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GEBIET DER ERFINDUNG
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Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf ein Distanzermittlungssystem und insbesondere auf ein Distanzermittlungssystem unter Verwendung eines monoskopischen Bildgebers in einem Fahrzeug.
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HINTERGRUND
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Distanzermittlungssysteme, die einen Distanzschätzwert zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt bereitstellen, können in einer Anzahl von Situationen nützlich sein. Als ein Beispiel kann das Einparken in eine relativ kleine Garage oder Parklücke für einige Personen eine Herausforderung sein. Ein inkorrektes Parken eines Fahrzeugs in einen begrenzten Garagenraum kann zu einer Beschädigung der Fahrzeugkarosserie führen (z. B. verursacht durch ein Garagentor, ein anderes Fahrzeug oder ein anderes Hindernis). Einparkhilfesysteme werden verwendet, um Hindernisse anzugeben, die sich während des Parkens vor oder hinter einem Fahrzeug befinden. Als ein Beispiel kann ein Fahrzeug einen oder mehrere Ultraschallsensoren umfassen, die verwendet werden können, um einen Distanzschätzwert zwischen dem Fahrzeug und einem Objekt oder einer Fläche bereitzustellen. Während derartige ultraschallsensorbasierte Systeme relativ zu einem großen Objekt oder einer großen Fläche nützlich sein können, können sie Schwierigkeiten beim Detektieren eines kleineren Objekts, wie beispielsweise eines Stiels oder Zweigs, in der Nähe des Fahrzeugs aufweisen.
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Als weiteres Beispiel umfassen einige Typen von Einparkhilfesystemen eine Bildgebungseinrichtung, wie beispielsweise eine Kamera, die an einem vorderen Abschnitt oder einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs angebracht ist. Die Kamera erlangt Bilddaten, die einen sichtbaren Bereich entweder vor oder hinter dem Fahrzeug darstellen. Das Einparkhilfesystem kann dann dem Fahrer eine Rückmeldung liefern, um anzugeben, wie das Fahrzeug in eine Garage oder Parklücke manövriert werden soll.
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Stereoskopische kamerabasierte Systeme können verwendet werden, um mehrere Bilder gleichzeitig von mehreren Kameras zu erfassen und Distanzschätzungen auf der Grundlage bekannter Winkel und der Entfernung der Kameras relativ zu einem Zielobjekt in den Bildfeldern der Kameras durchzuführen. Stereoskopische Kameras erfordern typischerweise ein präzises Timing relativ zueinander. Stereoskopische kamerabasierte Systeme funktionieren möglicherweise nicht korrekt, wenn eine der Kameras verdeckt oder beschädigt ist. Das Einbeziehen mehrerer Kameras und in Verbindung stehender Schnittstellen in einem stereoskopischen kamerabasierten System erhöht auch die Gesamtkosten des Fahrzeugs.
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Dementsprechend ist es erwünscht, ein verbessertes Distanzermittlungssystem bereitzustellen, das eine genaue Distanzschätzung relativ zu Objekten mit verschiedenen Größen aufweist, während die in Verbindung stehenden Hardwarekosten niedrig gehalten werden.
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K. Fintzel, R. Bendahan, C. Vestri, S. Bougnoux, S. Yamamoto, T. Kakinami: 3D vision systems for vehicles, IEEE Proceedings IV 2003 intelligent Vehicles Symposium, 2003, S. 174–179 offenbart ein Sichtsystem für Fahrzeuge zur Kollisionsvermeidung in Parksituationen. Hierbei werden verschiedene Punkte mehrerer Hindernisse in Bildern, die durch eine rückwärts gerichtete Kamera während der Bewegung des Fahrzeugs aufgezeichnet werden, in Übereinstimmung gebracht, wobei basierend darauf ein 3D-Modell erstellt wird. Weiterer Stand der Technik ist aus
DE 10 2010 019 146 A1 und
DE 102 44 148 A1 bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Distanzermittlungssystem unter Verwendung eines monoskopischen Bildgebers in einem Fahrzeug bereitzustellen.
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Zur Lösung der Aufgabe ist ein Distanzermittlungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen in der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen lediglich beispielhaft, wobei sich die detaillierte Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, in denen:
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1 eine Darstellung eines beispielhaften Distanzermittlungssystems in einem Fahrzeug ist;
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2 und 3 Beispiele eines ersten Bilds und eines zweiten Bilds, die zumindest ein gemeinsames Merkmal umfassen, sind;
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4 eine Darstellung von relativen Differenzen von Distanzen zu Merkmalen auf der Grundlage einer Positionsänderung ist;
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5 eine Darstellung einer Position eines monoskopischen Bildgebers relativ zu einer Bildebene und einer horizontalen Fläche ist;
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6 ein Datenflussdiagramm für ein Distanzermittlungsmodul ist; und
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7 ein Prozessflussdiagramm ist, das ein Verfahren zur Distanzermittlung unter Verwendung eines monoskopischen Bildgebers in einem Fahrzeug darstellt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und beabsichtigt nicht, die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen einzuschränken. Es sei angemerkt, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale angeben. Wie hierin verwendet beziehen sich die Begriffe Modul und Submodul auf eine Verarbeitungsschaltung, die einen anwendungsspezifischen Schaltkreis (ASIC von application specific integrated circuit), einen elektronischen Schaltkreis, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, zugeordnet oder Gruppe) und einen Speicher, die ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme ausführen, einen Schaltkreis mit kombinatorischer Logik und/oder andere geeignete Bauteile, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen, umfassen kann.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist in 1 ein Distanzermittlungssystem 5 allgemein als Teil eines Fahrzeugs 10 gezeigt. Das Fahrzeug 10 kann ein beliebiges bodenbasiertes Fahrzeug, wie beispielsweise ein Kraftfahrzeug, ein Lastwagen oder dergleichen, sein. Das Distanzermittlungssystem 5 umfasst ein Distanzermittlungsmodul 16, das mit einem Einparkhilfesteuermodul 22 integriert sein kann oder mit diesem in Verbindung stehen kann. Das Einparkhilfesteuermodul 22 ist ausgestaltet, um unter Verwendung eines Fahrzeugkommunikationsnetzes 26 mit mehreren Fahrzeugsystemen 24 gekoppelt zu sein. Das Einparkhilfesteuermodul 22 kann direkt mit dem Distanzermittlungsmodul 16 gekoppelt sein oder kann mit dem Distanzermittlungsmodul 16 über das Fahrzeugkommunikationsnetz 26 kommunizieren. Das Fahrzeugkommunikationsnetz 26 kann eine Anzahl von Schnittstellen und Kommunikationsverbindungen umfassen. Beispielsweise kann das Einparkhilfesteuermodul 22 mit einem Beschleunigungssensor 32, mit einem Giersensor 34, mit mehreren Radsensoren 36 von Rädern 38, mit einem Lenkwinkelsensor 40, mit einem nach hinten gerichteten monoskopischen Bildgeber 46, mit einem nach vom gerichteten monoskopischen Bildgeber 56 und mit anderen in der Technik bekannten Fahrzeugsensorsystemen gekoppelt sein. Das Einparkhilfesteuermodul 22 kann eine Vielzahl von Werten auf der Grundlage der empfangenen Signale ableiten, wie beispielsweise eine Fahrzeuggeschwindigkeit und -position, definiert in bis zu sechs Achsen. Einer oder mehrere der Sensoren 32, 34, 36 und 40 können mit dem Einparkhilfesteuermodul 22 über das Fahrzeugkommunikationsnetz 26 gekoppelt sein oder können indirekt über ein anderes Modul, wie beispielsweise ein Stabilitätssteuermodul 52, bereitgestellt werden. Bei einer Ausführungsform ermittelt das Stabilitätssteuermodul 52 die Position des Fahrzeugs 10 in bis zu sechs Achsen und berücksichtigt es den Schlupf eines oder mehrerer der Räder 38 beim Durchführen von Positionsermittlungen. Die Radsensoren 36 können Drehwinkelgeber mit einer Genauigkeit von etwa vier Grad sein, wobei die Radpositionsdaten von den Radsensoren 36 in eine lineare Position/Entfernung übersetzt werden können. Der Lenkwinkelsensor 40 kann einen Lenkwinkel relativ zu den Rädern 38 und/oder eine aktuelle Position eines Fahrzeuglenkrads 68 erzeugen.
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Der nach hinten gerichtete monoskopische Bildgeber 46 erlangt Bilddaten bezüglich eines hinteren sichtbaren Bereichs oder Sichtfelds (FOV von field of view) 47. Der nach vorn gerichtete monoskopische Bildgeber 56 erlangt Bilddaten bezüglich eines vorderen sichtbaren Bereichs oder FOV 57. Der nach hinten gerichtete monoskopische Bildgeber 46 und der nach vorn gerichtete monoskopische Bildgeber 56 können jeweils eine nicht stereographische Kamera mit einzelner Linse umfassen, wobei das FOV 47 das FOV 57 nicht überlappt. Das Distanzermittlungssystem 5 kann auch andere monoskopische Bildgeber umfassen, um andere Sichtfelder (nicht gezeigt) zu erfassen. Beispielsweise können ein oder mehrere monoskopische Bildgeber auf einer Fahrerseite 28 des Fahrzeugs 10, z. B. integriert mit einem Fahrerseitenspiegel 30, installiert sein. Ferner können ein oder mehrere monoskopische Bildgeber auf einer Beifahrerseite 29 des Fahrzeugs 10, z. B. integriert mit einem Beifahrerseitenspiegel 31, installiert sein. Anstatt auf überlappenden Sichtfeldern zu beruhen, wie es typischerweise bei stereoskopisch basierten Systemen erfolgt, erlangen beispielhafte Ausführungsformen mehrere Bilder für einen gegebenen monoskopischen Bildgeber und bringen sie die relativen Positionsänderungen identifizierter Merkmale in den Bildern mit Änderungen der Position des Fahrzeugs 10 in Korrelation. Bei einer anderen Ausführungsform werden mehrere monoskopische Bildgeber in einer stereoskopischen Anordnung positioniert, wobei ein teilweise überlappendes kombiniertes Sichtfeld gebildet wird, und das Distanzermittlungsmodul 16 arbeitet an sich nicht überlappenden Abschnitten des kombinierten Sichtfelds.
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Das Einparkhilfesteuermodul 22 kann auch mit einer Vielzahl von Eingabe/Ausgabe-Einrichtungen 58 in einem Fahrgastraum 59 des Fahrzeugs 10 gekoppelt sein, wie beispielsweise mit einer Benutzerschnittstelle 60 und einem Getriebeschalthebel 62. Die Eingabe/Ausgabe-Einrichtungen 58 sind in der Nähe einer Fahrzeugbedienerposition 66 angeordnet. Die Benutzerschnittstelle 60 kann ein Touchscreen-basiertes System oder ein anderes System mit nicht auf Berührung basierender Anzeige mit zugehörigen Eingaben, wie beispielsweise Knöpfen, sein. Der Getriebeschalthebel 62 kann verwendet werden, um auszuwählen, welcher monoskopische Bildgeber für eine Distanzschätzung verwendet werden soll. Wenn sich beispielsweise der Getriebeschalthebel 62 im Rückwärtsbetrieb befindet, kann der nach hinten gerichtete monoskopische Bildgeber 46 für eine Distanzschätzung verwendet werden, während der nach vorn gerichtete monoskopische Bildgeber 56 für eine Distanzschätzung verwendet werden kann, wenn sich der Getriebeschalthebel 62 in einer Vorwärtsfahreinstellung/einem Vorwärtsgang befindet.
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2 und 3 sind Beispiele eines ersten Bilds 200 und eines zweiten Bilds 300, die zumindest ein gemeinsames Merkmal umfassen, wobei das erste Bild 200 und das zweite Bild 300 durch einen selben monoskopischen Bildgeber erfasst werden. Beispielsweise können das erste Bild 200 und das zweite Bild 300 beide durch den nach vorn gerichteten monoskopischen Bildgeber 56 von 1 zu verschiedenen Zeitpunkten erfasst werden, wenn sich das Fahrzeug 10 von 1 an zwei verschiedenen Positionen befindet. Ein erstes Merkmal 202, wie beispielsweise eine Tür, und ein zweites Merkmal 204, wie beispielsweise eine Schneeschaufel, können durch das Distanzschätzungsmodul 16 von 1 identifiziert werden. Auf der Grundlage der Positionsdifferenzen in den Bildern 200 und 300 in Kombination mit einer ermittelten Positionsänderung des Fahrzeugs 10 von 1 können geschätzte Distanzen zwischen dem Fahrzeug 10 von 1 und dem ersten Merkmal 202 und zwischen dem Fahrzeug 10 und dem zweiten Merkmal 204 ermittelt werden. Es können eine oder mehrere geschätzte Distanzen an der Benutzerschnittstelle 60 von 1 angezeigt werden. Beispielsweise können Überlagerungen mit einer Farbcodierung verwendet werden, um Merkmale an der Benutzerschnittstelle 60 von 1 in näheren geschätzten Distanzen zu dem Fahrzeug 10 zu identifizieren. Die Merkmale 202 und 204 können Annäherungen von vollständigen Objekten oder eines Abschnitts eines Objekts oder einer Fläche, der zwischen den Bildern 200 und 300 verfolgt wird (z. B. ein Türgriff oder ein Schaufelstil) sein.
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4 ist eine Darstellung von relativen Differenzen von Distanzen zu Merkmalen auf der Grundlage einer Positionsänderung mit weiterer Bezugnahme auf 1–3. Wenn sich das Fahrzeug 10 von 1 an einer ersten Position 400 befindet, liegt eine erste Distanz 402 zwischen der ersten Position 400 und dem ersten Merkmal 202 vor und liegt eine zweite Distanz 404 zwischen der ersten Position 400 und dem zweiten Merkmal 204 vor. Wenn sich das Fahrzeug 10 von 1 zu einer zweiten Position 406 bewegt, liegt eine dritte Distanz 408 zwischen der zweiten Position 406 und dem ersten Merkmal 202 vor und liegt eine vierte Distanz 410 zwischen der zweiten Position 406 und dem zweiten Merkmal 204 vor. Die erste Position 400 und die zweite Position 406 können hinsichtlich des Fahrzeugs 10 von 1 als am weitesten vorstehender Punkt basierend auf einer Fahrtrichtung, z. B. eine vordere Stoßstange beim Vorwärtsfahren und eine hintere Stoßstange beim Rückwärtsfahren, definiert werden.
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Wie es in 4 zu sehen ist, hat das Bewegen zwischen der ersten Position 400 und der zweiten Position 406 die größte offensichtliche Auswirkung auf das zweite Merkmal 204, da es sich näher an dem Fahrzeug 10 von 1 befindet. Beispielsweise kann die dritte Distanz 408 etwa 80% der ersten Distanz 402 betragen, was das erste Merkmal 202 an der zweiten Position 406 relativ zu der ersten Position 400 etwa 25% größer (d. h. 1/0,8) erscheinen lassen kann. Im Gegensatz dazu kann die vierte Distanz 410 etwa die Hälfte der zweiten Distanz 404 sein, was das zweite Merkmal 204 an der zweiten Position 406 relativ zu der ersten Position 400 etwa doppelt so groß (d. h. 1/0,5) erscheinen lassen kann. Wenn eine Positionsdifferenz 412 zwischen der ersten Position 400 und der zweiten Position 406 des Fahrzeugs 10 von 1 auf der Grundlage der Fahrzeugpositionsdaten ermittelt wird, kann die Positionsdifferenz 412 von mindestens einem Merkmal, wie beispielsweise die Merkmale 202 und 204 zwischen mehreren Bildern, wie beispielsweise die Bilder 200 und 300 von 2 und 3, beim Ermitteln von Distanzschätzwerten verwendet werden. Diese Berechnungen und Vergleiche können in mehrere Dimensionen ausgedehnt werden.
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5 ist eine Darstellung einer Position 500 eines monoskopischen Bildgebers relativ zu einer Bildebene 502 und einer horizontalen Fläche 504. Die Position 500 eines monoskopischen Bildgebers kann für jeden monoskopischen Bildgeber des Fahrzeugs 10 von 1, wie beispielsweise den nach hinten gerichteten monoskopischen Bildgeber 46 und den nach vorn gerichteten monoskopischen Bildgeber 56 von 1, definiert werden. Die Position 500 eines monoskopischen Bildgebers kann mit einer Höhe 506 und einem Winkel Θ relativ zu der horizontalen Fläche 504 definiert werden. Da Merkmale basierend auf der Bewegung des Fahrzeugs 10 von 1 als sich innerhalb eines FOV 508 bewegend erscheinen, erscheinen die Merkmale, wie beispielsweise die Merkmale 202 und 204 von 2–4, als sich in den an verschiedenen Fahrzeugpositionen erfassten Bildern bewegend. Beispielsweise wird eine Bewegung eines Merkmals relativ zu der horizontalen Fläche 504 in dem FOV 508 in eine Positionsbewegung in der Bildebene 502, und somit in jeweilige Bilder, die an verschiedenen Positionen, wie beispielsweise den Positionen 400 und 406 von 4 erfasst werden, übersetzt. Diese Beziehungen in Kombination mit den Beziehungen, die in Bezug auf 4 und bekannte Bildverarbeitungstechniken beschrieben werden, ermöglichen bei beispielhaften Ausführungsformen eine Distanzschätzung. Bei einer Ausführungsform wird eine skaleninvariante Merkmalstransformation verwendet, um in mehreren Bildern zumindest ein Merkmal zu lokalisieren und eine Positionsdifferenz des zumindest einen Merkmals zwischen den Bildern zu ermitteln. Es können auch Differenzen bei einem offensichtlichen Neuskalieren von Merkmalen zwischen mehreren Bildern beim Ermitteln oder Bestätigen von Distanzschätzwerten, z. B. beim Ermitteln einer prozentualen Erhöhung oder Verringerung der offensichtlichen Merkmalsgröße zwischen Bildern, verwendet werden. Als ein Beispiel kann eine Positionsänderung ohne Änderung der Skalierung eines Merkmals eine unabhängige Bewegung des Merkmals angeben.
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6 ist ein Datenflussdiagramm für das Distanzermittlungsmodul 16 von 1 gemäß einer Ausführungsform, welches in Bezug auf 1–4 beschrieben wird.
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Verschiedene Ausführungsformen des Distanzermittlungsmoduls 16 gemäß der vorliegendem Offenbarung können eine beliebige Anzahl von Modulen umfassen. Es sei angemerkt, dass die in 6 gezeigten Module kombiniert und/oder weiter aufgeteilt werden können, um auf ähnliche Weise eine Distanzermittlungsverarbeitung durchzuführen. Eingänge in das Distanzermittlungsmodul 16 können direkt von dem Fahrzeug 10 von 1 erfasst werden, von anderen Modulen in dem Fahrzeug 10 von 1, beispielsweise über das Fahrzeugkommunikationsnetz 26 von 1, empfangen werden und/oder durch andere Module, wie beispielsweise das Einparkhilfesteuermodul 22 und/oder das Stabilitätssteuermodul 52 von 1, ermittelt/modelliert werden. Bei dem Beispiel von 6 umfasst das Distanzermittlungsmodul 16 ein Fahrzeugpositionsermittlungssubmodul 600, ein Merkmalsidentifikationssubmodul 602 und ein Distanzschätzungssubmodul 604. Das Distanzermittlungsmodul 16 umfasst auch ein Filtersubmodul 606.
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Das Distanzermittlungsmodul 16 steht mit einem oder mehreren monoskopischen Bildgebern, wie beispielsweise dem nach hinten gerichteten monoskopischen Bildgeber 46 und dem nach vorn gerichteten monoskopischen Bildgeber 56 von 1, in Verbindung, wobei jeder monoskopische Bildgeber ausgestaltet ist, um Bilddaten 608 zu erlangen, die ein Sichtfeld von dem Fahrzeug 10 von 1 darstellen. Die Bilddaten 608 können mehrere Bilder von einem ausgewählten monoskopischen Bildgeber umfassen. Das Distanzermittlungsmodul 16 ist auch ausgestaltet, um Fahrzeugpositionsdaten 610 zu empfangen, die zumindest eine Radposition 612 auf der Grundlage von zumindest einem der Radsensoren 36 von 1, einen Lenkwinkel 614 auf der Grundlage des Lenkwinkelsensors 40 von 1, eine Gier 616 auf der Grundlage des Giersensors 34 von 1 und eine Beschleunigung 618 auf der Grundlage des Beschleunigungssensors 32 von 1 umfassen können. In den Fahrzeugpositionsdaten 610 können auch andere Werte umfasst sein, die das Definieren einer Position des Fahrzeugs 10 von 1 unterstützen.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist das Fahrzeugpositionsermittlungssubmodul 600 ausgestaltet, um die erste Position 400 von 4 des Fahrzeugs 10 von 1 auf der Grundlage der Fahrzeugpositionsdaten 610 zu einem ersten Zeitpunkt zu ermitteln. Das Fahrzeugpositionsermittlungssubmodul 600 ist auch ausgestaltet, um die zweite Position 406 von 4 des Fahrzeugs 10 von 1 auf der Grundlage der Fahrzeugpositionsdaten 610 zu einem zweiten Zeitpunkt zu ermitteln, wobei sich die erste Position 400 des Fahrzeugs 10 von der zweiten Position 406 des Fahrzeugs 10 unterscheidet.
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Das Merkmalsidentifikationssubmodul 602 ist ausgestaltet, um ein erstes Bild 200 an der ersten Position 400 des Fahrzeugs 10 unter Verwendung eines monoskopischen Bildgebers, wie beispielsweise des nach hinten gerichteten monoskopischen Bildgebers 46 oder des nach vom gerichteten monoskopischen Bildgebers 56 von 1, zu erfassen. Das Merkmalsidentifikationssubmodul 602 ist ferner ausgestaltet, um ein zweites Bild 300 an der zweiten Position 406 des Fahrzeugs 10 unter Verwendung des monoskopischen Bildgebers zu erfassen. Das Merkmalsidentifikationssubmodul 602 kann zumindest ein Merkmal 202, 204 in dem ersten Bild 200 identifizieren und das zumindest eine Merkmal 202, 204 in dem zweiten Bild 300 identifizieren. Das Merkmalsidentifikationssubmodul 602 kann auf eine Merkmalsidentifikationsdatenbank 620 zugreifen, die Merkmalsdefinitionen oder Pixel-Gruppierungsmuster führen kann, um die Bilddaten 608 zu durchsuchen. Ferner kann die Merkmalsidentifikationsdatenbank 620 einen Trainingsmodus unterstützen, in dem neue Pixel-Gruppierungsmuster basierend auf einer Trainingsprozedur hinzugefügt oder gelernt werden, wobei beispielsweise in der Technik bekannte Verfahren einer skaleninvarianten Merkmalstransformation verwendet werden. Eine Identifikation von Merkmalen kann unter Verwendung von in der Technik bekannten Techniken, wie beispielsweise einer Pixel-Gruppierungsmusteridentifikation, durchgeführt werden.
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Das Distanzschätzungssubmodul 604 ist ausgestaltet, um eine Differenz zwischen der ersten Position 400 und der zweiten Position 406 des Fahrzeugs 10 zu ermitteln. Die erste Position 400 des Fahrzeugs 10 und die zweite Position 406 des Fahrzeugs 10 können in sechs Achsen definiert sein, und das zumindest eine Merkmal 202, 204 kann in zumindest zwei Achsen definiert sein. Das Distanzschätzungssubmodul 604 kann jegliche Positionsdifferenzen des zumindest einen Merkmals 202, 204 zwischen dem ersten Bild 200 und dem zweiten Bild 300 identifizieren. Das Distanzschätzungssubmodul 604 kann geschätzte Distanzen 622 zwischen dem Fahrzeug 10 und dem zumindest einem Merkmal 202, 204 auf der Grundlage der Differenz zwischen der ersten Position 400 und der zweiten Position 406 (4) des Fahrzeugs 10 (1) und jeglicher identifizierter Positionsdifferenzen des zumindest einen Merkmals 202, 204 zwischen dem ersten Bild 200 und dem zweiten Bild 300 (2–3) ermitteln. Die geschätzten Distanzen 622 können für jeweils zwei oder mehrere Merkmale separat berechnet werden. Beispielsweise kann eine geschätzte Distanz 624 mit Merkmal 202 in Verbindung stehen und kann eine geschätzte Distanz 626 mit Merkmal 204 in Verbindung stehen.
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Das Merkmalsidentifikationssubmodul 602 ist ferner ausgestaltet, um unter Verwendung des monoskopischen Bildgebers zumindest drei Bilder zu erlangen. Das Filtersubmodul 606 ist ausgestaltet, um eine Positionsfilterung des zumindest einen Merkmals 202, 204 auf der Grundlage der zumindest drei Bilder durchzuführen. Es können zumindest zwei der zumindest drei Bilder an einer gleichen Position des Fahrzeugs 10 erlangt werden, z. B. zwei Bilder an Position 400 von 4. Das Filtern kann als Kombination aus einer zeitbasierten und einer rationalitätsbasierten Filterung durchgeführt werden. Bei einer zeitbasierten Filterung können mehrere Bilder, die zu etwa der gleichen Zeit oder von etwa der gleichen Fahrzeugposition aufgezeichnet werden, gemittelt werden, oder können Ausreißer entfernt werden, um das Rauschen zu reduzieren. Beispielsweise kann das Filtern das Mitteln von zumindest einem Paar von Bildern an der ersten Position 400 des Fahrzeugs 10 und zumindest einem Paar von Bildern an der zweiten Position 406 des Fahrzeugs 10 umfassen. Bei einer rationalitätsbasierten Filterung können komplexere Transferfunktionen angewandt werden, um die Bilder schärfer zu machen oder Rauschen von diesen zu entfernen. Ferner können Basisprüfungen durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass sich ein identifiziertes Merkmal innerhalb erwarteter Grenzen verhält, wie beispielsweise sich nicht zu schnell unabhängig von dem Fahrzeug 10 bewegt.
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7 ist ein beispielhaftes Prozessflussdiagramm, das ein Verfahren 700 zur Distanzermittlung für das Fahrzeug 10 von 1 darstellt. Dementsprechend ist das Verfahren 700 in Bezug auf 1–7 beschrieben. Angesichts der Offenbarung sei angemerkt, dass die Reihenfolge der Operationen in dem Verfahren 700 nicht auf die sequentielle Ausführung wie in 7 dargestellt beschränkt ist, sondern dass sie je nach Bedarf und gemäß der vorliegenden Offenbarung in einer oder mehreren abweichenden Reihenfolgen durchgeführt werden können. Es sei ferner angemerkt, dass ein oder mehrere Schritte hinzugefügt oder entfernt werden können, ohne den Gedanken des Verfahrens zu ändern.
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Das Verfahren 700 beginnt in Kasten 702 und kann periodisch durchgeführt werden, wenn die Distanzermittlung aktiviert ist. In Schritt 704 wird eine erste Position 400 des Fahrzeugs 10 auf der Grundlage von Fahrzeugpositionsdaten 610 zu einem ersten Zeitpunkt ermittelt. In Schritt 706 wird eine zweite Position 406 des Fahrzeugs 10 auf der Grundlage der Fahrzeugpositionsdaten 610 zu einem zweiten Zeitpunkt ermittelt. Die erste Position 400 des Fahrzeugs 10 unterscheidet sich von der zweiten Position 406 des Fahrzeugs 10. In Schritt 708 wird ein erstes Bild 200 an der ersten Position 400 des Fahrzeugs 10 unter Verwendung eines monoskopischen Bildgebers, wie beispielsweise des nach hinten gerichteten monoskopischen Bildgebers 46 oder des nach vorn gerichteten monoskopischen Bildgebers 56, erfasst. In Schritt 710 wird ein zweites Bild 300 an der zweiten Position 406 des Fahrzeugs 10 unter Verwendung des monoskopischen Bildgebers erfasst. In Schritt 712 wird zumindest ein Merkmal 202, 204 in dem ersten Bild 200 identifiziert. In Schritt 714 wird das zumindest eine Merkmal 202, 204 in dem zweiten Bild 300 identifiziert. In Schritt 716 wird eine Differenz zwischen der ersten Position 400 und der zweiten Position 406 des Fahrzeugs 10 ermittelt. In Schritt 718 wird eine Positionsdifferenz des zumindest einen Merkmals 202, 204 zwischen dem ersten Bild 200 und dem zweiten Bild 300 identifiziert. In Schritt 720 wird eine geschätzte Distanz 624, 626 zwischen dem Fahrzeug 10 und dem zumindest einen Merkmal 202, 204 auf der Grundlage der Differenz zwischen der ersten Position 400 und der zweiten Position 406 des Fahrzeugs 10 und der identifizierten Positionsdifferenz des zumindest einen Merkmals 202, 204 zwischen dem ersten Bild 200 und dem zweiten Bild 300 ermittelt. Weitere Bilder können an jeder Position 400, 406 oder in naher Nähe dazu erfasst werden, so dass das Filtern angewandt werden kann, um Rauscheffekte und andere Inkonsistenzen zu reduzieren. Das Verfahren 700 endet bei 722.
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Wie oben beschrieben, kann die Erfindung in Form von von einem Computer realisierten Prozessen und Vorrichtungen zum Ausführen jener Prozesse ausgeführt sein. Ausführungsformen der Erfindung können auch in Form eines Computerprogrammcodes ausgeführt sein, der Anweisungen enthält, die auf konkreten Medien, wie beispielsweise Disketten, CD-ROMs, Festplatten oder jedem anderen von einem Computer lesbaren Speichermedium umfasst sind, wobei, wenn der Computerprogrammcode in einen Computer geladen und durch diesen ausgeführt wird, der Computer zu einer Vorrichtung zum Ausführen der Erfindung wird. Eine Ausführungsform der Erfindung kann auch in Form von Computerprogrammcode umfasst sein, beispielsweise entweder in einem Speichermedium gespeichert, in einen Computer geladen und/oder durch diesen ausgeführt oder über ein Übertragungsmedium übertragen werden, wie beispielsweise über eine elektrische Verdrahtung oder Verkabelung, über Faseroptik oder über elektromagnetische Strahlung, wobei, wenn der Computerprogrammcode in einen Computer geladen und durch diesen ausgeführt wird, der Computer zu einer Vorrichtung zum Ausführen der Erfindung wird. Bei einer Realisierung auf einem Universalmikroprozessor konfigurieren die Computerprogrammcodesegmente den Mikroprozessor, um spezifische Logikschaltkreise zu erzeugen.
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Während die Erfindung in Bezug auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute erkennen, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können und Elemente diese durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können viele Abwandlungen durchgeführt werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von dem wesentlichen Schutzumfang hiervon abzuweichen. Daher wird beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die bestimmten offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen umfasst, die in dem Schutzumfang der Anwendung liegen.