用于探測行車道的方法及相應(yīng)的探測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于探測行車道的方法和相應(yīng)的探測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 行車道的探測尤其能夠?qū)崿F(xiàn)行車道表面的評估，W便可W估計例如行車道的摩擦 系數(shù)或者不利的特性。
[0003] 在此，首先已知探測系統(tǒng)，所述探測系統(tǒng)評估前方行駛的車輛的行為和/或由 交通報告求取信息并且向駕駛員發(fā)出在可能的冬季光滑方面的警告。此外，在此已知 口SdntelligentTransportSystem:智能傳輸系統(tǒng)）。
[0004]此外已知的是，在行車道上施加有道路覆蓋層（StraPenbelag)，所述道路覆蓋層 在冬季光滑時改變其顏色并且因此示出直接可察覺的警告。然而，在行車上施加并且保養(yǎng) 特定的覆蓋層是不利的。由行車道發(fā)射的光的顏色或者波長W及強(qiáng)度分布也可能取決于其 它因素。 陽0化]此外，已知接收并且評估超聲噪聲的探測系統(tǒng)，所述超聲噪聲通過輪胎在行車道 上的摩擦產(chǎn)生。
[0006] 此外，已知檢測行車道的攝像機(jī)系統(tǒng)。在此已知的是，通過例如大燈照明行車道并 且由攝像機(jī)檢測行車道的所照明的區(qū)域的至少一部分。此外，可W檢測其它交通參與者并 且評估他們的行駛行為。然而，通常不能實(shí)現(xiàn)例如冬季光滑的探測。
[0007] 因此，已知的系統(tǒng)尤其不能實(shí)現(xiàn)駕駛員對當(dāng)前存在的行車道覆蓋層、例如水或者 冰的靈活且快速的反應(yīng)。此外，已知的系統(tǒng)、例如道路覆蓋層的標(biāo)記和在道路覆蓋層上的類 似措施是耗費(fèi)的并且不能實(shí)施對于交通系統(tǒng)的全部道路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 根據(jù)本發(fā)明，將借助光結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的光信號發(fā)射到行車道上并且接收圖像信號，所 述圖像信號包含由行車道反射的光，其中接收并且分析處理作為二維光圖案（Pattern)、即 光圖樣的圖像信號。在分析處理時，可W求取并且評估光圖案中的相應(yīng)于光結(jié)構(gòu)的圖案特 征。
[0009] 在此，相應(yīng)于光結(jié)構(gòu)的圖案特征是由W入射角投影到行車道上并且借助攝像機(jī)的 隨后拍攝得到的圖案特征、即光圖案的結(jié)構(gòu)，所述攝像機(jī)優(yōu)選與產(chǎn)生光信號的圖案發(fā)生器 稍微錯位。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)W下一些優(yōu)點(diǎn)：
[0011] 可W拍攝并且分析處理光圖案，根據(jù)多個圖案特征能夠?qū)崿F(xiàn)將圖案的點(diǎn)唯一地 (eindeutig)地點(diǎn)分辨地分配給行車道的所照明的區(qū)域上的點(diǎn)或者位置并且因此能夠?qū)崿F(xiàn) 相對于車輛的相對位置。
[0012] 因此，可W根據(jù)不同的評估標(biāo)準(zhǔn)評價行車道的所照明的區(qū)域。
[0013] 首先，可W評估圖像信號的時間特性和反射光的信號強(qiáng)度的時間特性，從而可W 推斷出行車道覆蓋層的變化。
[0014] 此外，可W地點(diǎn)分辨地分析處理反射光的信號強(qiáng)度。對此，有利地存在校準(zhǔn)的測量 值，從而根據(jù)校準(zhǔn)能夠?qū)崿F(xiàn)信號強(qiáng)度的直接分析處理。一方面，可W由信號強(qiáng)度推斷出所檢 測的點(diǎn)的間距、即尤其與車輛的間距。此外，可W由信號強(qiáng)度推斷出行車道覆蓋層的反射特 性并且因此推斷出反射度。由反射特性能夠?qū)崿F(xiàn)將行車道覆蓋層分類成具有不同反射特性 的不同類別。圖案的圖像尤其通過信號強(qiáng)度和幾何學(xué)唯一地確定。
[0015] 所述分類尤其可W在具有不同的摩擦系數(shù)特性的不同行車道覆蓋層方面實(shí)現(xiàn)。 在此，重要的類別尤其是：沒有行車道覆蓋層/沒有漸青、濕的行車道覆蓋層/被雨淋濕 (民egemiiisse)或者潮濕膜W及此外冷凍的水。在分類為冷凍的水的情況下，可W-方 面細(xì)分成冰或者霜而另一方面細(xì)分成雪，或者也可W設(shè)置多個子類別，例如突然出現(xiàn)的冰 度Iitzeis)或者結(jié)冰的潮濕（ilber化ierendeN泣媒6)、乳狀渾濁的霜、雪。
[0016] 在此，本發(fā)明所基于設(shè)想在于，運(yùn)些不同的行車道覆蓋層基本上基于水的不同形 式，首先由于其聚集態(tài)（Aggregatzustand)示出不同的反射特性，此外也取決于結(jié)晶、多孔 性、通過空氣夾雜物或者顆粒的夾雜物引起的渾濁，此外所拍攝的顆粒具有能夠?qū)崿F(xiàn)分類 的不同反射特性。
[0017] 水的各個狀態(tài)形式的反射性足夠已知，尤其根據(jù)通常容易得到的數(shù)據(jù)調(diào)查。新雪 (沒有污染）在NIR(近紅外線波長范圍）中在所入射的信號強(qiáng)度的90%的范圍中具有最大 的反射度。在終年積雪或者雪的污染形態(tài)中，所述反射度在近紅外線波長范圍中直至60%。 沒有夾雜物的冰（薄冰或者突然出現(xiàn)的冰）在近紅外線波長范圍中具有大約50%的反射 度。渾濁的冰（具有夾雜物）在近紅外線波長范圍中僅僅具有30%范圍中的反射度。液體 形式的水具有15%至20%的范圍中的反射度。因此，借助信號強(qiáng)度的反射度在覆蓋層的不 同形式中的分級可W將基于水的不同覆蓋層細(xì)分成類別并且進(jìn)行彼此區(qū)分。
[0018] 隨后，可W給不同的類別分配摩擦系數(shù)或者摩擦系數(shù)范圍。
[0019] 通過使圖案發(fā)生器的信號軸線與攝像機(jī)的光學(xué)軸線偏差可W改善反射度的測量， 因為可W較小地保持在鏡面上的直接反射，所述反射在軸線相同時更強(qiáng)烈地出現(xiàn)并且通常 不直接示出材料特性。
[0020] 此外，幾何校準(zhǔn)也是可能的，從而能夠由光圖案或者由光圖案的圖案特征實(shí)現(xiàn)將 點(diǎn)唯一地分配給行車道的所照明的區(qū)域的點(diǎn)。因此，可W實(shí)現(xiàn)高的地點(diǎn)分辨率并且因此進(jìn) 行車輛前方的不同區(qū)域或者間距中的行車道覆蓋層的分類。
[0021] 因此，尤其也可W在更大距離間距上覆蓋所照明的區(qū)域，例如車輛前方的一米或 者數(shù)米、即在攝像機(jī)的圖像中在發(fā)動機(jī)蓋上方直至車輛前方的一百米或者更多，隨后進(jìn)行 行車道覆蓋層的地點(diǎn)分辨的分類。
[0022] 所發(fā)射的光有利地位于可見光W上的波長范圍中、尤其位于近紅外中、例如位于 780至820皿的范圍中。
[0023] 在此根據(jù)本發(fā)明已知，在所述波長范圍中不存在迎面駛來的車輛的駕駛員的干擾 或者其它交通參與者的干擾，然而例如基于CMOS或者基于CCD的類似的圖像傳感器具有高 的光敏感度。
[0024] 此外，攝像機(jī)由此可W用于車輛，除探測系統(tǒng)W外所述攝像機(jī)也能夠?qū)崿F(xiàn)更寬的 圖像拍攝處理。
[0025]圖案發(fā)生器尤其可W借助用于在重要的波長范圍中發(fā)射光或者福射的L邸或者 激光二極管并且借助具有衍射光學(xué)元件的投影光學(xué)器件來構(gòu)造，所述衍射光學(xué)元件的制造 能夠通過平板印刷方法實(shí)現(xiàn)。因此，尤其可W構(gòu)造具有光結(jié)構(gòu)的光信號，所述光結(jié)構(gòu)在攝像 機(jī)的圖像中是具有特定圖案特征的光圖案，所述光圖案允許唯一的分辨和圖像處理、尤其 地點(diǎn)分辨的圖像處理。
[00%] 作為圖案特征尤其可W產(chǎn)生例如在圖像中作為直線示出的線，因為可W非常好地 探測并且通過圖像分析處理算法檢測與直線的偏差。
[0027] 尤其產(chǎn)生多個線，它們基本上沿著行車道或者在圖像上W垂直的方向、即遠(yuǎn)離車 輛地延伸，其中例如一些線可W是平行的而與此相反其它線成角度。有利地，線的至少一些 W有特征的交點(diǎn)或者相交角相交，從而在圖像處理和分析處理時能夠?qū)崿F(xiàn)在相交角方面的 角度的分析處理。
[0028] 由圖案特征首先可W求取是否存在整潔的圖像，所述圖像在平的行車道上作為投 影出現(xiàn)，或者是否存在障礙物、例如導(dǎo)致圖案特征的幾何學(xué)變化的另一交通參與者。
[0029] 此外，可W實(shí)現(xiàn)行車道的區(qū)域、尤其與自身車輛的間距的地點(diǎn)分辨的分配。
[0030] 也可W將行車道的較大的不平整和例如污染探測為圖案特征的惡化。
[0031] 波長范圍可W是車輛特定的或者類型特定的，W便也由此低地保持通過其他車輛 的相應(yīng)的探測系統(tǒng)引起的干擾。
[0032] 因此，所述探測系統(tǒng)和根據(jù)本發(fā)明的方法尤其能夠?qū)崿F(xiàn)：
[0033] -地點(diǎn)分辨的探測，尤其借助行車道的地面區(qū)域的直接分配，其中具有圖案特征的 分析處理的地點(diǎn)探測還能夠?qū)崿F(xiàn)W下評估：是否存在障礙物，因為障礙物導(dǎo)致圖案特征的 成型的變化；
[0034] -在信號強(qiáng)度方面分辨的探測，由此可W求取反射度并且可W識別障礙物；
[0035] -時間分辨的探測，由此可W推斷出行車道覆蓋層的變化。
[0036] 因此可W實(shí)現(xiàn)車輛調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述車輛調(diào)節(jié)系統(tǒng)根據(jù)行車道的分類、尤其也在車 輛前方的不同范圍中，根據(jù)所求取的或者所估計的摩擦系數(shù)實(shí)施車輛動態(tài)性調(diào)節(jié)或者穩(wěn)定 性調(diào)節(jié)。
【附圖說明】
[0037] 圖1示出當(dāng)在行車道上行駛時具有根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的探測系統(tǒng)的車輛；
[0038] 圖2詳細(xì)示出探測系統(tǒng)；
[0039] 圖3示出根據(jù)一種實(shí)施方式的圖像圖案；
[0040] 圖4示出根據(jù)一種實(shí)施方式的圖案發(fā)生器；
[0041] 圖5示出根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 車輛1在行車道2上W行駛方向F行駛。所述車輛具有探測系統(tǒng)3,所述探測系 統(tǒng)設(shè)置在根據(jù)圖1的車輛上在不同位置處；在此，在圖1中示出在兩個優(yōu)選的位置處的安 裝