用于提供前方道路走向的方法和控制装置制造方法
用于提供前方道路走向的方法和控制装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于参照使用道路（2）的车辆（1）的地理位置和行驶方向（F）为车辆的至少一个驾驶员辅助系统（100）提供前方道路走向的方法，该方法具有以下步骤：a）确定车辆的地理位置和获取车辆的行驶方向;b）调取周围环境数据；c）评估周围环境数据以识别出至少是所使用道路（2）的道路数据，借助控制装置（10）将车辆（1）分配至道路（2）；d）确定车辆相对于道路（2）的位置；e）从道路数据中确定道路走向；f）提供道路走向和车辆位置；在步骤b）中调取周围环境数据，周围环境数据的形式是可预设区域的航拍图的航拍图数据；在步骤c）中从航拍图数据中提取出道路数据。本发明还涉及一种用于实施该方法的控制装置。
【专利说明】用于提供前方道路走向的方法和控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于提供前方道路走向的方法。本发明此外还涉及一种用于实施这种方法的控制装置。
【背景技术】
[0002]在行驶辅助系统的领域中，设置于车辆中的、用于识别前方道路走向的识别设备是公知的，该设备例如具有获取车道标志(Spurmarkierung)的摄像机。例如可以将道路走向的信息与车辆的位置数据一起处理，以便参照当前车辆位置、尤其是还结合电子道路图来示出道路走向。除摄像装置外，还可以使用例如雷达传感器或激光扫描仪来尤其是用于识别导向牌或护栏。
[0003]要尽可能准确确定和预测道路走向，在此，例如在控制方面有利的是一种用于车道辅助的设备(所谓的车道保持辅助LKA)或一种用于弯道辅助的设备，以便可以更准确地保持车道或者在过快向弯道驶入时可以更早或更可靠地发出警告，或者能实现提前控制灯光，例如在弯道或起伏路上自动转向时。
[0004]但是在许多情况下，这种设别设备的有效范围最大仅在200米范围内，其中，识别设备在行车道起伏或拐弯时仅能受限制地发出和评估行车道走向的信息。
[0005]专利文献DE 199 21 437 C2公开了用于确定道路几何结构和车辆在道路上的位置的一种方法和一种设备，其中将车辆的路径数据与道路几何结构数据相比较，并在其中能将车辆分配至行驶车道，其方法是，在道路标志的侧偏移基础上确定道路几何结构数据，该偏移由设置在车辆上的行驶车道识别设备获取。
[0006]专利文献DE 10 2010 020 298 B4公开了用于从多个当前拍摄的航拍图的部分重叠的、参考地理坐标的数字式航拍图序列中获取道路交通数据的一种方法和一种设备，其中为减少计算时间，在被借助第一和第二分类器相继评估的航拍图中的仅一个航拍图的图像数据的基础上进行车辆识别。能够更可靠和在更短计算时间内获取交通数据。例如可以通过在航拍图数据中寻找对于车辆而言是典型的矩形轮廓来进行车辆识别。尤其为了通过省略坐标变换而减小计算时间，可以例如只对直线性的寻找区域进行车辆识别。为了进一步界定车辆识别的寻找区域，可以使待评估的区域沿着从自身单独的道路数据库或交通路网-数据库所获取的并投射到航拍图中的道路轴。
[0007]专利申请EP O 740 163 A2示出了一种用于获取汽车相对于道路的位置的装置，该装置设计用于借助设置在车辆中的摄像装置获取道路轮廓，尤其是借助边缘读取器(Randauslesemittel )、阈值发生器和轮廓读取器(Konturauslesemittel)来处理轮廓数据并且将其作为换算后的坐标数据提供，并获取和比例尺相关的特征以用于产生描述所获取轮廓的尺寸的尺寸数据，其中也能获取较小的道路起伏，并且其中可以和在均匀的或不均的区间中是否存在道路标志无关地来进行位置获取。
[0008]公开文本DE 10 2006 026 479 Al公开了一种用于为导航系统提供周围环境信息的方法。通过调取所期望位置的当前卫星图像和借助卫星图像确定例如空着的停车场或交通堵塞的方法，由此将当前的周围环境信息用于路线计算。经过编辑的图像数据被作为背景图像使用，在该背景图像上使得矢量图形、道路信息和导航信息渐显。
[0009]此外，公开文本DE 10 2006 051 539 Al描述了一种用于在航拍图辅助下进行机动车周围环境获取的方法。从和车辆相关的图像拍摄和航拍图拍摄中测量车辆周围环境，并从车辆周围环境、例如像道路走向中确定参数。
[0010]此外，公开文本DE 100 43 966 Al公开了一种用于车辆导航的方法。在此利用卫星-导航系统，还尤其从所观测的车辆所处的区域中拍摄地表。卫星拍摄的优点是，其给出关于交通情况的实际状态的信息，其中通过确定车辆的位置为驾驶者分配他唯一感兴趣的那个区域。在此涉及到的是眼前的车辆周围环境，通常仅涉及到的是沿行驶方向处于前方的那个区域。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于，提供用于尽可能准确识别道路的一种装置和一种方法，以便在所产生的道路数据的基础上预先以高准确度预定道路走向。由此还可以一尤其是也在车辆安全性方面一更好地控制车辆。
[0012]该目的通过一种具有权利要求1所述特征的方法以及通过一种具有并列权利要求所述特征的控制装置得以实现。本发明的有利设计方案连同适宜改进方案在从属权利要求中给出。
[0013]本发明涉及一种用于参照使用道路的车辆的地理位置和行驶方向为车辆的至少一个驾驶员辅助系统提供前方道路走向的方法，该方法具有以下步骤:
[0014]a)确定车辆的地理位置以及获取车辆的行驶方向；
[0015]b)调取在围绕车辆位置的可预设区域中的周围环境数据，尤其是从车辆的存储单元并且尤其是在与车辆的行驶方向有关的区域中进行调取；
[0016]c)评估周围环境数据以便识别出至少是所使用道路在该区域中的道路数据，并且——尤其是借助控制装置——将车辆分配至/分派到/指定给道路；
[0017]d)通过将道路数据与车辆位置相结合——尤其是借助控制装置——来确定车辆相对于道路的位置；
[0018]e)参照行驶方向由道路数据确定道路走向；和
[0019]f)为驾驶员辅助系统提供道路走向和车辆位置；以及
[0020]-在步骤b)中:调取周围环境数据，该周围环境数据的形式是该可预设区域的航拍图/空中摄影图的航拍图数据，尤其是调取到控制装置中；和
[0021]-在步骤c)中:从航拍图数据中提取出道路数据——尤其是道路上的单一行车道的行车道数据。
[0022]所述方法这样改进，即在步骤e)中为确定道路走向仅对根据预设的行驶路线在接下来的几秒钟或几分钟内将由车辆驶过的道路区段进行评估。
[0023]本发明基于这一认识:可以尤其是以尽可能准确的方式和特别预见性的方法利用航拍图数据从而即使在大的有效范围中也能评估道路走向，而不必非要动用单独的道路数据库。从航拍图数据本身就可以足够准确地并且还可以选择也在车辆前方远距离内确定道路走向。[0024]在此，可以参照从航拍图获取的道路数据将车辆相对于道路边缘定位在道路上或例如参照狭窄弯道定位。这样可以为驾驶员辅助系统提供数据基础，由此得知——尤其是参照将出现的道路走向，即隧道、建筑工地、桥、弯道或类似物——车辆是否处于危险状况中。这种危险状况还可以借助于航拍图数据的理论上不受限制的、预见性的有效范围以足够的提前时间得到预测，这尤其在高于150km/h、200km/h或甚至225km/h的高速时是有用的。
[0025]航拍图数据在此优选不通过近似或几何标准轮廓简化，而是首先作为(原始)图像数据存在，该图像数据能以其被获取时的形式被评估。该图像数据在此还可以具有高现实性。在此可以与车辆检测单元(摄像机)或导航系统的道路数据库无关地来评估道路走向，而仅仅基于航拍图，从航拍图中确定道路走向并向航拍图中投射或算入车辆位置。仅有唯一的一个数据基础是必须的。在此不必通过车辆本身的光学的检测装置来记录某一/任一行车道边界线的道路几何结构或走向，而是可以仅在航拍图数据基础上来计算所述道路几何结构或走向，该计算也可以利用在车辆待行驶路段方面的可自由选择的有效范围来进行。当基于航拍图数据来确定走向时，还可以减小车辆在装置技术方面的花费，这是因为不需要耗成本的或技术上尤其经过完善的周围环境获取单元，由此特别还可以降低驾驶员辅助系统的成本。
[0026]通过利用(原始)图像数据一方面可以如所述那样取得非常好的准确度，另一方面还可以保持较少或者说较小的数据量:通过GPS已知了车辆的位置，所以在步骤c)中可以尤其是在车辆前方或必要时也在车辆后方——只要驾驶员辅助系统也能够覆盖后部区域——的确定距离中专门为所使用道路提取出道路数据。因此不存在具有大量(差的)经过近似的道路走向数据的大的数据基(Datenbasis)，而是存在尤其自动地并且根据需求生成的关于相关的一个或多个道路的小的数据基。在此，还能以如下方式改进所述方法:(仅)评估那些根据预设的、存储在导航仪中的并且由车辆所行驶的行驶路线在接下来的几秒钟或几分钟内将驶过的道路区段。由此可以保持尤其少的数据基并使计算耗费最小化。
[0027]借助所述方法，例如可以以尤其准确或预见性的方式根据当前的、调取的或在车辆中或从车辆下载的航拍图数据和由其确定的道路数据来预见性地控制转向灯。还能实现为预见性的挡位选择的目的来控制自动变速器。在此例如还可以考虑到例如在建筑工地区域中绕行或转换行车道。
[0028]换句话说，可以这样再现道路走向、尤其是道路行车道的走向，即从优选未处理的、真实的(并且可选还尤其是最新的)航拍图数据中产生道路数据。该航拍图数据在此可以一方面非常新，另一方面未被改变并且尚未在如下意义上被数字化和简化:尤其由中间连接的数据服务器或导航系统通过某些几何图像(直线、圆弧、回旋曲线)来近似、也就是简化示出道路走向，由此可能会影响准确性。尤其为了减少数据量的目的，在此通常在存储在导航系统中的地图中进行通过几何图像(直线、圆弧、回旋曲线)的近似。小的S形弯道在此尽可能通过直线近似，或者——在虽然该弯道不是圆形走向的情况下——仍例如利用统一的弯曲半径仅粗略地对从直线路段向弯道过渡的部分进行近似。在此也就必须容忍准确度的降低，但是这对于行驶辅助系统而言是不利的，也就是可能会影响到行车辅助系统的功倉泛。
[0029]在根据所述方法的一个变型方案中，通过边缘识别或从航拍图数据产生道路数据的其它提取方法，可以以高准确度和大有效范围预测走向，尤其是这种对走向的预测和是否存在光学上不能获取的弯道区域或被小丘或其它道路起伏所遮盖的道路区段无关。在航拍图中也获取这些道路区段并且还可以对这种不能从车辆位置上获取到的或不能由车辆乘客视野感知到的道路部段进行边缘识别。尤其是在分别最新调取到航拍图数据并下载到车辆中时，还可以获得特别新的道路图，例如还可以获取设置的建筑工地。但是也可以在可预设的时间点调取航拍图数据，并且可以不依赖于与数据服务器的通信进行所述方法。换句话说，可以从曾拍摄的、并且已存储或备份的航拍图中获取航拍图数据或道路(走向)数据。也就是说，可以在没有持续保持的通信接口的情况下进行评估。
[0030]在根据本发明方法的步骤a)中对位置的确定或获取，优选通过调取关于车辆位置的地理实时位置数据或通过获取关于车辆行驶方向的数据来进行。
[0031]在根据本发明的方法的步骤b)或d)中，在此优选——尤其是借助控制装置——将航拍图数据与车辆位置相结合来确定车辆在航拍图中的位置。
[0032]在步骤c)中，优选借助边缘识别在航拍图中通过——尤其是根据航拍图比例尺——产生道路边缘数据进行提取，所述比例尺包含关于航拍图比例尺和/或生成航拍图的高度的信息。在步骤e)中，尤其可以借助控制装置评估边缘数据。
[0033]在步骤f)中，优选提供具有关于车辆所使用行车道的行车道走向的信息的道路数据。为此，尤其通过评估行车道边界线优选参照单一行车道来实施边缘识别。在此可以提供车辆相对于道路或道路走向的位置。
[0034]车辆本身的存储单元可以设计为中间存储器，在其中仅中间存储了地图数据或周围环境数据一例如当通过(互联网)连接实时地调取这些数据时，但存储单元也可以作为选择或附加地设计为一种硬盘存储器，其只读存储周围环境数据，因而不必与外部的、独立于车辆的地图数据库通信。
[0035]比例尺例如通过生成航拍图的高度或者关于地表的图像细节的平面尺寸而确定。比例尺在各航拍图中是已知的并且可以被作为图像信息连同航拍图本身进行传输。比例尺可以被作为航拍图数据的一部分一起传输，为此不需要单独的数据连接或单独的信号。通过控制装置可以直接由航拍图数据确定或评估比例尺。
[0036]虽然例如在待评估的数据量和所需计算时间方面适宜的是:仅确定沿行驶方向在车辆前方的邻近范围中的道路走向，但是，所述邻近范围也可以设置成同心地围绕车辆或是以椭圆长轴沿行驶方向的围绕车辆的椭圆，以便也在车辆侧方和后方为行驶辅助系统提供关于车辆尾侧区域中周围环境的信息。对于车辆静止的情况，也就是当不沿确定方向行驶时，通过车辆的中心纵轴规定行驶方向，也就是说，在没有时间变化的情况下也可以通过以下方法评估位置数据:在车辆停靠时知道车辆的车头朝向哪个方向，以便能够参照行驶方向实施根据本发明的方法。
[0037]尤其当航拍图是在较高高度拍摄时，可以参照道路本身进行边缘识别，或者尤其当航拍图是在较低高度或以特别高的分辨率拍摄时，还可以参照道路的单一行车道或行驶轨道进行边缘识别。在此例如可以这样产生边缘数据:通过颜色区别一无论是灰色调还是颜色渐浅一识别道路和道路的侧方界限，其中还可以获取画实线的或画虚线的行车道标志。也能够通过预先规定的标准来识别轮廓、形状或结构，以便以这些轮廓、形状或结构进行有目的的边缘识别。[0038]优选通过能接收和评估GPS-信号的车辆本身的GPS系统来调取车辆的地理实时位置数据。通过借助GPS-信号所接收到的位置数据的随时间的变化(zeitlichenVerlauf)可以产生车辆行驶方向的数据。但也可以通过车辆本身的罗盘装置确定，所述罗盘装置能参照车辆的中心纵轴给出罗盘数据或行驶方向数据。
[0039]地理实时位置数据可以被传输给车辆本身的存储单元并且与已经备份在存储单元中的航拍图数据或为回应位置确定才调取的航拍图数据相互联系在一起。
[0040]在步骤e)中，尤其是早从步骤d)起，就仅需要加工所提取出的(边缘)数据。这优点在于，仅需要向行驶辅助系统提供少量数据，也就是提供已经在基本信息方面过滤过的道路走向数据。提取出的道路数据量仅是航拍图数据量的一小部分，这把计算所用的花费和计算时间减少到最低限度。
[0041]所确定的行车道走向可以用于所述方法的其它步骤、尤其是以下步骤:
[0042]g)调取关于车辆的行驶状态的行驶状态数据；和
[0043]h)根据车辆位置和道路走向并且根据行驶状态运行车辆的至少一个功能。
[0044]这些步骤可以由行驶辅助系统负责，该行驶辅助系统可以设计为车辆系统的子系统。
[0045]根据一个有利的实施例，在围绕车辆的邻近范围中进行步骤b)中的调取和步骤
c)中的提取和/或步骤e)中的评估，尤其是在100米至10000米的邻近范围中，优选是在500米至5000米的邻近范围中，尤其优选是围绕车辆的1000米的邻近范围中，其中，该邻近范围在步骤b)中参照航拍图数据在所述区域中被规定。也可以选择参照行驶方向和/或参照道路走向规定邻近范围，也就是对于蜿蜒/曲折延伸的道路规定为横向于车辆正舷方的(沿车辆纵向的)矩形或正方形，或者对于基本沿一方向延伸的地方公路上拉长地和线状地沿地方道路在行驶方向上延伸。由此可以减少待处理的数据量。
[0046]根据一个有利的实施例，从存储单元下载航拍图数据和/或至少部分通过通信接口、尤其是在线地从互联网将航拍图数据下载到车辆中。作为用于下载航拍图数据的可在线使用的数据库在此可以理解为其中备份有优选尽可能是当前的航拍图数据的任意数据库。控制装置优选设计为与多个在线数据库相连，无论是同时还是相继相连，并且检查在哪个在线数据库中以较高现实性和/或较大或较好的分辨率备份了有关区域的航拍图数据(也就是细化了的航拍图数据，尤其还有具有较小比例尺的航拍图数据，也就是从较低高度拍摄的航拍图数据)，以便调取具有相应较大分辨率或较高现实性的航拍图数据。
[0047]根据一个有利的实施例，在线地从互联网将航拍图数据下载到车辆中，其中，在步骤b)中下载在车辆前方沿行驶方向的邻近范围的航拍图和在步骤c)中参照行驶方向在邻近范围中进行提取。由此可以确保道路数据的特别高的现实性，并且可以考虑到例如由于施工措施而改变的道路走向或新出现的桥。
[0048]根据一个有利的实施例，在步骤c)中的提取之后，尤其是在步骤e)之前，对其中道路走向至少部分中断的航拍图区段进行插值处理。由此可以补偿某些图像干扰、人为假象、在此期间的可能被航拍图数据附带记录下的可能遮盖道路边界的汽车长队，并且仍旧可以确定连续的道路走向。控制装置优选设计用于寻找有必要进行插值处理的道路区段的其它航拍图数据、尤其是备选的数据库中的航拍图数据，以便能够以较大的可靠度提取出道路数据并重建道路走向。在此可以首先在插值处理数据的基础上提供道路走向，以便在发现更准确的航拍图数据时进行调整:是否在补偿区域中已进行插值处理，如果插值处理的道路数据与更准确的航拍图数据的偏差较大，那么参照更准确的航拍图数据来进行提取过程，并提供更准确的道路数据。
[0049]根据一个有利的实施例，在步骤C)中基于预先规定的、至少具有X方向和y方向的坐标系统、尤其是三维的坐标系统提供道路数据，其中至少在X方向和I方向上规定步距。通过在X和y方向上的步距可以确定准确度，由此评估在坐标系统的确定方向上的道路走向。如果涉及到非常多弯的但是基本在平面中走向的道路——例如在荷兰城市道路网中的道路，那么可以舍弃在相应于垂直方向的z方向上的步距。相反如果涉及到相当笔直走向的道路，但是却通过一系列的小丘、隆起、桥、隧道，那么可以尤其是为了减少待处理的数据量而在z方向上选择特别小的步距，并且放大在X和y方向上的步距。
[0050]根据一个有利的实施例，借助控制装置或与控制装置耦合的车辆系统来评估道路走向和车辆位置，并且检查是否要对车辆的功能进行操控。换句话说，可以这样提供数据，使得可以通过驾驶员辅助系统控制车辆。
[0051]根据一个有利的实施例，获取和评估车辆的行驶状态，其中根据行驶状态对车辆进行检查以及操控。由此可以例如对车辆的特别高的速度作出反应并且发出警告或者还早已对车辆速度进行限制。
[0052]所述目的也如上所述通过一种用于参照使用道路的车辆的地理位置和行驶方向为车辆的至少一个驾驶员辅助系统提供前方道路走向的控制装置来实现，所述控制装置设计用于:
[0053]-确定车辆的地理位置以及获取车辆的行驶方向；
[0054]-调取在围绕车辆位置的可预设区域中的周围环境数据，尤其是从车辆的存储单元，并且尤其是在涉及车辆行驶方向的区域中进行调取；
[0055]-评估周围环境数据以便识别出至少是所使用道路在该区域中的道路数据，并且将车辆分配至道路；
[0056]-通过将道路数据与车辆位置相结合来确定车辆相对于道路的位置；
[0057]-参照行驶方向由道路数据确定道路走向；和
[0058]-为驾驶员辅助系统提供道路走向和车辆位置；
[0059]其中，所述控制装置还设计用于:
[0060]-调取周围环境数据，该周围环境数据的形式是该可预设区域的航拍图的航拍图数据；和
[0061]-从航拍图数据中提取出道路数据、尤其是道路上的单一行车道的行车道数据；和其中
[0062]-该控制装置这样设计，使得为提供道路走向仅对根据预设的行驶路线在接下来的几秒钟或几分钟内将由车辆驶过的道路区段进行评估。
[0063]通过这种控制装置可以以较高的准确度为驾驶员辅助系统提供道路走向数据，并且可以预见性地、以充足的警告驾驶员的时间缓冲可能性来控制车辆，并且还可以选择通过干预行驶动态(行驶动力学特性)来控制车辆。
[0064]控制装置优选设计用于将航拍图数据与车辆位置相结合以便确定车辆在航拍图中的位置，以及用于借助在航拍图中识别边缘通过尤其是根据航拍图比例尺产生道路边缘数据来提取出道路数据，所述比例尺包含了关于航拍图比例尺和生成航拍图的高度的信
肩、O
[0065]关于根据本发明的方法所提供的实施方式和其优点也相应适用于所要求保护的控制装置。
[0066]上述在说明书中所提到的特征和特征组合以及下述在【专利附图】
【附图说明】中所提到的或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅可以以各给定的组合形式、还可以以其它组合形式或单独形式使用，而不脱离本发明的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0067]本发明的其它优点、特征和细节从权利要求、下述优选实施例的说明以及借助附图得出，其中相同的或功能相同的元件具有相同的附图标记。其中示出:
[0068]图1用透视图示出具有两个行车道的道路的航拍图，车辆处于该道路上并与数据服务器通信，从数据服务器调取航拍图数据；和
[0069]图2用示意图示出根据本发明的实施例的用于确定前方道路走向的方法的方法流程图。
【具体实施方式】
[0070]图1示出了车辆1，该车辆在道路2的右侧行车道2a上沿行驶方向F行驶。车辆I具有控制装置10，其中，车辆I借助控制装置10或独立的通信设备与数据服务器30通信，车辆可以从数据服务器中获取或调取关于车辆周围环境的航拍图数据。可以选择性地将航拍图数据至少部分也存储在车辆I中，无论是从一开始还是暂时缓存所调取的航拍图数据，以便尤其是在通信暂时中断时——例如在信号盲区中——避免系统停止运行。为此，控制装置10与存储设备12耦合。车辆I此外还具有与控制装置10耦合的位置获取设备20、例如GPS设备，借此能够获取车辆的位置数据。控制装置10设计用于例如通过位置数据的随时间的变化或基于由车辆I的未示出的传感设备所提供的测量值来获取行驶方向F。通过这种方式，控制装置10还可以考虑到车辆速度。控制装置10与至少一个执行器11耦合并设计用于控制执行器11，以便尤其是调整车辆I的像转向灯或速度警报的功能。此外控制装置10与车辆系统100耦合、尤其还与导航系统耦合。车辆系统100设计成行驶辅助系统，或者具有单独的行驶辅助系统，借行驶辅助系统可以根据所提供的道路走向干预行驶动态。
[0071]由数据服务器30获得的航拍图数据在此形成了用于评估车辆I周围环境和用于识别道路2的走向的数据基础。控制装置10设计用于通过在航拍图中——尤其是参照道路边界2.1,2.2和/或行车道标志2.3——进行边缘识别的方式来从航拍图中提取出道路数据。行车道标志2.3例如可以是在航拍图中也可明显感知到的、显著的护栏的形式，该护栏准确规定道路走向，并且例如在高速公路的两个行驶方向之间设置在中央，就像在许多意大利高速路上所实现的那样。
[0072]图2中示出了用于根据使用道路的车辆的位置来确定前方道路走向的方法的流程图，该方法具有以下步骤:
[0073]a)确定车辆的地理位置以及获取车辆的行驶方向；[0074]b)调取在围绕车辆位置的可预设区域中的周围环境数据，尤其是从车辆的存储单元中并且尤其是参照车辆的行驶方向进行调取，其中将道路的航拍图的航拍图数据形式的周围环境数据下载到控制装置中，并且借助控制装置确定车辆在航拍图中的位置。
[0075]c)评估周围环境数据以便识别区域中并且至少是道路的道路数据，尤其是借助控制装置将车辆分配至道路，其中，优选通过在航拍图中的边缘识别和通过借助控制装置根据航拍图的比例尺产生道路的边缘数据来从航拍图中提取出道路数据，尤其是道路上的各行车道的行车道数据，所述比例尺包含关于航拍图的大小和/或生成航拍图的高度的信肩、O
[0076]d)通过将道路数据与车辆位置相结合——尤其是借助控制装置——确定车辆相对于道路的位置。
[0077]e )从道路数据中参照行驶方向确定道路走向，其中，优选借助控制装置对边缘数据进行评估；和
[0078]f)为驾驶员辅助系统提供道路走向和车辆位置。
[0079]所确定的行车道走向可以用于所述方法的其它步骤、尤其是下述步骤:
[0080]g)调取关于车辆的行驶状态的行驶状态数据；和
[0081]h)根据车辆位置和道路走向并且根据行驶状态运行车辆的至少一个功能。在此例如可以为驾驶员生成警报信号，警告他:其车辆行驶过快而不能通过前方的弯道。
【权利要求】
1.一种用于参照使用道路(2)的车辆(I)的地理位置和行驶方向(F)为车辆的至少一个驾驶员辅助系统(100)提供前方道路走向的方法，所述方法具有以下步骤: a)确定车辆(I)的地理位置以及获取车辆的行驶方向(F); b)调取在围绕车辆位置的可预设区域中的周围环境数据，该周围环境数据的形式是该可预设区域的航拍图的航拍图数据； c)评估周围环境数据以便识别出至少是所使用道路(2)在该区域中的道路数据，从航拍图数据中提取出道路数据并且将车辆(I)分配至道路(2 ); d)通过将道路数据与车辆位置相结合来确定车辆相对于道路(2)的位置； e)参照行驶方向(F)由道路数据确定道路走向； f)为驾驶员辅助系统(100)提供道路走向和车辆位置； 其中， 在步骤e)中为确定道路走向仅对根据预设的行驶路线在接下来的几秒钟或几分钟内将由车辆(I)驶过的道路区段进行评估。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在围绕车辆(I)的邻近范围中进行步骤b)中的调取和步骤c)中的提取和/或步骤e)中的确定，尤其是在100米至10000米的邻近范围中，优选是在500米至5000米的邻近范围中，尤其优选是在围绕车辆1000米的邻近范围中，其中，该邻近范围在步骤b)中参照航拍图数据在所述区域中被规定。
3.根据权利要 求1或2所述的方法，其特征在于，从车辆的存储单元(12)下载航拍图数据和/或至少部分通过通信接口、尤其是在线地从互联网将航拍图数据下载到车辆(I)中。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在线地从互联网将航拍图数据下载到车辆(I)中，其中，在步骤b)中下载沿行驶方向(F)在车辆(I)前方的邻近范围的航拍图和在步骤c)中参照行驶方向(F)在邻近范围中进行提取。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤c)中的提取之后，尤其是在步骤e)之前，对其中道路走向至少部分中断的航拍图区段进行插值处理。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤c)中基于预先规定的、至少具有X方向和y方向的坐标系统、尤其是三维的坐标系统提供道路数据，其中至少在X方向和I方向上规定步距。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助控制装置(10)或与控制装置耦合的车辆系统(100)来评估道路走向和车辆位置，并且检查是否要对车辆的功能进行操控。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，获取和评估车辆的行驶状态，并且根据行驶状态对车辆(I)进行检查以及操控。
9.一种用于参照使用道路(2)的车辆(I)的地理位置和行驶方向(F)为车辆的至少一个驾驶员辅助系统(100)提供前方道路走向的控制装置，所述控制装置设计用于: -确定车辆(I)的地理位置以及获取车辆的行驶方向(F)； -调取在围绕车辆(I)位置的可预设区域中的周围环境数据； -评估周围环境数据以便识别出至少是所使用道路(2)在该区域中的道路数据，并且将车辆(I)分配至道路；-通过将道路数据与车辆位置相结合来确定车辆相对于道路(2)的位置； -参照行驶方向(F)由道路数据确定道路走向； -为驾驶员辅助系统(100)提供道路走向和车辆位置； -调取周围环境数据，该周围环境数据的形式是该可预设区域的航拍图的航拍图数据；和 -从航拍图数据中提取出道路数据； 其特征在于， 所述控制装置这样设计，使得为提供道路走向仅对根据预设的行驶路线在接下来的几秒钟或几分钟内将由车辆(I)驶过的道路区段进行评估。
【文档编号】G01C21/30GK103884342SQ201310705590
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2012年12月19日
【发明者】S·恩格尔 申请人:奥迪股份公司
【专利摘要】本发明涉及一种用于参照使用道路（2）的车辆（1）的地理位置和行驶方向（F）为车辆的至少一个驾驶员辅助系统（100）提供前方道路走向的方法，该方法具有以下步骤：a）确定车辆的地理位置和获取车辆的行驶方向;b）调取周围环境数据；c）评估周围环境数据以识别出至少是所使用道路（2）的道路数据，借助控制装置（10）将车辆（1）分配至道路（2）；d）确定车辆相对于道路（2）的位置；e）从道路数据中确定道路走向；f）提供道路走向和车辆位置；在步骤b）中调取周围环境数据，周围环境数据的形式是可预设区域的航拍图的航拍图数据；在步骤c）中从航拍图数据中提取出道路数据。本发明还涉及一种用于实施该方法的控制装置。
【专利说明】用于提供前方道路走向的方法和控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于提供前方道路走向的方法。本发明此外还涉及一种用于实施这种方法的控制装置。
【背景技术】
[0002]在行驶辅助系统的领域中，设置于车辆中的、用于识别前方道路走向的识别设备是公知的，该设备例如具有获取车道标志(Spurmarkierung)的摄像机。例如可以将道路走向的信息与车辆的位置数据一起处理，以便参照当前车辆位置、尤其是还结合电子道路图来示出道路走向。除摄像装置外，还可以使用例如雷达传感器或激光扫描仪来尤其是用于识别导向牌或护栏。
[0003]要尽可能准确确定和预测道路走向，在此，例如在控制方面有利的是一种用于车道辅助的设备(所谓的车道保持辅助LKA)或一种用于弯道辅助的设备，以便可以更准确地保持车道或者在过快向弯道驶入时可以更早或更可靠地发出警告，或者能实现提前控制灯光，例如在弯道或起伏路上自动转向时。
[0004]但是在许多情况下，这种设别设备的有效范围最大仅在200米范围内，其中，识别设备在行车道起伏或拐弯时仅能受限制地发出和评估行车道走向的信息。
[0005]专利文献DE 199 21 437 C2公开了用于确定道路几何结构和车辆在道路上的位置的一种方法和一种设备，其中将车辆的路径数据与道路几何结构数据相比较，并在其中能将车辆分配至行驶车道，其方法是，在道路标志的侧偏移基础上确定道路几何结构数据，该偏移由设置在车辆上的行驶车道识别设备获取。
[0006]专利文献DE 10 2010 020 298 B4公开了用于从多个当前拍摄的航拍图的部分重叠的、参考地理坐标的数字式航拍图序列中获取道路交通数据的一种方法和一种设备，其中为减少计算时间，在被借助第一和第二分类器相继评估的航拍图中的仅一个航拍图的图像数据的基础上进行车辆识别。能够更可靠和在更短计算时间内获取交通数据。例如可以通过在航拍图数据中寻找对于车辆而言是典型的矩形轮廓来进行车辆识别。尤其为了通过省略坐标变换而减小计算时间，可以例如只对直线性的寻找区域进行车辆识别。为了进一步界定车辆识别的寻找区域，可以使待评估的区域沿着从自身单独的道路数据库或交通路网-数据库所获取的并投射到航拍图中的道路轴。
[0007]专利申请EP O 740 163 A2示出了一种用于获取汽车相对于道路的位置的装置，该装置设计用于借助设置在车辆中的摄像装置获取道路轮廓，尤其是借助边缘读取器(Randauslesemittel )、阈值发生器和轮廓读取器(Konturauslesemittel)来处理轮廓数据并且将其作为换算后的坐标数据提供，并获取和比例尺相关的特征以用于产生描述所获取轮廓的尺寸的尺寸数据，其中也能获取较小的道路起伏，并且其中可以和在均匀的或不均的区间中是否存在道路标志无关地来进行位置获取。
[0008]公开文本DE 10 2006 026 479 Al公开了一种用于为导航系统提供周围环境信息的方法。通过调取所期望位置的当前卫星图像和借助卫星图像确定例如空着的停车场或交通堵塞的方法，由此将当前的周围环境信息用于路线计算。经过编辑的图像数据被作为背景图像使用，在该背景图像上使得矢量图形、道路信息和导航信息渐显。
[0009]此外，公开文本DE 10 2006 051 539 Al描述了一种用于在航拍图辅助下进行机动车周围环境获取的方法。从和车辆相关的图像拍摄和航拍图拍摄中测量车辆周围环境，并从车辆周围环境、例如像道路走向中确定参数。
[0010]此外，公开文本DE 100 43 966 Al公开了一种用于车辆导航的方法。在此利用卫星-导航系统，还尤其从所观测的车辆所处的区域中拍摄地表。卫星拍摄的优点是，其给出关于交通情况的实际状态的信息，其中通过确定车辆的位置为驾驶者分配他唯一感兴趣的那个区域。在此涉及到的是眼前的车辆周围环境，通常仅涉及到的是沿行驶方向处于前方的那个区域。
【发明内容】
[0011]本发明的目的在于，提供用于尽可能准确识别道路的一种装置和一种方法，以便在所产生的道路数据的基础上预先以高准确度预定道路走向。由此还可以一尤其是也在车辆安全性方面一更好地控制车辆。
[0012]该目的通过一种具有权利要求1所述特征的方法以及通过一种具有并列权利要求所述特征的控制装置得以实现。本发明的有利设计方案连同适宜改进方案在从属权利要求中给出。
[0013]本发明涉及一种用于参照使用道路的车辆的地理位置和行驶方向为车辆的至少一个驾驶员辅助系统提供前方道路走向的方法，该方法具有以下步骤:
[0014]a)确定车辆的地理位置以及获取车辆的行驶方向；
[0015]b)调取在围绕车辆位置的可预设区域中的周围环境数据，尤其是从车辆的存储单元并且尤其是在与车辆的行驶方向有关的区域中进行调取；
[0016]c)评估周围环境数据以便识别出至少是所使用道路在该区域中的道路数据，并且——尤其是借助控制装置——将车辆分配至/分派到/指定给道路；
[0017]d)通过将道路数据与车辆位置相结合——尤其是借助控制装置——来确定车辆相对于道路的位置；
[0018]e)参照行驶方向由道路数据确定道路走向；和
[0019]f)为驾驶员辅助系统提供道路走向和车辆位置；以及
[0020]-在步骤b)中:调取周围环境数据，该周围环境数据的形式是该可预设区域的航拍图/空中摄影图的航拍图数据，尤其是调取到控制装置中；和
[0021]-在步骤c)中:从航拍图数据中提取出道路数据——尤其是道路上的单一行车道的行车道数据。
[0022]所述方法这样改进，即在步骤e)中为确定道路走向仅对根据预设的行驶路线在接下来的几秒钟或几分钟内将由车辆驶过的道路区段进行评估。
[0023]本发明基于这一认识:可以尤其是以尽可能准确的方式和特别预见性的方法利用航拍图数据从而即使在大的有效范围中也能评估道路走向，而不必非要动用单独的道路数据库。从航拍图数据本身就可以足够准确地并且还可以选择也在车辆前方远距离内确定道路走向。[0024]在此，可以参照从航拍图获取的道路数据将车辆相对于道路边缘定位在道路上或例如参照狭窄弯道定位。这样可以为驾驶员辅助系统提供数据基础，由此得知——尤其是参照将出现的道路走向，即隧道、建筑工地、桥、弯道或类似物——车辆是否处于危险状况中。这种危险状况还可以借助于航拍图数据的理论上不受限制的、预见性的有效范围以足够的提前时间得到预测，这尤其在高于150km/h、200km/h或甚至225km/h的高速时是有用的。
[0025]航拍图数据在此优选不通过近似或几何标准轮廓简化，而是首先作为(原始)图像数据存在，该图像数据能以其被获取时的形式被评估。该图像数据在此还可以具有高现实性。在此可以与车辆检测单元(摄像机)或导航系统的道路数据库无关地来评估道路走向，而仅仅基于航拍图，从航拍图中确定道路走向并向航拍图中投射或算入车辆位置。仅有唯一的一个数据基础是必须的。在此不必通过车辆本身的光学的检测装置来记录某一/任一行车道边界线的道路几何结构或走向，而是可以仅在航拍图数据基础上来计算所述道路几何结构或走向，该计算也可以利用在车辆待行驶路段方面的可自由选择的有效范围来进行。当基于航拍图数据来确定走向时，还可以减小车辆在装置技术方面的花费，这是因为不需要耗成本的或技术上尤其经过完善的周围环境获取单元，由此特别还可以降低驾驶员辅助系统的成本。
[0026]通过利用(原始)图像数据一方面可以如所述那样取得非常好的准确度，另一方面还可以保持较少或者说较小的数据量:通过GPS已知了车辆的位置，所以在步骤c)中可以尤其是在车辆前方或必要时也在车辆后方——只要驾驶员辅助系统也能够覆盖后部区域——的确定距离中专门为所使用道路提取出道路数据。因此不存在具有大量(差的)经过近似的道路走向数据的大的数据基(Datenbasis)，而是存在尤其自动地并且根据需求生成的关于相关的一个或多个道路的小的数据基。在此，还能以如下方式改进所述方法:(仅)评估那些根据预设的、存储在导航仪中的并且由车辆所行驶的行驶路线在接下来的几秒钟或几分钟内将驶过的道路区段。由此可以保持尤其少的数据基并使计算耗费最小化。
[0027]借助所述方法，例如可以以尤其准确或预见性的方式根据当前的、调取的或在车辆中或从车辆下载的航拍图数据和由其确定的道路数据来预见性地控制转向灯。还能实现为预见性的挡位选择的目的来控制自动变速器。在此例如还可以考虑到例如在建筑工地区域中绕行或转换行车道。
[0028]换句话说，可以这样再现道路走向、尤其是道路行车道的走向，即从优选未处理的、真实的(并且可选还尤其是最新的)航拍图数据中产生道路数据。该航拍图数据在此可以一方面非常新，另一方面未被改变并且尚未在如下意义上被数字化和简化:尤其由中间连接的数据服务器或导航系统通过某些几何图像(直线、圆弧、回旋曲线)来近似、也就是简化示出道路走向，由此可能会影响准确性。尤其为了减少数据量的目的，在此通常在存储在导航系统中的地图中进行通过几何图像(直线、圆弧、回旋曲线)的近似。小的S形弯道在此尽可能通过直线近似，或者——在虽然该弯道不是圆形走向的情况下——仍例如利用统一的弯曲半径仅粗略地对从直线路段向弯道过渡的部分进行近似。在此也就必须容忍准确度的降低，但是这对于行驶辅助系统而言是不利的，也就是可能会影响到行车辅助系统的功倉泛。
[0029]在根据所述方法的一个变型方案中，通过边缘识别或从航拍图数据产生道路数据的其它提取方法，可以以高准确度和大有效范围预测走向，尤其是这种对走向的预测和是否存在光学上不能获取的弯道区域或被小丘或其它道路起伏所遮盖的道路区段无关。在航拍图中也获取这些道路区段并且还可以对这种不能从车辆位置上获取到的或不能由车辆乘客视野感知到的道路部段进行边缘识别。尤其是在分别最新调取到航拍图数据并下载到车辆中时，还可以获得特别新的道路图，例如还可以获取设置的建筑工地。但是也可以在可预设的时间点调取航拍图数据，并且可以不依赖于与数据服务器的通信进行所述方法。换句话说，可以从曾拍摄的、并且已存储或备份的航拍图中获取航拍图数据或道路(走向)数据。也就是说，可以在没有持续保持的通信接口的情况下进行评估。
[0030]在根据本发明方法的步骤a)中对位置的确定或获取，优选通过调取关于车辆位置的地理实时位置数据或通过获取关于车辆行驶方向的数据来进行。
[0031]在根据本发明的方法的步骤b)或d)中，在此优选——尤其是借助控制装置——将航拍图数据与车辆位置相结合来确定车辆在航拍图中的位置。
[0032]在步骤c)中，优选借助边缘识别在航拍图中通过——尤其是根据航拍图比例尺——产生道路边缘数据进行提取，所述比例尺包含关于航拍图比例尺和/或生成航拍图的高度的信息。在步骤e)中，尤其可以借助控制装置评估边缘数据。
[0033]在步骤f)中，优选提供具有关于车辆所使用行车道的行车道走向的信息的道路数据。为此，尤其通过评估行车道边界线优选参照单一行车道来实施边缘识别。在此可以提供车辆相对于道路或道路走向的位置。
[0034]车辆本身的存储单元可以设计为中间存储器，在其中仅中间存储了地图数据或周围环境数据一例如当通过(互联网)连接实时地调取这些数据时，但存储单元也可以作为选择或附加地设计为一种硬盘存储器，其只读存储周围环境数据，因而不必与外部的、独立于车辆的地图数据库通信。
[0035]比例尺例如通过生成航拍图的高度或者关于地表的图像细节的平面尺寸而确定。比例尺在各航拍图中是已知的并且可以被作为图像信息连同航拍图本身进行传输。比例尺可以被作为航拍图数据的一部分一起传输，为此不需要单独的数据连接或单独的信号。通过控制装置可以直接由航拍图数据确定或评估比例尺。
[0036]虽然例如在待评估的数据量和所需计算时间方面适宜的是:仅确定沿行驶方向在车辆前方的邻近范围中的道路走向，但是，所述邻近范围也可以设置成同心地围绕车辆或是以椭圆长轴沿行驶方向的围绕车辆的椭圆，以便也在车辆侧方和后方为行驶辅助系统提供关于车辆尾侧区域中周围环境的信息。对于车辆静止的情况，也就是当不沿确定方向行驶时，通过车辆的中心纵轴规定行驶方向，也就是说，在没有时间变化的情况下也可以通过以下方法评估位置数据:在车辆停靠时知道车辆的车头朝向哪个方向，以便能够参照行驶方向实施根据本发明的方法。
[0037]尤其当航拍图是在较高高度拍摄时，可以参照道路本身进行边缘识别，或者尤其当航拍图是在较低高度或以特别高的分辨率拍摄时，还可以参照道路的单一行车道或行驶轨道进行边缘识别。在此例如可以这样产生边缘数据:通过颜色区别一无论是灰色调还是颜色渐浅一识别道路和道路的侧方界限，其中还可以获取画实线的或画虚线的行车道标志。也能够通过预先规定的标准来识别轮廓、形状或结构，以便以这些轮廓、形状或结构进行有目的的边缘识别。[0038]优选通过能接收和评估GPS-信号的车辆本身的GPS系统来调取车辆的地理实时位置数据。通过借助GPS-信号所接收到的位置数据的随时间的变化(zeitlichenVerlauf)可以产生车辆行驶方向的数据。但也可以通过车辆本身的罗盘装置确定，所述罗盘装置能参照车辆的中心纵轴给出罗盘数据或行驶方向数据。
[0039]地理实时位置数据可以被传输给车辆本身的存储单元并且与已经备份在存储单元中的航拍图数据或为回应位置确定才调取的航拍图数据相互联系在一起。
[0040]在步骤e)中，尤其是早从步骤d)起，就仅需要加工所提取出的(边缘)数据。这优点在于，仅需要向行驶辅助系统提供少量数据，也就是提供已经在基本信息方面过滤过的道路走向数据。提取出的道路数据量仅是航拍图数据量的一小部分，这把计算所用的花费和计算时间减少到最低限度。
[0041]所确定的行车道走向可以用于所述方法的其它步骤、尤其是以下步骤:
[0042]g)调取关于车辆的行驶状态的行驶状态数据；和
[0043]h)根据车辆位置和道路走向并且根据行驶状态运行车辆的至少一个功能。
[0044]这些步骤可以由行驶辅助系统负责，该行驶辅助系统可以设计为车辆系统的子系统。
[0045]根据一个有利的实施例，在围绕车辆的邻近范围中进行步骤b)中的调取和步骤
c)中的提取和/或步骤e)中的评估，尤其是在100米至10000米的邻近范围中，优选是在500米至5000米的邻近范围中，尤其优选是围绕车辆的1000米的邻近范围中，其中，该邻近范围在步骤b)中参照航拍图数据在所述区域中被规定。也可以选择参照行驶方向和/或参照道路走向规定邻近范围，也就是对于蜿蜒/曲折延伸的道路规定为横向于车辆正舷方的(沿车辆纵向的)矩形或正方形，或者对于基本沿一方向延伸的地方公路上拉长地和线状地沿地方道路在行驶方向上延伸。由此可以减少待处理的数据量。
[0046]根据一个有利的实施例，从存储单元下载航拍图数据和/或至少部分通过通信接口、尤其是在线地从互联网将航拍图数据下载到车辆中。作为用于下载航拍图数据的可在线使用的数据库在此可以理解为其中备份有优选尽可能是当前的航拍图数据的任意数据库。控制装置优选设计为与多个在线数据库相连，无论是同时还是相继相连，并且检查在哪个在线数据库中以较高现实性和/或较大或较好的分辨率备份了有关区域的航拍图数据(也就是细化了的航拍图数据，尤其还有具有较小比例尺的航拍图数据，也就是从较低高度拍摄的航拍图数据)，以便调取具有相应较大分辨率或较高现实性的航拍图数据。
[0047]根据一个有利的实施例，在线地从互联网将航拍图数据下载到车辆中，其中，在步骤b)中下载在车辆前方沿行驶方向的邻近范围的航拍图和在步骤c)中参照行驶方向在邻近范围中进行提取。由此可以确保道路数据的特别高的现实性，并且可以考虑到例如由于施工措施而改变的道路走向或新出现的桥。
[0048]根据一个有利的实施例，在步骤c)中的提取之后，尤其是在步骤e)之前，对其中道路走向至少部分中断的航拍图区段进行插值处理。由此可以补偿某些图像干扰、人为假象、在此期间的可能被航拍图数据附带记录下的可能遮盖道路边界的汽车长队，并且仍旧可以确定连续的道路走向。控制装置优选设计用于寻找有必要进行插值处理的道路区段的其它航拍图数据、尤其是备选的数据库中的航拍图数据，以便能够以较大的可靠度提取出道路数据并重建道路走向。在此可以首先在插值处理数据的基础上提供道路走向，以便在发现更准确的航拍图数据时进行调整:是否在补偿区域中已进行插值处理，如果插值处理的道路数据与更准确的航拍图数据的偏差较大，那么参照更准确的航拍图数据来进行提取过程，并提供更准确的道路数据。
[0049]根据一个有利的实施例，在步骤C)中基于预先规定的、至少具有X方向和y方向的坐标系统、尤其是三维的坐标系统提供道路数据，其中至少在X方向和I方向上规定步距。通过在X和y方向上的步距可以确定准确度，由此评估在坐标系统的确定方向上的道路走向。如果涉及到非常多弯的但是基本在平面中走向的道路——例如在荷兰城市道路网中的道路，那么可以舍弃在相应于垂直方向的z方向上的步距。相反如果涉及到相当笔直走向的道路，但是却通过一系列的小丘、隆起、桥、隧道，那么可以尤其是为了减少待处理的数据量而在z方向上选择特别小的步距，并且放大在X和y方向上的步距。
[0050]根据一个有利的实施例，借助控制装置或与控制装置耦合的车辆系统来评估道路走向和车辆位置，并且检查是否要对车辆的功能进行操控。换句话说，可以这样提供数据，使得可以通过驾驶员辅助系统控制车辆。
[0051]根据一个有利的实施例，获取和评估车辆的行驶状态，其中根据行驶状态对车辆进行检查以及操控。由此可以例如对车辆的特别高的速度作出反应并且发出警告或者还早已对车辆速度进行限制。
[0052]所述目的也如上所述通过一种用于参照使用道路的车辆的地理位置和行驶方向为车辆的至少一个驾驶员辅助系统提供前方道路走向的控制装置来实现，所述控制装置设计用于:
[0053]-确定车辆的地理位置以及获取车辆的行驶方向；
[0054]-调取在围绕车辆位置的可预设区域中的周围环境数据，尤其是从车辆的存储单元，并且尤其是在涉及车辆行驶方向的区域中进行调取；
[0055]-评估周围环境数据以便识别出至少是所使用道路在该区域中的道路数据，并且将车辆分配至道路；
[0056]-通过将道路数据与车辆位置相结合来确定车辆相对于道路的位置；
[0057]-参照行驶方向由道路数据确定道路走向；和
[0058]-为驾驶员辅助系统提供道路走向和车辆位置；
[0059]其中，所述控制装置还设计用于:
[0060]-调取周围环境数据，该周围环境数据的形式是该可预设区域的航拍图的航拍图数据；和
[0061]-从航拍图数据中提取出道路数据、尤其是道路上的单一行车道的行车道数据；和其中
[0062]-该控制装置这样设计，使得为提供道路走向仅对根据预设的行驶路线在接下来的几秒钟或几分钟内将由车辆驶过的道路区段进行评估。
[0063]通过这种控制装置可以以较高的准确度为驾驶员辅助系统提供道路走向数据，并且可以预见性地、以充足的警告驾驶员的时间缓冲可能性来控制车辆，并且还可以选择通过干预行驶动态(行驶动力学特性)来控制车辆。
[0064]控制装置优选设计用于将航拍图数据与车辆位置相结合以便确定车辆在航拍图中的位置，以及用于借助在航拍图中识别边缘通过尤其是根据航拍图比例尺产生道路边缘数据来提取出道路数据，所述比例尺包含了关于航拍图比例尺和生成航拍图的高度的信
肩、O
[0065]关于根据本发明的方法所提供的实施方式和其优点也相应适用于所要求保护的控制装置。
[0066]上述在说明书中所提到的特征和特征组合以及下述在【专利附图】
【附图说明】中所提到的或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅可以以各给定的组合形式、还可以以其它组合形式或单独形式使用，而不脱离本发明的范围。
【专利附图】
【附图说明】
[0067]本发明的其它优点、特征和细节从权利要求、下述优选实施例的说明以及借助附图得出，其中相同的或功能相同的元件具有相同的附图标记。其中示出:
[0068]图1用透视图示出具有两个行车道的道路的航拍图，车辆处于该道路上并与数据服务器通信，从数据服务器调取航拍图数据；和
[0069]图2用示意图示出根据本发明的实施例的用于确定前方道路走向的方法的方法流程图。
【具体实施方式】
[0070]图1示出了车辆1，该车辆在道路2的右侧行车道2a上沿行驶方向F行驶。车辆I具有控制装置10，其中，车辆I借助控制装置10或独立的通信设备与数据服务器30通信，车辆可以从数据服务器中获取或调取关于车辆周围环境的航拍图数据。可以选择性地将航拍图数据至少部分也存储在车辆I中，无论是从一开始还是暂时缓存所调取的航拍图数据，以便尤其是在通信暂时中断时——例如在信号盲区中——避免系统停止运行。为此，控制装置10与存储设备12耦合。车辆I此外还具有与控制装置10耦合的位置获取设备20、例如GPS设备，借此能够获取车辆的位置数据。控制装置10设计用于例如通过位置数据的随时间的变化或基于由车辆I的未示出的传感设备所提供的测量值来获取行驶方向F。通过这种方式，控制装置10还可以考虑到车辆速度。控制装置10与至少一个执行器11耦合并设计用于控制执行器11，以便尤其是调整车辆I的像转向灯或速度警报的功能。此外控制装置10与车辆系统100耦合、尤其还与导航系统耦合。车辆系统100设计成行驶辅助系统，或者具有单独的行驶辅助系统，借行驶辅助系统可以根据所提供的道路走向干预行驶动态。
[0071]由数据服务器30获得的航拍图数据在此形成了用于评估车辆I周围环境和用于识别道路2的走向的数据基础。控制装置10设计用于通过在航拍图中——尤其是参照道路边界2.1,2.2和/或行车道标志2.3——进行边缘识别的方式来从航拍图中提取出道路数据。行车道标志2.3例如可以是在航拍图中也可明显感知到的、显著的护栏的形式，该护栏准确规定道路走向，并且例如在高速公路的两个行驶方向之间设置在中央，就像在许多意大利高速路上所实现的那样。
[0072]图2中示出了用于根据使用道路的车辆的位置来确定前方道路走向的方法的流程图，该方法具有以下步骤:
[0073]a)确定车辆的地理位置以及获取车辆的行驶方向；[0074]b)调取在围绕车辆位置的可预设区域中的周围环境数据，尤其是从车辆的存储单元中并且尤其是参照车辆的行驶方向进行调取，其中将道路的航拍图的航拍图数据形式的周围环境数据下载到控制装置中，并且借助控制装置确定车辆在航拍图中的位置。
[0075]c)评估周围环境数据以便识别区域中并且至少是道路的道路数据，尤其是借助控制装置将车辆分配至道路，其中，优选通过在航拍图中的边缘识别和通过借助控制装置根据航拍图的比例尺产生道路的边缘数据来从航拍图中提取出道路数据，尤其是道路上的各行车道的行车道数据，所述比例尺包含关于航拍图的大小和/或生成航拍图的高度的信肩、O
[0076]d)通过将道路数据与车辆位置相结合——尤其是借助控制装置——确定车辆相对于道路的位置。
[0077]e )从道路数据中参照行驶方向确定道路走向，其中，优选借助控制装置对边缘数据进行评估；和
[0078]f)为驾驶员辅助系统提供道路走向和车辆位置。
[0079]所确定的行车道走向可以用于所述方法的其它步骤、尤其是下述步骤:
[0080]g)调取关于车辆的行驶状态的行驶状态数据；和
[0081]h)根据车辆位置和道路走向并且根据行驶状态运行车辆的至少一个功能。在此例如可以为驾驶员生成警报信号，警告他:其车辆行驶过快而不能通过前方的弯道。
【权利要求】
1.一种用于参照使用道路(2)的车辆(I)的地理位置和行驶方向(F)为车辆的至少一个驾驶员辅助系统(100)提供前方道路走向的方法，所述方法具有以下步骤: a)确定车辆(I)的地理位置以及获取车辆的行驶方向(F); b)调取在围绕车辆位置的可预设区域中的周围环境数据，该周围环境数据的形式是该可预设区域的航拍图的航拍图数据； c)评估周围环境数据以便识别出至少是所使用道路(2)在该区域中的道路数据，从航拍图数据中提取出道路数据并且将车辆(I)分配至道路(2 ); d)通过将道路数据与车辆位置相结合来确定车辆相对于道路(2)的位置； e)参照行驶方向(F)由道路数据确定道路走向； f)为驾驶员辅助系统(100)提供道路走向和车辆位置； 其中， 在步骤e)中为确定道路走向仅对根据预设的行驶路线在接下来的几秒钟或几分钟内将由车辆(I)驶过的道路区段进行评估。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在围绕车辆(I)的邻近范围中进行步骤b)中的调取和步骤c)中的提取和/或步骤e)中的确定，尤其是在100米至10000米的邻近范围中，优选是在500米至5000米的邻近范围中，尤其优选是在围绕车辆1000米的邻近范围中，其中，该邻近范围在步骤b)中参照航拍图数据在所述区域中被规定。
3.根据权利要 求1或2所述的方法，其特征在于，从车辆的存储单元(12)下载航拍图数据和/或至少部分通过通信接口、尤其是在线地从互联网将航拍图数据下载到车辆(I)中。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在线地从互联网将航拍图数据下载到车辆(I)中，其中，在步骤b)中下载沿行驶方向(F)在车辆(I)前方的邻近范围的航拍图和在步骤c)中参照行驶方向(F)在邻近范围中进行提取。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤c)中的提取之后，尤其是在步骤e)之前，对其中道路走向至少部分中断的航拍图区段进行插值处理。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤c)中基于预先规定的、至少具有X方向和y方向的坐标系统、尤其是三维的坐标系统提供道路数据，其中至少在X方向和I方向上规定步距。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助控制装置(10)或与控制装置耦合的车辆系统(100)来评估道路走向和车辆位置，并且检查是否要对车辆的功能进行操控。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，获取和评估车辆的行驶状态，并且根据行驶状态对车辆(I)进行检查以及操控。
9.一种用于参照使用道路(2)的车辆(I)的地理位置和行驶方向(F)为车辆的至少一个驾驶员辅助系统(100)提供前方道路走向的控制装置，所述控制装置设计用于: -确定车辆(I)的地理位置以及获取车辆的行驶方向(F)； -调取在围绕车辆(I)位置的可预设区域中的周围环境数据； -评估周围环境数据以便识别出至少是所使用道路(2)在该区域中的道路数据，并且将车辆(I)分配至道路；-通过将道路数据与车辆位置相结合来确定车辆相对于道路(2)的位置； -参照行驶方向(F)由道路数据确定道路走向； -为驾驶员辅助系统(100)提供道路走向和车辆位置； -调取周围环境数据，该周围环境数据的形式是该可预设区域的航拍图的航拍图数据；和 -从航拍图数据中提取出道路数据； 其特征在于， 所述控制装置这样设计，使得为提供道路走向仅对根据预设的行驶路线在接下来的几秒钟或几分钟内将由车辆(I)驶过的道路区段进行评估。
【文档编号】G01C21/30GK103884342SQ201310705590
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月19日 优先权日:2012年12月19日
【发明者】S·恩格尔 申请人:奥迪股份公司
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