用于探测行车道的方法及相应的探测系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于探测行车道的方法和相应的探测系统。
【背景技术】
[0002] 行车道的探测尤其能够实现行车道表面的评估，W便可W估计例如行车道的摩擦 系数或者不利的特性。
[0003] 在此，首先已知探测系统，所述探测系统评估前方行驶的车辆的行为和/或由 交通报告求取信息并且向驾驶员发出在可能的冬季光滑方面的警告。此外，在此已知 口SdntelligentTransportSystem:智能传输系统）。
[0004]此外已知的是，在行车道上施加有道路覆盖层（StraPenbelag)，所述道路覆盖层 在冬季光滑时改变其颜色并且因此示出直接可察觉的警告。然而，在行车上施加并且保养 特定的覆盖层是不利的。由行车道发射的光的颜色或者波长W及强度分布也可能取决于其 它因素。 阳0化]此外，已知接收并且评估超声噪声的探测系统，所述超声噪声通过轮胎在行车道 上的摩擦产生。
[0006] 此外，已知检测行车道的摄像机系统。在此已知的是，通过例如大灯照明行车道并 且由摄像机检测行车道的所照明的区域的至少一部分。此外，可W检测其它交通参与者并 且评估他们的行驶行为。然而，通常不能实现例如冬季光滑的探测。
[0007] 因此，已知的系统尤其不能实现驾驶员对当前存在的行车道覆盖层、例如水或者 冰的灵活且快速的反应。此外，已知的系统、例如道路覆盖层的标记和在道路覆盖层上的类 似措施是耗费的并且不能实施对于交通系统的全部道路。
【发明内容】
[0008] 根据本发明，将借助光结构产生的光信号发射到行车道上并且接收图像信号，所 述图像信号包含由行车道反射的光，其中接收并且分析处理作为二维光图案（Pattern)、即 光图样的图像信号。在分析处理时，可W求取并且评估光图案中的相应于光结构的图案特 征。
[0009] 在此，相应于光结构的图案特征是由W入射角投影到行车道上并且借助摄像机的 随后拍摄得到的图案特征、即光图案的结构，所述摄像机优选与产生光信号的图案发生器 稍微错位。
[0010] 根据本发明实现W下一些优点：
[0011] 可W拍摄并且分析处理光图案，根据多个图案特征能够实现将图案的点唯一地 (eindeutig)地点分辨地分配给行车道的所照明的区域上的点或者位置并且因此能够实现 相对于车辆的相对位置。
[0012] 因此，可W根据不同的评估标准评价行车道的所照明的区域。
[0013] 首先，可W评估图像信号的时间特性和反射光的信号强度的时间特性，从而可W 推断出行车道覆盖层的变化。
[0014] 此外，可W地点分辨地分析处理反射光的信号强度。对此，有利地存在校准的测量 值，从而根据校准能够实现信号强度的直接分析处理。一方面，可W由信号强度推断出所检 测的点的间距、即尤其与车辆的间距。此外，可W由信号强度推断出行车道覆盖层的反射特 性并且因此推断出反射度。由反射特性能够实现将行车道覆盖层分类成具有不同反射特性 的不同类别。图案的图像尤其通过信号强度和几何学唯一地确定。
[0015] 所述分类尤其可W在具有不同的摩擦系数特性的不同行车道覆盖层方面实现。 在此，重要的类别尤其是：没有行车道覆盖层/没有渐青、湿的行车道覆盖层/被雨淋湿 (民egemiiisse)或者潮湿膜W及此外冷冻的水。在分类为冷冻的水的情况下，可W-方 面细分成冰或者霜而另一方面细分成雪，或者也可W设置多个子类别，例如突然出现的冰 度Iitzeis)或者结冰的潮湿（ilber化ierendeN泣媒6)、乳状浑浊的霜、雪。
[0016] 在此，本发明所基于设想在于，运些不同的行车道覆盖层基本上基于水的不同形 式，首先由于其聚集态（Aggregatzustand)示出不同的反射特性，此外也取决于结晶、多孔 性、通过空气夹杂物或者颗粒的夹杂物引起的浑浊，此外所拍摄的颗粒具有能够实现分类 的不同反射特性。
[0017] 水的各个状态形式的反射性足够已知，尤其根据通常容易得到的数据调查。新雪 (没有污染）在NIR(近红外线波长范围）中在所入射的信号强度的90%的范围中具有最大 的反射度。在终年积雪或者雪的污染形态中，所述反射度在近红外线波长范围中直至60%。 没有夹杂物的冰（薄冰或者突然出现的冰）在近红外线波长范围中具有大约50%的反射 度。浑浊的冰（具有夹杂物）在近红外线波长范围中仅仅具有30%范围中的反射度。液体 形式的水具有15%至20%的范围中的反射度。因此，借助信号强度的反射度在覆盖层的不 同形式中的分级可W将基于水的不同覆盖层细分成类别并且进行彼此区分。
[0018] 随后，可W给不同的类别分配摩擦系数或者摩擦系数范围。
[0019] 通过使图案发生器的信号轴线与摄像机的光学轴线偏差可W改善反射度的测量， 因为可W较小地保持在镜面上的直接反射，所述反射在轴线相同时更强烈地出现并且通常 不直接示出材料特性。
[0020] 此外，几何校准也是可能的，从而能够由光图案或者由光图案的图案特征实现将 点唯一地分配给行车道的所照明的区域的点。因此，可W实现高的地点分辨率并且因此进 行车辆前方的不同区域或者间距中的行车道覆盖层的分类。
[0021] 因此，尤其也可W在更大距离间距上覆盖所照明的区域，例如车辆前方的一米或 者数米、即在摄像机的图像中在发动机盖上方直至车辆前方的一百米或者更多，随后进行 行车道覆盖层的地点分辨的分类。
[0022] 所发射的光有利地位于可见光W上的波长范围中、尤其位于近红外中、例如位于 780至820皿的范围中。
[0023] 在此根据本发明已知，在所述波长范围中不存在迎面驶来的车辆的驾驶员的干扰 或者其它交通参与者的干扰，然而例如基于CMOS或者基于CCD的类似的图像传感器具有高 的光敏感度。
[0024] 此外，摄像机由此可W用于车辆，除探测系统W外所述摄像机也能够实现更宽的 图像拍摄处理。
[0025]图案发生器尤其可W借助用于在重要的波长范围中发射光或者福射的L邸或者 激光二极管并且借助具有衍射光学元件的投影光学器件来构造，所述衍射光学元件的制造 能够通过平板印刷方法实现。因此，尤其可W构造具有光结构的光信号，所述光结构在摄像 机的图像中是具有特定图案特征的光图案，所述光图案允许唯一的分辨和图像处理、尤其 地点分辨的图像处理。
[00%] 作为图案特征尤其可W产生例如在图像中作为直线示出的线，因为可W非常好地 探测并且通过图像分析处理算法检测与直线的偏差。
[0027] 尤其产生多个线，它们基本上沿着行车道或者在图像上W垂直的方向、即远离车 辆地延伸，其中例如一些线可W是平行的而与此相反其它线成角度。有利地，线的至少一些 W有特征的交点或者相交角相交，从而在图像处理和分析处理时能够实现在相交角方面的 角度的分析处理。
[0028] 由图案特征首先可W求取是否存在整洁的图像，所述图像在平的行车道上作为投 影出现，或者是否存在障碍物、例如导致图案特征的几何学变化的另一交通参与者。
[0029] 此外，可W实现行车道的区域、尤其与自身车辆的间距的地点分辨的分配。
[0030] 也可W将行车道的较大的不平整和例如污染探测为图案特征的恶化。
[0031] 波长范围可W是车辆特定的或者类型特定的，W便也由此低地保持通过其他车辆 的相应的探测系统引起的干扰。
[0032] 因此，所述探测系统和根据本发明的方法尤其能够实现：
[0033] -地点分辨的探测，尤其借助行车道的地面区域的直接分配，其中具有图案特征的 分析处理的地点探测还能够实现W下评估：是否存在障碍物，因为障碍物导致图案特征的 成型的变化；
[0034] -在信号强度方面分辨的探测，由此可W求取反射度并且可W识别障碍物；
[0035] -时间分辨的探测，由此可W推断出行车道覆盖层的变化。
[0036] 因此可W实现车辆调节系统，所述车辆调节系统根据行车道的分类、尤其也在车 辆前方的不同范围中，根据所求取的或者所估计的摩擦系数实施车辆动态性调节或者稳定 性调节。
【附图说明】
[0037] 图1示出当在行车道上行驶时具有根据本发明的实施方式的探测系统的车辆；
[0038] 图2详细示出探测系统；
[0039] 图3示出根据一种实施方式的图像图案；
[0040] 图4示出根据一种实施方式的图案发生器；
[0041] 图5示出根据本发明的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0042] 车辆1在行车道2上W行驶方向F行驶。所述车辆具有探测系统3,所述探测系 统设置在根据图1的车辆上在不同位置处；在此，在图1中示出在两个优选的位置处的安 装