DE102014223474A1 - Method and device for recognizing a traffic sign using at least a first camera and a second camera for a vehicle and vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines Verkehrszeichens (106) unter Verwendung zumindest einer ersten Kamera (110) und einer zweiten Kamera (112) für ein Fahrzeug (100), wobei ein Winkel zwischen einer optischen Achse (114) der ersten Kamera (110) und einer optischen Achse (116) der zweiten Kamera (112) mindestens 25 Grad beträgt. In dem Verfahren wird unter Verwendung eines ersten Kamerasignals (118) der ersten Kamera (110) eine erste Ansicht des Verkehrszeichens (106) bestimmt. Unter Verwendung eines zweiten Kamerasignals (120) der zweiten Kamera (112) wird ferner eine zweite Ansicht des Verkehrszeichens (106) bestimmt. Hierauf wird die erste und die zweite Ansicht kombiniert, um das Verkehrszeichen (106) zu erkennen.The invention relates to a method for recognizing a traffic sign (106) using at least a first camera (110) and a second camera (112) for a vehicle (100), wherein an angle between an optical axis (114) of the first camera (110 ) and an optical axis (116) of the second camera (112) is at least 25 degrees. In the method, a first view of the traffic sign (106) is determined using a first camera signal (118) of the first camera (110). Using a second camera signal (120) of the second camera (112), a second view of the traffic sign (106) is further determined. The first and second views are then combined to recognize the traffic sign (106).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erkennen eines Verkehrszeichens unter Verwendung zumindest einer ersten Kamera und einer zweiten Kamera für ein Fahrzeug, auf eine entsprechende Vorrichtung, auf ein Fahrzeug sowie auf ein entsprechendes Computerprogramm.The present invention relates to a method for recognizing a traffic sign using at least a first camera and a second camera for a vehicle, to a corresponding device, to a vehicle and to a corresponding computer program.
Systeme zur Verkehrszeichenerkennung in Fahrzeugen können eine Situation durch Analyse von Informationen, die durch eine in ein Fahrzeug integrierte Kamera aufgenommen werden, auswerten. Bei der Kamera handelt es sich in der Regel um eine nach vorn ausgerichtete Frontkamera. Bei schlechter Sichtbarkeit des Verkehrszeichens in der Ansicht der Frontkamera kann die Qualität der Erkennung beeinträchtigt sein.Systems for traffic sign recognition in vehicles can evaluate a situation by analyzing information received by a camera integrated into a vehicle. The camera is usually a front-facing camera. If visibility of the traffic sign in the front camera view is poor, the quality of detection may be impaired.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Erkennen eines Verkehrszeichens unter Verwendung zumindest einer ersten Kamera und einer zweiten Kamera für ein Fahrzeug, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet, ein Fahrzeug sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.Against this background, with the approach presented here, a method for recognizing a traffic sign using at least a first camera and a second camera for a vehicle, a device that uses this method, a vehicle and finally a corresponding computer program according to the main claims are presented. Advantageous embodiments emerge from the respective subclaims and the following description.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ein Verfahren zum Erkennen eines Verkehrszeichens unter Verwendung zumindest einer ersten Kamera und einer zweiten Kamera für ein Fahrzeug, wobei ein Winkel zwischen einer optischen Achse der ersten Kamera und einer optischen Achse der zweiten Kamera mindestens 25 Grad beträgt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Bestimmen einer ersten Ansicht des Verkehrszeichens unter Verwendung eines ersten Kamerasignals der ersten Kamera;
Bestimmen einer zweiten Ansicht des Verkehrszeichens unter Verwendung eines zweiten Kamerasignals der zweiten Kamera; und
Kombinieren der ersten Ansicht und der zweiten Ansicht, um das Verkehrszeichen zu erkennen.The approach presented herein provides a method of recognizing a traffic sign using at least a first camera and a second camera for a vehicle, wherein an angle between an optical axis of the first camera and an optical axis of the second camera is at least 25 degrees following steps include:
Determining a first view of the traffic sign using a first camera signal of the first camera;
Determining a second view of the traffic sign using a second camera signal of the second camera; and
Combine the first view and the second view to recognize the traffic sign.
Unter einem Verkehrszeichen kann ein an einer Fahrbahn aufgestelltes Schild oder ein Symbol, eine Schrift oder eine Linie auf der Fahrbahn zur Beeinflussung oder Regelung eines Verkehrs verstanden werden. Die erste und die zweite Kamera können beispielsweise Teil eines Multikamerasystems zum Erfassen eines Umfelds des Fahrzeugs sein. Die Kameras können derart an dem Fahrzeug ausgerichtet sein, dass ihre jeweiligen optischen Achsen um mindestens 25 Grad, gemäß unterschiedlichen Ausführungsformen beispielsweise alternativ um mindestens 30 Grad oder mindestens 40 Grad, voneinander abweichen. Beispielsweise kann die erste Kamera in Fahrtrichtung nach vorn und die zweite Kamera in Fahrtrichtung nach hinten oder quer zur Fahrtrichtung ausgerichtet sein. Unter einer optischen Achse kann eine gerade Linie verstanden werden, die mit einer Symmetrieachse eines reflektierenden oder brechenden optischen Elements der Kameras übereinstimmt. Beispielsweise kann die optische Achse durch den Mittelpunkt eines von der Kamera aufgenommenen Bildes verlaufen. Unter einer ersten bzw. zweiten Ansicht kann ein Bild oder eine Bildabfolge mit dem Verkehrszeichen verstanden werden. Beispielsweise kann es sich bei den Ansichten um Rück-, Vorder- oder Seitenansichten handeln. Die Ansichten können im Schritt des Bestimmens etwa mithilfe geeigneter Erkennungsalgorithmen aus jeweiligen Bilddaten der Kameras extrahiert werden. Im Schritt des Kombinierens können die Ansichten hinsichtlich ihrer Zugehörigkeit zu ein und demselben Verkehrszeichen analysiert werden. Beispielsweise können die Ansichten dabei als Vorder- und Rückansicht, Vorder- und Seitenansicht oder Rück- und Seitenansicht des Verkehrszeichens erkannt werden.A traffic sign may be understood to mean a sign or a symbol, a writing or a line on the roadway that is set up on a roadway for influencing or regulating a traffic. For example, the first and second cameras may be part of a multi-camera system for detecting an environment of the vehicle. The cameras may be aligned with the vehicle such that their respective optical axes deviate from one another by at least 25 degrees, for example alternatively by at least 30 degrees or at least 40 degrees, according to different embodiments. For example, the first camera in the direction of travel can be aligned to the front and the second camera in the direction of travel to the rear or transverse to the direction of travel. An optical axis can be understood to mean a straight line which coincides with an axis of symmetry of a reflective or refractive optical element of the cameras. For example, the optical axis may pass through the center of an image captured by the camera. Under a first or second view, an image or an image sequence with the traffic sign can be understood. For example, the views may be rear, front, or side views. The views can be extracted from respective image data of the cameras in the step of determining, for example, by means of suitable recognition algorithms. In the step of combining, the views can be analyzed with regard to their affiliation to the same traffic sign. For example, the views can be recognized as a front and back view, front and side view or back and side view of the traffic sign.
Der hier vorgeschlagene Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass Bilder mehrerer Kameras, die in einem Fahrzeug integriert sind, wie etwa Seiten-, Heck- oder Parkkameras, ausgewertet und zur Verbesserung der Leistung einer Verkehrszeichenerkennung genutzt werden können. Beispielsweise können diese mehrfachen Ansichten neben einer Vorderseite eines Verkehrszeichens auch dessen Rückseite umfassen. Optional können auch logische Zusammenhänge einer Verkehrssituation oder -szene ausgewertet werden.The approach proposed here is based on the recognition that images of several cameras integrated in a vehicle, such as side, rear or parking cameras, can be evaluated and used to improve the performance of traffic sign recognition. For example, these multiple views in addition to a front of a traffic sign and its back cover. Optionally, logical relationships of a traffic situation or scene can also be evaluated.
Eine videobasierte Auswertung mehrerer Kameraansichten des Verkehrszeichens hat den Vorteil, dass die Bedeutung des Verkehrszeichens auch dann zuverlässig erkannt werden kann, wenn es in einer Ansicht nicht oder nur schlecht sichtbar ist.A video-based evaluation of multiple camera views of the traffic sign has the advantage that the meaning of the traffic sign can be reliably detected even if it is not or only slightly visible in a view.
Ein Bild oder eine Bildsequenz eines Verkehrszeichens in einer Kamera kann im optischen Kanal durch optische Blendung, optische Reflexionen oder Verdeckungen durch andere Objekte gestört sein. Indem nun das Verkehrszeichen aus mehreren Richtungen betrachtet wird, können diese Störungen sehr einfach reduziert werden. Beispielsweise kann ein alternativer Betrachtungswinkel bei einer Reflexion, die durch eine Beleuchtung des Verkehrszeichens hervorgerufen wird, bereits eine deutliche Reduktion der Blendung bewirken.An image or sequence of images of a traffic sign in a camera may be disturbed in the optical channel by optical glare, optical reflections or obscurations by other objects. By now looking at the traffic sign from several directions, these disturbances can be reduced very easily. For example, an alternative viewing angle at a reflection, which is caused by an illumination of the traffic sign, already cause a significant reduction of glare.
Somit kann auf Speziallösungen, wie beispielsweise das Trainieren gelber Ortstafeln und das Abgrenzen einer Zeichenklasse von anderen möglichen Objekten, die als Fehlklassifikationen infrage kommen, verzichtet werden, was wiederum den Entwicklungs- und Testaufwand deutlich reduziert.Thus, special solutions can be applied, such as training yellow city signs and delimiting one character class from another possible objects, which are eligible as misclassifications, are dispensed with, which in turn significantly reduces the development and testing effort.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Bestimmens unter Verwendung der ersten Ansicht ein in Fahrtrichtung des Fahrzeugs geltender Verkehrszeicheninhalt des Verkehrszeichens bestimmt werden und unter Verwendung der zweiten Ansicht ein in Gegenfahrtrichtung des Fahrzeugs geltender Verkehrszeicheninhalt des Verkehrszeichens bestimmt werden. Im Schritt des Kombinierens kann der in Fahrtrichtung geltende Verkehrszeicheninhalt unter Verwendung des in Gegenfahrtrichtung geltenden Verkehrszeicheninhalts plausibilisiert werden. Unter einem Verkehrszeicheninhalt kann eine Bedeutung des Verkehrszeichens verstanden werden. Das Verkehrszeichen kann je nach Betrachtungsperspektive unterschiedliche Verkehrszeicheninhalte aufweisen. Insbesondere können sich die Verkehrszeicheninhalte einer Vorder- und Rückseite des Verkehrszeichens voneinander unterscheiden, sofern die Vorder- und Rückseite in entgegengesetzte Fahrtrichtungen orientiert sind. Im Schritt des Kombinierens kann zwischen dem in Fahrtrichtung und dem in Gegenfahrtrichtung geltenden Verkehrszeicheninhalt ein, eine bestimmte Verkehrssituation charakterisierender, logischer Zusammenhang hergestellt werden. Der logische Zusammenhang kann zur Plausibilisierung des in Fahrtrichtung erkannten Verkehrszeicheninhalts dienen. Dadurch lässt sich die Genauigkeit und / oder die Verfügbarkeit des Verfahrens erhöhen.According to one embodiment, in the step of determining using the first view, a traffic sign content of the traffic sign valid in the direction of travel of the vehicle can be determined and, using the second view, a traffic sign content of the traffic sign valid in the opposite direction of travel of the vehicle can be determined. In the step of combining, the traffic sign content valid in the direction of travel can be made plausible by using the traffic sign content valid in the opposite direction. Under a traffic sign content, a meaning of the traffic sign can be understood. Depending on the viewing perspective, the traffic sign may have different traffic sign contents. In particular, the traffic sign contents of a front and a back of the traffic sign may differ from one another, provided that the front and rear sides are oriented in opposite directions of travel. In the step of combining, a logical connection characterizing a specific traffic situation can be established between the traffic sign content valid in the direction of travel and the direction of travel in the opposite direction of travel. The logical connection can serve to check the plausibility of the traffic sign content detected in the direction of travel. This can increase the accuracy and / or the availability of the method.
Es kann im Schritt des Kombinierens der in Fahrtrichtung geltende Verkehrszeicheninhalt als plausibel erkannt werden, wenn der in Gegenfahrtrichtung geltende Verkehrszeicheninhalt eine in Gegenfahrtrichtung geltende Aufhebung des in Fahrtrichtung geltenden Verkehrszeicheninhalts repräsentiert. Vorteilhafterweise kann die Aufhebung aufgrund ihrer charakteristischen Markierung, typischerweise in Form einer oder mehrerer diagonaler Linien, und des hohen Farbkontrasts zum korrespondierenden aufzuhebenden Verkehrszeicheninhalt sehr einfach und sicher erkannt werden, wodurch Fehlerkennungen bei der Plausibilisierung vermieden werden können.In the step of combining the traffic sign content valid in the direction of travel, it can be recognized as plausible if the traffic sign content valid in the opposite direction of travel represents repeal of the traffic sign content applicable in the direction of travel. Advantageously, the cancellation due to their characteristic marking, typically in the form of one or more diagonal lines, and the high color contrast to the corresponding to be canceled traffic sign content can be detected very easily and safely, which errors in the plausibility can be avoided.
Es ist ferner vorteilhaft, wenn im Schritt des Bestimmens die erste Ansicht unter Verwendung eines zu einem ersten Zeitpunkt bereitgestellten ersten Kamerasignals bestimmt wird und die zweite Ansicht unter Verwendung eines zu einem zweiten Zeitpunkt bereitgestellten zweiten Kamerasignals bestimmt wird. Das erste und das zweite Kamerasignal können beispielsweise je nach Geschwindigkeit des Fahrzeugs in einem Abstand zwischen 0 und 60 Sekunden bereitgestellt werden. Der Wert von 0 Sekunden kann zur Plausibilisierung zum selben Zeitpunkt eingesetzt werden. Der Wert von 60 Sekunden kann beispielsweise bei Langsamfahrt im Stau sinnvoll sein. Beispielsweise kann das erste Kamerasignal bereitgestellt werden, wenn sich das Fahrzeug dem Verkehrszeichen nähert. Das zweite Kamerasignal kann beim oder kurz nach dem Vorbeifahren des Fahrzeugs an dem Verkehrszeichen bereitgestellt werden. Dadurch lässt sich der Winkel zwischen den optischen Achsen vergrößern. So kann das Verkehrszeichen bei entsprechendem zeitlichem Abstand etwa auch aus entgegengesetzten Richtungen erfasst werden.It is also advantageous if, in the step of determining, the first view is determined using a first camera signal provided at a first time and the second view is determined using a second camera signal provided at a second time. For example, the first and second camera signals may be provided at a distance of between 0 and 60 seconds, depending on the speed of the vehicle. The value of 0 seconds can be used for plausibility checking at the same time. The value of 60 seconds can be useful, for example, when driving slowly in a traffic jam. For example, the first camera signal may be provided as the vehicle approaches the traffic sign. The second camera signal may be provided at or shortly after the vehicle is passing the traffic sign. This makes it possible to increase the angle between the optical axes. Thus, the traffic sign can be detected at a corresponding time interval as well as from opposite directions.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann im Schritt des Bestimmens die erste Ansicht als eine Vorderansicht des Verkehrszeichens und die zweite Ansicht als eine Rückansicht des Verkehrszeichens bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Ansicht als eine seitliche Rückansicht oder seitliche Vorderansicht des Verkehrszeichens bestimmt werden. Die Vorderansicht kann im Schritt des Kombinierens mit der Rückansicht, der seitlichen Rückansicht bzw. der seitlichen Vorderansicht kombiniert werden. Unter einer Vorder- bzw. Rückansicht kann eine Frontalaufnahme einer Vorder- bzw. Rückseite des Verkehrszeichens verstanden werden. Eine seitliche Vorder- bzw. Rückansicht kann als eine Aufnahme der Vorder- bzw. Rückseite von einem Standpunkt verstanden werden, der bezüglich eines jeweiligen Mittelpunkts der Vorder- bzw. Rückseite seitlich versetzt ist. Durch die Bestimmung der Vorder- und Rückansicht bzw. der seitlichen Vorder- und Rückansicht kann die Anzahl der zu kombinierenden Ansichten auf ein Minimum reduziert werden und dennoch eine sichere Erkennung des Verkehrszeichens gewährleistet werden.According to another embodiment, in the step of determining, the first view may be determined as a front view of the traffic sign and the second view as a rear view of the traffic sign. Alternatively or additionally, the second view may be determined as a side rear view or side front view of the traffic sign. The front view can be combined in the step of combining with the rear view, the side rear view, and the side front view, respectively. Under a front or rear view, a frontal recording of a front or back of the traffic sign can be understood. A side front view and rear view may be understood as a photograph of the front and rear sides, respectively, from a viewpoint laterally offset with respect to a respective center of the front and rear sides, respectively. By determining the front and rear view and the side front and rear view, the number of views to be combined can be reduced to a minimum and yet secure identification of the traffic sign can be ensured.
Die Kombination einer Vorder- und Rückansicht eines Verkehrszeichens zur Verkehrszeichenerkennung kann zu einer Verbesserung eines Erkennungsverhaltens führen, indem eine Erkennungsleistung erhöht wird, die Eindeutigkeit der Erkennung verbessert wird und Fehlerkennungen reduziert werden. Leichte Abweichungen im Aussehen der Verkehrszeichen, beispielsweise aufgrund geänderter Zeichendesigns oder -layouts, können so vorteilhaft im Sinne einer Systemleistung kompensiert werden.Combining a front and rear view of a traffic sign recognition traffic sign may improve recognition performance by increasing recognition performance, improving recognition clarity, and reducing misrecognition. Slight deviations in the appearance of the traffic signs, for example due to changed character designs or layouts, can thus be compensated advantageously in the sense of system performance.
Bei einer Interpretation der Vorder- und Rückansicht können sich durch dort herrschende unterschiedliche Lichtbedingungen Vorteile ergeben. Die unterschiedlichen Lichtbedingungen können sich beispielsweise durch andere Reflexionsbedingungen, veränderte Blendungen oder Lichtbedingungen, etwa bedingt durch Straßenlaternen in Nachtsituationen, ergeben.When interpreting the front and rear views, the different lighting conditions prevailing there can be advantageous. The different light conditions can result, for example, from other reflection conditions, changed glare or light conditions, for example due to street lights in night situations.
Das Verfahren kann zudem mit einem Schritt des Einlesens des ersten Kamerasignals von zumindest einer Frontkamera des Fahrzeugs und des zweiten Kamerasignals von zumindest einer Heckkamera vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich kann das zweite Kamerasignal von zumindest einer linken Seitenkamera oder zumindest einer rechten Seitenkamera des Fahrzeugs eingelesen werden. Die Frontkamera kann beispielsweise in einen vorderen Stoßfänger oder einen Rückspiegel des Fahrzeugs integriert sein. Ebenso kann die Heckkamera in einen hinteren Stoßfänger oder einen sonstigen geeigneten rückwärtigen Bereich des Fahrzeugs integriert sein. Die Seitenkameras können beispielsweise Parkkameras sein. Auf diese Weise können kostensparend bereits im Fahrzeug vorhandene Kameras zur Durchführung des Verfahrens genutzt werden. Das Verfahren kann auf beliebig viele Kameras in einem Multi-Kamera-System angewendet werden und ist bezüglich der Anzahl der unterstützen Kamera nicht eingeschränkt.The method may also include a step of reading the first camera signal from at least one front camera of the vehicle and the be provided second camera signal from at least one rear-view camera. Alternatively or additionally, the second camera signal can be read in by at least one left side camera or at least one right side camera of the vehicle. The front camera may for example be integrated in a front bumper or a rearview mirror of the vehicle. Likewise, the rear camera may be integrated into a rear bumper or other suitable rear area of the vehicle. The side cameras may be, for example, parking cameras. In this way, cost-saving existing in the vehicle cameras can be used to carry out the process. The method can be applied to any number of cameras in a multi-camera system and is not limited in terms of the number of supported camera.
Von Vorteil ist auch, wenn in einem Schritt des Empfangens eine Fahrzustandsinformation über einen Fahrzustand des Fahrzeugs und, alternativ oder zusätzlich, eine Positionsinformation über eine Position des Verkehrszeichens relativ zum Fahrzeug empfangen wird. Im Schritt des Kombinierens kann die erste Ansicht mit der zweiten Ansicht ferner unter Verwendung der Fahrzustandsinformation bzw. der Positionsinformation kombiniert werden. Der Fahrzustand kann beispielsweise eine Fahrdynamik des Fahrzeugs repräsentieren. Entsprechend kann die Fahrzustandsinformation Informationen über eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, eine Motordrehzahl, einen Lenkwinkel oder eine Bremsenbetätigung des Fahrzeugs umfassen. Die Positionsinformation kann beispielsweise durch ein satellitengestütztes Navigationsgerät bereitgestellt werden. Durch diese Ausführungsform kann die Erkennungsgenauigkeit und Verfügbarkeit des Verfahrens weiter verbessert werden. Zumindest für eine Verkehrszeichenerkennung ist neben der Erkennungsgenauigkeit insbesondere die Performance im Sinne von Erkennungsleistung (Verfügbarkeit) und wenigen Fehlern (Falsch-Positive oder Falsch-Erkennung) wichtig. Die Genauigkeit (z.B. Position in der Welt) ist bei anderen Objekten wichtig, wie z.B. bei Personen oder Fahrzeugen.It is also advantageous if in a step of receiving a driving state information about a driving condition of the vehicle and, alternatively or additionally, a position information about a position of the traffic sign is received relative to the vehicle. In the step of combining, the first view may be further combined with the second view using the driving state information and the position information, respectively. The driving state, for example, represent a driving dynamics of the vehicle. Accordingly, the driving state information may include information about a speed, an acceleration, an engine speed, a steering angle, or a brake application of the vehicle. The position information may be provided, for example, by a satellite-based navigation device. By this embodiment, the recognition accuracy and availability of the method can be further improved. At least for a traffic sign recognition, in addition to the recognition accuracy, in particular the performance in terms of recognition performance (availability) and few errors (false-positive or false recognition) are important. The accuracy (e.g., position in the world) is important in other objects, such as e.g. in persons or vehicles.
Im Schritt des Bestimmens kann zumindest eine weitere Ansicht des Verkehrszeichens unter Verwendung zumindest eines weiteren Kamerasignals zumindest einer weiteren Kamera für das Fahrzeug bestimmt werden. Im Schritt des Kombinierens kann die erste Ansicht und, alternativ oder zusätzlich, die zweite Ansicht mit der weiteren Ansicht kombiniert werden. Durch diese Ausführungsform können moderne Multikamerasysteme mit mehr als zwei Kameras zur Verkehrszeichenerkennung genutzt werden. Damit kann die Verkehrszeichenerkennung mit größtmöglicher Genauigkeit und insbesondere auch höher Verfügbarkeit durchgeführt werden.In the step of determining, at least one further view of the traffic sign can be determined using at least one further camera signal of at least one further camera for the vehicle. In the step of combining, the first view and, alternatively or additionally, the second view can be combined with the further view. By this embodiment, modern multi-camera systems can be used with more than two cameras for traffic sign recognition. Thus, the traffic sign recognition can be performed with the greatest possible accuracy and in particular also higher availability.
In den Schritten des Bestimmens können die erste Ansicht des Verkehrszeichens und die zweite Ansicht des Verkehrszeichens zeitgleich erfasste Ansichten des Verkehrszeichens (
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.Also of advantage is a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is used, especially when the program product or program is executed on a computer or a device.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung zum Erkennen eines Verkehrszeichens unter Verwendung zumindest einer ersten Kamera und einer zweiten Kamera für ein Fahrzeug, wobei ein Winkel zwischen einer optischen Achse der ersten Kamera und einer optischen Achse der zweiten Kamera mindestens 25 Grad beträgt, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:
eine Bestimmungseinheit, die ausgebildet ist, um eine erste Ansicht des Verkehrszeichens unter Verwendung eines ersten Kamerasignals der ersten Kamera und eine zweite Ansicht des Verkehrszeichens unter Verwendung eines zweiten Kamerasignals der zweiten Kamera zu bestimmen; und
eine Kombinationseinheit, die ausgebildet ist, um die erste Ansicht und die zweite Ansicht zu kombinieren, um das Verkehrszeichen zu erkennen.The approach presented herein further provides an apparatus for recognizing a traffic sign using at least a first camera and a second camera for a vehicle, wherein an angle between an optical axis of the first camera and an optical axis of the second camera is at least 25 degrees, wherein the Device has the following features:
a determining unit configured to determine a first view of the traffic sign using a first camera signal of the first camera and a second view of the traffic sign using a second camera signal of the second camera; and
a combination unit configured to combine the first view and the second view to recognize the traffic sign.
Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden. Also by this embodiment of the invention in the form of a device, the object underlying the invention can be solved quickly and efficiently.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon. The device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based embodiment, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device. However, it is also possible that the interfaces are separate, integrated circuits or at least partially discrete Consist of components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
Schließlich schafft der vorgeschlagene Ansatz ein Fahrzeug mit folgenden Merkmalen:
einer ersten Kamera mit einer ersten optischen Achse und eine zweite zweiten Kamera mit einer zweiten optischen Achse, wobei die Kameras so an dem Fahrzeug angeordnet sind, das ein Winkel zwischen der ersten optischen Achse und der zweiten optischen Achse mindestens 25 Grad beträgt; und
einer Vorrichtung gemäß einer hier beschriebenen Ausführungsform.Finally, the proposed approach creates a vehicle with the following features:
a first camera having a first optical axis and a second second camera having a second optical axis, the cameras being arranged on the vehicle at an angle of at least 25 degrees between the first optical axis and the second optical axis; and
a device according to an embodiment described herein.
Der hier vorgestellte Ansatz wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The approach presented here will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show it:
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, with a repeated description of these elements is omitted.
Die
Das Fahrzeug
In
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung
In
Zusätzlich zu den Kameras
Die weitere Kamera
Die beiden Rückansichten werden somit zu einem späteren Zeitpunkt bestimmt als die beiden Vorderansichten aus
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung
Alternativ oder zusätzlich ist die Vorrichtung
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Vorrichtung
Zur Fusion der Informationen ist die Vorrichtung
Ein mit der Vorrichtung
Optional weist das System
Gezeigt sind mögliche Integrationsorte der Kameras
Die nachfolgend beschriebenen
Die
Die in den
Die
In
In einem Schritt
Anschließend werden die beiden Ansichten in einem Schritt
Die am Beispiel von Verkehrszeichen beschriebene Vorgehensweise kann je nach situativer Stellung einer Erkennungsaufgabe auch in anderen Anwendungsfällen eines Systems zur Erfassung eines Fahrzeugumfeldes genutzt werden. Bei Objekten, die kein Verkehrszeichen repräsentieren, können sich je nach geometrischer Ausdeckung der Objekte neben Vorder- und Rückansicht weitere Ansichten oder Seiten der Objekte ergeben, die zur Erkennung der Objekte genutzt werden können.The procedure described using the example of traffic signs can also be used in other applications of a system for detecting a vehicle environment, depending on the situational position of a recognition task. For objects that do not represent a traffic sign, additional views or pages of the objects that can be used to recognize the objects can appear next to the front and rear views, depending on the geometric coverage of the objects.
Aus einer einzelnen Ansicht eines Zeichens kann in einigen Fällen oft nicht eindeutig die Bedeutung des Zeichens erkannt werden. Als Beispiel sei ein Ortseingangszeichen in Deutschland erwähnt, wie es beispielhaft in
Auf einer Rückseite des Ortseingangszeichens ist in der Regel ein Ortsausgang abgebildet. Auch der Ortsausgang ist durch ein gelbes Zeichen gekennzeichnet, das jedoch beispielsweise eine rote Diagonale enthält, die den Ortsnamen durchkreuzt. Die beiden Ansichten zusammen in örtlicher Nähe können ein sehr starker Hinweis darauf sein, dass es sich bei dem Zeichen um einen Ortseingang handelt. Dies gilt in besonderem Maße auch für nicht deutsche Ortsbeschilderungen, die oft keine eindeutige Farbe aufweisen.On the back of the entrance sign is usually a local exit shown. The exit of the town is also indicated by a yellow sign, which, for example, contains a red diagonal which thwarts the place name. The two views together in close proximity may be a very strong indication that the sign is a village entrance. This is especially true for non-German Ortsbeschilderungen, which often have no clear color.
Wird das Zeichen in einer Kameraansicht nicht eindeutig erkannt, so kann die Erkennung des Zeichens örtlich später erneut durchgeführt werden. Dadurch kann ein systemischer Arbeitspunkt zwischen Erkennung, Nichterkennung, Fehlerkennung und Halluzination von Objekten, auch false positives genannt, positiv beeinflusst werden und ein im Vergleich zu einer Nichterkennung vorteilhaftes Systemverhalten erreicht werden.If the character is not clearly recognized in a camera view, the recognition of the character can be carried out locally later. As a result, a systemic operating point between detection, non-recognition, error detection and hallucination of objects, also called false positives, can be positively influenced and a system behavior that is advantageous in comparison with non-recognition can be achieved.
Durch die gleichzeitige Erkennung von Vorder- und Rückansichten von Zeichen ergeben sich auch Verbesserungen bei der Erkennung von Zonen wie etwa Tempo-30-Zonen oder Spielstraßen. Meist sind solche Zeichen in der Vorderansicht mit dem Zonenbeginn und in der Rückansicht mit einem Zonenende bedruckt, wie beispielsweise in den
Bei Geschwindigkeitsbeschränkungen oder Überholverboten sind ebenfalls Zonen bekannt. Dabei können am selben Zeichenständer sowohl die Beschränkung auf der vorderen Ansicht des Zeichenständers als auch das Aufhebungszeichen auf der Rückseite des Zeichenständers zu sehen sein. Die örtliche Nähe der verschiedenen Ansichten kann nun mittels des Verfahrens
Gemäß einem Ausführungsbeispiel basiert das Verfahren
Bei der Fusion der Informationen aus den verschiedenen Ansichten werden beispielsweise zwei- oder dreidimensionale Positionen von Objekten relativ zum Fahrzeug und, alternativ oder zusätzlich, jeweilige Bedeutungen der Objekte genutzt, um eine kombinierte Interpretation zu erzeugen.For example, in merging the information from the different views, two- or three-dimensional positions of objects relative to the vehicle and, alternatively or additionally, respective meanings of the objects are used to produce a combined interpretation.
Es kann eine an einen Gegenverkehr gerichtete Signalisierung zur Interpretation einer Situation in der eigenen Fahrtrichtung genutzt werden.It can be used to an oncoming traffic signaling to interpret a situation in their own direction of travel.
Die Interpretation eines Bildinhalts kann je nach Ausführungsform separat in jeweiligen Bildern der Kameras
Alternativ kann das Verfahren
Die Frontkamera
Die Frontkamera
Wie bereits beschrieben, kann ein Verkehrszeichen oder ein Objekt durch eine Kombination verschiedener Ansichten mittels des Verfahrens
Ein Verkehrszeichen kann als eine besondere Ausgestaltung eines Objekts aufgefasst werden, das aufgrund seiner planen Form zu einer Vorder- und einer Rückansicht zusammenfällt.A traffic sign can be understood as a particular embodiment of an object, which coincides due to its plane shape to a front and a rear view.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Verkehrszeichen durch eine Kombination von Interpretationen der Vorder- und Rückansichten erkannt werden. Die Vorderansicht repräsentiert dabei einen konkreten Zeicheninhalt, der erkannt werden soll, beispielsweise ein Ortseingangszeichen. Die Rückansicht repräsentiert entweder eine Rückseite des Verkehrszeichens, in Deutschland beispielsweise eine einfarbige graue Zeichenrückseite, oder ein korrespondierendes Gegenzeichen, etwa ein dem Ortseingangszeichen zugeordnetes Ortsausgangszeichen. Analoge Zusammenhänge ergeben sich beispielsweise bei Geschwindigkeitsbegrenzungen, Überholverboten und vielen weiteren bekannten Zeichenvarianten.According to one embodiment, the traffic sign may be recognized by a combination of interpretations of the front and rear views. The front view represents a concrete character content that is to be recognized, for example, a town entry sign. The rear view represents either a back of the traffic sign, in Germany, for example, a monochrome gray back of the character, or a corresponding counter character, such as a local exit character associated with the city entrance. Similar correlations arise, for example, with speed limits, overtaking prohibitions and many other known character variants.
Wird in einer Verkehrszeichenerkennungssituation sowohl ein vorderes Zeichen als auch ein korrespondierendes Gegenzeichen erkannt, so ist der Beginn oder das Ende einer örtlichen Zone sehr wahrscheinlich. Bei Zonenzeichen, wie sie beispielhaft in den
Auch bei Geschwindigkeitsbegrenzungen gibt es Bereiche, die über eine längere Strecke gelten. Gemäß einem Ausführungsbeispiel können ein Beginn und ein Ende einer solchen Strecke durch eine Kombination von Beschränkung und Aufhebungen an einem Zeichenständer erkannt werden, wenn für beide Fahrtrichtungen einer Straße die gleiche Beschränkung gilt. Die Betrachtung von Schilderrückseiten kommt dabei einer Mitbetrachtung einer für den Gegenverkehr geltenden Situation gleich. Dies kann sich durch eine darin enthaltene implizite Bestätigung vorteilhaft auf eine Erkennungsrate auswirken.Even with speed limits, there are areas that apply over a longer distance. According to an embodiment, a start and an end of such a route can be recognized by a combination of restriction and cancellation on a sign stand, if the same restriction applies to both directions of travel of a road. The consideration of the backs of a sign equals a consideration of a situation that applies to oncoming traffic. This may have an advantageous effect on a detection rate by an implicit confirmation contained therein.
Die Interpretation eines Verkehrszeicheninhalts kann alternativ auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen. Beispielsweise kann bei der Erkennung einer Vorderseite eines Ortsausgangsschilds als Rückseite ein korrespondierendes Ortseingangszeichen zur Kombination genutzt werden. Dieses Vorgehen eignet sich auch zur Erkennung von Verkehrszeichen mit schwachem, nicht eindeutigem Inhalt, wie beispielsweise einem in
Die Vorrichtung
Ferner weist die Vorrichtung
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können die hier vorgestellten Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. The embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment. Furthermore, the method steps presented here can be repeated as well as executed in a sequence other than that described.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“ -Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.
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