專利名稱：用于確定位置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定特別是機(jī)動車的位置的方法，其中，對具有已知地理位置的對象進(jìn)行光學(xué)檢測并且將該對象的地理位置與所存儲的地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。此外本發(fā)明還涉及一種構(gòu)造用于實施用于確定位置的方法的駕駛員輔助系統(tǒng)和一種具有這種駕駛員輔助系統(tǒng)的機(jī)動車。
背景技術(shù)：
由現(xiàn)有技術(shù)已知用于機(jī)動車的舒適系統(tǒng)、安全系統(tǒng)和駕駛員輔助系統(tǒng)，這些系統(tǒng)需要機(jī)動車的準(zhǔn)確的位置確定。駕駛員輔助系統(tǒng)為其中一例，該駕駛員輔助系統(tǒng)包括車輛對車輛通信平臺，該通信平臺用于向后方的交通參與者警告當(dāng)?shù)氐奈ｋU、例如事故位置。另一實例在于預(yù)測性燈光控制，其在在隧道內(nèi)接近機(jī)動車時已經(jīng)被觸發(fā)，以提前調(diào)節(jié)視野狀況，或者在于具有提前的檔位選擇的駕駛員輔助系統(tǒng)，該駕駛員輔助系統(tǒng)在接近彎道時預(yù)先給出合適的變速箱檔位。典型的是，借助基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)、例如特別是GPS系統(tǒng)(全球定位系統(tǒng))確定車輛的位置。在此位置確定的精確度由于大氣輻射、多徑傳播或衛(wèi)星時鐘誤差而限制在大約10米左右。由JP 2010 266 383 A已知一種交通引導(dǎo)系統(tǒng)，該交通引導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計用于識別交通標(biāo)志。這種系統(tǒng)可以在沒有導(dǎo)航設(shè)備但具有用于檢測車輛前方區(qū)域的攝像機(jī)的車輛中使用。通過攝像機(jī)檢測交通標(biāo)識并且獲取交叉路口的圖形顯示、字母或路段等。這些信息被處理并在引導(dǎo)系統(tǒng)的顯示器上顯示。車輛本身顯示在基于交通標(biāo)志分析的圖形顯示器上。在DE 10 2004 013 440 Al中建議了一種用于精確導(dǎo)航系統(tǒng)行駛指示的方法。為此輸入借助攝像機(jī)獲取的行駛環(huán)境的數(shù)據(jù)。由DE 10 2007 023 765 Al中已知一種用于輸出方向信息的方法,該方向信息對應(yīng)于在交通標(biāo)志上顯示的位置信息，該位置信息配屬于路線的接下來的路段。這種方法要通過減少輸出的方向信息來簡化在道路網(wǎng)絡(luò)中的定位。由US 6 393 360 BI已知一種用于自動檢測和引導(dǎo)車輛的方法。這種方法基于在位置固定的通信單元與安裝在車輛中的移動通信單元之間的通信。在DE 197 36 774 Al中建議了一種用于在機(jī)動車中顯示信息的方法。對由車載攝像機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行分析處理，在該圖像中識別出的交通標(biāo)識在車輛中的顯示器上進(jìn)行顯不O由文獻(xiàn)DE 10 2004 013 440 Al已知一種用于精確導(dǎo)航系統(tǒng)行駛指示的方法，其中對借助基于衛(wèi)星的定位系統(tǒng)確定的車輛位置進(jìn)行精確。在此光學(xué)檢測物體、特別是具有已知地理位置的交通燈或道路指示牌。借助對該物體的地理位置與所存儲的地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來精確機(jī)動車的位置
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種用于確定特別是機(jī)動車的位置的改良方法，該方法可以實現(xiàn)特別精確的位置確定。為實現(xiàn)該目的，提供一種具有權(quán)利要求1的特征的開頭所述類型的方法。在裝置方面，該目的通過設(shè)計用于實施用于確定位置的方法的駕駛員輔助系統(tǒng)和通過具有這樣設(shè)計的駕駛員輔助系統(tǒng)的機(jī)動車得以實現(xiàn)。很多道路、例如特別是公路、聯(lián)邦高速公路和高速公路配備有設(shè)立在道路邊緣側(cè)的各自具有距離說明的道路指示牌。根據(jù)本發(fā)明，在車輛側(cè)自動檢測并識別這些道路指示牌。各距離說明借助對應(yīng)的字符識別裝置進(jìn)行分析。道路指示牌的地理位置進(jìn)而機(jī)動車的位置借助與所存儲的地圖數(shù)據(jù)的比較來確定。因為這些具有距離說明的道路指示牌通常都沿著道路走向以例如500米的規(guī)則間距來設(shè)立，所以在行駛期間可以實現(xiàn)不斷的車輛位置確定或位置檢查。此外，為了執(zhí)行用于位置確定的方法僅需要在車輛側(cè)進(jìn)行修改，已經(jīng)存在的道路指示牌可以以特別簡單的方式和方法用于位置確定。所述距離說明指出與第一參考點、例如高速公路入口或高速公路出口或市中心的相對距離。為了確定機(jī)動車的位置，建立第二參考點和第一參考點的連接，該第二參考點從特別是機(jī)動車的導(dǎo)航系統(tǒng)或駕駛員輔助系統(tǒng)的數(shù)字道路地圖中提取。如果真實的第一參考點和數(shù)字道路地圖的第二參考點對應(yīng)于相同的地理位置，則可以確定機(jī)動車的位置。亦即如果例如第一參考點和第二參考點對應(yīng)于相同的高速公路入口或出口、或相同路段走向的起點，則確定了機(jī)動車的位置。檢查第一參考點與第二參考點的對應(yīng)保證了，可最小化機(jī)動車位置確定的誤差。在特別優(yōu)選的方式中，所述距離說明指出與第一參考點沿著預(yù)定路段走向的相對距離。這例如可以由下述方式實現(xiàn)，即在道路指示牌上給出與即將到達(dá)的城市的市中心的剩余距離作為距離說明。此外可選的是，例如也可以給出與定義高速公路起點的第一參考點的相對距離。將真實的路段走向與數(shù)字道路地圖的對應(yīng)的虛擬路段走向進(jìn)行比較并進(jìn)行配屬。然后在數(shù)字道路地圖的已知成像比例下借助被檢測到并讀取的距離說明確定機(jī)動車的位置。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，機(jī)動車的位置在數(shù)字道路地圖上借助為此設(shè)置的顯示單元來顯示，該顯示單元特別是集成在機(jī)動車的儀表板中。機(jī)動車的位置在數(shù)字道路地圖上的輸出以特別優(yōu)選的方式方法在行駛期間不斷地進(jìn)行，以便特別是以最佳的方式通知駕駛員。優(yōu)選在行駛期間借助光學(xué)檢測單元檢測道路指示牌，該光學(xué)檢測單元具有在行駛方向上取向的檢測區(qū)域并且檢測至少一個其中典型地設(shè)置有道路指示牌的車道邊緣側(cè)區(qū)域。對由光學(xué)檢測單元生成的圖像數(shù)據(jù)的分析以特別優(yōu)選的方式限制在車道邊緣側(cè)區(qū)域的數(shù)據(jù)上，從而節(jié)省計算時間并且快速和可靠地實施該方法。在行駛期間優(yōu)選在第一時刻檢測道路指示牌并在第二時刻確定機(jī)動車的位置。第二時刻由下述方式定義，即檢測到的道路指示牌離開光學(xué)檢測單元的在行駛方向上取向的檢測區(qū)域。這可以特別是由相應(yīng)的圖像識別軟件自動識別。在第二時刻進(jìn)行機(jī)動車位置確定保證了，該機(jī)動車位于道路指示牌緊鄰近，以最小化位置確定的誤差。在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，持續(xù)地、不斷地檢測光學(xué)檢測單元的檢測區(qū)域。在此圖像數(shù)據(jù)以視頻序列的形式生成，該視頻序列成像對應(yīng)的車輛環(huán)境。檢測到的道路指示牌在圖像數(shù)據(jù)中的虛擬位置特別是在第一時刻和第二時刻之間不斷地被檢查，以便在很大程度上排除在位置確定時的可能的誤差源。在本發(fā)明的一種特別優(yōu)選的實施例中，額外借助基于衛(wèi)星的定位來確定機(jī)動車的位置。這可以特別是借助已知的定位系統(tǒng)如GPS系統(tǒng)(全球定位系統(tǒng))來進(jìn)行。特別是規(guī)定，首先借助基于衛(wèi)星的定位進(jìn)行機(jī)動車的大概的位置確定，隨后借助根據(jù)本發(fā)明的方法精確所述位置確定。因此例如可以首先借助基于衛(wèi)星的定位如下確定機(jī)動車的位置，即確定機(jī)動車所處的路段走向或道路、特別是高速公路。因此如果光學(xué)檢測到、識別出和分析了具有距離說明的道路指示牌，則已知了該距離說明涉及哪個第一參考點，因為該第一參考點通常被分配給/配屬于相應(yīng)的路段走向。這樣高速公路配備有說明距離的道路指示牌，所述道路指示牌顯示與相應(yīng)高速公路的相應(yīng)起點的距離。用于機(jī)動車的駕駛員輔助系統(tǒng)設(shè)計用于實施根據(jù)本發(fā)明的用于位置確定的方法。為此該駕駛員輔助系統(tǒng)具有至少一個光學(xué)檢測單元，借助該光學(xué)檢測單元可以光學(xué)檢測車輛前端的區(qū)域。此外該駕駛員輔助系統(tǒng)還包括用于分析由光學(xué)檢測單元生成的圖像數(shù)據(jù)的分析單元。該駕駛員輔助系統(tǒng)優(yōu)選集成在機(jī)動車中并且配備有圖像字符識別裝置，該圖像字符識別裝置例如以相應(yīng)軟件的形式實施在分析單元中。上述方法的闡述相應(yīng)也適用于該駕駛員輔助系統(tǒng)和具有該駕駛員輔助系統(tǒng)的機(jī)動車。


本發(fā)明實施形式的其它優(yōu)點和細(xì)節(jié)由以下描述參考附圖得出。其中:圖1示意性示出具有駕駛員輔助系統(tǒng)的根據(jù)本發(fā)明的機(jī)動車，圖2示意性示出用于確定機(jī)動車的位置的根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
具體實施例方式圖1示出具有駕駛員輔助系統(tǒng)2的機(jī)動車I的示意性構(gòu)造。該駕駛員輔助系統(tǒng)2具有光學(xué)檢測單元3，該光學(xué)檢測單元在行駛方向上取向，從而可以檢測到車輛前端的檢測區(qū)域9。此外在檢測區(qū)域9內(nèi)部還存在車道邊緣側(cè)區(qū)域，從而位于車道邊緣側(cè)區(qū)域中的道路指示牌10可以由光學(xué)檢測單元3檢測到。光學(xué)檢測單元3與分析單元4作用連接，從而光學(xué)檢測到的圖像數(shù)據(jù)可以由光學(xué)檢測單元3傳送到分析單元4。圖像字符識別裝置以相應(yīng)軟件的形式實施在分析單元4中。分析單元4還與存儲媒介5相連接，數(shù)字道路地圖的數(shù)據(jù)存儲在該存儲媒介上。數(shù)字道路地圖K可以在顯示單元6上輸出，該顯示單元例如實施為顯示器或監(jiān)視器并且集成在機(jī)動車I的儀表板上。駕駛員輔助系統(tǒng)2此外還包括控制單元7，借助該控制單元可以自動改變行駛狀態(tài)參量。例如可以借助該控制單元7在識別出危險時自動引入機(jī)動車I的減速或者改變機(jī)動車I的側(cè)滑角以引入避讓行動/緊急轉(zhuǎn)彎。此外還設(shè)置有與分析單元4作用連接的接收器8。借助接收器8可以接收基于衛(wèi)星的信號，這些信號可傳輸?shù)椒治鰡卧?以進(jìn)行分析。此時可以確定機(jī)動車I的位置。特別是在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中，接收器8設(shè)計成GPS (全球定位系統(tǒng))接收器。
駕駛員輔助系統(tǒng)2附加地設(shè)計成導(dǎo)航系統(tǒng)，其中以未詳細(xì)示出的方式和方法設(shè)置有輸入單元，借助該輸入單元例如可以預(yù)設(shè)行駛目的地。借助分析單元4并通過所存儲的數(shù)字道路地圖可以計算從機(jī)動車I的當(dāng)前所處位置通往預(yù)設(shè)的行駛目的地的路線或路段走向。該路線可以與數(shù)字道路地圖的適當(dāng)片段一起在顯示單元6上顯示以通知車輛駕駛員。在顯示單元6上還可以輸出例如指示車輛駕駛員實施轉(zhuǎn)彎過程的行駛指示。駕駛員輔助系統(tǒng)2額外還具有未詳細(xì)示出的通信平臺，該通信平臺可以實現(xiàn)與其它交通參與者的配備有類似裝置的車輛進(jìn)行通信。特別是由此可以在出現(xiàn)危險情況例如緊急剎車、堵車或出現(xiàn)事故時警告跟隨該機(jī)動車I的另一車輛。圖2在流程圖中示意性地描繪了用于確定機(jī)動車I的位置的方法。在第一方法步驟SI中，對在行駛期間由光學(xué)檢測單元3不斷檢測到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。為此至少例如逐行和/或逐列掃描對應(yīng)于車道邊緣側(cè)區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)，以識別可能存在的道路指示牌
10。如果在第一方法步驟SI中識別出顯示距離說明的道路指示牌10，則在隨后的方法步驟S2中借助字符識別裝置分析所檢測到的圖像數(shù)據(jù)，其中讀出該距離說明。額外地，在本發(fā)明的一種優(yōu)選實施例中在顯示單元6上輸出被識別的道路指示牌10。該距離說明例如指出到鄰近城市的入口或市中心的距離。因此該距離說明是到第一參考點的相對距離的說明，該第一參考點例如由鄰近城市市中心的地理位置或高速公路或聯(lián)邦高速公路的起點或終點定義。在第三方法步驟S3中，監(jiān)視所檢測到的道路指示牌10在由檢測單元3在行駛期間持續(xù)生成的圖像數(shù)據(jù)中的虛擬位置。當(dāng)?shù)缆分甘九?0離開光學(xué)檢測單元3的檢測區(qū)域9并因此不再處于圖像數(shù)據(jù)中時，才實施機(jī)動車I的位置確定。因此保證使機(jī)動車I與道路指示牌10之間的距離最小，從而可以以盡可能高的精確度確定機(jī)動車的位置。道路指示牌在第一方法步驟SI中在第一時刻被檢測并識別，但是其中機(jī)動車I的位置確定直到機(jī)動車I在第二時刻到達(dá)道路指示牌10并且道路指示牌10離開在車輛前端取向的檢測區(qū)域E時才發(fā)生。道路指示牌10具有已知的地理位置，該地理位置借助關(guān)于第一參考點的距離說明來說明。為了正確確定機(jī)動車I的位置，將該距離說明和第一參考點與所存儲的數(shù)字道路地圖的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。此時確定數(shù)字道路地圖的虛擬路段走向和其所屬的虛擬的第二參考點并將其與第一參考點比較。如果第一參考點對應(yīng)于第二參考點，亦即第一參考點和第二參考點對應(yīng)于相同的地理位置，則機(jī)動車I所處的路段明顯配屬于所存儲的數(shù)字道路地圖的路段走向。因此可以借助于數(shù)字道路地圖確定機(jī)動車I的位置，這是因為相應(yīng)于所述距離說明沿著路段走向的已經(jīng)過或待經(jīng)過的距離是已知的。優(yōu)選在顯示單元6上輸出這樣求得的機(jī)動車I的位置。機(jī)動車I的位置(確定)額外借助基于衛(wèi)星的定位來實施。在此相應(yīng)的衛(wèi)星信號由接收器8接收并且輸送到分析單元4以進(jìn)行分析。這特別發(fā)生在GPS系統(tǒng)的框架內(nèi)?；谛l(wèi)星的定位例如可以用于在實施根據(jù)本發(fā)明的方法之前進(jìn)行大致的位置確定。其優(yōu)點在于，至少所述機(jī)動車I所處的正確道路或路段可以借助數(shù)字道路地圖獲得。因此第一參考點在前期準(zhǔn)備中已知，因為該第一參考點通常配屬于所述機(jī)動車I所處的道路或路段。因此借助基于衛(wèi)星的定位，可以輕易地在數(shù)字道路地圖數(shù)據(jù)中找到對應(yīng)于第一參考點的第二參考點，并且可以相應(yīng)于上述方法確定機(jī)動車I的位置。
權(quán)利要求
1.一種一種用于確定特別是機(jī)動車(I)的位置的方法，其中，光學(xué)檢測具有已知地理位置的對象并且將該對象的地理位置與所存儲的地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行比較， 其特征在于， 該對象是具有距離說明的道路指示牌(10)，在車輛側(cè)光學(xué)識別該道路指示牌并隨后借助字符識別裝置分析所述距離說明，其中，所述距離說明指出與具有已知地理位置的第一參考點的相對距離，將所述第一參考點與數(shù)字道路地圖的第二參考點進(jìn)行比較，如果第一參考點和第二參考點對應(yīng)于相同的地理位置，則確定所述機(jī)動車(I)的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法， 其特征在于， 所述距離說明指出與第一參考點沿預(yù)定路段走向的相對距離，將所述預(yù)定路段走向與所述數(shù)字道路地圖的虛擬路段走向進(jìn)行比較以確定所述機(jī)動車(I)的位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法， 其特征在于， 在所述數(shù)字道路地圖上顯示所述機(jī)動車(I)的確定位置。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法， 其特征在于， 在行駛期間借助光學(xué)檢測單元(3)檢測所述道路指示牌(10)，所述光學(xué)檢測單元具有在所述機(jī)動車(I)的行駛方向上取向的檢測區(qū)域(9)并檢測至少一個車道邊緣側(cè)區(qū)域，為檢測所述道路指示牌(10)在進(jìn)行字符識別時分析該車道邊緣側(cè)區(qū)域。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法， 其特征在于， 在行駛期間在第一時刻檢測所述道路指示牌(10)，當(dāng)所述道路指示牌(10)在第二時刻離開所述檢測區(qū)域(9)時，在第二時刻確定所述機(jī)動車(I)的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的方法， 其特征在于， 所述光學(xué)檢測單元(3)不斷檢測所述檢測區(qū)域(9)并且在此生成圖像數(shù)據(jù)，其中在第一時刻和第二時刻之間不斷檢查所檢測到的道路指示牌在圖像數(shù)據(jù)中的虛擬位置。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法， 其特征在于， 額外借助基于衛(wèi)星的定位來確定所述機(jī)動車(I)的位置。
8.一種用于機(jī)動車(I)的駕駛員輔助系統(tǒng)(2)，該駕駛員輔助系統(tǒng)設(shè)計用于實施根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，該駕駛員輔助系統(tǒng)包括: -用于檢測車輛前端的檢測區(qū)域(9)的光學(xué)檢測單元(3)， -分析單元(4)，光學(xué)檢測到的圖像數(shù)據(jù)能由所述光學(xué)檢測單元(3)傳遞給該分析單元， -在所述分析單元(4)中實施的圖像字符識別裝置，和 -存儲媒介(5 )，在該存儲媒介上存有數(shù)字道路地圖的數(shù)據(jù)。
9.一種具有根據(jù)權(quán)利要求8的駕駛員輔助系統(tǒng)(2)的機(jī)動車(I)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于確定特別是機(jī)動車(1)的位置的方法，其中光學(xué)檢測具有已知地理位置的對象并且比較該對象的地理位置和所存儲的地圖數(shù)據(jù)，其中該對象是具有距離說明的道路指示牌(10)，在車輛側(cè)光學(xué)識別該道路指示牌并且隨后借助字符識別裝置分析所述距離說明。
文檔編號G01S19/45GK103105168SQ20121044522
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月10日
發(fā)明者C·克拉齊, S·恩格爾, H·羅斯勒 申請人:奧迪股份公司, 大眾股份公司