用于确定车辆特征的位置的方法和相应装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于确定车辆特征的位置的方法和相应装置，该环境特征位于车辆特征的环境区域中，其中方法包括以下步骤：将摄像头以相对于车辆的固定方向布置在车辆上，使得车辆特征和车辆特征的环境区域都位于摄像头的视野中；在车辆特征的环境区域中产生标记，用于确定车辆特征相对于环境特征的位置，该环境特征位于环境区域中；在车辆行驶过程中，通过摄像头拍摄至少一幅测量图像，或者由摄像头拍摄的一幅图像生成至少一幅测量图像，其中测量图像包括车辆特征，标记以及位于车辆特征环境区域中的环境特征；以及参照测量图像中环境特征相对于标记的方位，确定车辆特征相对于环境特征的位置。

【技术实现步骤摘要】
用于确定车辆特征的位置的方法和相应装置
本专利技术涉及一种用于确定车辆的车辆特征相对于环境特征的位置的方法，该环境特征位于该车辆特征的环境区域中；还涉及一种用于比较车辆特征相对于环境特征的位置和车辆特征相对于环境特征的实际位置的方法及装置，其中车辆特征相对于环境特征的位置是由驾驶员辅助系统计算出的，该环境特征位于车辆特征的环境区域中。
技术介绍
驾驶员辅助系统如车道保持辅助系统正变得越来越普遍。在行驶过程中，车道保持辅助系统确定车辆相对于道路标记的横向间距。例如，这个间距是基于前置摄像头的图像计算出的。前置摄像头被布置在车辆的挡风玻璃区域中，其视野特别是探测位于车辆前方的道路。然而，车辆本身并不在前置摄像头的视野内。因此，利用前置摄像头中可见的道路标记与车辆中前置摄像头位置处的信息相结合，可以计算出车辆相对于道路标记的横向间距。特别希望的是，在这样一个驾驶员辅助系统的校准和/或验证中，比较由驾驶员辅助系统计算出的车辆与道路标记的间距与实际间距。对于此目的已知的是，利用差分全球定位系统（DGPS）来确定实际间距。然而，此过程中需要高成本的硬件。此外，必须分别预先测量在校准或验证中使用的测试轨道，以确定道路标记的绝对位置。这会进一步提高校准或验证的成本，这还意味着公共道路只适合通过DGPS进行限制性校准或者验证。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种更简单、更经济的方法，用于确定车辆的车辆特征相对于环境特征的位置，该环境特征位于车辆特征的环境区域中。这个目的是通过这样的方法实现的，该方法具体包括以下步骤：将摄像头以固定方向布置在车辆上使得车辆特征和车辆特征的环境区域都位于摄像头的视野中；在车辆的环境区域中产生标记，用于确定车辆特征相对于环境特征的位置，该环境特征位于环境区域中；在车辆行驶过程中，通过摄像头拍摄至少一幅测量图像，或者由该摄像头拍摄的一幅图像生成至少一幅测量图像，其中该测量图像包括车辆特征，标记以及位于车辆特征的环境区域中的环境特征；以及参照环境特征相对于测量图像中的标记的位置，确定车辆特征相对于环境特征的位置。本专利技术用于确定位置的方法，只需要廉价的设备来执行，即基本上仅一个摄像头和用于产生标记的装置。相比之下，高成本的硬件，特别是通过DGPS来确定绝对位置的硬件，是不必要的。消费品领域的商业摄像头，特别是视频摄像头，例如运动摄像头，可以用作该摄像头。摄像头可以设置在车辆特征的后面，使摄像头朝向车辆前进的方向。可替换的是，摄像头可以设置在车辆特征的前面，摄像头的视野朝向后方。也可以通过摄像头基本上从上方观察车辆特征。例如，因为用于实施该方法的摄像头可以设置在轮胎的前面或后面，所以其在车辆的整备尺寸之内，因此该方法也可以用在公共道路上。因此，它不限于专用的测试轨道，其中所述测试轨道仅在有限的范围内是可靠的，并且租用成本高。本专利技术用于确定位置的方法，例如，可以用于驾驶员辅助系统的校准参照，测量和/或验证。通过本专利技术的方法，达到所述目的的过程被简化并加速。例如，也可以由不了解已知位置确定系统例如DGPS的车间员工，使用本专利技术用于确定位置的方法进行校准或重新校准。即使驾驶员辅助系统的消费者为了验证系统要求通过DGPS确定位置，但是至少在驾驶员辅助系统的开发和集成过程中，本专利技术的方法仍然能够以节约成本的方式用于进行位置确定。本专利技术用于位置确定的方法的另一个优势在于，位置的确定取决于摄像头的镜头或物镜的类型和形式。即使由于透视的原因或者由于镜头的曲率，在测量图像中所述标记具有可见的失真，则在测量图像中的另一可见对象以及尤其是环境特征具有相同的依赖于透视和镜头的失真。因此，没有必要例如通过数据处理设备进行计算来去除位置确定中的镜头曲率。当摄像头被安装在车辆下方时，这是特别有利的。在车辆下方，只有一个小空间用于布置摄像头，因此在本方法的许多应用场景中，摄像头不得不配置广角物镜。然而，广角物镜尤其会引起特别强的图像失真，特别是在图像的边缘区域。根据一个实施方式，标记的形成以及测量图像的形成包括以下步骤：（a）在静止车辆的车辆特征上放置测量标尺；（b）由摄像头拍摄源图像，源图像包括车辆特征和测量标尺；（c）从车辆特征上移除测量标尺；（d）在车辆行驶中由摄像头拍摄至少一幅中间图像，其中所述中间图像包括车辆特征和环境特征，该环境特征位于车辆特征的环境区域中；和（e）将源图像和中间图像至少部分地重合为测量图像，使得在测量图像中，测量标尺在其被拍摄到源图像中的位置是可见的，并且在测量图像中由中间图像获得的环境特征是可见的。所述测量标尺，如一把尺子或一个码尺，具有能在测量图像中可见的标记（刻度）。因为标记被拍摄到源图像中的时候会显示在测量图像上，所以测量图像的观察者会特别信任这种位置确定方法，特别是如果他也是自己放置了该测量标尺。换句话说，该方法仅仅基于观察者实际上看到或者实际上已经看到的参照物，这使得例如允许对驾驶员辅助系统进行特别客户友好式的验证。该方法可以采用任何期望的摄像头镜头或物镜，将源图像中的测量标尺按照像素精度转移到测量图像中。优选地，测量标尺的放置包括，将所述测量标尺定位在车辆所停留的基底上。该基底因而形成了放置测量标尺的一个简单并且可靠的参照物。所述测量标尺有利地基本与车辆的纵向轴成横向放置，特别是垂直的。因此，尤其是可以简单并可靠地确定车辆特征相对于环境特征的横向间距。根据一个替代实施方式，例如，尤其是在车辆的行驶过程中，标记是通过激光系统和/或投影仪被投射到车辆特征的环境区域中的基底部分上。在这方面，测量图像是由摄像头拍摄的图像。在这个实施方式中，不需要对摄像头拍摄的图像进行计算机辅助数据处理。相反，车辆特征相对于环境特征的位置，可以直接从摄像头拍摄的图像中读取。此外，执行该方法的装置可以以节约空间的方式布置，特别是根据本实施方式可以完全位于车辆下方，使得从结构方面来说绝对不会超过车辆的整备尺寸，但是标记在整备尺寸的另一侧仍然可见，所说的整备尺寸的另一侧亦即环境特征可能出现之处。根据一实施方式，所需要的位置由车辆特征和环境特征之间的间距来确定。所述间距在本专利技术用于位置确定的方法的许多应用方案中特别有意义，例如在车道保持辅助系统中。在这方面，可以在标记处简单读取出所述间距。优选所述间距是横向于车辆的纵向轴测量，特别是垂直于车辆的纵向轴，或者平行于车辆的横向轴。从而可以简单确定车辆特征的横向间距，以及车辆特征相对于环境特征的横向间距。车辆特征可以是车辆的轮胎。在摄像头图像中可以轻易看到轮胎，并且可以将摄像头安装到车辆的下侧，在结构方面不会超过车辆的整备尺寸，即摄像头不会横向突出。轮胎作为参照物的另一优势在于，轮胎是位于车辆停留的基底上。以这种方式，测量标尺能够特别简单并且高精度地放置在轮胎上，这进一步简化了该方法的实施，并提高了测量结果的精度。环境特征可以是，例如道路标记或道路边界，道路边条和/或公路沿线，如虚线或实线。这些类型的环境特征在下面被命名为道路标记。例如，当车道保持辅助系统安装在车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定车辆（10）的车辆特征（14）相对于环境特征（20）的位置的方法，该环境特征（20）位于该车辆特征（14）的环境区域中，其特征在于，所述方法包括以下步骤：将摄像头（12）以相对于车辆（10）的固定方向布置在车辆（10）上，使得车辆特征（14）和车辆特征（14）的环境区域都位于摄像头（12）的视野中；在车辆特征（14）的环境区域中产生标记（25），用于确定车辆特征（14）相对于环境特征（20）的位置，该环境特征（20）位于环境区域中；在车辆行驶过程中，通过摄像头（12）拍摄至少一幅测量图像（30），或者由摄像头（12）拍摄的图像生成至少一幅测量图像（30），其中测量图像（30）包括车辆特征（14），标记（25）以及位于车辆特征（14）环境区域中的环境特征（20）；以及参照测量图像（30）中环境特征（20）相对于标记（25）的方位，确定车辆特征（14）相对于环境特征（20）的位置。

【技术特征摘要】
2015.01.20 EP 15151850.31.一种用于比较车辆特征（14）相对于环境特征（20）的位置与车辆特征（14）相对于环境特征（20）的实际位置的方法，其中车辆特征（14）相对于环境特征（20）的位置是由驾驶员辅助系统计算出的，环境特征（20）位于车辆特征（14）的环境区域中，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
输出由驾驶员辅助系统计算出的位置；
确定实际位置；
比较计算出的位置与实际位置；
其中，确定所述实际位置包括以下步骤：
将摄像头（12）以相对于车辆（10）的固定方向布置在车辆（10）上，使得车辆特征（14）和车辆特征（14）的环境区域都位于摄像头（12）的视野中；
在车辆特征（14）的环境区域中产生刻度（25），用于确定车辆特征（14）相对于环境特征（20）的位置，该环境特征（20）位于环境区域中；
在车辆行驶过程中，通过摄像头（12）拍摄至少一幅测量图像（30），或者由摄像头（12）拍摄的图像生成至少一幅测量图像（30），其中测量图像（30）包括车辆特征（14），刻度（25）以及位于车辆特征（14）环境区域中的环境特征（20）；以及
参照测量图像（30）中环境特征（20）相对于刻度（25）的方位，确定车辆特征（14）相对于环境特征（20）的位置。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，刻度（25）的形成以及测量图像（30）的形成包括以下步骤：
在静止车辆（10）的车辆特征处放置测量标尺（24）；
由摄像头拍摄源图像（22），源图像（22）包括车辆特征（14）和测量标尺（24）；
从车辆特征（14）上移除测量标尺（24）；
在车辆行驶中由摄像头（12）拍摄至少一幅中间图像（28），其中所述中间图像（28）包括车辆特征（14）和环境特征（20），该环境特征（20）位于所述车辆特征（14）的环境区域中；以及
将源图像（22）和中间图像（28）至少部分地重合为测量图像（30），使得在测量图像（30）中，所述测量标尺（24）在其被拍摄到源图像（22）中的位置是可见的，并且在测量图像（30）中由中间图像（28）获得的环境特征（20）是可见的。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，测量标尺（24）的放置包括，将测量标尺（24）定位在车辆（10）所停留的基底上；和/或因此所述测量标尺（24）基本与车辆的纵向轴成交叉放置。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述测量标尺（24）基本与车辆的纵向轴成垂直放置。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，刻度是被投射到车辆特征（14）环境区域中的基底上，并且测量图像（30）是由摄像头（12）拍摄的图像。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔克·S·卡尔姆斯，马蒂亚斯·布什，彼得·埃格伯特，沃尔夫冈·福维克，
申请(专利权)人：戴尔菲技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US