DE102015210934A1

DE102015210934A1 - Vorrichtung und Verfahren zum verbesserten visuellen Lokalisieren eines Kraftfahrzeugs in einem Umfeld

Info

Publication number: DE102015210934A1
Application number: DE102015210934.8A
Authority: DE
Inventors: Torsten Büschenfeld; Stephan Max; Alexander Urban; Stefan Brosig; Reiner KATZWINKEL
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2016-12-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum verbesserten visuellen Lokalisieren eines Kraftfahrzeugs (50) in einem Umfeld (80), umfassend: eine Bildererfassungseinrichtung (2) zum Erfassen von Abbildungen (69) des Umfeldes (80), eine Beleuchtungseinrichtung (4) zur Beleuchtung des Umfeldes (80) und eine Steuerung (5), wobei die Steuerung (5) eine Merkmalserkennungseinrichtung (6), eine Speichereinrichtung (8) und eine Lokalisierungseinrichtung (7) umfasst, und wobei die Steuerung (5) ausgebildet ist, über die Bilderfassungseinrichtung (2) mindestens eine Abbildung (69) des Umfeldes (80) zu erfassen, und die Merkmalserkennungseinrichtung (6) ausgebildet ist, Merkmale (67) in der mindestens einen erfassten Abbildung (69) des Umfeldes (80) zu erkennen, und wobei die Lokalisierungseinrichtung (7) ausgebildet ist, das Kraftfahrzeug (50) durch Vergleichen von erkannten Merkmalen (67) mit den in einer in der Speichereinrichtung (8) hinterlegten Karte vorhandenen Merkmalen (67) und deren Positionen in der Karte zu lokalisieren, und wobei die Steuerung (5) eine Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung (10) zum Minimieren der Beleuchtungseinflüsse (61) beim Lokalisieren des Kraftfahrzeugs (50) umfasst. Ferner betrifft die Erfindung das zugehörige Verfahren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum verbesserten visuellen Lokalisieren eines Kraftfahrzeugs in einem Umfeld.
Moderne Kraftfahrzeuge bieten eine Vielzahl Assistenzsysteme, welche unter anderem der Navigation und der Unterstützung des Fahrers bei der Fahrzeugführung dienen. Vermehrt erhalten auch Systeme zur visuellen Lokalisierung der Kraftfahrzeuge in einer Karte Einzug. Dabei werden vom Umfeld des Kraftfahrzeugs über optische Bilderfassungseinrichtungen Abbildungen erfasst, in denen anschließend Merkmale erkannt werden. Die erkannten Merkmale werden dann mit Merkmalen, die in einer Karte abgelegt sind, verglichen. Durch den Vergleich kann eine Position des Kraftfahrzeugs in der Karte bestimmt werden. Ein Verfahren, bei dem ein Kartieren und Lokalisieren simultan durchgeführt werden, ist das sogenannte Simultaneous Localization and Mapping(SLAM)-Verfahren. Es erlaubt das Kartieren von unbekannten Gebieten, welche vom Kraftfahrzeug durchfahren werden und ein Lokalisieren des Kraftfahrzeugs in dem kartierten Gebiet bei einer anschließenden Durchfahrt.
Die im Rahmen dieser Verfahren in den von dem Umfeld erfassten Abbildungen erkannten Merkmale müssen dabei nicht einem physisch ausgebildeten Objekt in dem Umfeld entsprechen, sondern können auch abstrakter Natur sein. So kann es sich beispielsweise um Merkmale handeln, die sich auf Grund verschiedener visueller Eigenschaften des erfassten Umfeldes ausbilden. Hell-/Dunkelkontraste, Farbverläufe oder -muster können in den erfassten Abbildungen charakteristische Merkmale bilden, welche später beim Erfassen und Auswerten einer gleichartigen Abbildung stets wiedergefunden werden können.
Zur erstmaligen Kartenerstellung für unbekannte Gebiete ist beispielsweise das Structure-from-Motion-Verfahren bekannt (siehe z.B. R. C. Bolles et al., Int. Journal of Computer Vision, 1, 7–55 [1987]). Dabei wird eine stereoskopische Positionsermittlung durchgeführt.
Eine stereoskopische Positionsermittlung bezeichnet eine Positionsermittlung eines Merkmals aus einer monoskopischen Bildfolge, bei der aus mindestens zwei Abbildungen, welche von einer in einem Umfeld bewegten Kamera von unterschiedlichen Umfeldspositionen aus erfasst wurden, und einer bekannten Wegstrecke zwischen den beiden unterschiedlichen Umfeldspositionen und gegebenenfalls einer zusätzlichen Orientierungsänderung der Kamera zwischen den beiden unterschiedlichen Umfeldspositionen eine dreidimensionale Position des Merkmals bestimmt wird.
Damit die vorgenannten Verfahren zur Merkmalserkennung auch während der Tageszeiten durchgeführt werden können, an denen es an einer natürlichen Beleuchtung mangelt, beispielsweise in der Dämmerung, wenn die Lichtverhältnisse sich schnell verändern, oder nachts, wenn überhaupt kein Tagelischt mehr vorhanden ist, werden Beleuchtungseinrichtungen, beispielsweise die serienmäßig eingebauten Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs, zur Ausleuchtung des Umfeldes eingesetzt.
Aus der DE 198 60 461 B4 ist eine Scheinwerferanlage für Fahrzeuge zur Erzeugung von Lichtbündeln mit unterschiedlicher Charakteristik bekannt. Die Scheinwerferanlage umfasst mindestens einen Scheinwerfer, der mehrere Scheinwerfereinheiten mit jeweils einer eigenen Lichtquelle umfasst. Dabei kann wenigstens eine der Scheinwerfereinheiten Lichtbündel sowohl mit einer Abblendlicht- und einer Fernlicht-Charakteristik erzeugen. Es lassen sich durch unterschiedliches Kombinieren der Scheinwerfereinheiten und durch Schwenken der Lichtbündel verschiedene Charakteristiken erzeugen, beispielsweise um verschiedene Bereiche im Fahrzeugumfeld selektiv zu beleuchten. Eine Blende ermöglicht ferner das Einstellen der Beleuchtungsstärke im Nahbereich. Eine der Scheinwerfereinheiten kann darüber hinaus auch als Tagfahrleuchte verwendet werden.
Aus der DE 10 2010 051 602 A1 ist ein Verfahren zur Verbesserung der Merkmalserkennung in einer Umgebung bekannt. Kernidee der Erfindung ist der Vergleich von mindestens zwei Aufnahmen einer Umgebung, wobei die Aufnahmen zur Erzeugung möglichst großer Unterschiede in der Abbildung von Merkmalen von unterschiedlichen Kamerastandorten aus und/oder bei unterschiedlichen Beleuchtungsbedingungen angefertigt werden. Die Aufnahmen werden dann durch eine Differenzbildung miteinander verglichen, um Merkmale sichtbar zu machen. Als besonders vorteilhaft hervorgehoben wird dabei das Anfertigen von zwei Aufnahmen unter unterschiedlichen Beleuchtungsbedingungen, wobei eine Aufnahme mit Blitz und eine Aufnahme ohne Blitz angefertigt werden.
Die unterschiedliche Beleuchtung erzeugt einen starken Unterschied im Kontrast von Objekten und einem Hintergrund in der Umgebung, wodurch sich Merkmale der Objekte stärker ausprägen. Die stärker ausgeprägten Merkmale lassen sich dann leichter erkennen. Unter einem Blitz wird dabei beispielsweise auch eine Fahrzeugbeleuchtung verstanden, welche zum Erzeugen der Aufnahme ohne Blitz kurzzeitig ausgeschaltet werden soll, wenn sie im Normalbetrieb dauerhaft eingeschaltet ist.
Ein Nachteil der vorgenannten Vorrichtungen und Verfahren ist, dass durch die künstliche Beleuchtung Beleuchtungseinflüsse in den erfassten Abbildungen hervorgerufen werden können, die beim Auswerten als Merkmale interpretiert werden. Dies kann das Lokalisieren des Kraftfahrzeugs in der Karte behindern, da ein Vergleich der auf Grund der Beleuchtungseffekte erkannten Merkmale mit den in der Karte hinterlegten Merkmalen zu falschen oder überhaupt keinen Ergebnissen führt.
Durch künstliche Beleuchtung entstandene Beleuchtungseffekte können die Merkmalserkennung in den Abbildungen und damit eine eindeutige und schnelle Lokalisation des Kraftfahrzeugs in der Karte deutlich erschweren, da sie sich anders verhalten als Merkmale, die nicht durch die künstliche Beleuchtung hervorgerufen werden. So kann sich ein Beleuchtungseffekt, der beispielsweise am Rand des Abblendlichtes eines Kraftfahrzeugs durch einen abrupten Hell-Dunkel-Übergang hervorgerufen wird, in einer erfassten Abbildung anders bewegen als die durch physische Objekte in dem Umfeld des Kraftfahrzeugs hervorgerufenen Merkmale. Wenn der Beleuchtungseinfluss durch die Beleuchtung des Kraftfahrzeugs hervorgerufen wird, beispielsweise durch die Frontscheinwerfer, so wird er sich in der Regel nicht mit der Umgebung mitbewegen. Die Frontscheinwerfer werfen als Abblendlicht einen fixen Lichtkegel vor das Kraftfahrzeug. Bewegt sich das Kraftfahrzeug bei der Fahrt, bewegt sich der fixe Lichtkegel vor dem Kraftfahrzeug konstant mit. Treten nun Objekte in den Lichtkegel der Frontscheinwerfer ein, können dadurch graphische Repräsentationen in den Abbildungen entstehen, welche als Merkmale erkannt werden. Bewegt sich das Kraftfahrzeug nun auf das Objekt zu, so ändert sich die Beleuchtung des Objektes durch die Frontscheinwerfer. Beispielsweise kann sich der Hell-Dunkel-Übergang der Frontscheinwerfer auf dem Objekt bewegen. Diese Bewegung des Hell-Dunkel-Übergangs kann sich aber je nach Auftreffwinkel anders verhalten als andere durch physische Objekte in dem Umfeld des Kraftfahrzeugs hervorgerufene Merkmale in der Abbildung, wobei diese physischen Objekte jedoch nicht oder anders von den Frontscheinwerfern beleuchtet werden.
Dadurch entstehen Scheinmerkmale und, bei mehreren zeitlich aufeinander folgenden Abbildungen, Scheinbewegungen dieser Scheinmerkmale in Bezug auf die anderen durch physische Objekte im Umfeld hervorgerufenen Merkmale, welche die Lokalisation des Kraftfahrzeugs in der Karte deutlich erschweren können.
Es ist somit wünschenswert, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verfügung zu haben, bei denen die visuelle Lokalisation des Kraftfahrzeugs in einem Umfeld verbessert ist. Der Erfindung liegt somit das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei denen die visuelle Lokalisation des Kraftfahrzeugs in dem Umfeld unabhängig von der von dem Kraftfahrzeug bewirkten künstlichen Beleuchtung ist.
Die technische Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, Merkmale, die als Folge von künstlicher Beleuchtung durch das Kraftfahrzeug in erfassten Abbildungen eines Umfeldes hervorgerufen werden, nicht in die Lokalisation mit einzubeziehen. Hier ist es möglich, Beleuchtungseinflüsse zu erkennen und/oder zu vermeiden, beispielsweise einen anderen Beleuchtungszustand zu aktivieren. Vorzugsweise wird dabei ein Beleuchtungszustand aktiviert, der die Beleuchtungseinflüsse in den erfassten Abbildungen eliminiert oder zumindest verringert. Alternativ oder zusätzlich können erkannte Beleuchtungseinflüsse in den erfassten Abbildungen auch mittels Bildbearbeitung eliminiert, verringert oder zumindest so markiert werden, dass sie beim Lokalisieren nicht berücksichtigt werden. Somit ist gewährleitet, dass ein Erkennen von nicht durch Beleuchtung erzeugten Merkmalen in den erfassten Abbildungen und ein daraus abgeleitetes Lokalisieren eines Kraftfahrzeugs durch Beleuchtungseinflüsse nicht behindert wird.
Definitionen
Ein Merkmal bezeichnet eine Eigenschaft oder eine Gesamtheit von Eigenschaften, die einem Bereich in einer Abbildung oder einer Position in der Abbildung aufgrund graphischer Bildinformationen der Abbildung oder eines Teilbereichs der Abbildung zugeordnet ist oder zuordenbar ist. Der Teilbereich kann mit dem Bereich identisch sein, dem die Eigenschaft oder Gesamtheit der Eigenschaften und somit das Merkmal zugeordnet wird.
Merkmale können beispielsweise horizontale oder vertikale Linien oder deren Kreuzungspunkte in den Abbildungen sein, aber auch Kontraste, Farbverläufe oder Ortsfrequenzen oder Ortfrequenzmuster nach einer Fourier- oder Waveletanalyse. Auch Pixelmuster oder bestimmte Anordnungen von Pixelmustern oder Ähnliches können Merkmale darstellen. Das Merkmal kann dabei rein abstrakter Natur sein, das heißt, dass es zu dem Merkmal kein physisch ausgebildetes Objekt als Ursache der graphischen Repräsentation in der Abbildung gibt. In der Regel lassen sich Merkmale nicht unmittelbar einem physischen Gegenstand zuordnen.
Eine Position bezeichnet einen punktförmigen Ort in einem dreidimensionalen Koordinatensystem. Das Koordinatensystem kann beispielsweise kartesisch ausgebildet sein.
Eine Karte ist ein dreidimensionales nicht-körperliches Gerüst mit einem Koordinatensystem. Die Karte kann eine aus einem Raster gebildete Repräsentation des dreidimensionalen Raumes sein. In einer Speichereinrichtung kann die Karte beispielsweise in Form von Vektoren aufgebaut sein, welche die dreidimensionalen Positionen von Merkmalen bezeichnen. Als Bezugspunkt kann beispielsweise eine allererste bestimmte Position des Kraftfahrzeugs dienen.
Ein Kartieren bezeichnet dann das Eintragen von Merkmalen und deren Positionen in die dreidimensionale Karte.
Eine künstliche Beleuchtung soll im Folgenden stets eine künstliche Beleuchtung durch das Kraftfahrzeug bezeichnen, insbesondere durch am Kraftfahrzeug positionierte Beleuchtungseinrichtungen.
Beleuchtungseinflüsse sind lediglich durch künstliche Beleuchtung des Kraftfahrzeugs hervorgerufene Merkmale in den Abbildungen. Solche Beleuchtungseinflüsse können beispielsweise die Hell-Dunkel-Übergänge am Rand eines Lichtkegels eines Abblendlichtes eines Kraftfahrzeugs oder durch künstliche Beleuchtung überstrahlte Bereiche sein, welche andere Merkmale verdecken. Auf diese Weise entstandene Merkmale werden im Folgenden auch als Scheinmerkmale bezeichnet.
Eine homogene Beleuchtung bedeutet, dass in alle Richtungen die gleiche Strahlungsleistung abgestrahlt wird. Dabei muss jedoch nicht notwendigerweise in alle drei Dimensionen abgestrahlt werden. So kann eine homogene Beleuchtung auch heißen, dass lediglich in dem Bereich eines vorgegebenen Raumwinkels, in dem eine Abbildung des Umfeldes erfasst werden soll, eine homogene Beleuchtung bewirkt wird. Homogen heißt dabei nur, dass durch die homogene Beleuchtung keine Beleuchtungseinflüsse entstehen sollen, welche zu Scheinmerkmalen führen.
Ein Erkennen von Beleuchtungseinflüssen soll im Folgenden sowohl ein Erkennen von durch künstliche Beleuchtung hervorgerufenen Beleuchtungseinflüssen als auch eine Analyse von Zustandsvariablen eines Kraftfahrzeugs und eines Umfeldes des Kraftfahrzeugs bedeuten. Beispielsweise können solche Zustandsvariablen ein aktueller Beleuchtungszustand einer Beleuchtungseinrichtung des Kraftfahrzeugs, ein aktueller Zustand natürlicher Beleuchtung des Umfeldes und auch eine aktueller Zustand bezüglich einer Verkehrssituation sein. Auch die Auswertung anderer Zustandsvariablen wird vom Begriff Erkennen umfasst. Auf diese Weise ist es möglich, auch erwartete oder wahrscheinlich auftretende Beleuchtungseinflüsse über eine Kontextanalyse zu vermeiden.
Bevorzugte Ausführungsformen
Insbesondere wird somit eine Vorrichtung zum verbesserten visuellen Lokalisieren eines Kraftfahrzeugs in einem Umfeld geschaffen, umfassend: eine Bildererfassungseinrichtung zum Erfassen von Abbildungen des Umfeldes, eine Beleuchtungseinrichtung zur Beleuchtung des Umfeldes und eine Steuerung, wobei die Steuerung eine Merkmalserkennungseinrichtung, eine Speichereinrichtung und eine Lokalisierungseinrichtung umfasst, und wobei die Steuerung ausgebildet ist, über die Bilderfassungseinrichtung mindestens eine Abbildung des Umfeldes zu erfassen, und die Merkmalserkennungseinrichtung ausgebildet ist, Merkmale in der mindestens einen erfassten Abbildung des Umfeldes zu erkennen, und wobei die Lokalisierungseinrichtung ausgebildet ist, das Kraftfahrzeug durch Vergleichen von erkannten Merkmalen mit den in einer in der Speichereinrichtung hinterlegten Karte vorhandenen Merkmalen und deren Positionen in der Karte zu lokalisieren, wobei die Steuerung eine Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung zum Minimieren der Beleuchtungseinflüsse beim Lokalisieren des Kraftfahrzeugs umfasst.
Insbesondere ist die Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung ausgebildet, Beleuchtungseinflüsse, die in der mindestens einen erfassten Abbildung selber Merkmale hervorrufen oder andere Merkmale verdecken, zu beseitigen oder zu vermindern, so dass die Beleuchtungseinflüsse das Lokalisieren des Kraftfahrzeugs nicht behindern.
Ferner wird vorteilhafterweise ein Verfahren zum verbesserten visuellen Lokalisieren eines Kraftfahrzeugs in einem Umfeld geschaffen, umfassend die folgenden Schritte: Beleuchten des Umfeldes mittels einer Beleuchtungseinrichtung, Erfassen mindestens einer Abbildung des Umfeldes mit einer Bilderfassungseinrichtung, Erkennen von Merkmalen in der mindestens einen erfassten Abbildung des Umfeldes durch eine Merkmalserkennungseinrichtung, Lokalisieren des Kraftfahrzeugs in einer Karte durch Vergleichen der erkannten Merkmale mit den in der Karte hinterlegten Merkmalen durch eine Lokalisierungseinrichtung, wobei Beleuchtungseinflüsse beim Lokalisieren des Kraftfahrzeugs durch eine Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung minimiert werden.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, dass ein Minimieren der Beleuchtungseinflüsse zu einer verbesserten Merkmalserkennung und damit zu einer schnelleren und besseren Lokalisation des Kraftfahrzeugs in der Karte führt. Scheinmerkmale, welche durch die künstliche Beleuchtung hervorgerufen werden, können dann unterdrückt oder zumindest vermindert werden. Ebenfalls können andere Merkmale, welche durch die Beleuchtungseinflüsse verdeckt werden, der Merkmalserkennung und damit der Lokalisation wieder zugänglich gemacht werden.
Es ist wünschenswert, dass Merkmale, welche auf Beleuchtungseinflüsse zurückzuführen sind, in der mindestens einen erfassten Abbildung treffsicher erkannt und entsprechend markiert werden können. Besonders vorteilhaft ist deshalb eine Ausführungsform, bei der die Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung eine Mustererkennungseinrichtung umfasst, welche ausgebildet ist, Beleuchtungseinflüsse in der mindestens einen erfassten Abbildung zu erkennen. Die Mustererkennungseinrichtung kann beispielsweise starke Kontrastsprünge, wie sie beispielsweise beim Hell-Dunkel-Übergang am Rand des Lichtkegels eines Scheinwerfers auftreten, auswerten und erkennen. Erkennt sie eine solchen Kontrastsprung, so kann dieser als auf einem Beleuchtungseinfluss beruhend markiert werden, beispielsweise, indem dem zugehörigen Merkmal eine Existenzwahrscheinlichkeit zugeordnet wird. Eine solche Existenzwahrscheinlichkeit wäre dann für Beleuchtungseinflüsse sehr niedrig, da die Wahrscheinlichkeit sehr groß ist, dass das Merkmal rein durch eine künstliche Beleuchtung zustande gekommen ist. Umgekehrt könnten alle anderen Merkmale, für die die Mustererkennungseinrichtung keine Beleuchtungseinflüsse feststellt, mit einer hohen Existenzwahrscheinlichkeit markiert werden.
Die Mustererkennungseinrichtung kann beim Analysieren der Abbildungen auch heuristische Regeln bzw. Vorwissen über den Zustand des Kraftfahrzeugs oder des Umfeldes heranziehen, um Beleuchtungseffekte zu erkennen. So können beispielsweise die Tages- und Jahreszeit dazu verwendet werden, Vorhersagen darüber zu treffen, ob Tageslicht vorliegt oder ob es Nacht ist. Wenn die Erfassung des Umfeldes beispielsweise durch eine Frontkamera als Bilderfassungseinrichtung durchgeführt wird, kann ebenso über die Bordelektronik des Kraftfahrzeugs abgefragt werden, ob die Frontscheinwerfer eingeschaltet sind.
Ist auf diese Weise bekannt, dass der Frontscheinwerfer des Kraftfahrzeugs eingeschaltet ist, und ist darüber hinaus die Position des Kraftfahrzeugs bekannt, so kann ein Hell-Dunkel-Übergang, der durch den Lichtkegel der Frontscheinwerfer auf einem physischen Objekt vor dem Kraftfahrzeug erfasst wird, durch die Mustererkennungseinrichtung sogar vorhergesagt werden. Dazu müssen die Eigenschaften des Frontscheinwerfers, also die Form des Lichtkegels, und die Position des physischen Objektes vor dem Kraftfahrzeug bekannt sein. Die Vorhersage des durch den Beleuchtungseinfluss hervorgerufenen Merkmals kann dann mit den erkannten Merkmalen in der Abbildung verglichen werden und ein in dem Bereich der Abbildung, in dem der Hell-Dunkel-Übergang erwartet wird, sicherer als Beleuchtungseinfluss erkannt und markiert werden.
Sind durch Beleuchtungseinflüsse hervorgerufene Merkmale erst einmal erkannt bzw. mit einer entsprechenden Existenzwahrscheinlichkeit markiert, so werden sie beim Lokalisieren des Kraftfahrzeugs in der Karte nicht mehr berücksichtigt, da es sich um Scheinmerkmale handelt. Um einen Sicherheitsbereich um die Scheinmerkmale zu schaffen, können auch Bereiche, die in der unmittelbaren Nachbarschaft der Scheinmerkmale in der mindestens einen Abbildung liegen, beim Lokalisieren des Kraftfahrzeugs ebenfalls verworfen werden.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht deshalb vor, dass die Merkmalserkennungseinrichtung ausgebildet ist, Bereiche in der mindestens einen erfassten Abbildung, in denen die Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung Beleuchtungseinflüsse erkannt hat, und/oder an die Bereiche angrenzende Bereiche beim Erkennen von Merkmalen in der mindestens einen erfassten Abbildung nicht zu berücksichtigen. Somit werden beim Lokalisieren nur Merkmale berücksichtigt, welche durch das Umfeld hervorgerufen wurden. Dies erhöht die Qualität beim Lokalisieren und ermöglicht es, den Prozess des Lokalisierens zu beschleunigen, da missverständliche und irreführende Merkmale von vornherein verworfen werden.
Idealerweise wird eine Ausführungsform realisiert, bei der die Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung eine Bildbearbeitungseinrichtung umfasst, welche ausgebildet ist, die erkannten Beleuchtungseinflüsse aus der mindestens einen erfassten Abbildung zu entfernen oder andere Merkmale, die durch die Beleuchtungseinflüsse verdeckt werden, zumindest teilweise, der Merkmalserkennung wieder zugänglich zu machen. Dies ist beispielsweise von Vorteil, wenn durch das Umfeld hervorgerufene Merkmale in der mindestens einen Abbildung durch Beleuchtungseinflüsse überdeckt werden. So kann beispielsweise eine Überstrahlung durch eine künstliche Beleuchtung ein Merkmal in diesem Bereich der Mustererkennungseinrichtung unzugänglich machen. Vor einem Verwerfen des gesamten überstrahlten Bereichs, führt die Bildbearbeitungseinrichtung dann zuerst eine Kontrast- und Helligkeitskorrektur für diesen Bereich durch, so dass die verdeckten Merkmale wieder sichtbar werden und der Mustererkennungseinrichtung wieder zur Verfügung stehen. Selbstverständlich können auch andere Korrekturverfahren durchgeführt werden, wie beispielsweise eine Farb- oder Gammakorrektur, Filterverfahren oder weitere bekannte Verfahren der Bildbearbeitung. Erst wenn die Bildbearbeitung keinen Erfolg hatte, wird der Bereich in der Abbildung verworfen und bei der Merkmalserkennung und damit beim Lokalisieren nicht berücksichtigt.
Die Bildbearbeitung erlaubt es in der Regel nicht, alle in dem Umfeld für den bearbeiteten Bereich der Abbildung vorhandenen Merkmale zu rekonstruieren oder sichtbar zu machen. Das Verwerfen der durch Beleuchtungseffekte verdeckten Bereiche führt darüber hinaus zu einem Informationsverlust in den Abbildungen. Beides führt zu einer verminderten Auflösung oder Qualität beim Lokalisieren des Kraftfahrzeugs in der Karte. Es ist somit wünschenswert, die Beleuchtungseinflüsse in der mindestens einen Abbildung komplett zu beseitigen, so dass die vormals verworfenen Bereiche, sowie die überdeckten Merkmale wieder sichtbar werden und durch die Merkmalserkennungseinrichtung ausgewertet und der Lokalisierungseinrichtung zugeführt werden können.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht deshalb vor, dass die Beleuchtungseinrichtung ausgebildet ist, mindestens zwei Beleuchtungszustände mit unterschiedlichen Beleuchtungen des Umfeldes bewirken zu können, und die Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung eine Umschalteinrichtung umfasst, welche ausgebildet ist, zwischen den mindestens zwei Beleuchtungszuständen auswählen zu können. Der Vorteil ist, dass Beleuchtungseinflüsse durch Änderung des Beleuchtungszustandes komplett eliminiert werden können. So können beispielsweise verschiedene Beleuchtungen mit verschiedenen Charakteristiken verwendet werden, um Beleuchtungseinflüsse zu verhindern oder zumindest zu vermindern.
Somit ist vorgesehen, dass die Beleuchtungseinflüsse alternativ oder zeitgleich durch die Bildbearbeitungseinrichtung und/oder die Umschalteinrichtung vermindert oder beseitigt werden können.
In einer einfachen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Umschalteinrichtung einen der mindestens zwei Beleuchtungszustände in Abhängigkeit von einfachen Zustandsvariablen des Kraftfahrzeugs und des Umfeldes aktiviert. Solche Zustandsvariablen können beispielsweise vorhandenes oder nicht vorhandenes natürliches Licht im Umfeld des Kraftfahrzeugs sein oder ein Zustand der Frontscheinwerfer. Ist beispielsweise kein natürliches Licht vorhanden, weil es dunkel ist, und die Frontscheinwerfer des Kraftfahrzeugs befinden sich im Modus Abblendlicht, so aktiviert die Umschalteinrichtung den einen der mindestens zwei Beleuchtungszustände, der eine homogene Beleuchtung des Erfassungsbereichs der Bilderfassungseinrichtung bewirkt. Dabei sollte jedoch stets die aktuelle Verkehrssituation beachtet werden, so dass rechtliche Überlegungen auch Zustandsvariablen darstellen können. So ist beispielsweise wichtig, ob sich das Kraftfahrzeug auf öffentlichen Straßen oder auf privaten Wegen befindet, und ob dann beispielsweise ein Ausschalten des Abblendlichts erlaubt ist oder nicht.
Vorzugsweise wird nach Erkennen der Beleuchtungseinflüsse ein Beleuchtungszustand aktiviert, der keine Beleuchtungseinflüsse mehr hervorruft.
In einer Ausführungsform ist die Umschalteinrichtung dabei ausgebildet, in Abhängigkeit der in der mindestens einen erfassten Abbildung von der Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung erkannten Beleuchtungseinflüsse einen der mindestens zwei Beleuchtungszustände zu aktivieren. Der Vorteil ist, dass die Beleuchtung des Umfeldes des Kraftfahrzeugs erst geändert wird, wenn die Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung einen Beleuchtungseinfluss erkannt hat. Dann schaltet die Umschalteinrichtung automatisch auf eine der mindestens zwei Beleuchtungszustände um, um den oder die Beleuchtungseinflüsse zu beseitigen. Die Umschaltung kann auch so durchgeführt werden, dass sie für den Fahrer des Kraftfahrzeugs nicht wahrnehmbar ist, beispielsweise, indem die Zeit, für die zum Erfassen der mindestens einen Abbildung umgeschaltet wird, so kurz gehalten wird, dass der Beleuchtungswechsel für die menschlichen Sinne nicht wahrnehmbar ist, oder zumindest als nicht störend empfunden wird. Typischerweise liegt eine solche Zeitdauer im Millisekundenbereich. Schaltzeiten in diesem Bereich bieten beispielsweise moderne LED-Scheinwerfer.
In Situationen, welche regelmäßig auftreten, beispielsweise dem Einparken in eine Garage oder in einem Umfeld, welches regelmäßig durchfahren wird, kann es wünschenswert sein, unabhängig von den von der Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung erkannten Beleuchtungseinflüssen ein Umschalten des Beleuchtungszustandes zu bewirken. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht deshalb vor, dass die Umschalteinrichtung ausgebildet ist, in Abhängigkeit der in der mindestens einen erfassten Abbildung von der Merkmalserkennungseinrichtung erkannten Merkmale einen der mindestens zwei Beleuchtungszustände zu aktivieren. Dies ist beispielsweise für Assistenzsysteme von Vorteil, die dem Fahrer beim Einparken helfen oder das Einparken komplett autonom durchführen. Erreicht beispielsweise ein Fahrer mit seinem Kraftfahrzeug bei Dunkelheit die Auffahrt seiner Garage zuhause und die Merkmalserkennungseinrichtung erkennt die Auffahrt der Garage, dann bietet das Assistenzsystem dem Fahrer das automatische autonome Einparken in die Garage an. Der Fahrer aktiviert das automatische Einparken und das Kraftfahrzeug steuert automatisch auf die Garage zu. Da in einer Garage in der Regel außer dem Kraftfahrzeug auch andere Objekte gelagert werden, welche sich in der Endposition des Kraftfahrzeugs in der Garage in unmittelbarer Nähe zum Kraftfahrzeug befinden, sind gerade Abbildungen, welche in diesem Umfeld erfasst werden, für das Entstehen von Beleuchtungseinflüssen anfällig. Um dies zu verhindern löst die Umschalteinrichtung einen der zwei Beleuchtungszustände aus, beispielsweise, wenn die Merkmalserkennungseinrichtung Merkmale, welche das Garagentor repräsentieren, erkennt. Dadurch kann das automatische Einparken verbessert werden und können Unfälle und Schäden an dem Kraftfahrzeug und an den in der Garage gelagerten Objekten verhindert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird die Position des Kraftfahrzeugs von der Umschalteinrichtung als Kriterium dazu verwendet, einen der mindestens zwei Beleuchtungszustände zu aktivieren. Deshalb ist vorgesehen, dass die Umschalteinrichtung ausgebildet ist, in Abhängigkeit der von der Lokalisierungseinrichtung bestimmten Position des Kraftfahrzeugs in der Karte einen der mindestens zwei Beleuchtungszustände zu aktivieren. Auf diese Weise kann der Beleuchtungszustand unabhängig von erkannten Merkmalen aktiviert werden. Beispielsweise kann der Beleuchtungszustand geändert werden, wenn sich das Kraftfahrzeug an der Position befindet, welche den Beginn der Auffahrt zur Garage markiert. Das Einparken in die Garage kann dann automatisch oder halbautomatisch mit Hilfe von Assistenzsystemen erfolgen.
Selbstverständlich ist auch ein manuelles Umschalten des Beleuchtungszustandes möglich.
Um Beleuchtungseinflüsse in der mindestens einen Abbildung besonders gut zu vermindern oder zu verhindern, ist es wünschenswert, in der Dämmerung oder bei Dunkelheit eine möglichst gleichmäßige künstliche Beleuchtung des Umfeldes zur Verfügung zu haben. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht deshalb vor, dass einer der mindestens zwei Beleuchtungszustände eine homogene Beleuchtung des im Erfassungsbereich der Bilderfassungseinrichtung liegenden Umfeldes bewirkt. Der Vorteil ist, dass bei einer homogenen Beleuchtung abrupte Hell-Dunkel-Übergänge oder durch unterschiedlich stark beleuchtete Bereiche entstehende Beleuchtungseinflüsse gar nicht erst entstehen können. Es gibt keinen scharfen Rand eines Lichtkegels, der Scheinmerkmale hervorrufen kann. Das Erkennen von Merkmalen ist weniger fehlerbehaftet und ein Lokalisieren des Kraftfahrzeugs in der Karte ist somit schneller und zuverlässiger.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist es möglich, die Beleuchtungseinflüsse gezielt zum Lokalisieren des Kraftfahrzeugs, besonders im Nahbereich, zu verwenden. So kann beispielsweise der Hell-Dunkel-Übergang eines Frontscheinwerfers (Abblendlicht) eines Kraftfahrzeugs im Betrieb als Abblendlicht in einer Garage dazu verwendet werden, den Abstand des Kraftfahrzeugs von einer Garagenwand vor dem Kraftfahrzeug zu bestimmen. Dazu wird der Hell-Dunkel-Übergang von der Mustererkennungseinrichtung der Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung dazu verwendet, den Rand des Lichtkegels des Frontscheinwerfers in der mindestens einen erfassten Abbildung zu identifizieren. Zusammen mit einer bekannten Charakteristik des Lichtkegels des Frontscheinwerfers lässt sich dann, beispielsweise von der Lokalisierungseinrichtung oder von einem Assistenzsystem zum Einparken, der Abstand zu der Wand der Garage bestimmen. Da beim Einfahren in die Garage der Hell-Dunkel-Übergang des Lichtkegels an der Wand der Garage wandert, kann stets ein aktueller Abstand bestimmt werden und das Kraftfahrzeug kann gezielt bis auf einen vorgegebenen Abstand zur Wand in die Garage hineingefahren werden.
Es existieren somit drei Szenarien, wie die Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung reagieren kann: Im ersten Fall werden Beleuchtungseinflüsse erkannt und einer der mindestens zwei Beleuchtungszustände wird von der Umschalteinrichtung aktiviert. Im zweiten Fall werden Beleuchtungseinflüsse erkannt und von der Bildbearbeitungseinrichtung eliminiert oder so vermindert, dass eine Merkmalserkennung möglich wird.
Im dritten Fall wird wie im zweiten Fall zuerst versucht, die erfassten Abbildungen zu bearbeiten. Ist die Bearbeitung nicht erfolgreich oder nicht ausreichend, so wird anschließend von der Umschalteinrichtung mindestens einer der beiden Beleuchtungszustände aktiviert. Nach Aktivieren des einen der mindestens zwei Beleuchtungszustände wird stets mindestens eine weitere Abbildung erfasst.
Selbstverständlich ist es natürlich möglich, jedes Mal bereits vor dem Erkennen von Merkmalen durch die Merkmalserkennungseinrichtung eine Bildbearbeitung durchzuführen, um Fehler der Frontkamera auszugleichen, oder eine routinemäßig ausgeführte Bearbeitung, beispielsweise zur Rauschunterdrückung, durchzuführen. Eine solche Bildbearbeitung kann beispielsweise bereits in der Bildererfassungseinrichtung erfolgen.
Es ist natürlich auch möglich, dass eine Kombination ausgeführt wird. So kann die Umschalteinrichtung einen der mindestens zwei Beleuchtungszustände aktivieren und trotzdem kann zusätzlich eine Bildbearbeitung der nach Aktivieren des Beleuchtungszustandes erfassten Abbildung erfolgen, beispielsweise durch die Bildbearbeitungseinrichtung und/oder durch die Bilderfassungseinrichtung.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer einfachen Ausführungsform einer Vorrichtung zum verbesserten visuellen Lokalisieren eines Kraftfahrzeugs in einem Umfeld;
2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zum verbesserten visuellen Lokalisieren eines Kraftfahrzeugs in einem Umfeld;
3 eine schematische Darstellung von Beleuchtungseinflüssen, welche durch herkömmliche Frontscheinwerfer (Abblendlicht) eines Kraftfahrzeugs hervorgerufen werden, bei senkrechter Beleuchtung eines Schirms;
4 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Vorrichtung, bei der eine homogene Beleuchtung im Bereich des Erfassungsbereichs der Frontkamera bewirkt wird;
5 eine schematische Darstellung einer über eine Frontkamera erfassten Abbildung eines Pfeilers bei Tageslicht;
6 eine schematische Darstellung der gleichen Situation wie in 4 bei künstlicher Beleuchtung mittels der Frontscheinwerfer (Abblendlicht) des Kraftfahrzeugs zur Erläuterung des Verhaltens von Scheinmerkmalen;
7 eine schematische Darstellung der Situation wie in 5 bei kleinerem Abstand des Kraftfahrzeugs zum Pfeiler zur Erläuterung des Verhaltens von Scheinmerkmalen;
8 eine schematische Darstellung der Situation wie in 5, jedoch in der erfindungsgemäßen Ausführungsform der künstlichen Beleuchtung;
9 eine schematische Darstellung der Situation wie in 6, jedoch in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der künstlichen Beleuchtung;
10 eine schematische Darstellung von drei Beleuchtungszuständen;
11 ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
In 1 ist eine einfache Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum verbesserten visuellen Lokalisieren eines Kraftfahrzeugs 50 in einem Umfeld gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst eine Bilderfassungseinrichtung 2, welche hier beispielsweise eine Frontkamera 3 umfasst, eine Beleuchtungseinrichtung 4 und eine Steuerung 5. Die Steuerung 5 umfasst eine Merkmalserkennungseinrichtung 6 und eine Lokalisierungseinrichtung 7, welche auf eine Karte zugreifen kann, wobei die Karte in einer Speichereinrichtung 8 abgelegt ist. Ferner umfasst die Steuerung eine Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung 10, welche eine Mustererkennungseinrichtung 11 und eine Umschalteinrichtung 13 umfasst. Ferner kann die Steuerung optional eine Schnittstelle 14 umfassen, mit der die Steuerung 5 mit einem Bussystem, beispielsweise dem in Kraftfahrzeugen weit verbreiteten Controller Area Network(CAN)-Bus 51 kommunizieren kann.
Zum Lokalisieren des Kraftfahrzeugs 50 in der Karte erfasst die Bilderfassungseinrichtung 2 über die Frontkamera 3 mindestens eine Abbildung des frontseitigen Umfeldes. Wenn es dunkel ist oder das Tageslicht nicht ausreicht, wird das Umfeld dabei beispielsweise durch die Beleuchtungseinrichtung 4 der Vorrichtung 1 künstlich beleuchtet. Die mindestens eine erfasste Abbildung wird dann von der Merkmalserkennungseinrichtung 6 auf Merkmale analysiert, wobei Merkmale erkannt werden. Die Merkmalserkennung kann beispielsweise mit Hilfe gängiger visueller Mustererkennungsverfahren erfolgen.
Parallel dazu wird die mindestens eine erfasste Abbildung in der Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung 10 durch die Mustererkennungseinrichtung 11 analysiert und Beleuchtungseinflüsse werden in der mindestens einen Abbildung erkannt. Dies kann beispielsweise mit Hilfe gängiger visueller Mustererkennungsverfahren erfolgen. So können beispielsweise starke Kontrastsprünge, wie beispielsweise abrupte Hell-Dunkel-Übergänge, wie sie an den Rändern der Lichtkegel des Frontscheinwerfers 52 des Kraftfahrzeugs 50 im Betrieb als Abblendlicht entstehen, erkannt werden. Wurden Beleuchtungseinflüsse erkannt, so wird über die Umschalteinrichtung 13 einer von mindestens zwei Beleuchtungszuständen der Beleuchtungseinrichtung 4 aktiviert. Dabei wird vorzugsweise ein Beleuchtungszustand aktiviert, der eine homogene Beleuchtung des Erfassungsbereiches der Frontkamera 3 bewirkt. Ein solcher Beleuchtungszustand kann beispielsweise durch die Beleuchtungseinrichtung 4 über das weitgehend homogene Lichtfeld eines Feldes aus mehreren LEDs und anschließender diffuser Streuung realisiert werden.
Das Aktivieren des Beleuchtungszustandes mit vorzugweise homogener Beleuchtung kann auch auf Grund von Zustandsvariablen des Kraftfahrzeugs 50 und/oder des Umfelds erfolgen. Diese Zustandsvariablen werden beispielsweise von der Merkmalserkennungseinrichtung 6 erkannt oder von der Steuerung 5 über die Schnittstelle 14 von der restlichen Fahrzeugelektronik abgefragt und an die Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung 10 weitergeleitet. Ist das Auftreten von Beleuchtungseinflüssen in der aktuellen Situation dann wahrscheinlich, so kann die Umschalteinrichtung 13 den Beleuchtungszustand mit homogener Beleuchtung des Erfassungsbereiches aktivieren.
Möglich ist auch, dass das Aktivieren des Beleuchtungszustandes mit vorzugsweise homogener Beleuchtung des Erfassungsbereiches der Frontkamera 3 nur für eine sehr kurze Dauer, beispielsweise nur für einige Millisekunden während des Erfassens der mindestens einen Abbildung erfolgt, so dass das Aktivieren des Beleuchtungszustandes von dem Fahrzeugführer nicht wahrgenommen wird.
Es wird vorzugsweise vor dem Aktivieren des Beleuchtungszustands durch die Steuerung überprüft, ob der zu aktivierende Beleuchtungszustand in der aktuellen Situation den gesetzlichen Vorschriften entspricht. Bei Dunkelheit muss ein sich auf öffentlichen Straßen befindendes Kraftfahrzeug stets ausreichend beleuchtet sein, um anderen Verkehrsteilnehmern ausreichende Signale über die Teilnahme des Kraftfahrzeugs am Verkehr zu geben. Auf privaten Wegen, wie beispielsweise der privaten Garagenauffahrt, kann deshalb unter Umständen ein anderer, für den Zweck der Abbildungserfassung besser geeigneterer, Beleuchtungszustand aktiviert werden, als auf öffentlichen Straßen. Möglich ist auch, dass der aktivierte Beleuchtungszustand nur die Beleuchtung mittels einer zusätzlichen künstlichen Beleuchtung im Nahbereich des Kraftfahrzeugs aktiviert. So ist beispielsweise eine Kombination der Frontscheinwerfer mit einem diffus streuenden LED-Feld möglich.
Nach Aktivieren des mindestens einen der zwei Beleuchtungszustände, wird erneut mindestens eine Abbildung des frontseitigen Umfeldes des Kraftfahrzeugs 50 durch die Bilderfassungseinrichtung 2 erfasst. Von der Merkmalserkennungseinrichtung 6 werden in der erneut erfassten mindestens einen Abbildung Merkmale erkannt und samt ihrer Relativpositionen zum Kraftfahrzeug 50 an die Lokalisierungseinrichtung 7 weitergeleitet.
In der Regel kann davon ausgegangen werden, dass nach Aktivieren des einen der mindestens zwei Beleuchtungszustände eine Folge von Abbildungen von der Bilderfassungseinrichtung 2 erfasst wird. Je nach Verkehrssituation kann der Beleuchtungszustand aber natürlich auch wieder geändert werden, wenn dies, beispielsweise durch die Verkehrsregeln, vorgeschrieben ist. Als Beispiel könnte hier das autonome und automatische Ausparken aus der Garage bei Dunkelheit angesehen werden. Das Kraftfahrzeug 50 parkt autonom aus der Garage aus und aktiviert dazu, nach Erkennen eines Beleuchtungseinflusses an der Garagenwand, einen Beleuchtungszustand mit homogener Beleuchtung. Während des Ausparkens betritt das Kraftfahrzeug 50 eine öffentliche Straße, auf der eine ausreichende Beleuchtung, in diesem Fall ein Abblendlicht, vorgeschrieben ist. Folglich aktiviert das Kraftfahrzeug 50 dann einen Beleuchtungszustand, der zumindest das Abblendlicht umfasst.
Nach dem Erfassen der mindestens einen (erneuten) Abbildung, lokalisiert die Lokalisierungseinrichtung 7 das Kraftfahrzeug 50 durch Vergleichen der erkannten Merkmale mit in der Karte hinterlegten Merkmalen und deren zum Kraftfahrzeug 50 relativen Positionen in der Karte. Die Karte ist in der Speichereinrichtung 8 abgelegt, wobei die Karte beispielsweise im Werk nach der Herstellung der Vorrichtung 1 über die optionale Schnittstelle 14 in die Speichereinrichtung 8 geladen wird.
Möglich ist aber auch, dass die Karte erstmalig durch eine Lernfahrt erstellt wird und bereits vorhandene Daten in der Karte dann fortlaufend mit bereits vorhandenen Daten fusioniert werden.
Im letzten Schritt wird die bestimmte Position des Kraftfahrzeugs 50 in der Karte dann als Signal ausgegeben, beispielsweise über die optionale Schnittstelle 14. Von dort kann die bestimmte Position, beispielsweise über den CAN-Bus 51, von anderen Assistenzsystemen abgegriffen werden, um dann von diesen weiterverarbeitet zu werden oder weitere Funktionen auszulösen.
In 2 ist eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum verbesserten visuellen Lokalisieren eines Kraftfahrzeugs 50 in einem Umfeld gezeigt. Die Vorrichtung 1 umfasst wieder eine Bilderfassungseinrichtung 2, welche hier beispielsweise eine Frontkamera 3 umfasst, eine Beleuchtungseinrichtung 4 und eine Steuerung 5. Die Steuerung 5 umfasst eine Merkmalserkennungseinrichtung 6 und eine Lokalisierungseinrichtung 7, welche auf eine Karte zugreifen kann, wobei die Karte in einer Speichereinrichtung 8 abgelegt ist. Ferner umfasst die Steuerung eine Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung 10, welche eine Mustererkennungseinrichtung 11, eine im Vergleich zur Ausführungsform in 1 zusätzliche Bildbearbeitungseinrichtung 12 und eine Umschalteinrichtung 13 umfasst. Ferner kann die Steuerung optional eine Schnittstelle 14 umfassen, mit der die Steuerung 5 mit einem Bussystem, beispielsweise dem in Kraftfahrzeugen weit verbreiteten Controller Area Network(CAN)-Bus 51 kommunizieren kann.
Zum Lokalisieren des Kraftfahrzeugs 50 in der Karte erfasst die Bilderfassungseinrichtung 2 über die Frontkamera 3 mindestens eine Abbildung des frontseitigen Umfeldes. Das Umfeld wird dabei beispielsweise durch die Beleuchtungseinrichtung 4 künstlich beleuchtet, sofern es dunkel ist oder das Tageslicht nicht ausreicht. Die mindestens eine erfasste Abbildung wird dann von der Merkmalserkennungseinrichtung 6 auf Merkmale analysiert, wobei Merkmale erkannt werden. Die Merkmalserkennung kann beispielsweise mit Hilfe gängiger visueller Mustererkennungsverfahren erfolgen.
Ferner wird die mindestens eine erfasste Abbildung in der Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung 10 durch die Mustererkennungseinrichtung 11 analysiert und Beleuchtungseinflüsse werden in der mindestens einen Abbildung erkannt. Dies kann beispielsweise mittels gängiger visueller Mustererkennungsverfahren erfolgen. So können beispielsweise starke Kontrastsprünge, wie beispielsweise abrupte Hell-Dunkel-Übergänge, wie sie an den Rändern der Lichtkegel des Frontscheinwerfers 52 des Kraftfahrzeugs 50 im Betrieb als Abblendlicht entstehen, erkannt werden. Wurden Beleuchtungseinflüsse erkannt, so wird mit der Bildbearbeitungseinrichtung 12 versucht, die Beleuchtungseinflüsse zu eliminieren oder zumindest zu vermindern. Dies kann beispielsweise durch eine Helligkeits- und/oder Kontrastkorrektur geschehen. Prinzipiell sind aber auch andere Verfahren der Bildbearbeitung möglich. Auf diese Weise können Merkmale, die durch die Beleuchtungseinflüsse verdeckt werden unter Umständen wieder sichtbar gemacht werden. Ist eine Korrektur durch die Bildbearbeitungseinrichtung 12 nicht möglich, so werden erkannte Merkmale in Bereichen, in denen die Beleuchtungseinflüsse liegen, beim Lokalisieren verworfen, da sie lediglich Scheinmerkmale darstellen. Die bearbeitete mindestens eine erfasste Abbildung wird dann erneut von der Merkmalerkennungseinrichtung 6 analysiert und erkannte Merkmale werden an die Lokalisierungseinrichtung 7 weitergeleitet.
Ist die Bildbearbeitung durch die Bildbearbeitungseinrichtung 12 nicht erfolgreich oder nicht ausreichend, so kann, wie für die in der 1 gezeigten Ausführungsform bereits beschrieben, von der Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung 10 über die Umschalteinrichtung 13 einer der mindestens zwei Beleuchtungszustände aktiviert werden. Vorzugsweise handelt es sich dabei um einen Beleuchtungszustand, der eine homogene Beleuchtung des Umfeldes bewirkt.
Ist die Bildbearbeitung erfolgreich gewesen oder wurde einer der mindestens zwei Beleuchtungszustände aktiviert, so wird anschließend erneut mindestens eine Abbildung des frontseitigen Umfeldes des Kraftfahrzeugs 50 durch die Bilderfassungseinrichtung 2 erfasst. Von der Merkmalserkennungseinrichtung 6 werden in der erneut erfassten mindestens einen Abbildung Merkmale erkannt und samt ihrer Relativpositionen zum Kraftfahrzeug 50 an die Lokalisierungseinrichtung 7 weitergeleitet.
Im letzten Schritt lokalisiert die Lokalisierungseinrichtung 7 das Kraftfahrzeug 50 durch Vergleichen der erkannten Merkmale mit in der Karte hinterlegten Merkmalen und deren zum Kraftfahrzeug 50 relativen Positionen in der Karte. Die Karte ist in der Speichereinrichtung 8 abgelegt, wobei die Karte beispielsweise im Werk nach der Herstellung der Vorrichtung 1 über die optionale Schnittstelle 14 in die Speichereinrichtung 8 geladen wird. Möglich ist aber auch, dass die Karte erstmalig durch eine Lernfahrt erstellt wird und bereits vorhandene Daten in der Karte dann fortlaufend mit bereits vorhandenen Daten fusioniert werden.
Zum Schluss wird die bestimmte Position des Kraftfahrzeugs 50 in der Karte ausgegeben, beispielsweise über die optionale Schnittstelle 14. Von dort kann die bestimmte Position, beispielsweise über den CAN-Bus 51, von anderen Assistenzsystemen abgegriffen werden, um dann von diesen weiterverarbeitet zu werden oder weitere Funktionen des Kraftfahrzeugs 50 oder der anderen Assistenzsysteme auszulösen.
Erfindungsgemäß existieren somit drei Szenarien, wie die Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung reagieren kann: Im ersten Fall werden Beleuchtungseinflüsse erkannt und einer der mindestens zwei Beleuchtungszustände wird von der Umschalteinrichtung 13 aktiviert. Im zweiten Fall werden Beleuchtungseinflüsse erkannt und von der Bildbearbeitungseinrichtung 12 eliminiert oder so vermindert, dass eine Merkmalserkennung möglich wird. Im dritten Fall wird wie im zweiten Fall zuerst versucht, die erfassten Abbildungen zu bearbeiten. Ist die Bearbeitung nicht erfolgreich oder nicht ausreichend, so wird anschließend von der Umschalteinrichtung 13 mindestens einer der beiden Beleuchtungszustände aktiviert. Nach Aktivieren des einen der mindestens zwei Beleuchtungszustände wird stets mindestens eine weitere Abbildung erfasst.
Selbstverständlich ist es natürlich möglich, jedes Mal bereits vor dem Erkennen von Merkmalen durch die Merkmalserkennungseinrichtung 6 eine Bildbearbeitung durchzuführen, um Fehler der Frontkamera 3 auszugleichen, oder eine routinemäßig ausgeführte Bearbeitung, beispielsweise zur Rauschunterdrückung, durchzuführen. Eine solche Bildbearbeitung kann beispielsweise bereits in der Bildererfassungseinrichtung 2 erfolgen.
Es ist natürlich auch möglich, dass eine Kombination ausgeführt wird. So kann die Umschalteinrichtung 13 einen der mindestens zwei Beleuchtungszustände aktivieren und trotzdem kann zusätzlich eine Bildbearbeitung der nach Aktivieren des Beleuchtungszustandes erfassten Abbildung erfolgen, beispielsweise durch die Bildbearbeitungseinrichtung 12 und/oder durch die Bilderfassungseinrichtung 2.
Das Aktivieren eines der mindestens zwei Beleuchtungszustände kann auch erfolgen, ohne dass vorher eine Mustererkennung von Beleuchtungseinflüssen stattgefunden hat. Beispielsweise ist es möglich, in Abhängigkeit eines bereits in der mindestens einen Abbildung erkannten Merkmals oder einer bereits durch Lokalisieren bekannten Position des Kraftfahrzeugs 50 in der Karte einen der mindestens zwei Beleuchtungszustände zu aktivieren.
Dies ist von Vorteil, wenn immer wiederkehrende Situationen auftreten, beispielsweise das Einparken des Kraftfahrzeugs 50 in eine Garage. Wird die zur Auffahrt der Garage zugehörige Position in der Karte erkannt, kann beispielsweise ein Beleuchtungszustand mit vorzugsweise homogener Beleuchtung des Erfassungsbereiches der Frontkamera 3 aktiviert werden. Beleuchtungseinflüsse sind dann unterdrückt oder zumindest minimiert und das Kraftfahrzeug 50 kann dann, beispielsweise autonom, von einem Einparkassistenzsystem eingeparkt werden.
Zu beachten ist jedoch, dass die Verkehrsregeln in jeder Situation beachtet werden. So kann die Umschalteinrichtung 13 beispielsweise ein Aktivieren eines Beleuchtungszustandes, der das Abblendlicht des Kraftfahrzeugs 50 ausschaltet und eine homogene Beleuchtung des Umfeldes bewirkt, unterlassen, wenn dies bei Dunkelheit auf öffentlichen Straßen erfolgen soll. Zur Wahrung der Verkehrssicherheit, in diesem Fall vor allem die der anderen Verkehrsteilnehmer, kann dann beispielsweise ein weiterer Beleuchtungszustand aktiviert werden, der eine Kombination aus Abblendlicht und diffuser Beleuchtung im Nahbereich des Kraftfahrzeugs 50 bewirkt. Eine logische Abfrage bzw. Schlussfolgerung, ob das Aktivieren eines anderen Beleuchtungszustandes in der aktuellen Situation erlaubt ist, kann beispielsweise durch die Umschalteinrichtung 13 auf Basis der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs 50 in der Karte erfolgen.
Die Ausführung der Erfindung kann als eine Kombination aus Hardware und Software erfolgen. So kann die Steuerung beispielsweise als Mikrocontroller mit entsprechender Software ausgebildet sein, wobei die Software beispielsweise die Funktionen der Merkmalserkennungseinrichtung 6, der Lokalisierungseinrichtung 7, der Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung 10, der Mustererkennungseinrichtung 11, der Bildbearbeitungseinrichtung 12 und der Umschalteinrichtung 13 übernimmt.
In 3 ist eine schematische Darstellung von Beleuchtungseinflüssen 61, welche durch herkömmliche Frontscheinwerfer 52 eines Kraftfahrzeugs 50 im Betrieb als Abblendlicht bei senkrechter Beleuchtung eines Schirms 60 hervorgerufen werden, dargestellt. Das Kraftfahrzeug 50 steht in Längsrichtung senkrecht vor einem Schirm 60, auf dem sich Lichtkegel 62 der Frontscheinwerfer 52 des Kraftfahrzeugs 50 als Beleuchtungsprofile 63 abbilden. Die Beleuchtungsprofile 63 sind hier schematisch in Form von Isoflächen 64 dargestellt, welche jeweils einen Bereich gleicher Beleuchtungsstärke repräsentieren.
Anhand der Beleuchtungsprofile 63 zeigen sich die Probleme, die beim Erfassen von Abbildungen des Umfeldes des Kraftfahrzeugs 50 auftreten können, wenn das Umfeld künstlich, hier mit Hilfe der Frontscheinwerfer 52, beleuchtet wird. Die Lichtkegel 62 der Frontscheinwerfer 52 haben eine typische Charakteristik von Abblendlichtern, das heißt sie besitzen einen abrupten Hell-Dunkel-Übergang an den Rändern 65 der Lichtkegel 62. Innerhalb des Erfassungsbereichs 66 einer Frontkamera 3 wird zum Lokalisieren mindestens eine Abbildung 69 vom vorderseitigen Umfeld des Kraftfahrzeugs 50 erfasst. Diese erfasste Abbildung 69 enthält hier eine graphische Repräsentation eines Teils des Schirms 60. Die Merkmalserkennungseinrichtung erkennt dann Merkmale 67, welche in der mindestens einen erfassten Abbildung 69 vorhanden sind. Beispielsweise können so die Hell-Dunkel-Übergänge an den Rändern 65 der Lichtkegel 62 der Frontscheinwerfer 52 als Merkmale 67 erkannt werden. Diese Merkmale 67 sind jedoch Scheinmerkmale 68, da sie lediglich durch die Beleuchtung hervorgerufen werden. Sie behindern das Lokalisieren des Kraftfahrzeugs 50, da sie sich mit dem Kraftfahrzeug 50 mitbewegen und in Abhängigkeit der Objekte, auf die sie treffen, andere Ausbildungen zeigen. Es handelt sich also nur um Scheinmerkmale 68.
In 4 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsform gezeigt, bei der eine homogene Beleuchtung 70 im Bereich des Erfassungsbereichs 66 der Frontkamera 3 bewirkt wird. Das Kraftfahrzeug 50 befindet sich in exakt der gleichen Situation wie in 3. Anstatt der Frontscheinwerfer 52 mit ihrer Abblendcharakteristik wird jedoch eine homogene, das heißt zumindest im Erfassungsbereich in alle Richtungen eine gleiche Strahlungsleistung abstrahlende, Beleuchtung 70 verwendet. Dadurch gibt es keine abrupten Hell-Dunkel-Übergänge und keine unterschiedlich stark beleuchteten Bereiche im Beleuchtungsprofil 63. Scheinmerkmale als Folge von Beleuchtungseinflüssen können damit nicht entstehen. In diesem idealisierten Beispiel, wo sich lediglich der weiße Schirm 60 vor dem Kraftfahrzeug 50 befindet, würde die Merkmalserkennungseinrichtung also gar keine Merkmale erkennen.
In 5 ist eine schematische Darstellung einer über eine Frontkamera 3 bei Tageslicht erfassten Abbildung 69 dargestellt. Das frontseitige Umfeld 80 des Kraftfahrzeugs 50 umfasst dabei einen Pfeiler 71. Nach dem Erfassen wird die erfasste Abbildung 69 von der Merkmalserkennungseinrichtung analysiert. Die Merkmalserkennungseinrichtung erkennt hier beispielsweise zwei Merkmale 67, welche hier durch ein oberes Ende 81 und ein unteres Ende 82 des Pfeilers 71 hervorgerufen werden.
Die Situation ändert sich, wenn das frontseitige Umfeld 80 mittels künstlicher Beleuchtung beleuchtet wird, hier durch den Lichtkegel 62 der Frontscheinwerfer 52 des Kraftfahrzeugs 50. Diese Situation ist in schematisch in 6 dargestellt. In einer erfassten Abbildung 69 erscheinen dann neben den Merkmalen 67, welche von dem oberen Ende 81 und dem unteren Ende 82 des Pfeilers 71 hervorgerufen werden, zwei weitere Merkmale 67‘. Die zwei weiteren Merkmale 67 werden durch die Ränder 65 der Lichtkegel 62 der Frontscheinwerfer 52 hervorgerufen, wenn diese Ränder 65 auf einer Fahrbahn 15 und auf dem Pfeiler 71 abgebildet werden. Da sie von der künstlichen Beleuchtung stammen, handelt es sich dabei um Scheinmerkmale 68. Die Scheinmerkmale 68 sind als Beleuchtungseinflüsse 61 aufzufassen.
Ist das Kraftfahrzeug nach einiger Zeit näher an den Pfeiler 71 herangefahren, wie in 7 schematisch gezeigt, so haben sich die in einer erfassten Abbildung 69 erkannten Merkmale 67, 67‘ verschoben, da sich der Pfeiler 71 nun näher am Kraftfahrzeug 50 befindet. Die Merkmale 67, die von dem oberen Ende 81 und dem unteren Ende 82 des Pfeilers 71 hervorgerufen werden, haben sich zu den Abbildungsrändern 83 der Abbildung 69 hin verschoben. Die von den Rändern 65 des Lichtkegels 62 der Frontscheinwerfer 52 hervorgerufenen Scheinmerkmale 68 haben sich hingegen in der Abbildung 69 kaum bewegt. Die relativen Abstände der Merkmale 67 und der Scheinmerkmale 68 zueinander haben sich jedoch im Vergleich zu der Abbildung 69 in 5 verändert. Genau diese Veränderung der Relativabstände der Merkmale 67 und Scheinmerkmale 68 kann beim Lokalisieren des Kraftfahrzeugs 50 zu Problemen führen, da die Situation nicht mehr eindeutig ist und das Ergebnis für die Position des Kraftfahrzeugs 50 in einer Karte qualitativ verschlechtert wird oder ein Lokalisieren vollkommen unmöglich geworden ist.
Die erfindungsgemäße Lösung des Problems ist schematisch in den 8 und 9 dargestellt. Dabei entsprechen die 8 und 9 den in 6 bzw. 7 dargestellten Situationen. Der Unterschied ist jedoch, dass hier eine homogene Beleuchtung verwendet wird. Das heißt im Detail, die Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung hat mittels der Mustererkennungseinrichtung die Beleuchtungseinflüsse bzw. die Scheinmerkmale erkannt und hat alternativ oder zusätzlich bereits versucht, die Scheinmerkmale über die Bildbearbeitungseinrichtung zu eliminieren oder abzuschwächen, dann aber über die Umschalteinrichtung einen der mindestens zwei Beleuchtungszustände der Beleuchtungseinrichtung 4 aktiviert. Dabei bewirkt der aktivierte Beleuchtungszustand vorzugsweise eine homogene Beleuchtung 70 des frontseitigen Umfeldes 80. Der beleuchtete Bereich überdeckt idealerweise zumindest den Erfassungsbereich 66 der Frontkamera 3.
Da nun keine abrupten Hell-Dunkel-Übergänge oder sonstigen Beleuchtungseinflüsse mehr vorhanden sind, erkennt die Merkmalserkennungseinrichtung in den erfassten Abbildungen 69 jeweils nur noch die Merkmale 67, welche durch das obere Ende 81 und das untere Ende 82 des Pfeilers 71 hervorgerufen werden. Ein Lokalisieren des Kraftfahrzeugs 50 in einer Karte wird somit erfindungsgemäß stets mit hoher Genauigkeit und Sicherheit möglich sein.
10 zeigt eine schematische Übersicht über Beleuchtungszustände, die die Beleuchtungseinrichtung beispielsweise aufweisen kann. Hier sind drei Beleuchtungszustände 90, 91, 92 schematisch gezeigt. Beim ersten Beleuchtungszustand 90 handelt es sich um einen Zustand mit ausgeschalteter künstlicher Beleuchtung. Beim zweiten Beleuchtungszustand 91 ist das herkömmliche Abblendlicht 95 eingeschaltet. Im dritten Beleuchtungszustand 92 ist dann die homogene Beleuchtung 70 des Umfeldes 80 aktiviert. Selbstverständlich sind auch andere Kombination und weitere Beleuchtungszustände möglich. Die Anzahl der Beleuchtungszustände 90, 91, 92 und deren konkrete Ausführung ergibt sich dann aus den jeweiligen Anforderungen.
In 11 ist ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum verbesserten visuellen Lokalisieren eines Kraftfahrzeugs in einem Umfeld dargestellt. Da das Verfahren bei der Abwesenheit einer ausreichenden Beleuchtung durch Tageslicht angewendet werden soll, wird im ersten Schritt zumindest das Umfeld, das erfasst werden soll, mittels künstlicher Beleuchtung beleuchtet 101. Anschließend wird mindestens eine Abbildung des Umfeldes mittels einer Bilderfassungseinrichtung erfasst 102. Von einer Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung werden dann Beleuchtungseinflüsse in der mindestens einen erfassten Abbildung erkannt 103. Alternativ oder zeitgleich kann die Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung den Kontext der aktuellen Situation analysieren anhand von Zustandsvariablen des Kraftfahrzeugs und des Umfeldes. Sind keine Beleuchtungseinflüsse vorhanden und/oder ergibt die Analyse der Zustandsvariablen kein Änderungsbedarf für den Beleuchtungszustand, werden in der mindestens einen erfassten Abbildung Merkmale von einer Merkmalserkennungseinrichtung erkannt 106. Anschließend wird das Kraftfahrzeug anhand der erkannten Merkmale in einer Karte lokalisiert 107.
Das Ergebnis kann dann über eine optionale Schnittstelle ausgegeben werden oder auf andere Weise dargestellt oder als separates Signal ausgegeben werden.
Enthält die mindestens eine erfasste Abbildung hingegen Beleuchtungseinflüsse, so bestehen erfindungsgemäß zwei Möglichkeiten, welche gemeinsam oder alternativ angewendet werden können. Bei der ersten Möglichkeit wird von einer Umschalteinrichtung einer der mindestens zwei Beleuchtungszustände der Beleuchtungseinrichtung des Kraftfahrzeugs aktiviert 104. Vorzugsweise handelt es sich bei dem aktivierten Beleuchtungszustand um einen, der eine homogene Beleuchtung des Umfeldes des Kraftfahrzeugs bewirkt. Anschließend kann zusätzlich eine Bildbearbeitung durchgeführt werden und es wird erneut mindestens eine Abbildung des Umfeldes erfasst 102 und die vorherigen Schritte werden wiederholt.
Die zweite Möglichkeit ist, dass die mindestens eine erfasste Abbildung durch eine Bildbearbeitungseinrichtung bearbeitet wird, wobei die Bildbearbeitungseinrichtung versucht, Beleuchtungseinflüsse durch Bildbearbeitung zu minimieren 105, beispielsweise durch Helligkeits- und Kontrastkorrekturen, Filter oder andere Arten von Bearbeitungsverfahren. Ist die Bildbearbeitung nicht erfolgreich, so werden Bereiche der mindestens einen erfassten Abbildung, die Beleuchtungseinflüsse enthalten, beim Erkennen 106 von Merkmalen und Lokalisieren 107 des Kraftfahrzeugs nicht berücksichtigt.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Bilderfassungseinrichtung
3: Frontkamera
4: Beleuchtungseinrichtung
5: Steuerung
6: Merkmalserkennungseinrichtung
7: Lokalisierungseinrichtung
8: Speichereinrichtung
10: Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung
11: Mustererkennungseinrichtung
12: Bildbearbeitungseinrichtung
13: Umschalteinrichtung
14: Schnittstelle
15: Fahrbahn
20: Frontscheinwerfer
21: Lichtkegel
22: Pfosten
23: oberes Ende
24: unteres Ende
25: Erfassungsbereich
30: Scheinmerkmal
31: weiteres Scheinmerkmal
50: Kraftfahrzeug
51: CAN-Bus
52: Frontscheinwerfer
60: Schirm
61: Beleuchtungseinfluss
62: Lichtkegel
63: Beleuchtungsprofil
64: Isoflächen
65: Rand
66: Erfassungsbereich
67: Merkmal
67‘: weiteres Merkmal
68: Scheinmerkmal
69: erfasste Abbildung
70: homogene Beleuchtung
71: Pfeiler
80: frontseitiges Umfeld
81: oberes Ende
82: unteres Ende
83: Bildrand
90: erster Beleuchtungszustand
91: zweiter Beleuchtungszustand
92: dritter Beleuchtungszustand
95: Abblendlicht
101–107: Verfahrensschritte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19860461 B4 [0007]
DE 102010051602 A1 [0008]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

R. C. Bolles et al., Int. Journal of Computer Vision, 1, 7–55 [1987] [0004]

Claims

Vorrichtung (1) zum verbesserten visuellen Lokalisieren eines Kraftfahrzeugs (50) in einem Umfeld (80), umfassend: – eine Bildererfassungseinrichtung (2) zum Erfassen von Abbildungen (69) des Umfeldes (80), – eine Beleuchtungseinrichtung (4) zur Beleuchtung des Umfeldes (80) und – eine Steuerung (5), wobei die Steuerung (5) eine Merkmalserkennungseinrichtung (6), eine Speichereinrichtung (8) und eine Lokalisierungseinrichtung (7) umfasst, und wobei die Steuerung (5) ausgebildet ist, über die Bilderfassungseinrichtung (2) mindestens eine Abbildung (69) des Umfeldes (80) zu erfassen, und die Merkmalserkennungseinrichtung (6) ausgebildet ist, Merkmale (67) in der mindestens einen erfassten Abbildung (69) des Umfeldes (80) zu erkennen, und wobei die Lokalisierungseinrichtung (7) ausgebildet ist, das Kraftfahrzeug (50) durch Vergleichen von erkannten Merkmalen (67) mit den in einer in der Speichereinrichtung (8) hinterlegten Karte vorhandenen Merkmalen (67) und deren Positionen in der Karte zu lokalisieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (5) eine Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung (10) zum Minimieren der Beleuchtungseinflüsse (61) beim Lokalisieren des Kraftfahrzeugs (50) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (4) ausgebildet ist, mindestens zwei Beleuchtungszustände (90, 91, 92) mit unterschiedlichen Beleuchtungen des Umfeldes (80) bewirken zu können, und die Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung (10) eine Umschalteinrichtung (13) umfasst, welche ausgebildet ist, zwischen den mindestens zwei Beleuchtungszuständen auswählen zu können.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass einer der mindestens zwei Beleuchtungszustände (90, 91, 92) eine homogene Beleuchtung (70) des im Erfassungsbereich (66) der Bilderfassungseinrichtung (2) liegenden Umfeldes (61) bewirkt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (13) ausgebildet ist, in Abhängigkeit der von der Lokalisierungseinrichtung (7) bestimmten Position des Kraftfahrzeugs (50) in der Karte einen der mindestens zwei Beleuchtungszustände (90, 91, 92) zu aktivieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (13) ausgebildet ist, in Abhängigkeit der in der mindestens einen erfassten Abbildung (69) von der Merkmalserkennungseinrichtung (6) erkannten Merkmale (67) einen der mindestens zwei Beleuchtungszustände (90, 91, 92) zu aktivieren.
Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung (10) eine Mustererkennungseinrichtung (11) umfasst, welche ausgebildet ist, Beleuchtungseinflüsse (61) in der mindestens einen erfassten Abbildung (69) zu erkennen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Merkmalserkennungseinrichtung (6) ausgebildet ist, Bereiche in der mindestens einen erfassten Abbildung (69), in denen die Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung (10) Beleuchtungseinflüsse (61) erkannt hat, und/oder an die Bereiche angrenzende Bereiche beim Erkennen von Merkmalen (67) in der mindestens einen erfassten Abbildung (69) nicht zu berücksichtigen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung (11) eine Bildbearbeitungseinrichtung (12) umfasst, welche ausgebildet ist, die erkannten Beleuchtungseinflüsse (61) aus der mindestens einen erfassten Abbildung (69) zu entfernen oder andere Merkmale (67), die durch die Beleuchtungseinflüsse (61) verdeckt werden, zumindest teilweise, der Merkmalserkennung wieder zugänglich zu machen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschalteinrichtung (13) ausgebildet ist, in Abhängigkeit der in der mindestens einen erfassten Abbildung (69) von der Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung (10) erkannten Beleuchtungseinflüsse (61) einen der mindestens zwei Beleuchtungszustände (90, 91, 92) zu aktivieren.
Verfahren zum verbesserten visuellen Lokalisieren eines Kraftfahrzeugs in einem Umfeld, umfassend die folgenden Schritte: Beleuchten (101) des Umfeldes mittels einer Beleuchtungseinrichtung, Erfassen (102) mindestens einer Abbildung des Umfeldes mit einer Bilderfassungseinrichtung, Erkennen (106) von Merkmalen in der mindestens einen erfassten Abbildung des Umfeldes durch eine Merkmalserkennungseinrichtung, Lokalisieren (107) des Kraftfahrzeugs in einer Karte durch Vergleichen der erkannten Merkmale mit den in der Karte hinterlegten Merkmale durch eine Lokalisierungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass Beleuchtungseinflüsse beim Lokalisieren des Kraftfahrzeugs durch eine Beleuchtungseinflussbeseitigungseinrichtung minimiert werden (103, 104, 105).