對車輛的駕駛進行輔助的方法和裝置制造方法
【專利摘要】本申請公開了一種用于對車輛的駕駛進行輔助并且用于獲得道路上或道路處的第一和第二區(qū)別標識之間的距離的方法和裝置。在方法方面，第一方法包括以下步驟：對車輛所行駛于的道路上或車輛所行駛于的道路處的第一區(qū)別標識進行識別，從數(shù)據(jù)庫中檢索所述第一區(qū)別標識與道路上或道路處的第二區(qū)別標識之間的距離，基于所述車輛相對于所述第一區(qū)別標識的位置將所述第一區(qū)別標識與所述第二區(qū)別標識之間的距離考慮進去來計算所述車輛到所述第二區(qū)別標識的相對距離，以及基于所述計算的相對距離來輔助車輛的駕駛。第二方法包括以下步驟：識別所述第一和第二區(qū)別標識，計算所述第一與第二區(qū)別標識之間的距離，以及存儲所述第一與第二區(qū)別標識之間的距離。
【專利說明】對車輛的駕駛進行輔助的方法和裝置
【技術領域】
[0001 ] 本申請總體涉及基于識別的道路標識來輔助駕駛車輛。本申請還涉及獲得兩個這樣的道路標識之間的距離。
【背景技術】
[0002]之前由于大規(guī)模生產(chǎn)以及電子元件的成本降低，駕駛員輔助系統(tǒng)已經(jīng)變得可廣泛應用于較大數(shù)量的車輛。這種駕駛員輔助系統(tǒng)的一個示例為車輛導航系統(tǒng)。
[0003]車輛導航系統(tǒng)對其所安裝在的車輛的位置確定的固有精度進行處理。由于使用了諸如全球定位系統(tǒng)(GPS)之類的基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)，該精度被限制為定位系統(tǒng)的精度。在使用GPS的情況下，位置誤差的數(shù)量級為10米甚至更低。
[0004]車輛導航系統(tǒng)或者其部件(例如，定位系統(tǒng)的傳感器)可以與高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)進行通信。例如，ADAS可以配置為改變十字路口處的車輛聚光燈的形狀，改變曲折道路上的車輛聚光燈的方向或者改變當前的變速箱選擇。為了實現(xiàn)這些以及其它動作，應當以高精度得知當前的車輛位置。然而，依賴于GPS (或者類似定位系統(tǒng))的ADAS固有地具有上述定位不精確的缺點。
[0005]圖1示出了沿著道路行進的車輛10的平面圖。如圖1中所示，主要有兩種不同類型的與(該車輛正在行駛的)道路上的該車輛的真實位置相關的誤差。
[0006]沿著道路的誤差:
[0007]基本上，此類型的誤差由諸如GPS之類的定位系統(tǒng)在大致平行于該車輛(在此為駕駛員)的縱視圖軸向上引起。換言之，此類型的誤差包括了該車輛前部/后部的該車輛位置的模糊性。
[0008]沿著道路的誤差通過使用可訪問車輛導航系統(tǒng)或者ADAS的地圖信息(例如，來自在十字路口或者在連續(xù)轉(zhuǎn)彎道路上轉(zhuǎn)向時的精確已知的位置)可間斷地進行補償。
[0009]橫穿道路的誤差:
[0010]此類型的誤差由定位系統(tǒng)在大致垂直于該車輛(在此為駕駛員)的縱視圖軸向上引起。換言之，此類型的誤差包括了該車輛左/右的該車輛位置的模糊性。
[0011]由于能夠合理地假設車輛在道路上行駛并且不在道路的左/右的模糊性的范圍內(nèi)，所以橫穿道路的誤差也能夠根據(jù)地圖信息減小。進一步地，如果考慮駕駛方向和駕駛道路側(cè)(例如，在諸如德國之類的國家為右手道路側(cè)，在諸如英格蘭之類的國家為左手道路側(cè))，則可以設定為車輛實際行駛的道路側(cè)，因此可進一步減小橫穿道路的誤差。
[0012]然而，上述結果并未得出如何計算沿著街道的誤差，尤其是沿著道路的長的筆直路段。在這一點上，許多高端汽車可以具有內(nèi)置攝像頭以檢測街道上的車道。能夠在非常高的精度下確定車道的位置。然而，當沿著道路在直線上行駛時，沿著街道的誤差持續(xù)增加(例如，由于有限的里程計的精度)。常用的里程計具有大約至少行駛距離的0.2%的誤差，即，沿著街道的誤差每行駛一公里增加至少2米)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]因此，需要一種避免上述一個或者更多個問題或者其它問題的技術。具體地，為了駕駛員輔助系統(tǒng)，需要對諸如沿著道路(例如，在車輛行駛的道路的較長的筆直路段)的誤差之類的位置誤差進行補償。
[0014]在第一方面，提供了一種用于輔助駕駛車輛的方法，所述方法至少部分地在所述車輛中實現(xiàn)，并且包括以下步驟:對所述車輛所行駛于的道路上或所述車輛所行駛于的道路處的第一區(qū)別標識進行識別，從數(shù)據(jù)庫中檢索所述第一區(qū)別標識與道路上或道路處的第二區(qū)別標識之間的距離，基于所述車輛相對于所述第一區(qū)別標識的位置將所述第一區(qū)別標識與所述第二區(qū)別標識之間的距離考慮進去來計算所述車輛到所述第二區(qū)別標識的相對距離，以及基于計算的相對距離來輔助所述車輛的駕駛。
[0015]更加詳細地，所述識別所述第一區(qū)別標識包括與所述車輛的位置相關地確定所述第一區(qū)別標識的絕對位置以驗證所述第一區(qū)別標識的檢測。另外，或者可選地，所述方法進一步包括對所述道路上或所述道路處的相對于所述第一區(qū)別標識移位的所述第二區(qū)別標識進行識別。車載導航系統(tǒng)(即，其地圖資源)可以根據(jù)識別的信息由直接來自道路的最新數(shù)據(jù)來增加或者備份。
[0016]在第二方面，提供了一種用于獲得道路上或道路處的第一區(qū)別標識與道路上或道路處的至少一個第二區(qū)別標識之間的至少一個距離的方法，所述方法至少部分地在所述車輛中實現(xiàn)，并且包括以下步驟:識別所述第一和第二區(qū)別標識，計算所述第一與第二區(qū)別標識之間的距離，以及存儲所述第一與第二區(qū)別標識之間的距離。
[0017]當車輛實際上在道路上行駛時，可以以無線方式獲得標識以及標識之間的距離。因而獲得的所述信息可以存儲在數(shù)據(jù)庫中。此外，所獲得的信息可以用于相同或者另一車輛。這一用法包括按照本申請所討論的來輔助駕駛所述車輛，或者其它用途。
[0018]所述第二方面更加詳細地，所述存儲步驟可以進一步包括還存儲至少所述第一區(qū)別標識(以及可選地第二區(qū)別標識)的絕對位置。在一實現(xiàn)方式中，車載導航系統(tǒng)(即，其地圖資源)因而可以由來自道路的最新數(shù)據(jù)來增加或者備份。
[0019]在所述第一和第二方面的任意一個方面更加詳細地，所述識別步驟可以通過使用攝像頭和加速度傳感器中的至少一種來實現(xiàn)?？商娲?，或者另外，一個或者更多個諸如所述加速度傳感器和/或傾斜傳感器之類的傳感器可以實現(xiàn)或者輔助所述識別步驟。
[0020]所述第一和第二區(qū)別標識中的至少一個可以包括下列之一:道路上的標識，道路處的交通標志或者交通燈，道路交叉品，道路轉(zhuǎn)彎，道路坡度的改變，道路中的不平整處，凹凸物或者減速帶。此外，道路上的建筑物(例如，房屋或者任何其它永久結構)可以實現(xiàn)所述第一和第二區(qū)別標識中的一個或者兩個。
[0021]在第三方面，提供了一種計算機程序產(chǎn)品，所述計算機程序產(chǎn)品包括程序代碼部分，當所述計算機程序產(chǎn)品在一個或者更多個計算設備上運行時，所述程序代碼部分用于執(zhí)行所述第一和/或第二方面的方法。所述計算機程序產(chǎn)品可以存儲在諸如CD-ROM、DVD-ROM或者半導體存儲器之類的計算機可讀的記錄介質(zhì)上。
[0022]在第四方面，提供了一種用于輔助駕駛車輛的裝置，所述裝置被配置為至少部分地包括在所述車輛中，并且包括識別器、檢索器、計算器以及輔助器，所述識別器適用于對所述車輛行駛的道路上的第一區(qū)別標識進行識別，所述檢索器適用于從數(shù)據(jù)庫檢索道路上的所述第一區(qū)別標識與第二區(qū)別標識之間的距離，所述計算器適用于基于所述車輛相對于所述第一區(qū)別標識的位置將所述第一和第二區(qū)別標識之間的距離考慮進去來計算所述車輛到所述第二區(qū)別標識的相對距離，以及所述輔助器適用于基于計算的相對距離來輔助所述車輛的駕駛。
[0023]在第五方面，提供了一種用于獲得道路上或道路處的第一區(qū)別標識與道路上或道路處的至少一個第二區(qū)別標識之間的至少一個距離的裝置，所述裝置被配置為至少部分地包括在所述車輛中，并且包括識別器、計算器和數(shù)據(jù)庫，所述識別器適用于識別所述第一和第二區(qū)別標識，所述計算器適用于計算所述第一與第二區(qū)別標識之間的距離，以及所述數(shù)據(jù)庫適用于存儲所述第一與第二區(qū)別標識之間的距離。優(yōu)選地，所述獲得階段可以在所述車輛中實現(xiàn)，但也可以使用諸如衛(wèi)星圖片之類的地圖資源來事先離線并且也不在車輛中實現(xiàn)?？梢允褂萌我坏貓D資源，只要能以足夠位置精度從所述地圖資源中提取標識(例如，道路標識或者交通標志)。
[0024]根據(jù)所述第四與第五方面其中之一，所述裝置包括以下各項中的至少一項:作為識別器的一部分的攝像頭和加速度傳感器中的至少一種；航位推算系統(tǒng)，所述航位推算系統(tǒng)包括至少一個作為所述識別器以及/或者計算器的一部分的慣性傳感器；以及作為所述計算器的一部分的位置傳感器(例如，諸如全球定位系統(tǒng)(GPS)之類的基于衛(wèi)星的系統(tǒng))。
[0025]所述裝置被實施為高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)的至少一部分。作為一示例，所述裝置可以實現(xiàn)為以下各項的至少一部分:自適應前照明系統(tǒng)(AFS)，自適應巡航控制(ACC)，或者用于十字路口的輔助器。
[0026]在又一方面，提供了一種數(shù)據(jù)結構，所述數(shù)據(jù)結構用于存儲道路上或道路處的第一區(qū)別標識與道路上或道路處的第二區(qū)別標識之間的距離并且用于輔助駕駛車輛，所述數(shù)據(jù)結構包括多個條目，每個所述條目包括第一字段、第二字段和第三字段，所述第一字段適用于存儲所述第一區(qū)別標識的類型，所述第二字段適用于存儲所述第一區(qū)別標識的絕對位置，所述第三字段適用于存儲所述第一區(qū)別標識與所述第二區(qū)別標識之間的距離。
[0027]每個條目進一步包括第四字段、第五字段和第六字段，所述第四字段適用于存儲所述第一區(qū)別標識的標識符，所述第五字段適用于存儲所述第二區(qū)別標識的標識符，所述第六字段適用于存儲多個第二區(qū)別標識?？蛇x地，所述第三和第五字段包括有與所述第六字段中存儲的數(shù)量相一致的一個或者更多個條目。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]在下文中將參照附圖對本文提出的技術的實施例進行描述，其中:
[0029]圖1示出了真實的車輛位置與確定的車輛位置以及相關誤差之間的關系的示意圖；
[0030]圖2示出了反映了裝置實施例的各個部件之間的交互的方法實施例；
[0031]圖3示出了在示例性設備實施例中包含的部件，所述示例性設備實施例以車輛中的一個或更多個裝置的方式實現(xiàn)；
[0032]圖4示出了與計算步驟或者方法有關的所述方法和裝置實施例的基本原理的示意圖；
[0033]圖5示出了數(shù)據(jù)結構實施例；以及[0034]圖6示出了裝置實施例的示例性實現(xiàn)方式。
【具體實施方式】
[0035]在以下實施方式中，出于解釋而非限定的目的，提出諸如特定的信號步驟之類的具體細節(jié)以提供對本文提出的技術的完全理解。對于本領域的技術人員而言，明顯的是，本技術可用于脫離這些具體細節(jié)的其它實施例中。例如，將主要在ADAS的場景中對所述實施例進行描述；然而，這并不限制將本技術用于其它系統(tǒng)中并且用于其它目的(例如，與制圖應用相關的系統(tǒng))。
[0036]另外，本領域的技術人員將理解的是，本發(fā)明所解釋的所述服務、功能和步驟可以使用與可編程的微處理器共同工作的軟件，或者使用專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號處理器(DSP)或者通用處理器來實現(xiàn)。還可以理解的是，盡管以下實施例主要在方法和設備的場景進行描述，但是本文的技術還可以體現(xiàn)在計算機程序產(chǎn)品中以及包含有計算機處理器和耦合到處理器上的存儲器的系統(tǒng)中，其中，所述存儲器由執(zhí)行本申請的所述服務、功能和步驟的一個或者更多個程序來進行編碼。
[0037]圖2示出了用于獲得道路上的第一和第二區(qū)別標識之間的至少一個距離并且用于輔助駕駛車輛的方法實施例。在圖2的信號圖中，信號之間的時間方面由信號序列的垂直排列以及序列編號反映。應當注意的是，圖2中所指的時間并不需要將所示的任一方法步驟限制為圖2中給出的步驟序列。這具體地應用于彼此功能分離的方法步驟。例如，步驟LI到L3屬于獲得階段(或方法)L，而Ul到U4屬于使用階段(或方法)U。如圖所示，獲得階段L可以先于使用階段U以向使用階段U提供獲得的信息或者內(nèi)容；然而，這并不妨礙在使用階段U的同時或者之后來執(zhí)行該獲得階段L或另一獲得階段L (例如，重新獲得可能改變的信息或者內(nèi)容)。也就是說，使用階段U和獲得階段L還可以基本同時執(zhí)行以便輔助駕駛，但是信息或內(nèi)容可以在基本相同的時刻被重新獲得以改善之后的使用階段U。
[0038]進一步應當注意的是，獲得階段L和使用階段U可以同時由一相同車輛或針對一相同車輛執(zhí)行，或可選地，由不同車輛或針對不同車輛執(zhí)行。作為示例，獲得階段L可以由特別裝配的車輛來執(zhí)行以便由此獲得的信息或內(nèi)容可以由一般裝配的車輛在之后的時間點使用。
[0039]圖3示出了兩個裝置100和200的一般實施例。如圖3中所示，這些裝置(至少部分地)放置在一車輛10中或者在不同的車輛中(未示出)。然而，這并不妨礙諸如將可選數(shù)據(jù)庫/存儲器1002被作為外部資料庫放置在車輛10外側(cè)，所述外部資料庫能夠通過無線接口或者類似合適的方式進行訪問。
[0040]如圖3中所示，裝置100包括核心功能(例如，一個或者更多個中央處理單元(CPU)、專用電路以及/或者軟件模塊)1001、可選存儲器(和/或數(shù)據(jù)庫)1002、可選傳輸器(未示出)以及可選接收器(未示出)。此外，裝置100包括識別器1003、檢索器1004、計算器1005以及輔助器1006。由識別器1003的延長的方框所示，識別器1003還可以使用傳輸器和/或接收器(未示出)。
[0041]反過來，裝置200可以包括識別器1003(裝置100的識別器1003的復制版本或者共享的實體)以及計算器1005(裝置100的計算器1005的復制版本或者共享的實體)。進一步地，正如將裝置100和200分隔的直線所示，這些裝置可以被配置作為在相同的CPU1001上的單獨的軟件實體。這并不妨礙各個裝置之間有更加緊密的聯(lián)系(例如，當軟件代碼部分并不清晰地相互區(qū)別時，只保留了下文中所描述的功能)或者更加疏遠的聯(lián)系(例如，在兩個不同的處理器中執(zhí)行，并且可選地，甚至在不同的車輛中執(zhí)行)。
[0042]如同CPU1001的功能塊的虛線延伸所指出的，(裝置100的)識別器1003、檢索器1004、計算器1005和輔助器1006以及(裝置200的)識別器1003和計算器1005至少部分是在CPU1001上運行的功能，或者可選地是由CPU1001控制并且提供相同信息的單獨的功能實體或模塊。對于裝置100和200，實現(xiàn)傳輸器和接收器元件(未示出)可被實現(xiàn)為包括合適的接口和/或合適的新號發(fā)生和評估功能。
[0043]例如，CPU1001可被配置為使用駐留在存儲器1002中的軟件來處理各種數(shù)據(jù)輸入并且控制存儲器1002、傳輸器和接收器(未示出)(和裝置100的識別器1003、檢索器1004、計算器1005和輔助器1006以及裝置200的識別器1003和計算器1005)的功能。
[0044]存儲器1002可以用來存儲程序代碼，所述程序代碼在由CPU1001執(zhí)行時，可被用來實現(xiàn)根據(jù)本申請所公開的方面的方法。另外，或者作為替換，存儲器1002配置為數(shù)據(jù)庫(例如，以常規(guī)導航系統(tǒng)使用的地圖數(shù)據(jù)庫的形式)。
[0045]應當注意的是，識別器1003和計算器1005可被提供為一個完整的實體。進一步注意到的是，識別器1003和計算器1005通過在CPU之間使用路由/轉(zhuǎn)發(fā)的實體/接口(例如，當作為相同CPU上的獨立軟件時)，使用用于寫入/讀取進入/來自給定存儲區(qū)域的信息的功能(例如，當作為無法區(qū)分的軟件代碼部分時)或者以上方式的任意合理的組合，可被實現(xiàn)為物理上分離的實體(例如，當作為獨立的元件時)。上述識別器1003、檢索器1004、計算器1005和輔助器1006中的至少一個或者各自的功能也可以實現(xiàn)為芯片組、模塊或者組件。
[0046]重新參照圖2的信號圖(與圖3中所示的裝置100和200 —同參考)，在使用階段U的步驟Ul中，裝置100的識別器1003被配置為對車輛10所行駛于的道路上或車輛10所行駛于的道路處的第一區(qū)別標識Ml進行識別。識別器1003可以包括車輛10的車載攝像頭(未示出)以及合適的圖像處理功能。
[0047]在步驟U2中，裝置100的檢索器1004被配置為從存儲器1002中的數(shù)據(jù)庫中對所識別的第一區(qū)別標識Ml和道路上或道路處的第二區(qū)別標識M2之間的距離AM進行檢索。可選地，第一區(qū)別標識的識別可以包括步驟U2a，所述步驟U2a用于與車輛10的當前位置有關地確定第一區(qū)別標識的絕對位置Locl (例如，以驗證第一區(qū)別標識的檢測)。可選步驟U2a可以使用車輛10中的諸如GPS之類的基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)(未示出)以(大致)確定其當前位置。
[0048]之后在步驟U3中，裝置100的計算器1005基于車輛10相對于第一區(qū)別標識Ml的位置LocV將第一和第二區(qū)別標識M1、M2之間的距離AM考慮進去來計算車輛10對于第二區(qū)別標識M2的相對距離。
[0049]在識別了第一區(qū)別標識Ml之后，當車輛10接近第二區(qū)別標識M2時，步驟U3中所計算的車輛10對于第二區(qū)別標識M2的相對距離將隨時間減小。換句話說，步驟U3可以包括從距離AM中減去一距離值，當車輛10從第一區(qū)別標識Ml朝著第二區(qū)別標識M2行駛時所述距離值隨時間增大。
[0050]例如，車輛10 (B卩，其位置LocV)與第一區(qū)別標識Ml之間的相對距離可以使用攝像頭(和/或雷達)來確定。以此方式，不但能夠識別車輛10正前方的區(qū)別標識，而且能夠識別車輛10前方特定距離(例如，50米)的區(qū)別標識。(連續(xù)地)識別該區(qū)別標識Ml直到車輛10接近到標識Ml的幾米(大約I到2米)的距離。
[0051]假設第一和第二標識M1、M2之間的距離為100米，并且第一標識Ml此時在車輛10前方50米，從而第二標識M2在車輛10前方150米。當朝著第二標識M2行駛時，到達第一標識Ml的相對距離可被連續(xù)地進行考慮。相對距離首先減小，然而在通過/跑過第一標識Ml之后，相對距離將再次增大。要注意到，在此說明中，本申請還包含了(用于獲得階段L和/或使用階段U的)工具，從而在基本上通過/跑過所述標識的時候?qū)俗R的傳感器的暫時盲點進行補償(例如，由于車輛10的引擎蓋阻擋了攝像頭的視野，攝像頭僅能夠識別車輛10前方2米的最小距離處的標識)。這樣的工具包含了附加的傳感器，所述傳感器承擔了暫時致盲的傳感器的責任(在上述示例中，例如，可以是車輛10的前端/后端處的另一攝像頭或類似物)，也可以是諸如時鐘或計時器之類的僅僅從標識在視野中消失開始對時間進行計數(shù)的其它非檢測模塊，從而隨著車輛的加速仍可實現(xiàn)相對距離的所告知的估計。
[0052]在另一示例中，如果要識別的區(qū)別標識Ml (或者M2)是凹凸物(或者減速帶)，例如，加速度傳感器可以在通過凹凸物/減速帶的時刻識別凹凸物/減速帶。例如，所述“時亥IJ”可以等同于前輪通過所述標識時，并且在該時刻可以假設車輛10與標識之間的相對距離為“零”。應當注意的是，由于在原則上車輛10的部位等同于車輛的位置是不相干的(所述部位可以是前保險杠、引擎蓋、車頂、后保險杠，并且可以是諸如車輛10的重心、車輛10的幾何中心或者車輛10的導航裝置的位置之類的更理論的部位)，所以對于車輛10的位置存在一定的可容忍的模糊性。
[0053]總之，區(qū)別標識Ml或Ml與車輛10之間的相對距離的計算還可以基于所使用的傳感器的類型:
[0054]如上所述，使用加速度傳感器來檢測凹凸物或者減速帶。正如所述的，車輛10跑過凹凸物/減速帶的時刻可以視為距離為零的指示。此外，加速度傳感器可以添加傾斜傳感器，從而區(qū)分“正”高度減速帶和“負”高度凹凸物。
[0055]如果使用攝像頭來檢測區(qū)別標識，則應當對攝像頭的同質(zhì)變換坐標系統(tǒng)(包括相對位置、傾斜(偏航、斜坡)以及諸如目標的焦點寬度之類的攝像頭參數(shù))進行補償。例如，路徑識別應當避免圖像數(shù)據(jù)的像差，否則筆直的道路可能被誤認為彎曲的道路。例如，之后可以根據(jù)來自由此補償?shù)膱D像數(shù)據(jù)的標識位置(例如，像素坐標)來計算相對距離。
[0056]如果使用雷達來檢測區(qū)別標識，則例如可直接根據(jù)多普勒效應扣除相對距離。此夕卜，術語“雷達”還包括功能性的等價物，例如激光雷達、超聲檢測、紅外及其類似物。
[0057]此外，可以對檢測信號的傳輸和接收之間的任意延遲時間進行補償。應當注意的是，在使用攝像頭的情況下，圖像的信號執(zhí)行時間可以認為是光速；然而，攝像頭具有工作的其它延遲時間，例如，用于幀讀取所需的時間、用于圖像識別算法的時間(例如，濾波器)等。同樣的，機械傳感器具有一些形式的延遲時間，所述延遲時間包括例如來自對當前檢測進行編碼的電信號的執(zhí)行時間。這樣的延遲時間可以使用(額外的)里程計(將在下文中進行描述)來補償。在簡化版本中，延遲時間還可以在獲得階段L期間被獲得或者被預先設定?？蛇x地，延遲時間還可以通過將當前的車輛速度與延遲時間相乘來近似地進行補償，從而得到在該延遲時間期間所行駛的距離的近似值。[0058]圖4示出了與計算步驟或者方法有關的所述方法和裝置實施例的基本原理的示意圖。應當注意的是，以下特征不應被解釋為對本申請進行限制，而是作為示例性實施例。進一步地，以下特征根據(jù)使用階段U的(計算)步驟U3來進行描述。原則上，這些特征同樣應用于獲得階段L的步驟L2 (將在下文中進行描述)中。
[0059]計算器1005可以由里程計組成或者包括里程計。例如，機械傳感器可以產(chǎn)生與所行駛的距離有關的電信號。每行駛單位距離可以產(chǎn)生一個脈沖(或者可選地，如正弦信號、鋸齒或者任意其它信號)，所述單位距離可足夠小以提供足夠的空間分辨率，例如幾厘米(例如，2厘米)的空間分辨率。脈沖的計數(shù)值可以在單位時間傳輸或者分發(fā)到其它諸如輔助器1006或者存儲器1002中的數(shù)據(jù)庫之類的元件(比如說，通過諸如控制器局域網(wǎng)絡(CAN)總線之類的總線)。所述單位時間可以是所檢索數(shù)據(jù)的新鮮度與所傳輸數(shù)據(jù)量的效率之間的折中。
[0060]例如，以50毫秒的間隔來傳輸/分發(fā)計數(shù)值。計數(shù)值可以包括增量值(例如，從最后傳輸或者分發(fā)開始的脈沖的計數(shù))或者絕對值(例如，從車輛10的最后啟動開始的計數(shù)值)。此外，例如尤其為了阻止絕對值的存儲溢出，將計數(shù)值截斷為關于適當?shù)幕?例如，2048)的模數(shù)。在后一種情況中，應當注意來自里程計的，傳輸間隔應被選擇的足夠小和/或基于傳輸間隔的模數(shù)足夠大，從而避免由于多次截斷造成的數(shù)據(jù)損失。
[0061]另外，所有的輸入數(shù)據(jù)(例如，識別的標記和/或里程計脈沖)都能夠添加時間戳。時間戳可以指示車輛10的諸如攝像頭之類的識別器1003從所識別的標識中獲得信號(例如，圖像)的瞬間，或接收計數(shù)值的時刻。為了避免時鐘偏差問題，優(yōu)選的是，時間戳采用相同的計時器。
[0062]下文中(尤其是在獲得階段L中可采用的)的距離計算是與圖4有關的示例，但是該距離計算還能夠用在使用階段U中的計算步驟U3。在此示例中，左邊的編號指示時間戳(在此示例中沒有單位)，并且右邊的說明表示在相應的時間戳發(fā)生的事件，諸如計數(shù)的脈沖數(shù)(即，當使用增量計數(shù)器時從前一事件開始的計數(shù)值)之類的事件或者其它事件。
[0063]100 —來自里程計的100個脈沖
[0064]100 —諸如道路標志Ml之類的第一區(qū)別標識的標識符
[0065]150 —來自里程計的100個脈沖
[0066]200 —來自里程計的120個脈沖
[0067]300 —來自里程計的120個脈沖
[0068]300 —諸如停車線M2之類的第二區(qū)別標識的標識符
[0069]在此示例中，在時間戳100 (標識Ml的識別)與時間戳300 (標識M2的識別)之間計數(shù)340個脈沖。由于每個脈沖在每單位距離(例如，2厘米，一可以預先設定的或者可以在校準過程中獲得的值)內(nèi)輸出，所以在時間戳100與時間戳300之間(S卩，在標識Ml和標識M2的識別之間)已行駛了 680厘米(B卩6.80米)的距離。然后，可以依照(正如下文中將更詳細地描述的)存儲步驟L3將相應的距離寫入到存儲器1002的數(shù)據(jù)庫中。
[0070]在使用階段U中，當汽車對道路標識Ml進行識別時，可以立即從存儲器1002中的數(shù)據(jù)庫當中檢索針對道路標識M2的相對距離(比如說，6.80米)。根據(jù)該相對距離，在道路標識Ml的識別之后汽車所行駛的距離從相對距離中減去，以便在步驟U3中連續(xù)計算行駛的車輛10到第二道路標識M2的(當前的)相對距離，所述行駛的距離由基于道路標識Ml的識別之后來自里程計的脈沖數(shù)進行確定。
[0071]以上所述的基于脈沖的實現(xiàn)最好在筆直道路上進行操作并且用于對沿著街道的誤差進行補償。為了在車輛轉(zhuǎn)彎的情況下增加裝置100和200，優(yōu)選的是，提供了用于檢測當前方位的傳感器；這樣的傳感器可以是附加的陀螺儀，或者可替換地，可以提供兩個里程計，一個用于車輛10的左車輪并且一個用于車輛10的右車輪。在后一種情況下，兩個里程計計數(shù)之間的偏差可以產(chǎn)生車輛10的轉(zhuǎn)向角度；另外，或者可替換地，可以使用用于確定轉(zhuǎn)向角度的其它工具(例如，車輛的差速傳輸中方向盤的轉(zhuǎn)向角度或者轉(zhuǎn)數(shù)上的偏差)。
[0072]應當注意的是，在一些情況中里程計脈沖和道路標識并不同時確定或者相互關聯(lián)。在這些情況中，可以在所檢測的位置Locl和Loc2之間插入標識Ml和M2 (例如，與車輛位置LocV有關)。如果標識識別(例如，包括圖像識別)中的延遲時間和/或通過總線分發(fā)的計數(shù)值的延遲時間不能忽略時，可以預先設定或者通過其它方式來確定負校正因子。
[0073]恢復使用階段U的流動的情況下，在可選的步驟U4中，裝置100的輔助器1006被配置為根據(jù)計算的相對距離AM來輔助車輛的駕駛。如上所述，步驟可以忽略U4或者由用于不同的應用(例如，制圖數(shù)據(jù)的提供或者驗證)的另一步驟替代。這樣的制圖數(shù)據(jù)可以用于或者包括在由傳統(tǒng)的導航系統(tǒng)使用的地圖數(shù)據(jù)庫中。
[0074]反之，如上文所述，在使用階段U之前、之后或者與使用階段U同時的情況下，可以由裝置200來執(zhí)行獲得階段L。因此在步驟LI中，裝置200的識別器1002被配置為對第一區(qū)別標識Ml和第二區(qū)別標識M2進行識別。包括車輛10的車載攝像頭在內(nèi)的任一上述工具都可以用于此用途。
[0075]隨后，在步驟L2中，裝置200的計算器1005被配置為計算第一區(qū)別標識Ml和第二區(qū)別標識M2之間的距離AM。以上關于圖4所描述的方案可以用于此用途。
[0076]最后，在步驟L3中，裝置200的數(shù)據(jù)庫/存儲器1002被配置為存儲第一區(qū)別標識和第二區(qū)別標識之間的距離。可選地，存儲步驟或方法1002可以進一步包括至少對第一區(qū)別標識的絕對位置Locl進行存儲。為此，GPS傳感器(未示出)可以提供大致的絕對位置。所述大致位置能夠以由上述的里程計提供的精細的位置來增加。
[0077]如前面提到的，識別步驟或者方法1003可以使用攝像頭。在此情況下，可以使用專用攝像頭；然而，還可以利用現(xiàn)有攝像頭(例如，連接到車輛的ADAS或者資訊系統(tǒng)上的攝像頭)?，F(xiàn)代的ADAS已經(jīng)包括用于信號檢測和車道識別的攝像頭。
[0078]所述攝像頭可以引入由圖像識別處理時間導致的額外的延遲時間；這由對并非道路所直接固有的識別標識M1、M2 (例如，其它傳感器無法識別的房屋或者其它興趣點)進行識別的得益來補償。在一示例中，第一標識Ml和/或第二標識M2包括下列之一:道路上的標記、道路上的交通標志或者交通燈(如圖4中所示)。然而，所述標識還可以是所能夠識別的諸如道路自身交叉、道路轉(zhuǎn)向、道路坡度的變化(使用例如加速或者傾斜傳感器)，道路的不平整處(使用例如用于加速和震動的傳感器)或者可以識別的道路凹陷(使用例如作為光學識別工具的攝像頭)之類的與交通無關的項目。原則上，可以使用任一區(qū)別/辨別標，只要標識具有針對道路的固定位置關系；這甚至可以包括諸如樹木、建筑物或者建筑場所之類的標識(至少當它們一直存在時)。
[0079]此外，航位推算系統(tǒng)包括至少一個慣性傳感器，所述慣性傳感器可以是識別器1003和計算器1005中的一個或者二者的一部分。慣性傳感器以及絕對位置傳感器(例如，GPS傳感器)已可用于車輛10中的導航系統(tǒng)。進一步地，航位推算系統(tǒng)可以包括與一個里程計一樣的小型設備。如上所述，所述一個里程計可以增加第二里程計和/或陀螺測試儀。
[0080]裝置100和/或裝置200可以作為ADAS的至少一部分。更具體地，裝置100和/或裝置200可以是自適應前照明系統(tǒng)(AFS)、自適應巡航控制(ACC)、用于十字路口的輔助器或者任何其它的ADAS應用。
[0081]圖5示出了裝置100和/或裝置200所使用的數(shù)據(jù)結構實施例。數(shù)據(jù)結構(DS)10021被配置為存儲至少一個第一區(qū)別標識Ml與第二區(qū)別標識M2之間的距離AM，并且用于輔助駕駛車輛10 (例如，基于ADAS操作)。應當注意的是，數(shù)據(jù)結構10021可以采用任一適合于數(shù)據(jù)存儲和檢索的形式；尤其是，數(shù)據(jù)結構10021可適用于車輛10的特殊限制，例如，在車輛10的手搖啟動/點火啟動階段期間存儲內(nèi)容的可持續(xù)性。數(shù)據(jù)結構10021可以由車輛10的存儲器1002中的數(shù)據(jù)庫(參見圖3)使用，來用于對獲得階段(參見圖2)中所獲取的數(shù)據(jù)進行存儲。
[0082]如圖5所示，數(shù)據(jù)結構10021包括多項條目E，其中，每項條目E都包括第一字段Fl、第二字段F3以及第三字段F6，所述第一字段Fl適用于存儲第一區(qū)別標識Ml的類型，所述第二字段F3適用于存儲第一區(qū)別標識Ml的絕對位置LocI，所述第三字段F6適用于存儲第一區(qū)別標識Ml與第二區(qū)別標識M2之間的距離AM。
[0083]可選地，在數(shù)據(jù)結構10021中，每項條目進一步包括至少下列之一:第四字段F2、第五字段F5以及第六字段F4，所述第四字段F2適用于存儲第一區(qū)別標識Ml的標識符，所述第五字段F5適用于存儲第二區(qū)別標識M2的標識符，所述第六字段F4適用于存儲與第一區(qū)別標識相關聯(lián)的多個第二區(qū)別標識。第三和第五字段F2、F5含有一項或者多項與第六字段中所存儲的數(shù)量相一致的條目。
[0084]在一示例性實現(xiàn)方式中，數(shù)據(jù)庫1002 (包括依照以上數(shù)據(jù)結構10021的數(shù)據(jù)集)可以存儲用于多個十字路口的數(shù)據(jù)。在這樣的實現(xiàn)方式中，對以上字段分配下列字寬:
[0085]Fl:1字節(jié)，用于重要標識(例如，“左邊箭頭”、“虛線開始”等等)的類型；
[0086]F2:4字節(jié)，用于重要標識ID (例如，唯一編號)；
[0087]F3:8字節(jié)，用于標識的絕對位置(例如，在維度和經(jīng)度上具有15米的精度)；
[0088]F4:I字節(jié)，用于后續(xù)標識的數(shù)量；
[0089]F5:4字節(jié)，用于后續(xù)(“第二”)標識的ID (例如，唯一編號)；
[0090]F6:4字節(jié)，用于到后續(xù)標識的距離(例如，在毫米數(shù)量級的分辨率下直到4千米的距離);
[0091]F7:2字節(jié)，保留字節(jié)(例如，用于以后的使用)。
[0092]總而言之，所述示例可以每標識使用24字節(jié)來存儲或者每IM字節(jié)存儲43690個標識(假定只有一個“后續(xù)標識”)。當前所存儲的地圖資源大約在18G字節(jié)的數(shù)量級，并且可以存儲在32G字節(jié)的SD卡上，從而剩余的14G字節(jié)可開放用于諸如當前ADAS增強之類的其他用途。例如，每IG字節(jié)可以存儲8百萬個十字路口(在此情況下，每個十字路口使用128字節(jié))。這樣的地圖資源可以通過互聯(lián)網(wǎng)連接來獲取(例如，谷歌街景)，其中，本發(fā)明所要求的數(shù)據(jù)速率遠遠低于谷歌街景所需的數(shù)據(jù)速率。
[0093]最后，圖6示出了裝置實施例100、200的示例性實施方式，但是本發(fā)明公開并不限于此示例性實施方式。作為識別器1003 —部分的攝像頭對街道上的符號、箭頭、十字路口(例如，街道上的線條)之類的區(qū)別標識M1、M2進行檢測。
[0094]此外，作為計算器1005 —部分的帶有慣性傳感器(例如，陀螺測試儀和里程計)的航位推算系統(tǒng)能夠測量區(qū)別標識之間的距離ΛΜ。類似十字路口、轉(zhuǎn)彎(沒有道路交叉的曲折道路)之類的重要的道路信息也能夠由慣性傳感器和/或使用地圖資源來檢測。
[0095]作為檢索器1004的一部分的第三元件讀取和/或存儲區(qū)別標識之間的相關信息。所述信息可以局部存儲在數(shù)據(jù)庫1002中或者通過移動通信技術存儲在全球數(shù)據(jù)庫1002中。
[0096]作為計算器1005的一部分的第四元件使用當前的慣性傳感器數(shù)據(jù)、攝像頭信息(類似道路上的箭頭之類的當前/先前區(qū)別標識)以及存儲的相關數(shù)據(jù)來計算到其它區(qū)別標識M2 (類似十字路口)的當前距離AM。
[0097]此外，圖6中所示的過程包括兩個不同的階段:
[0098]I)如上所述，在獲得階段L確定(“獲得”)并且存儲區(qū)別標識M1、M2之間的相對距離；
[0099]2)(再次)檢測區(qū)別標識Ml時識別已知的區(qū)別標識M1，其中，例如，已知朝向作為第二區(qū)別標識M2的十字路口的相對距離AM沿著道路方向的較小誤差。
[0100]本申請的優(yōu)點之一在于諸如到十字路口(或其它標識)的相對距離能夠以相當高的精度來確定。重要的是，所述距離對當前實際存在的十字路口(街道)而非地圖資源中的數(shù)字化十字路口有效。此外，當距離很短時精度非常高(例如，當車輛10在十字路口前方100米時精度為20厘米)；當距離更短時精度會更高，其中，在第二標識M2之前達到最大精度。
[0101]基于存儲器1002中的數(shù)據(jù)庫(本地或者遠程配置)，十字路口和其它標識的覆蓋范圍能夠隨著時間增加。這也是可能的，即裝配了上述裝置100和/或200的多個車輛共享其獲得的距離。
[0102]據(jù)此，根據(jù)之前的說明能夠充分理解本申請所述的技術的優(yōu)點，并且明顯的，可以在不脫離本發(fā)明的范圍或者不犧牲其全部有益效果的情況下對示例性方面的形式、構造以及裝置進行各種變化。因為本申請的技術能夠以各種形式變化，所以應認識到，本發(fā)明應僅受限于所附的權利要求的范圍。
【權利要求】
1.一種用于對車輛(10)的駕駛進行輔助的方法，所述方法至少部分地在所述車輛中實現(xiàn)并且包括以下步驟: 對所述車輛所行駛于的道路上或所述車輛所行駛于的道路處的第一區(qū)別標識(Ml)進行識別(Ul); 從數(shù)據(jù)庫(1002)中檢索(U2)所述第一區(qū)別標識與道路上或道路處的第二區(qū)別標識(M2)之間的距離； 基于所述車輛相對于所述第一區(qū)別標識的位置將所述第一區(qū)別標識與所述第二區(qū)別標識之間的距離考慮進去來計算(U3)所述車輛到所述第二區(qū)別標識的相對距離；以及基于所述計算的相對距離對所述車輛的駕駛進行輔助(U4)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，對所述第一區(qū)別標識進行的所述識別包括: 與所述車輛的位置相關地確定(U2a)所述第一區(qū)別標識的絕對位置(Locl)以驗證對所述第一區(qū)別標識進行的檢測。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的方法，進一步包括: 對所述道路上或所述道路處的相對于所述第一區(qū)別標識移位的所述第二區(qū)別標識進行識別。
4.一種用于獲得道路上或道路處的第一區(qū)別標識(Ml)與道路上或道路處的至少一個第二區(qū)別標識(M2)之間的至少一個距離的方法，所述方法至少部分地在所述車輛中實現(xiàn)并且包括以下步驟: 對所述第一區(qū)別標識和所述·第二區(qū)別標識進行識別(LI)； 計算(L2)所述第一區(qū)別標識與所述第二區(qū)別標識之間的距離；以及 存儲(L3)所述第一區(qū)別標識與所述第二區(qū)別標識之間的距離。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，所述存儲步驟進一步包括: 還存儲至少所述第一區(qū)別標識的絕對位置。
6.根據(jù)權利要求1到5中任一項所述的方法，其中，所述識別步驟通過使用攝像頭和加速度傳感器中的至少一種來實現(xiàn)。
7.根據(jù)權利要求1到6中任一項所述的方法，其中，所述第一區(qū)別標識和所述第二區(qū)別標識中的至少一個包括以下各項中的一項: 道路上的標識； 道路處的交通標志或者交通燈； 道路交叉口； 道路轉(zhuǎn)彎； 道路坡度的改變； 道路中的不平整處；以及 凹凸物或者減速帶；以及 道路處的建筑物。
8.一種計算機程序產(chǎn)品，所述計算機程序產(chǎn)品包括程序代碼部分，當所述計算機程序產(chǎn)品在一個或者更多個計算設備上運行時，所述程序代碼部分用于執(zhí)行根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法。
9.根據(jù)權利要求8所述的計算機程序產(chǎn)品，其存儲在計算機可讀的記錄介質(zhì)上。
10.一種用于對車輛(10)的駕駛進行輔助的裝置(100)，所述裝置配置為至少部分地包括在所述車輛中并且包括: 識別器(1003)，所述識別器(1003)適用于對所述車輛所行駛于的道路上或所述車輛所行駛于的道路處的第一區(qū)別標識(Ml)進行識別； 檢索器(1004)，所述檢索器(1004)適用于從數(shù)據(jù)庫(1002)中檢索所述第一區(qū)別標識與道路上或道路處的第二區(qū)別標識(M2)之間的距離； 計算器(1005)，所述計算器(1005)適用于基于所述車輛相對于所述第一區(qū)別標識的位置將所述第一區(qū)別標識與所述第二區(qū)別標識之間的距離考慮進去來計算所述車輛到所述第二區(qū)別標識的相對距離；以及 輔助器(1006)，所述輔助器(1006)適用于基于所述計算的相對距離對所述車輛的駕駛進行輔助。
11.一種用于獲得道路上或道路處的第一區(qū)別標識(Ml)與道路上或道路處的至少一個第二區(qū)別標識(M2)之間的至少一個距離的裝置，所述裝置配置為至少部分地包括在所述車輛中并且包括: 識別器(1003)，所述識別器(1003)適用于對所述第一區(qū)別標識和所述第二區(qū)別標識進行識別； 計算器(1005)，所述計算器(1005)適用于計算所述第一區(qū)別標識與所述第二區(qū)別標識之間的距離；以及 數(shù)據(jù)庫(1002),所述數(shù)據(jù)庫(1002)適用于存儲所述第一區(qū)別標識與所述第二區(qū)別標識之間的距離。
12.根據(jù)權利要求10或11所述的裝置，包括以下各項中的至少一項: 作為所述識別器(1003)的一部分的攝像頭和加速度傳感器中的至少一種； 航位推算系統(tǒng)，所述航位推算系統(tǒng)包括至少一個作為所述計算器(1005)的一部分的慣性傳感器；以及 作為所述計算器(1005)的一部分的位置傳感器。
13.根據(jù)權利要求10到12中任一項所述的裝置，其中，所述裝置實施為高級駕駛員輔助系統(tǒng)(ADAS)的至少一部分，特別地實施為以下各項的至少一部分: 自適應前照明系統(tǒng)(AFS)； 自適應巡航控制(ACC);或者 用于十字路口的輔助器。
14.一種數(shù)據(jù)結構(10021 )，所述數(shù)據(jù)結構(10021)用于存儲道路上或道路處的第一區(qū)別標識(Ml)與道路上或道路處的第二區(qū)別標識(M2)之間的至少一個距離并且用于對車輛(10)的駕駛進行輔助，所述數(shù)據(jù)結構包括多個條目(E)，每個所述條目包括: 第一字段(Fl)，所述第一字段(Fl)適用于存儲所述第一區(qū)別標識的類型； 第二字段(F3)，所述第二字段(F3)適用于存儲所述第一區(qū)別標識的絕對位置；以及第三字段(F6)，所述第三字段(F6)適用于存儲所述第一區(qū)別標識與所述第二區(qū)別標識之間的距離(AM)。
15.根據(jù)權利要求14所述的數(shù)據(jù)結構，其中，每個條目進一步包括以下各項中的至少一項:第四字段(F2)，所述第四字段(F2)適用于存儲所述第一區(qū)別標識的標識符； 第五字段(F5)，所述第五字段(F5)適用于存儲所述第二區(qū)別標識的標識符；以及 第六字段(F4)，所述第六字段(F4)適用于存儲多個第二區(qū)別標識，其中: 所述第三字段和所述第五字段包括有與所述第六字段中存儲的數(shù)量相一致的一個或者更多個條目?！?br> 【文檔編號】G01C21/34GK103847733SQ201310627754
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權日:2012年11月28日
【發(fā)明者】弗洛里安·巴特斯 申請人:伊萊比特汽車公司