口可以從相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸線路中電地或光學(xué)地讀取數(shù)據(jù)或向相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸線路中輸出數(shù)據(jù)。

在本申請中，對于設(shè)備可以理解為電設(shè)備，所述電設(shè)備處理傳感器信號并且根據(jù)所述傳感器信號輸出控制信號和/或數(shù)據(jù)信號。所述設(shè)備可以具有接口，所述接口可以硬件形式地和/或軟件形式地構(gòu)造。在硬件形式的構(gòu)造中，接口可以例如是所謂的系統(tǒng)asic和/或系統(tǒng)assp的一部分，所述部分包含設(shè)備的最不同功能。但也可以的是，所述接口是獨立的集成電路或至少部分地由離散的器件構(gòu)成。在軟件形式的構(gòu)造中，接口可以是軟件模塊，所述軟件模塊例如在微處理器上存在于其他軟件模塊旁邊。

在一種有利的構(gòu)型中，通過所述設(shè)備，在使用車輛的車輛周圍環(huán)境的數(shù)字映象中的對象的位置的情況下實現(xiàn)關(guān)系信息的構(gòu)造。為此，所述設(shè)備可以調(diào)用安裝在車輛的視頻傳感器的視頻信號。

還提出一種具有光學(xué)傳感器、駕駛員輔助系統(tǒng)和如上面所描述的設(shè)備的車輛。所述設(shè)備與光學(xué)傳感器和/或駕駛員輔助系統(tǒng)導(dǎo)電地連接。

駕駛員輔助系統(tǒng)可以提供車道保持輔助或如車輛的自主駕駛或自動制動等功能。

也有利的是具有程序代碼的計算機程序產(chǎn)品或計算機程序，所述計算機程序產(chǎn)品可以存儲在機器可讀的載體上，例如半導(dǎo)體存儲器、硬盤存儲器或光學(xué)存儲器，并且被用于尤其當(dāng)所述程序產(chǎn)品或程序在電腦上或設(shè)備上運行時來執(zhí)行、實施和/或操控根據(jù)上面所描述的實施方式中任一項所述的方法的步驟。

附圖說明

在此所提出的方案的實施例在附圖中示出并且在以下描述中進一步闡述。附圖示出：

圖1根據(jù)一種實施例的具有駕駛員輔助系統(tǒng)的車輛；

圖2根據(jù)一種實施例的用于闡明車輛的車輛周圍環(huán)境的設(shè)備的方框圖；

圖3根據(jù)一種實施例的用于闡明車輛的車輛周圍環(huán)境的方法的流程圖。

圖4根據(jù)一種實施例的用于構(gòu)造關(guān)系信息的高速公路場景的中心透視的示意性示圖

圖5根據(jù)一種實施例的用于構(gòu)造關(guān)系信息的城市場景的中心透視的示意性示圖

圖6根據(jù)一種實施例的用于構(gòu)造關(guān)系信息的城市場景的另一中心透視的示意性示圖

在本發(fā)明的有利的實施例的以下描述中，對于在不同附圖中示出的并且類似作用的元素使用同樣的或類似的附圖標(biāo)記，其中，不對所述元件做重復(fù)的描述。

具體實施方式

圖1以俯視圖示出車輛100。對于圖1中示出的實施例，車輛100涉及轎車。車輛100也可以涉及其他與道路相關(guān)的車輛，例如載重車輛或摩托車。

示例的車輛100具有多個視頻攝像機，所述視頻攝像機安裝在車輛的不同位置上。第一視頻攝像機102安裝在車輛100的擋風(fēng)玻璃后面并且對準(zhǔn)車輛100的車輛周圍環(huán)境106的在車輛100的行駛方向104上位于車輛100前面的片段(ausschnitt)。第二視頻攝像機108安裝在車輛100的右側(cè)外后視鏡中并且對準(zhǔn)車輛100的車輛周圍環(huán)境106的在行駛方向104上位于車輛100右側(cè)的片段。第三視頻攝像機110安裝在車輛100的左側(cè)外后視鏡中并且對準(zhǔn)車輛100的車輛周圍環(huán)境106的在行駛方向104上位于車輛100左側(cè)的片段。第四視頻攝像機112安裝在車輛100的后面區(qū)域中并且對準(zhǔn)車輛100的車輛周圍環(huán)境106的在行駛方向104上位于車輛100后面的片段。

車輛100還具有駕駛員輔助系統(tǒng)114，所述駕駛員輔助系統(tǒng)例如通過車輛100的can總線與視頻攝像機102、108、110、112導(dǎo)電地連接。視頻攝像機102、108、110、112的光學(xué)傳感器或視頻傳感器產(chǎn)生對視頻攝像機可見的車輛周圍環(huán)境106的視頻信號，所述視頻信號在視頻攝像機102、108、110、112的配屬的圖像處理裝置中被處理成所檢測的車輛周圍環(huán)境106的數(shù)字圖像。

通過后續(xù)的和/或在視頻攝像機102、108、110、112中所包含的功能，通過合適的接口為了實現(xiàn)駕駛員輔助功能向駕駛員輔助系統(tǒng)114提供所述圖像信息。

根據(jù)在圖1中的示圖，視頻攝像機102、108、110、112通過所述視頻攝像機的相應(yīng)的圖像傳感器的面檢測車輛100所處的狀況，并且在其中識別與駕駛員輔助系統(tǒng)功能相關(guān)的對象或其他信息。示例性的，在圖1中的示圖中示出車輛周圍環(huán)境106中的第一對象115和第二對象116，所述第一對象和第二對象在圖1中所示出的示例性的駕駛狀況中位于第一視頻攝像機102的檢測區(qū)域內(nèi)。

例如，第一視頻攝像機102的光學(xué)傳感器118在車輛100的所述駕駛狀況中檢測在行駛方向104上位于車輛100前面的路段以及兩個對象115、116，并且提供相應(yīng)的圖像信號。在使用所述圖像信號的情況下，第一視頻攝像機102的圖像處理裝置產(chǎn)生所檢測的周圍環(huán)境106的中心透視的數(shù)字映象，在所述映象中平面地示出車輛周圍環(huán)境106的所檢測的片段的基礎(chǔ)設(shè)施元素以及對象115、116。在此，所述中心透視的示圖僅僅是示例性選擇的。例如也可以實現(xiàn)鳥瞰視角的示圖。

根據(jù)在此所提出的構(gòu)思，車輛100配備至少一個用于闡明車輛100的車輛周圍環(huán)境106的設(shè)備120。設(shè)備120與第一視頻攝像機102導(dǎo)電地連接并且構(gòu)造用于在使用車輛周圍環(huán)境106的由視頻攝像機102所產(chǎn)生的中心透視的映象中的對象115、116的虛擬映象的位置的情況下構(gòu)造至少一個關(guān)系信息，所述關(guān)系信息代表車輛周圍環(huán)境106中真實對象115、116之間的空間關(guān)系，并且使用所述關(guān)系信息，以便闡明車輛周圍環(huán)境106。

在圖1中所示出的實施例中，設(shè)備120是第一視頻攝像機102的一部分，例如以視頻攝像機102的界面或接口的形式，所述設(shè)備盡可能最優(yōu)地與傳感器118的特性匹配，并且直接使用視頻傳感器的物理特性。

根據(jù)一種實施例，通常在車輛100中安裝的視頻攝像機108、110、112也配備有自己的設(shè)備120。

在一種替代的變型方案中，設(shè)備120與視頻攝像機102遠離地安裝在車輛100中并且例如通過can總線導(dǎo)電地與視頻攝像機102耦合。例如，設(shè)備120也可以是駕駛員輔助系統(tǒng)114的一部分并且構(gòu)造用于將所有可用的攝像機102、108、110、112的數(shù)字映象中央地處理成用于闡明車輛周圍環(huán)境106的關(guān)系信息。除了數(shù)字映象，也可以將各個攝像機102、108、110、112的車輛周圍環(huán)境的描述傳輸?shù)街行膯卧?14。

設(shè)備120的任務(wù)是提供相對的對象描述和對象關(guān)系，所述對象描述和對象關(guān)系基于車輛周圍環(huán)境106中所檢測的對象115、116的在視頻攝像機102的平面圖像傳感器的中心透視的映象中的形勢(konstellation)。

根據(jù)在此所提出的構(gòu)思設(shè)計的用于駕駛員輔助的攝像機系統(tǒng)在系統(tǒng)復(fù)雜性低和系統(tǒng)成本低的同時具有高性能。

根據(jù)所提出的構(gòu)思，駕駛員輔助系統(tǒng)114的駕駛員輔助功能可以基于視頻傳感器118的相對描述實現(xiàn)經(jīng)改善的調(diào)節(jié)策略，所述調(diào)節(jié)策略提升各個功能的質(zhì)量。例如，相比于間接從視頻材料中所確定的絕對坐標(biāo)，可以更穩(wěn)健地調(diào)節(jié)(相對)碰撞時間。從中導(dǎo)出對于基于視頻的駕駛員輔助系統(tǒng)114有利的行為模式。例如，對于在行車道上的跟隨行駛，相對于與車道走向的間距來調(diào)節(jié)與前方行駛車輛的相對間距。對于在空場地上的行駛，則以相對于側(cè)邊界如防護欄的相對間距為導(dǎo)向。

為了支持場景闡明，也可以有利地使用在車輛100中存儲的數(shù)字地圖的信息。如果在當(dāng)前路段上道路形式不改變，例如在高速公路上行駛而沒有駛?cè)牖蝰偝龅那闆r，則可以相對可靠地將所述狀況假設(shè)為同樣的和恒定的。在此，攝像機102的附近區(qū)域和遠處區(qū)域應(yīng)該在道路的基礎(chǔ)設(shè)施中具有大的相似性。該場景內(nèi)容的相對描述可以有利地被針對該接口規(guī)格優(yōu)化的駕駛員輔助功能使用。

根據(jù)一種實施例，雷達傳感器可以附加于或代替于所述視頻攝像機102、108、110、112中的至少幾個安裝在車輛100中。所述雷達傳感器檢測對象115、116的反向散射信號并且測量對象115、116的間距。在此情況下也可以設(shè)想其他傳感器，例如光學(xué)雷達、超聲波等。

在此所提出的用在用于駕駛員輔助系統(tǒng)的新型視頻傳感器界面中的相對的對象描述的構(gòu)思也可以與駕駛員輔助結(jié)合地實現(xiàn)，其中，為了優(yōu)化功能性能，合并車輛駕駛員輔助系統(tǒng)中的不同傳感器的信息。在合并前，將所述信息換算至統(tǒng)一的、可合并的圖示。在此，非常經(jīng)常地使用車輛所處的狀況的笛卡爾的、絕對的圖示。所述圖示方式稱為所謂的格柵圖示(網(wǎng)狀圖示)。所述場景的統(tǒng)一的建模導(dǎo)致，傳感器基于向有合并能力的形式的換算通常不再能夠在其本地坐標(biāo)系中提供其數(shù)據(jù)和信息。

如果將視頻傳感器118的信息轉(zhuǎn)換至格柵圖示，則以幾乎90°轉(zhuǎn)動前觀察方向——所述場景已最初被從所述觀察方向接收——并且從上面觀察所述場景。對象115、116之間的最初在場景的圖像中所包含的關(guān)系在此丟失。在此，在所述“經(jīng)典的”格柵圖示上的功能僅次優(yōu)地利用例如視頻傳感器118。根據(jù)在此所提出的方案，這可以通過添加基于所述透視示圖的關(guān)系信息來補償。

借助在此所提出的構(gòu)思，可以有利地簡化車輛100的傳感器安裝。如此可以實現(xiàn)減少到僅僅一個雷達傳感器和一個視頻傳感器。還可以設(shè)想，也實現(xiàn)在唯一的主傳感器上的復(fù)雜駕駛功能；在此主要提供視頻傳感器118，因為所述視頻傳感器具有最大的帶寬并且可以提供關(guān)于駕駛狀況的完整信息。

圖2示出用于闡明車輛的車輛周圍環(huán)境的設(shè)備120的一種實施例的方框圖。設(shè)備120具有構(gòu)造裝置200和使用裝置202。

通過合適的接口——例如到車輛的視頻攝像機的圖像傳感器——向圖像裝置200提供由圖像傳感器產(chǎn)生的車輛的車輛周圍環(huán)境的中心透視的映象204。構(gòu)造裝置200構(gòu)造用于，在使用映象中的第一對象的第一位置和映象中第二對象的第二位置的情況下構(gòu)造關(guān)系信息206并且向使用裝置202提供所述關(guān)系信息。

在使用裝置202中處理代表車輛周圍環(huán)境中的第一對象和第二對象之間的空間關(guān)系的關(guān)系信息206，以便鑒于必要時必需的駕駛員輔助功能闡明車輛周圍環(huán)境。

根據(jù)設(shè)備120的一種實施例，在構(gòu)造設(shè)備200中還在使用映象中的另一第一對象的另一第一位置和映象中的另一第二對象的另一第二位置的情況下構(gòu)造另一關(guān)系信息208，所述關(guān)系信息代表車輛周圍環(huán)境中另一第一對象與另一第二對象之間的空間關(guān)系。同樣在使用設(shè)備202中處理所述另一關(guān)系信息208，以便還進一步鑒于必要時必需的駕駛員輔助功能闡明車輛周圍環(huán)境。

借助以適合處理的形式的結(jié)果信息210例如向車輛的駕駛員輔助系統(tǒng)提供在使用裝置202中執(zhí)行的車輛周圍環(huán)境的闡明的結(jié)果，所述駕駛員輔助系統(tǒng)在使用所述結(jié)果信息的情況下例如控制車輛的車道保持功能。

根據(jù)設(shè)備120的一種實施例，構(gòu)造裝置200還構(gòu)造用于將數(shù)字映象中所示出的對象分配給一個或多個對象類別。相應(yīng)地，在使用裝置202中還在使用對象的分類的情況下闡明車輛周圍環(huán)境。

替代地或附加地，構(gòu)造裝置200還可以構(gòu)造用于在中心透視的映象中的一個對象被另一對象遮擋的情形下構(gòu)造遮擋信息212并且向使用裝置202提供所述遮擋信息。相應(yīng)地，在使用裝置202中還在使用遮擋信息212的情況下闡明車輛周圍環(huán)境。

在此，對象之間的關(guān)系的數(shù)量不限于例如所述關(guān)系206、208、212、214?？梢源嬖谌我舛囝愋?06、208、212、214的關(guān)系或者其他有意義的關(guān)系，所述其他有意義的關(guān)系在此不詳細提及。

基于光學(xué)傳感器的極性測量原則，根據(jù)另一實施例提供：在圖像裝置200中確定由傳感器檢測的并且在映象中示出的至少一個對象的定向214并且向使用裝置202提供所述定向。使用裝置202使用該定向214用于闡明車輛周圍環(huán)境，尤其在與車輛路線可能相交的活動對象、例如行人或騎自行車的人方面。

圖3示出用于闡明車輛的車輛周圍環(huán)境的方法300的一種實施例的流程圖?？梢杂蓤D1和圖2中示出的用于闡明車輛周圍環(huán)境的設(shè)備實施方法300。

在提供302步驟中，提供車輛周圍環(huán)境的中心透視映象，所述映象已由車輛的對準(zhǔn)車輛行駛方向的光學(xué)傳感器產(chǎn)生。在構(gòu)造304步驟中，在使用映象中的對象的情況下構(gòu)造至少一個關(guān)系信息，所述關(guān)系信息代表車輛周圍環(huán)境中對象之間的空間關(guān)系。在使用306步驟中，例如在車輛的駕駛員輔助裝置中或在分配給光學(xué)傳感器的攝像機的計算單元中使用所述關(guān)系信息，以便闡明車輛周圍環(huán)境。

為了車輛周圍環(huán)境中的運動對象的跟蹤或追蹤功能，可以重復(fù)實施步驟302、304、306。

如果在使用306時或闡明所構(gòu)造的信息304時產(chǎn)生其他信息，同樣可以在方法300中將所述其他信息使用為所構(gòu)造的信息304。

為了直觀的闡述在此所提出的作為用于駕駛員輔助功能的基礎(chǔ)的相對的對象描述的構(gòu)思，圖4示意性地示出車輛周圍環(huán)境的示例性的中心透視的數(shù)字映象400。在此所示出的是典型的高速公路場景，如由在示例性的車輛——自身車輛——的擋風(fēng)玻璃后面所安裝的視頻攝像機的圖像傳感器看見并且成像的所述高速公路場景那樣。自身車輛假想地位于圖4中所示出的示意性的透視映象400前面并且在圖4中通過線402代表，所述線402示出自身車輛的相對于數(shù)字映象400中所示出的駕駛場景的中心縱向軸線的位置。

在圖4中的中心透視的映象400中，示例性地示意性示出高速公路場景作為駕駛狀況。所述場景由空場地404構(gòu)成，在所述空場地上，通過標(biāo)記406標(biāo)記車道。通過空場地404形成的行車道的側(cè)邊界通過側(cè)標(biāo)記408留邊。在空場地404旁邊布置有防護欄410。在自身車輛前行駛著例如載重車輛412。載重車輛412在行車道404的車道414上行駛，所述車道也由自身車輛行駛。標(biāo)記406、側(cè)標(biāo)記408、防護欄410、載重車輛412和車道414構(gòu)成映象400中的對象。

如下實現(xiàn)數(shù)字映象400中所示出的場景的新的相對描述。從代表自身車輛的中心軸線402測量到右側(cè)行車道邊界408的側(cè)間距416。載重車輛412以到右側(cè)行車道邊界408的側(cè)間距418在前方行駛。測量從代表載重車輛412的中心軸的另一條線420到行車道邊界408的側(cè)間距418。

根據(jù)在此所提出的構(gòu)思，將中心透視的映象400中所示出的對象406、408、410、412、414之間的關(guān)系作為自身車輛的車輛周圍環(huán)境的闡明的基礎(chǔ)。在此，這些關(guān)系描述圖像400的對象406、408、410、412、414之間的關(guān)系，例如“相鄰關(guān)系”。在圖4中，通過另一輛車輛412給定所述相鄰關(guān)系，所述另一輛車輛沿著防護欄410在自身車輛前方行駛。這種相對關(guān)系與通過人對狀況的闡明相似，并且在理解一場景或駕駛狀況時提供大的潛力。由此，自身車輛的輔助功能的可能的處理可在于：準(zhǔn)確地跟隨所述車輛412和防護欄410。如果例如不能良好地識別前方行駛的車輛412，則自身車輛跟隨防護欄410。

根據(jù)一種實施例，自身車輛中設(shè)置的用于確定車輛周圍環(huán)境的設(shè)備首先在使用側(cè)間距416的情況下確定關(guān)系信息并且在使用側(cè)間距418的情況下確定另一關(guān)系信息。在使用所述關(guān)系信息和所述另一關(guān)系信息的情況下，所述設(shè)備接下來產(chǎn)生關(guān)系值，所述關(guān)系值提供映象400中所示出的車輛周圍環(huán)境的闡明結(jié)果，所述闡明結(jié)果可以在自身車輛的駕駛員輔助系統(tǒng)中被用于在載重車輛412后面跟隨行駛的功能。

自身車輛可以因此功能性地跟隨前方行駛的車輛412，其方式是：自身車輛保持與同樣標(biāo)記408的側(cè)間距416，而不必須為此精確地絕對地——例如通過笛卡爾坐標(biāo)系——測量前方行駛的車輛412。在行駛中僅僅必須注意，自身車輛在接近時不與前方行駛的車輛412碰撞。因此可以有利地減少對于識別前方行駛的車輛412的要求。代替地觀察，從到共同的對象408的間距416、418中導(dǎo)出的相對值是否保持不變。

根據(jù)在此所提出的方案所使用的對象描述比其他描述方式更穩(wěn)健，因為所述對象描述跟蹤由攝像機直接可見的結(jié)構(gòu)或使用直接的測量參量，例如圖像400中的對象406、408、410、412、414的尺寸或?qū)ο?06、408、410、412、414彼此之間的間距。除了提高穩(wěn)健性，還增大視頻傳感器的有效范圍。

用于車輛周圍環(huán)境闡明的替代的參考對象可以通過側(cè)防護欄410給定，載重車輛412具有到所述防護欄的相對間距422。自身車輛也具有到同一防護欄410的相應(yīng)的間距424。另一示例性的替代方案示出載重車輛412到標(biāo)記406的的側(cè)間距426?？梢源_定對象406、408、410、412、414之間的關(guān)系信息并且作為周圍環(huán)境闡明的基礎(chǔ)。

也可以在對象406、408、410、412、414內(nèi)確定關(guān)系信息。如此中間車道414在附近區(qū)域具有第一測量寬度428。如果設(shè)定如下前提：車道寬度在當(dāng)前場景中在遠處區(qū)域中不改變，則在遠處的第二測量寬度430與所述值428近似一致。通過使用所述內(nèi)部關(guān)系也在此實現(xiàn)穩(wěn)健性和工作范圍的提高。也可以使用測量值430用于測量測量值430的位置的周圍環(huán)境中的其他對象，自身車輛中的攝像機已如此求取米制的值用于所述測量值。

圖4中所示出的對可能的場景高速公路處的交通狀況的相對描述的示例直觀地表明在此所提出的方案：為了闡明車輛周圍環(huán)境的映象400的圖像內(nèi)容，首先自身車輛中的攝像機保持所述視角并且在那里產(chǎn)生對所述狀況的作為整體的且完整的描述。首先即不實施到鳥瞰視角上的投影，以便獲得信息的附加價值并且避免基于換算技術(shù)的遺漏和錯誤。代替地直接從視頻傳感器中獲得信息的最大準(zhǔn)確性和可用性。

尤其考慮視頻攝像機的測量原則的極性特性。如此，對象406、408、410、412、414的觀察在確定的角度——定向——下例如示出穩(wěn)健的且直接的測量參量。在此，基于在攝像機的極性，在附近區(qū)域中的對間距和對象尺寸的測量的準(zhǔn)確性和分辨率比在遠處區(qū)域中高。也可以從對象外表中直接測量尺寸變化并且使用所述尺寸變化用于計算例如接觸時間值(time-to-contact)或ttc值。“time-to-contact”描述以下時間：在經(jīng)過所述時間之后，自身車輛將與所述特別觀察的對象碰撞。

如果識別到且必要時分類對象406、408、410、412、414，則可以在視頻傳感器的平面圖形信號中在所謂的跟蹤的意義上跟蹤所述對象。具有統(tǒng)一的跟蹤矢量的區(qū)域——即類似圖像序列的光“流”——示出附加的標(biāo)記用于位于車輛周圍環(huán)境中的對象，尤其運動的對象例如載重車輛412。

標(biāo)記408在圖4中所示出的示例性映象400中構(gòu)造共同的相對的參考對象用于對象402和412。通過所述共同的相對的參考對象408實現(xiàn)車輛附近區(qū)域與遠處區(qū)域的關(guān)聯(lián)。

在攝像機前的附近區(qū)域中經(jīng)?？梢愿郊拥貙崿F(xiàn)，獲得用于測量所檢測的對象406、408、410、412、414的可靠信息。所述可靠信息是用于通過測量側(cè)向的(橫向的)和前向的(縱向的)間距對場景進行笛卡爾描述的基礎(chǔ)并且是場景的鳥瞰視角和格柵圖示的前提。在附近區(qū)域中實現(xiàn)場景的三維的或者說3d測量?？梢酝ㄟ^所述關(guān)系合適地向場景的遠處區(qū)域中傳播這種測量。也可以在人的視覺中使用所述策略。

作為示例將光學(xué)檢測的車道406稱為示例性對象，其寬度在從附近區(qū)域到遠處區(qū)域的變化過程中不劇烈改變?；谒鰧挾?，例如產(chǎn)生如下可能性：估計或傳播遠處區(qū)域中的其他車輛——例如載重車輛412——的寬度。在遠處區(qū)域中，主要分析處理透視影像400中的二維或者說2d特性。用于闡明車輛周圍環(huán)境的設(shè)備構(gòu)造用于從所有可用的圖像特性的組合中完成對當(dāng)前駕駛狀況的場景闡明并且在此實現(xiàn)高的完整性。

根據(jù)此所提出的方案可用的圖像特性例如有：對象406、408、410、412、414的相對對象關(guān)系(例如相鄰性和運動方向)；對象關(guān)系在場景中——例如在防護欄410上——的傳播；還有用于攝像機的附近區(qū)域(3d)和遠處區(qū)域(2d)的特殊的對象描述，其中從場景的附近區(qū)域中和遠處區(qū)域中的信息之間可以提取或傳播關(guān)系；以及相對于相鄰性的直接的視頻傳感器參數(shù)或攝像機參數(shù)的使用；對象的平面外表；定向；ttc；視頻傳感器的極性特征等。

為了闡明在此所提出的作為駕駛員輔助功能的基礎(chǔ)的相對對象描述，圖5示意性地示出典型的城市周圍環(huán)境中的車輛周圍環(huán)境的示例性的中心透視的數(shù)字映象500。在此示出的是一種可能的城市場景，如由在示例性的自身車輛的擋風(fēng)玻璃后面安裝的視頻攝像機的圖像傳感器看見并且成像的那樣。自身車輛在此也假想地位于圖5中所示出的示意性立體映象500的前面。

在圖5中所示出的根據(jù)車輛周圍環(huán)境的中心透視的映象500的另一實施例的交通場景的相對描述的示例中，人員502從人行道504進入車道414上，所述車道位于行車道404中。在車道414和人行道504之間存在路沿石506。在人行道504右邊豎立建筑508。人員或行人502在停泊的另一輛車輛412后面進入道路并且在此進入人行橫道或者說斑馬線510。

也在圖5中所示出的城市場景中，為了闡明車輛周圍環(huán)境，通過安裝在自身車輛中的視頻攝像機的圖像傳感器或攝像機成像儀，在圖像檢測時盡可能完全地充分利用狀況的平面檢測。在自身車輛中設(shè)置的用于闡明車輛周圍環(huán)境的設(shè)備建立行人502在數(shù)字映象500中關(guān)于車輛412的位置的位置，以便在使用行人502與車輛412之間的間距512的情況下構(gòu)造關(guān)系信息。

所述關(guān)系信息在此描述對象502、412之間的相鄰關(guān)系。附加地，所述設(shè)備在此確定遮擋信息，所述遮擋信息代表行人502被車輛412部分遮擋513。從所述關(guān)系中例如可以導(dǎo)出場景在映象500中的幾何邊界條件。如此可以求取，人員502在車輛412末端的縱向位置516后面的縱向位置514——或在自身車輛前的間距。描述對象遮擋513的關(guān)系的分析處理在此支持對場景的米制的闡明。構(gòu)建在其上面的功能可以由此具有更高的性能，例如在更低的錯誤識別率時的更高的識別率。

通過人員502與路沿石506的間距518確定數(shù)字映象500中的另一關(guān)系信息。互補內(nèi)容描述另一關(guān)系信息，所述關(guān)系信息基于人員502到行車道中心的間距。根據(jù)實施例，這些關(guān)系信息可以互相支持和/或減少測量時的錯誤。還可以借助遮擋信息支持間距518的測量。

在數(shù)字映象500中，人員502運動通過人行橫道或者說斑馬線510。然后產(chǎn)生行人502和對象510之間的位置上的分配關(guān)系522，在此具體是“位于上面(befindet-sich-auf)”關(guān)系522。在使用“位于上面”關(guān)系522的情況下，所述設(shè)備也可以確定關(guān)系信息。所述關(guān)系信息可以以多重方式被用于闡明車輛周圍環(huán)境。一方面，對人行橫道510的分類可以支持人員502的對象假設(shè)，反之亦然。另一方面，可以從分類為行人的對象502和分類為人行橫道的對象510的結(jié)合中導(dǎo)出行人502的(很有可能的)意圖：通過人行橫道510橫穿車道414。同樣地可以考慮基于遮擋關(guān)系513的遮擋信息用于周圍環(huán)境闡明，等。

如此，首先，所描述的相鄰關(guān)系簡化視頻傳感器中的闡明過程并且接下來向攝像機的外部接口提供用于駕駛功能的重要信息，所述駕駛功能構(gòu)建在相對信息上。同樣可以考慮圖像500中位置上連接的區(qū)域——例如人行道504——用于意義闡明。尤其可以從視頻傳感器的附近區(qū)域向遠處區(qū)域傳播所述闡明。除了所描述的可以在一個時刻或在圖像序列的圖像中在場景中求取的關(guān)系，可以考慮對象運動的動態(tài)用于借助關(guān)系的描述。

圖6示意性地示出典型城市周圍環(huán)境中的車輛周圍環(huán)境的另一示例性的中心透視的數(shù)字映象600，由在車輛周圍環(huán)境中運動的車輛的視頻攝像機建立。在此示出的主要是圖5中的沒有停泊的車輛的城市場景。

圖6中的示圖闡明在使用映象600中的行人502的極坐標(biāo)的情況下根據(jù)在此所提出的構(gòu)思實現(xiàn)的對象——在此行人502——的極性測量。

用于闡明車輛周圍環(huán)境的設(shè)備為此使用直接的測量參量，所述測量參量由視頻傳感器求取。極性間距602則描述自身車輛與人員502之間的距離。所述距離被以合適的角量度(winkelmaβ)在與自身車輛的中線402有極性角604的情況下測量?；谒鲩g距值和角度值，所述設(shè)備確定行人502參考車輛中的光學(xué)傳感器的定向并且使用所述定向用于闡明車輛周圍環(huán)境。

根據(jù)一種實施例，用于周圍環(huán)境闡明的設(shè)備還使用人員502在橫向和/或縱向方向的延伸尺度606以及人員502的對象高度608。數(shù)字映象600中的這種空間上的延伸尺度606、608以圖像像素和/或米制尺寸和/或角量度測量。

在此所提出的構(gòu)思的跟蹤或追蹤功能中，可以通過跟蹤或追蹤對象——如行人502——測量定向變化或?qū)ο蟪叽?08的變化或?qū)ο笱由斐叨?06的變化。時間上變化的定向表明，自身車輛不與對象502碰撞，反之，時間上不變的定向表明與對象502很有可能碰撞。

對象之間變化的定向也可以被用于求取相對距離或用于對象的深度估計。所述深度估計可以被用作用于闡明場景的另一支持。在此，可以考慮不同對象的視差。

根據(jù)圖1至圖6所提出的用于闡明車輛周圍環(huán)境的技術(shù)提供在中心透視的數(shù)字映象204、400、500、600中示出的場景的自底向上分析或反向分析(bottom-up-analyse)的可能性。為了確定用于實施在此所提出的構(gòu)思的合適的關(guān)系信息，為此尤其使用間距關(guān)系、相鄰關(guān)系、共同參考對象之間的關(guān)系、遮擋關(guān)系、位置上的分配關(guān)系(例如“位于上面”、“位于下面(befindet-sich-unter)”)、互補關(guān)系和傳播關(guān)系(例如數(shù)字映象400、500、600中的場景的的附近區(qū)域向遠處區(qū)域之間)。也可以設(shè)想其他關(guān)系。

所述關(guān)系分別直接在圖像204、400、500、600中受限制(moderieren)和/或參考其他合適的坐標(biāo)系。添加運動關(guān)系，所述運動關(guān)系描述場景的對象上的相對變化和/或場景的對象之間的相對變化。示例性的運動關(guān)系是與恒定的定向相反的定向變化、尺寸變化、對象之間的相對定向變化(視差)和關(guān)系變化的跟蹤；相鄰關(guān)系例如可以改變并且從其中導(dǎo)出對象行為。為此的示例是離開的或正在接近的前方行駛車輛，超過的或被超過的車輛、迎面而來的和遮擋其他交通參與者的車輛。

分析構(gòu)思可以附加于自底向上分析有利地通過自頂向下分析或正向分析(top-down-analyse)的關(guān)系補充。從其聯(lián)系和/或關(guān)系中導(dǎo)出關(guān)于場景的抽象信息。例如在數(shù)字映象204、400、500、600中與彼此相鄰的對象經(jīng)常處于與場景的其他對象相同的情境中。還可以通過在描述中和/或場景闡明中發(fā)現(xiàn)和處理“漏洞”實現(xiàn)場景的闡明的完整性。此外，可以設(shè)想場景闡明的完整化連同場景的未闡明的區(qū)域的減少。根據(jù)一種實施例，可以識別和考慮對象的同類型的運動模式，例如車隊中的車輛、一群行人等?？梢宰R別對象的行為，或可以識別連接對象的關(guān)系和/或從中確定對象的意圖。也可以使用行為模式或意圖識別用于改善識別有效范圍和/或?qū)ο笮畔⒌目捎眯浴?/p>

根據(jù)另一實施例，也可以設(shè)想識別場景宏觀結(jié)構(gòu)。在此，例如獲得關(guān)于道路的和/或道路延伸的主方向和消失點的臨近的知識。辨識可行駛的道路平面的(主要)限制，并且確定側(cè)構(gòu)造的元件例如防護欄、導(dǎo)向柱(leitpfosten)、林蔭道等。

可以有利地通過關(guān)系支持將示例性的場景闡明的流程劃分為兩個階段。在第一階段中實現(xiàn)對場景的反向分析，例如從傳感器信息的數(shù)據(jù)驅(qū)動。在第二階段中實施對場景的自頂向下分析，通過從場景角度的內(nèi)容和意義驅(qū)動。

在此所提出的相對對象描述的構(gòu)思作為駕駛員輔助系統(tǒng)系統(tǒng)的新型視頻傳感器接口適合用于實現(xiàn)高性能的自動的和/或(部分)自動化的駕駛功能?？梢砸运岢龅拇胧└纳频膱鼍霸谟糜谧詣玉{駛的路線圖中是非常重要的。在所述情境中存在的例如車輛的縱向控制和橫向控制的高度可用性的背景下，使用在此所提出的方案是有利的。

如果一種實施例包括第一特征與第二特征之間的“和/或”連接，那么這應(yīng)這樣解讀，使得實施例根據(jù)一種實施方式既具有第一特征又具有第二特征而根據(jù)另一實施方式要么僅具有第一特征要么僅具有第二特征。