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WO2024089080A1 - Method for recognising and classifying elevated road markings - Google Patents

Method for recognising and classifying elevated road markings Download PDF

Info

Publication number
WO2024089080A1
WO2024089080A1 PCT/EP2023/079734 EP2023079734W WO2024089080A1 WO 2024089080 A1 WO2024089080 A1 WO 2024089080A1 EP 2023079734 W EP2023079734 W EP 2023079734W WO 2024089080 A1 WO2024089080 A1 WO 2024089080A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
road markings
coded
carried out
raised road
lidar system
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/079734
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Annette Frederiksen
Zoltan Ersek
Axel Fink
Mustafa Kamil
Mario Lietz
Alf Neustadt
Arne Josten
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Publication of WO2024089080A1 publication Critical patent/WO2024089080A1/en

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/4802Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06VIMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/50Context or environment of the image
    • G06V20/56Context or environment of the image exterior to a vehicle by using sensors mounted on the vehicle
    • G06V20/588Recognition of the road, e.g. of lane markings; Recognition of the vehicle driving pattern in relation to the road

Definitions

  • the invention relates to a method for detecting and classifying raised road markings using a LiDAR system of a vehicle.
  • the LiDAR system comprises a transmitting unit, a receiving unit, at least one laser beam source and at least one detector. Furthermore, the invention relates to the use of the method in a LiDAR system for the reliable detection and drivability classification of raised road markings.
  • DE 10 2011 082 477 A1 relates to a method and a system for creating a digital image of a vehicle's surroundings.
  • the system represents a driver assistance system for autonomous driving.
  • measurement data on the vehicle's surroundings are recorded using a vehicle-based first sensor system and at least one optically detectable marking that is fixedly arranged in the vehicle's surroundings is recorded using a vehicle-based video system.
  • At least one optically detectable characteristic of the at least one marking is recognized from the recording data of the video system and the relative position and orientation of the marking to the vehicle's surroundings is determined.
  • EP 3 529 561 Bl relates to a system and a method for generating digital road models from aerial or satellite images and from vehicle-recorded data.
  • At least one trajectory of a vehicle for the at least one road section is received in a vehicle-external database.
  • At least one image is received which contains at least shows parts of the at least one road section, wherein the image has a perspective that corresponds to an image taken from an elevated position substantially vertically downwards.
  • the at least one trajectory is superimposed with the at least one image such that the at least one trajectory corresponds to the course of a road in the at least one image.
  • the at least one image is then analyzed in a corridor that extends along the trajectory and encloses it, and driving or position-relevant features of the road section in the corridor are recognized.
  • DE 10 2019 106 213 A1 relates to a method for determining at least one item of position information of at least one object in a surveillance area using an optical detection device, as well as to an optical detection device.
  • a method for determining at least one item of position information of at least one object in a surveillance area using an optical detection device, as well as the detection device, are described here.
  • at least one optical transmission signal with a main transmission signal propagation axis is sent into the surveillance area. At least part of the at least one transmission signal is reflected as a reception signal at an object present in the surveillance area, and at least part of the reception signal, the initial signal propagation main axis of which runs parallel to the main transmission signal propagation axis at least on the side facing the object, is varied.
  • the LiDAR sensor system has the task of reliably detecting objects with particularly low reflectivity (e.g. 5%) at a great distance, such as 200 m, as well as retroreflectors with particularly high reflectivity (e.g. 10,000%) at a short distance (e.g. a few meters).
  • the resulting dynamic factor between the darkest and the brightest object to be detected is up to 2000 at the same distance; in addition, there is the part of the signal intensity that scales quadratically with the distance (has a degrading effect).
  • the LiDAR sensor system is set up according to functional reliability on If the detection of weakly reflective objects at the greatest possible distance is limited, the probability of optical saturation of the detector with scattered light-induced false detections, also known as "crosstalk", increases. This is a significant effect, especially for close and highly reflective objects.
  • the challenge here is to design the optical design within a LiDAR sensor system consisting of transmit and receive lenses, laser diodes and detector pixels in such a way that the dynamic range can be reliably recorded.
  • a method for detecting and classifying raised road markings by means of a LiDAR system of a vehicle comprising a transmitting unit, a receiving unit, at least one laser beam source and at least one detector, with at least the following method steps, which are carried out individually or in combination with one another: a) carrying out a comparison between a map containing information on the course of the road and possible raised road markings that can be detected along the course of the road by the LiDAR system, b) determining normal road markings from at least one intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud and comparing them with possible raised road markings that can be detected along the course of the road by the LiDAR system, c) determining context-sensitive information from an accompanying infrastructure or from a traffic planning relevance of installation locations of raised road markings and d) analyzing the intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud for regular patterns of an arrangement of raised road markings.
  • the method proposed according to the invention can achieve a reliable distinction between false detections produced by raised road markings and objects that cannot actually be driven over.
  • a map comparison is carried out based on a geoposition of the vehicle with the map or observations of vehicles driving ahead in a cloud-based database.
  • an approximation of an analytically describable curve or a geometric plane is carried out according to method step d), which is carried out in such a way that the possible raised road markings to be recognized are suitably connected to one another and a continuous check for plausibility is carried out.
  • a regular repetition of possible raised road markings to be detected can advantageously be carried out according to method step d), each at the same distance from one another along the analytically describable curve or the geometric plane.
  • a circle can be drawn around possible raised road markings to be recognized, such that intersection points of adjacent circles form horizontal, vertical or mutually orthogonal straight lines. Arrangement patterns of road markings can be extrapolated using the horizontal, vertical or mutually orthogonal straight lines.
  • geometric plausibility checks are carried out according to method step d) to determine a geometric regularity of the occurrence of raised road markings for demarcation against individual objects lying on the road.
  • a targeted forecast is carried out in such a way that a targeted extrapolation to further raised road markings is carried out from the intensity-coded 3D point cloud on the basis of less visible raised road markings as a continuation of an edge geometric regularity.
  • a comparison is made between the intensity-coded 3D point clouds on the one hand and the background-light-coded 3D point clouds on the other.
  • An intensity-coded 3D point cloud is a cloud of 3D points with a brightness value corresponding to the received signal of the reflected laser pulse.
  • a background-light-coded 3D point cloud is a cloud of 3D points that have a brightness value that corresponds to the brightness of the received background noise signal.
  • the invention relates to the use of the method in a LiDAR system for the reliable detection and overridability classification of raised road markings.
  • the solution proposed according to the invention in the form of the method according to the invention enables a reliable detection and classification of the ability to drive over raised road markings. This enables an accurate distinction to be made between these and objects that cannot actually be driven over, for example warning beacons, traffic signs or the like, which have a not inconsiderable height so that the vehicle and its occupants would inevitably be damaged.
  • the solution proposed according to the invention enables a reliable detection and classification of raised road markings by analyzing geometric structures, installation models, number, distance and drop in the optical crosstalk intensity, over distance and angle as well as other recurring regularities. Of crucial importance in the method proposed according to the invention is that a raised road marking rarely appears alone and without context.
  • a raised road marking is generally used in conjunction with other raised road markings and is associated with accompanying infrastructure or traffic planning relevance with regard to the installation location.
  • Examples of danger spots include, for example, merging lanes, the proximity an airport, motorway junctions, construction sites or the like.
  • the solution proposed according to the invention can be used to reliably distinguish between false detection induced by raised road markings and objects that cannot actually be driven over, for example in the form of warning beacons extending in a vertical direction.
  • the method proposed according to the invention can achieve a not inconsiderable improvement in the processed point cloud quality after optical crosstalk filtering and thus a considerable improvement in the performance of a LiDAR sensor system.
  • the solution proposed according to the invention can effectively compensate for optical crosstalk that occurs after it has been detected.
  • the method proposed according to the invention can ensure that the LiDAR sensor of a LiDAR sensor system generates a crosstalk-free point cloud when raised road markings occur. This makes it easy and reliable to identify a key source of the optical crosstalk that occurs.
  • the method proposed according to the invention can support data integrity within the SD point cloud.
  • Figure 1 a vehicle with a LiDAR system in front of a raised lane marking, a lane course and a 3D point cloud derived from the lane course,
  • Figure 2 shows a raised road marking, emerging crosstalk areas and identified crosstalk areas and a tolerance range limited by them
  • Figure 3 is an exemplary representation of raised road markings arranged in regular patterns along lanes of a curved roadway
  • Figure 4 shows a perspective view of a narrowing of the roadway, bordered by pairs of raised road markings on both sides, as well as an extrapolation of this scene and
  • Figure 5 a circle made up of a number of raised road markings, bounded by two line patterns.
  • Figure 1 shows a vehicle 10 that is equipped with a LiDAR system 36.
  • a roadway 12 In front of the vehicle 10, there is a roadway 12 that has a raised road marking 14 that is in the field of view of the LiDAR system 36.
  • This raised road marking 14 has a height 16 that is usually a few centimeters.
  • Figure 1 also shows a field of view of the scene extending in front of the vehicle 10.
  • a roadway 20 is shown in this scene as a straight line 22.
  • warning beacons 26 which extend in a vertical direction from the surface of the roadway 12.
  • two raised road markings 14 at a distance from each other.
  • an intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud 28 is shown, which represents the recording of the scene according to the course of the roadway 20 by the LiDAR system 36. From the representation of the intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud 28 according to Figure 1, it can be seen that the warning beacons 26 extending in the vertical direction are shown as objects 30 classified as non-driveable. In contrast, the raised road markings 14 on the roadway 12, which are spaced apart from one another in the scene, are shown as objects 32 extending in the horizontal direction, and thus as objects 34 that are reproduced in a distorted manner. Despite the relatively low construction height 16 of the raised road markings 14, they appear as extended objects 32 in the intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud 28 and cannot be clearly classified as drivable due to their crosstalk properties.
  • the representation according to Figure 1.1 schematically shows the components of the LiDAR system 36 that are installed in the vehicle 10 shown in Figure 1.
  • the LiDAR system 36 comprises a transmitting unit 38 that includes at least one laser beam source 46.
  • the LiDAR system 36 also comprises a receiving unit 44 that contains a detector 48 onto which radiation reflected from an object detected by the LiDAR system 36 is reflected.
  • Said LiDAR system 36 can also comprise other components that are not shown in detail here and is generally arranged in the front area of the vehicle 10 to detect the scene in front of the vehicle 10.
  • Figure 2 shows a representation of a raised road marking 14 and crosstalk areas 18 emanating from it.
  • Figure 2 shows that the raised road marking 14 has a first retroreflective surface 40 and a second retroreflective surface 42 opposite it.
  • Said retroreflective surfaces 40, 42 are recorded by a LiDAR system 36 as an intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud 28.
  • a LiDAR system 36 Above and below the raised road marking 14 there are crosstalk areas 18, which can be divided into a tolerance range 50 and identified crosstalk areas 52.
  • the identified crosstalk areas 52 are areas identified as safe crosstalk areas 52. Based on the crosstalk areas 18, it cannot be determined whether the raised road marking 14 can be correctly classified as being drivable. Therefore, such detection by the LiDAR system 36 would result in an unjustified false braking or an unjustified abort of a lane change with the resulting disadvantages for driving experience, trajectory planning and accident safety.
  • a crosstalk point 54 can be misclassified as an object point 56, which will occur with a probability of, for example, less than 5%.
  • Reference number 56 designates an object point that is misclassified as optical crosstalk, although the object point 56 is part of the raised road marking 14.
  • Figure 2 uses the object point 56 to visualize a key performance requirement, i.e. the object point 56 must be recognized by the LiDAR system 36.
  • a reliable detection and reliable overridability classification of raised road markings 14 can be carried out, which is achieved by an analysis of geometric structures, installation models, number, distance and drop of the Crosstalk intensity can be measured over distance and angle as well as other regularities.
  • the decisive factor in this context is the fact that a raised road marking 14 rarely occurs alone or free of context, such as other raised road markings 14, an accompanying infrastructure or traffic planning relevance of installation locations, such as near an airport, in merging areas, at danger points or the like.
  • the method proposed according to the invention is based on the fundamental approach that raised road markings 14 rarely appear alone, but that they appear in arrangements 60 of regular patterns 78, as shown in Figures 3, 4 and 5.
  • 14 different information sources can be used to detect and reliably classify raised road markings, either individually or in combination in the sense of information fusion.
  • a comparison can be made between a map with information on the course of the road and raised road markings 14 that can possibly be recognized on a curve.
  • a map comparison is carried out based on the geoposition of the vehicle 10 with the map or by observing vehicles driving ahead, for example via a cloud-based database.
  • a road marking is used from an intensity-coded or a background-light-coded 3D point cloud 28 and a comparison is made with raised road markings 14 that may be recognizable on a curve 24, as shown for example in Figure 3.
  • a method step c) context-sensitive information of an accompanying infrastructure or traffic planning relevance of installation locations of infrastructure components, for example for danger spots, to indicate proximity to an airport or hospital, or as an indication of lane junctions, government buildings, tunnels, etc.
  • the intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud 28 can also be used to detect the occurrence of regular patterns 78 of arrangements 60 of raised road markings 14.
  • a search is carried out for the occurrence of regular patterns 78 within which the raised road markings 14 are located at certain positions.
  • an approximation of an analytically describable curve 62 can be made, as shown in Figure 3, or a geometric plane 65 can be shown (see Figure 3), within which the possible raised road markings 14 to be recognized are suitably connected to one another and a continuous check for plausibility is carried out.
  • the intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud 28 can also be examined for regularly occurring repetitions of possible raised road markings 14 to be recognized, which each have an equal distance 76 from one another, wherein the regular repetition of possible raised road markings 14 to be recognized with the same distance 76 from one another can be found along curves 24 or straight lines 22 according to the roadway course 20.
  • a circle 70 can be mentally drawn around a possible raised road marking 14 to be recognized, which circle has a sufficiently large radius, so that the resulting intersection points of the circles 70 result in straight lines that are orthogonal to one another, both horizontally and vertically and relative to one another, and run parallel to one another.
  • a large number of geometric plausibility checks can be applied to the intensity-coded 3D point cloud 28.
  • the aim is to prove the occurrence of a geometric regularity as a distinguishing feature for example, to a single lost load lying on lane 12.
  • setup models of raised road markings 14 can be generated as clear indications of these as man-made, artificial infrastructure measures. For example, a speed warning can be surrounded by a circular collection of raised road markings 14, as shown in Figure 5, for example, so that for recognition only a correlation of the intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud 28 with a circular pattern (see position 70 in Figure 5) would have to be carried out.
  • Optical crosstalk 18 itself can also provide reliable information for detecting raised road markings 14.
  • the intensity of false detections decreases with the angle of view in the LiDAR system 36 and over the distance in a non-linear but analytically describable manner. Not only can currently available information sources be used to make the classification decision, but it is also possible to look ahead in a targeted manner, resulting in an extrapolation 68, as shown in connection with Figure 4.
  • the extrapolation 68 is derived from a few visible raised road markings 14, so that a continuation of a once recognized geometric regularity, in the case of Figure 4 a regular distance 76 between the individual raised road markings 14 and a gradual reduction in the distance between them, can be concluded, so that the extrapolation 68 of the further course of the roadway 12 indicated in Figure 4 results.
  • retroreflective surfaces 40, 42 basically reflect the incident light back in the same direction from which it entered, retroreflective surfaces 40, 42 appear less intense in background light-coded point clouds 28 than in intensity-coded 3D point clouds 28, since the background light of the first-mentioned coding is not measured.
  • the Sunlight is not reflected to the LiDAR sensor, but back into the sky.
  • Figure 3 shows a representation of raised road markings 14 which are arranged, for example, along lanes 80 of the roadway 12 in regular patterns 78.
  • Figure 3 shows that the individual raised road markings 14 have a very low construction height 16, i.e. represent objects that can be driven over.
  • the raised road markings 14 serve as boundaries of lanes 80 of a multi-lane roadway 12.
  • the individual raised road markings 14 are provided in an arrangement 60 which, on the one hand, is adapted to the curve 24 of the individual lanes 80 of the roadway 12 and, on the other hand, has a regular distance 76 from one another. In the vertical direction, the individual raised road markings 14 are evenly spaced from one another and in this context serve as boundaries of the individual lanes 80 of the roadway 12.
  • the arrangement 60 of the individual raised road markings 14 is shown in Figure 3 as an analytically describable curve 62.
  • the roadway 12 with a number of lanes 80, which are separated from one another by the regular patterns 78 of raised road markings 14, is delimited by a road edge 64 on the right-hand side.
  • a geometric plane 65 is designated which represents a straight course 22 of the roadway 12.
  • Figure 4 shows that the raised road markings 14 arranged in pairs on the right and left in the geometric plane 65 are arranged at identical distances 76 from one another.
  • an extrapolation 68 can be obtained from the geometric plane 65, which continues the recognized regular pattern 78 of the arrangement 60 according to the straight course 22 along the roadway 12.
  • further information regarding the route further ahead of the vehicle 10, i.e. the roadway 12 can be obtained from a few visible raised road markings 14 by means of extrapolation 68.
  • Figure 5 shows a geometric plane 65 which is defined by a first line pattern 72 on the left side and by a second line pattern 74 on the right side is limited. From the illustration according to Figure 5 it can be seen that the individual raised road markings 14 are arranged along the first line pattern 72 and the second line pattern 74 in regular patterns 78 with an identical distance 76 from one another. In the middle, for example between the two line patterns 72, 74, a circle 70 made up of individual raised road markings 14 arranged in a regular pattern 78 is shown. In relation to the pattern of the circle 70, the individual raised road markings 14 have an identical distance 76 from one another.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a method for recognising and classifying elevated road markings (14) by means of a lidar system (36) of a vehicle (10). The lidar system (36) comprises a transmitting unit (38), a receiving unit (44), at least one laser beam source (46) and at least one detector (48). The following method steps are carried out individually or in combination: a) comparing a map, which contains information about the roadway (20), with possible elevated road markings (14) to be recognised along the roadway (20) by the lidar system (36), b) determining normal road markings from at least one intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud (28) and comparing same with possible elevated road markings (14) to be recognised along the roadway (20) by the lidar system (36), c) determining context-sensitive information from an accompanying infrastructure or from a traffic-planning relevance of installation locations of elevated road markings (14) and/or d) analysing the intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud (28) for regular patterns (78) of an arrangement (60) of elevated road markings (14).

Description

Verfahren zur Erkennung und Klassifizierung erhöhter Fahrbahnmarkierungen Method for detecting and classifying raised road markings
Technisches Gebiet Technical area
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erkennung und Klassifizierung erhöhter Fahrbahnmarkierungen mittels eines LiDAR-Systems eines Fahrzeugs. Das LiDAR-System umfasst eine Sendeeinheit, eine Empfangseinheit, mindestens eine Laserstrahlquelle sowie mindestens einen Detektor. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des Verfahrens in einem LiDAR-System zur zuverlässigen Erkennung und Überfahrbarkeitsklassifizierung von erhöhten Fahrbahnmarkierungen. The invention relates to a method for detecting and classifying raised road markings using a LiDAR system of a vehicle. The LiDAR system comprises a transmitting unit, a receiving unit, at least one laser beam source and at least one detector. Furthermore, the invention relates to the use of the method in a LiDAR system for the reliable detection and drivability classification of raised road markings.
Stand der Technik State of the art
DE 10 2011 082 477 Al bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zur Erstellung einer digitalen Abbildung eines Fahrzeugumfelds. Das System stellt ein Fahrassistenzsystem für autonomes Fahren dar. Hierzu werden mit einem fahrzeugbasierten ersten Sensorsystem Messdaten zum Fahrzeugumfeld und mit einem fahrzeugbasierten Videosystem mindestens eine fest im Fahrzeugumfeld angeordnete und optisch erfassbare Markierung aufgenommen. Dabei wird mindestens ein optisch erfassbares Charakteristikum der mindestens einen Markierung aus den Aufnahmedaten des Videosystems erkannt und die relative Position und Ausrichtung der Markierung zum Fahrzeugumfeld ermittelt. DE 10 2011 082 477 A1 relates to a method and a system for creating a digital image of a vehicle's surroundings. The system represents a driver assistance system for autonomous driving. For this purpose, measurement data on the vehicle's surroundings are recorded using a vehicle-based first sensor system and at least one optically detectable marking that is fixedly arranged in the vehicle's surroundings is recorded using a vehicle-based video system. At least one optically detectable characteristic of the at least one marking is recognized from the recording data of the video system and the relative position and orientation of the marking to the vehicle's surroundings is determined.
EP 3 529 561 Bl bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zur Erzeugung digitaler Straßenmodelle aus Luft- oder Satellitenbildern und von fahrzeugerfassten Daten. Es wird mindestens eine Trajektorie eines Fahrzeugs für den mindestens einen Straßenabschnitt in einer fahrzeugexternen Datenbank empfangen. Es erfolgt das Empfangen mindestens eines Bilds, das zumindest Teile des mindestens einen Straßenabschnitts zeigt, wobei das Bild eine Perspektive aufweist, die einem von einer erhöhten Position im Wesentlichen senkrecht nach unten aufgenommenen Bild entspricht. Dann wird die mindestens eine Trajektorie mit dem mindestens einen Bild dergestalt überlagert, dass die mindestens eine Trajektorie mit dem Verlauf einer Straße in dem mindestens einen Bild übereinstimmt. Anschließend erfolgt eine Analyse des mindestens einen Bilds in einem Korridor, der sich entlang der Trajektorie erstreckt und diese einschließt, sowie ein Erkennen von fahr- oder positionsrelevanten Merkmalen des Straßenabschnitts im Korridor. EP 3 529 561 Bl relates to a system and a method for generating digital road models from aerial or satellite images and from vehicle-recorded data. At least one trajectory of a vehicle for the at least one road section is received in a vehicle-external database. At least one image is received which contains at least shows parts of the at least one road section, wherein the image has a perspective that corresponds to an image taken from an elevated position substantially vertically downwards. Then the at least one trajectory is superimposed with the at least one image such that the at least one trajectory corresponds to the course of a road in the at least one image. The at least one image is then analyzed in a corridor that extends along the trajectory and encloses it, and driving or position-relevant features of the road section in the corridor are recognized.
DE 10 2019 106 213 Al hat ein Verfahren zur Bestimmung mindestens einer Positionsinformation mindestens eines Objekts in einem Überwachungsbereich mit einer optischen Detektionsvorrichtung sowie eine optische Detektionsvorrichtung zum Gegenstand. Hier wird ein Verfahren zur Bestimmung wenigstens einer Positionsinformation wenigstens eines Objekts in einem Überwachungsbereich mit einer optischen Detektionsvorrichtung sowie die Detektionsvorrichtung beschrieben. Bei dem Verfahren wird wenigstens ein optisches Sendesignal mit einer Sendesignal-Ausbreitungshauptachse in den Überwachungsbereich gesendet. An einem in dem Überwachungsbereich etwa vorhandenen Objekt wird wenigstens ein Teil des wenigstens einen Sendesignals als Empfangssignal reflektiert und wenigstens ein Teil des Empfangssignals, dessen Anfangssignal-Ausbreitungshauptachse zumindest auf der dem Objekt zugewandten Seite parallel zu der Sendesignal- Ausbreitungshauptachse verläuft, variiert. DE 10 2019 106 213 A1 relates to a method for determining at least one item of position information of at least one object in a surveillance area using an optical detection device, as well as to an optical detection device. A method for determining at least one item of position information of at least one object in a surveillance area using an optical detection device, as well as the detection device, are described here. In the method, at least one optical transmission signal with a main transmission signal propagation axis is sent into the surveillance area. At least part of the at least one transmission signal is reflected as a reception signal at an object present in the surveillance area, and at least part of the reception signal, the initial signal propagation main axis of which runs parallel to the main transmission signal propagation axis at least on the side facing the object, is varied.
Aktuelle LiDAR-Sensorsysteme verwenden SPAD-Detektoren, bei denen Nachteile auftreten können, die mit einem Dynamikbereich bei unterschiedlich stark reflektierenden Objekten in unterschiedlichen Entfernungen Zusammenhängen. Dabei hat das LiDAR-Sensorsystem die Aufgabe, einerseits Objekte mit besonders geringer Reflektivität (z. B. 5 %) in einer großen Entfernung, so zum Beispiel 200 m, als auch Retroreflektoren mit besonders hoher Reflektivität (z. B. 10.000 %) in kleiner Entfernung (zum Beispiel wenige Meter) sicher zu erkennen. Der sich daraus ergebende Dynamikfaktor zwischen dem dunkelsten und dem hellsten zu erkennenden Objekt beträgt bei gleicher Entfernung bis zu 2000; hinzu kommt der mit der Entfernung quadratisch skalierende (eine degradierende Wirkung ausübende) Anteil der Signalintensität. Legt man das LiDAR-Sensorystem der funktionalen Zuverlässigkeit folgend auf die Erkennung schwach reflektierender Objekte in möglichst großer Entfernung aus, so erhöht sich die Wahrscheinlichkeit von optischer Sättigung des Detektors mit streulichtinduzierten Fehldetektionen, die auch als „Crosstalk“ bezeichnet werden. Dies ist insbesondere bei nahen und hoch reflektierenden Objekten ein signifikanter Effekt. Die Herausforderung dabei ist, das optische Design im Rahmen eines LiDAR-Sensorsystems aus Sende- und Empfangsobjektiv, Laserdioden und Detektorpixeln so auszulegen, dass der Dynamikbereich zuverlässig erfasst werden kann. Current LiDAR sensor systems use SPAD detectors, which can have disadvantages related to a dynamic range for objects with different reflectivity at different distances. The LiDAR sensor system has the task of reliably detecting objects with particularly low reflectivity (e.g. 5%) at a great distance, such as 200 m, as well as retroreflectors with particularly high reflectivity (e.g. 10,000%) at a short distance (e.g. a few meters). The resulting dynamic factor between the darkest and the brightest object to be detected is up to 2000 at the same distance; in addition, there is the part of the signal intensity that scales quadratically with the distance (has a degrading effect). If the LiDAR sensor system is set up according to functional reliability on If the detection of weakly reflective objects at the greatest possible distance is limited, the probability of optical saturation of the detector with scattered light-induced false detections, also known as "crosstalk", increases. This is a significant effect, especially for close and highly reflective objects. The challenge here is to design the optical design within a LiDAR sensor system consisting of transmit and receive lenses, laser diodes and detector pixels in such a way that the dynamic range can be reliably recorded.
Darstellung der Erfindung Description of the invention
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Erkennung und Klassifizierung von erhöhten Fahrbahnmarkierungen mittels eines LiDAR-Systems eines Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei das LiDAR-System eine Sendeeinheit, eine Empfangseinheit, mindestens eine Laserstrahlquelle sowie mindestens einen Detektor umfasst, mit zumindest den nachfolgenden Verfahrensschritten, die einzeln oder miteinander kombiniert durchlaufen werden: a) Durchführung eines Abgleichs zwischen einer Karte, die Informationen zum Fahrbahnverlauf enthält, und zu möglichen entlang des Fahrbahnverlaufs zu erkennenden erhöhten Fahrbahnmarkierungen durch das LiDAR-System, b) Ermittlung von normalen Fahrbahnmarkierungen aus mindestens einer intensitätskodierten oder hintergrundlichtkodierten 3D-Punktwolke und Abgleich mit entlang des Fahrbahnverlaufs möglichen zu erkennenden erhöhten Fahrbahnmarkierungen durch das LiDAR-System, c) Ermittlung kontextsensitiver Informationen von einer begleitenden Infrastruktur oder aus einer verkehrsplanerischen Relevanz von Aufstellorten von erhöhten Fahrbahnmarkierungen und d) Analyse der intensitätskodierten oder hintergrundlichtkodierten 3D- Punktwolke auf regelmäßige Muster einer Anordnung von erhöhten Fahrbahnmarkierungen. According to the invention, a method for detecting and classifying raised road markings by means of a LiDAR system of a vehicle is proposed, wherein the LiDAR system comprises a transmitting unit, a receiving unit, at least one laser beam source and at least one detector, with at least the following method steps, which are carried out individually or in combination with one another: a) carrying out a comparison between a map containing information on the course of the road and possible raised road markings that can be detected along the course of the road by the LiDAR system, b) determining normal road markings from at least one intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud and comparing them with possible raised road markings that can be detected along the course of the road by the LiDAR system, c) determining context-sensitive information from an accompanying infrastructure or from a traffic planning relevance of installation locations of raised road markings and d) analyzing the intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud for regular patterns of an arrangement of raised road markings.
In vorteilhafter Weise kann durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren eine zuverlässige Unterscheidung zwischen Fehldetektionen, die durch erhöhte Fahrbahnmarkierungen produziert werden, und tatsächlich nicht überfahrbaren Objekten erreicht werden. In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung erfolgt gemäß Verfahrensschritt a) ein Kartenabgleich anhand einer Geoposition des Fahrzeugs mit der Karte oder Beobachtungen vorausfahrender Fahrzeuge in einer Cloud-basierten Datenbank. Advantageously, the method proposed according to the invention can achieve a reliable distinction between false detections produced by raised road markings and objects that cannot actually be driven over. In an advantageous development of the solution proposed according to the invention, according to method step a), a map comparison is carried out based on a geoposition of the vehicle with the map or observations of vehicles driving ahead in a cloud-based database.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens wird gemäß Verfahrensschritt d) eine Annäherung einer analytisch beschreibbaren Kurve oder einer geometrischen Ebene durchgeführt, was derart erfolgt, dass die möglichen zu erkennenden erhöhten Fahrbahnmarkierungen passend miteinander verbunden werden und eine kontinuierliche Prüfung auf Plausibilität erfolgt. In an advantageous development of the method proposed according to the invention, an approximation of an analytically describable curve or a geometric plane is carried out according to method step d), which is carried out in such a way that the possible raised road markings to be recognized are suitably connected to one another and a continuous check for plausibility is carried out.
Im Rahmen des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens kann in vorteilhafter Weise gemäß Verfahrensschritt d) eine regelmäßige Wiederholung von möglichen zu erkennenden erhöhten Fahrbahnmarkierungen mit jeweils gleichem Abstand zueinander entlang der analytisch beschreibbaren Kurve oder der geometrischen Ebene vorgenommen werden. Within the scope of the method proposed according to the invention, a regular repetition of possible raised road markings to be detected can advantageously be carried out according to method step d), each at the same distance from one another along the analytically describable curve or the geometric plane.
Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren kann gemäß Verfahrensschritt d) um mögliche zu erkennende erhöhte Fahrbahnmarkierungen ein Kreis geschlagen werden, derart, dass Schnittpunkte benachbarter Kreise horizontale, vertikale oder zueinander orthogonale Geraden bilden. Anhand der horizontalen, vertikalen oder zueinander orthogonalen Geraden können Anordnungsmuster von Fahrbahnmarkierungen extrapoliert werden. In the method proposed according to the invention, according to method step d), a circle can be drawn around possible raised road markings to be recognized, such that intersection points of adjacent circles form horizontal, vertical or mutually orthogonal straight lines. Arrangement patterns of road markings can be extrapolated using the horizontal, vertical or mutually orthogonal straight lines.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens werden gemäß Verfahrensschritt d) geometrische Plausibilitätsüberprüfungen durchgeführt zur Feststellung einer geometrischen Regelmäßigkeit des Auftretens erhöhter Fahrbahnmarkierungen zur Abgrenzung gegen einzelne, auf der Fahrbahn liegende Gegenstände. In an advantageous development of the method proposed according to the invention, geometric plausibility checks are carried out according to method step d) to determine a geometric regularity of the occurrence of raised road markings for demarcation against individual objects lying on the road.
In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens erfolgt gemäß Verfahrensschritt d) eine gezielte Vorausschau derart, dass aus der intensitätskodierten 3D-Punktwolke eine gezielte Extrapolation auf weitere erhöhte Fahrbahnmarkierungen anhand weniger sichtbarer erhöhter Fahrbahnmarkierungen als Fortführung einer kantengeometrischen Regelmäßigkeit vorgenommen wird. Beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren wird ein Vergleich zwischen den intensitätskodierten 3D-Punktwolken einerseits und den hintergrundlichtkodierten 3D-Punktwolken andererseits vorgenommen. Bei einer intensitätskodierten 3D-Punktwolke handelt es sich um eine Wolke aus 3D- Punkten mit einem Helligkeitswert entsprechend dem empfangenen Signal des reflektierten Laserpulses. Bei einer hintergrundlichtkodierten 3D-Punktwolke handelt es sich um eine Wolke aus 3D-Punkten, die einen Helligkeitswert aufweisen, der der Helligkeit des empfangenen Rauschsignals des Hintergrunds entspricht. In an advantageous development of the method proposed according to the invention, according to method step d), a targeted forecast is carried out in such a way that a targeted extrapolation to further raised road markings is carried out from the intensity-coded 3D point cloud on the basis of less visible raised road markings as a continuation of an edge geometric regularity. In the method proposed according to the invention, a comparison is made between the intensity-coded 3D point clouds on the one hand and the background-light-coded 3D point clouds on the other. An intensity-coded 3D point cloud is a cloud of 3D points with a brightness value corresponding to the received signal of the reflected laser pulse. A background-light-coded 3D point cloud is a cloud of 3D points that have a brightness value that corresponds to the brightness of the received background noise signal.
Schließlich bezieht sich die Erfindung auf die Verwendung des Verfahrens in einem LiDAR-System zur zuverlässigen Erkennung und Überfahrbarkeitsklassifizierung von erhöhten Fahrbahnmarkierungen. Finally, the invention relates to the use of the method in a LiDAR system for the reliable detection and overridability classification of raised road markings.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung in Gestalt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine zuverlässige Erkennung und Überfahrbarkeitsklassifizierung von erhöhten Fahrbahnmarkierungen möglich. Dadurch kann eine zutreffende Unterscheidung zwischen diesen und tatsächlich nicht überfahrbaren Objekten, zum Beispiel Warnbaken, Verkehrsschildern oder dergleichen erfolgen, die eine nicht unbeträchtliche Bauhöhe aufweisen, so dass Fahrzeug und Insassen zwangsläufig Schaden nehmen würden. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung besteht die Möglichkeit einer zuverlässigen Erkennung und Klassifizierung von erhöhten Fahrbahnmarkierungen durch Analyse geometrischer Strukturen, Aufstellmodellen, Anzahl, Abstand und Abfall der optischen Übersprechintensität (Crosstalk-Intensität), über Distanz und Winkel sowie andere wiederkehrende Regelmäßigkeiten. Von entscheidender Bedeutung ist beim erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren, dass eine erhöhte Fahrbahnmarkierung selten alleine sowie frei von Kontext auftaucht. Darunter ist zu verstehen, dass eine erhöhte Fahrbahnmarkierung generell im Zusammenhang mit weiteren erhöhten Fahrbahnmarkierungen eingesetzt wird sowie mit begleitender Infrastruktur oder verkehrsplanerischer Relevanz hinsichtlich des Aufstellortes verbunden ist. Hier seien beispielsweise Gefahrenstellen, wie zum Beispiel Einfädelspuren, die Nähe eines Flughafens, Autobahnkreuze, Baustellen oder dergleichen genannt. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann eine zuverlässige Unterscheidung von durch erhöhte Fahrbahnmarkierungen induzierte Fehldetektion und tatsächlich nicht überfahrbaren Objekten, beispielsweise in Gestalt von sich in vertikaler Richtung erstreckender Warnbaken, vorgenommen werden. Des Weiteren kann durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren eine nicht unerhebliche Verbesserung der verarbeiteten Punktwolkenqualität nach einer optischen Übersprechfilterung (Crosstalk- Filterung) und damit eine erhebliche Verbesserung der Leistung eines LiDAR- Sensorsystems erreicht werden. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann sich einstellender optischer Crosstalk, d. h. optisches Übersprechen, nach dessen Erkennung wirksam kompensiert werden. The solution proposed according to the invention in the form of the method according to the invention enables a reliable detection and classification of the ability to drive over raised road markings. This enables an accurate distinction to be made between these and objects that cannot actually be driven over, for example warning beacons, traffic signs or the like, which have a not inconsiderable height so that the vehicle and its occupants would inevitably be damaged. The solution proposed according to the invention enables a reliable detection and classification of raised road markings by analyzing geometric structures, installation models, number, distance and drop in the optical crosstalk intensity, over distance and angle as well as other recurring regularities. Of crucial importance in the method proposed according to the invention is that a raised road marking rarely appears alone and without context. This means that a raised road marking is generally used in conjunction with other raised road markings and is associated with accompanying infrastructure or traffic planning relevance with regard to the installation location. Examples of danger spots include, for example, merging lanes, the proximity an airport, motorway junctions, construction sites or the like. The solution proposed according to the invention can be used to reliably distinguish between false detection induced by raised road markings and objects that cannot actually be driven over, for example in the form of warning beacons extending in a vertical direction. Furthermore, the method proposed according to the invention can achieve a not inconsiderable improvement in the processed point cloud quality after optical crosstalk filtering and thus a considerable improvement in the performance of a LiDAR sensor system. The solution proposed according to the invention can effectively compensate for optical crosstalk that occurs after it has been detected.
Im Ergebnis kann durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren erreicht werden, dass der LiDAR-Sensor eines LiDAR-Sensorsystems eine Crosstalk-freie, d. h. übersprechfreie Punktwolke beim Auftreten von erhöhten Fahrbahnmarkierungen generiert. Somit ist eine wesentliche Quelle des auftretenden optischen Übersprechens (Crosstalks) einfach und zuverlässig identifizierbar. As a result, the method proposed according to the invention can ensure that the LiDAR sensor of a LiDAR sensor system generates a crosstalk-free point cloud when raised road markings occur. This makes it easy and reliable to identify a key source of the optical crosstalk that occurs.
Durch den Einsatz des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens können zudem Fehlbremsungen bei automatisierten Fahrfunktionen verhindert werden; des Weiteren können ausbleibende Bremsungen vor relevanten Objekten verhindert werden, wodurch die Verkehrssicherheit erhöht wird. Des Weiteren kann durch den Einsatz des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens das Auftreten unerwünschter Bremsungen auf nicht relevante Objekte verhindert werden, was ebenfalls der Verkehrssicherheit äußerst zuträglich ist. Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren kann eine innerhalb der SDPunktwolke vorliegende Datenintegrität unterstützt werden. By using the method proposed according to the invention, incorrect braking in automated driving functions can also be prevented; furthermore, missing braking in front of relevant objects can be prevented, thereby increasing road safety. Furthermore, by using the method proposed according to the invention, the occurrence of undesired braking on non-relevant objects can be prevented, which is also extremely beneficial to road safety. The method proposed according to the invention can support data integrity within the SD point cloud.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Short description of the drawings
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings and the following description.
Es zeigen: Figur 1 ein Fahrzeug mit einem LiDAR-System vor einer erhöhten Fahrbahnmarkierung, einen Fahrbahnverlauf sowie eine aus dem Fahrbahnverlauf abgeleitete 3D-Punktwolke, Show it: Figure 1 a vehicle with a LiDAR system in front of a raised lane marking, a lane course and a 3D point cloud derived from the lane course,
Figur 1.1 die Komponenten eines LiDAR-Systems, Figure 1.1 the components of a LiDAR system,
Figur 2 die Darstellung einer erhöhten Fahrbahnmarkierung, sich einstellender Übersprechbereiche (Crosstalk-Bereiche) sowie identifizierter Bereiche des Übersprechens und einen durch diese begrenzten Toleranzbereich, Figure 2 shows a raised road marking, emerging crosstalk areas and identified crosstalk areas and a tolerance range limited by them,
Figur 3 eine beispielhafte Darstellung erhöhter Fahrbahnmarkierungen, in regelmäßigen Mustern entlang von Fahrspuren einer eine Kurve beschreibenden Fahrbahn angeordnet, Figure 3 is an exemplary representation of raised road markings arranged in regular patterns along lanes of a curved roadway,
Figur 4 eine Fahrbahnverengung in perspektivischer Ansicht, die von Paaren von erhöhten Fahrbahnmarkierungen beidseits begrenzt ist, sowie eine sich durch Extrapolation ergebende Fortschreibung dieser Szene und Figure 4 shows a perspective view of a narrowing of the roadway, bordered by pairs of raised road markings on both sides, as well as an extrapolation of this scene and
Figur 5 ein Kreis aus einer Anzahl von erhöhten Fahrbahnmarkierungen, begrenzt von zwei Linienmustern. Figure 5 a circle made up of a number of raised road markings, bounded by two line patterns.
Ausführungsformen der Erfindung Embodiments of the invention
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar. In the following description of the embodiments of the invention, identical or similar elements are designated by identical reference numerals, whereby a repeated description of these elements is omitted in individual cases. The figures only represent the subject matter of the invention schematically.
Figur 1 zeigt ein Fahrzeug 10, das mit einem LiDAR-System 36 ausgestattet ist. Vor dem Fahrzeug 10 erstreckt sich eine Fahrbahn 12, welche eine im Sichtbereich des LiDAR-Systems 36 liegende erhöhte Fahrbahnmarkierung 14 aufweist. Diese erhöhte Fahrbahnmarkierung 14 weist eine Bauhöhe 16 auf, die im Regelfall wenige Zentimeter beträgt. Oberhalb der erhöhten Fahrbahnmarkierung 14 erstrecken sich Übersprechbereiche 18, die auch als Crosstalk-Bereiche bezeichnet werden. Figure 1 shows a vehicle 10 that is equipped with a LiDAR system 36. In front of the vehicle 10, there is a roadway 12 that has a raised road marking 14 that is in the field of view of the LiDAR system 36. This raised road marking 14 has a height 16 that is usually a few centimeters. Above the raised Crosstalk areas 18, also referred to as crosstalk areas, extend from the road marking 14.
In Figur 1 ist des Weiteren ein Sichtfeld der sich vor dem Fahrzeug 10 erstreckenden Szene dargestellt. Ein Fahrbahnverlauf 20 ist in dieser Szene als Geradenverlauf 22 dargestellt. Auf der Fahrbahn 12 befinden sich Warnbaken 26, die sich in vertikaler Richtung ausgehend von der Oberfläche der Fahrbahn 12 erstrecken. Des Weiteren befinden sich neben den beiden Warnbaken 26 in einem Abstand voneinander zwei erhöhte Fahrbahnmarkierungen 14. Figure 1 also shows a field of view of the scene extending in front of the vehicle 10. A roadway 20 is shown in this scene as a straight line 22. On the roadway 12 there are warning beacons 26 which extend in a vertical direction from the surface of the roadway 12. Furthermore, next to the two warning beacons 26 there are two raised road markings 14 at a distance from each other.
Unterhalb der vor dem Fahrzeug 10 liegenden Szene der Fahrbahn 12 ist eine intensitätskodierte oder hintergrundlichtkodierte 3D-Punktwolke 28 dargestellt, welche die Aufnahme der Szene gemäß dem Fahrbahnverlauf 20 durch das LiDAR-System 36 repräsentiert. Der Darstellung der intensitätskodierten oder hintergrundlichtkodierten 3D-Punktwolke 28 gemäß Figur 1 lässt sich entnehmen, dass die sich in vertikaler Richtung erstreckenden Warnbaken 26 als nicht überfahrbar klassifizierte Objekte 30 dargestellt werden. Hingegen werden die in der Szene voneinander beabstandet liegenden erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 auf der Fahrbahn 12 als in horizontaler Richtung ausgedehnte Objekte 32, mithin als verzerrt wiedergegebene Objekte 34 dargestellt. Trotz der relativ geringen Bauhöhe 16 der erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 erscheinen diese in der intensitätskodierten oder hintergrundlichtkodierten 3D-Punktwolke 28 als ausgedehnte Objekte 32 und sind aufgrund ihrer Übersprecheigenschaften beziehungsweise Crosstalks nicht eindeutig als überfahrbar zu klassifizieren. Below the scene of the roadway 12 in front of the vehicle 10, an intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud 28 is shown, which represents the recording of the scene according to the course of the roadway 20 by the LiDAR system 36. From the representation of the intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud 28 according to Figure 1, it can be seen that the warning beacons 26 extending in the vertical direction are shown as objects 30 classified as non-driveable. In contrast, the raised road markings 14 on the roadway 12, which are spaced apart from one another in the scene, are shown as objects 32 extending in the horizontal direction, and thus as objects 34 that are reproduced in a distorted manner. Despite the relatively low construction height 16 of the raised road markings 14, they appear as extended objects 32 in the intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud 28 and cannot be clearly classified as drivable due to their crosstalk properties.
Aus der Darstellung gemäß Figur 1.1 gehen in schematischer Weise die Komponenten des LiDAR-Systems 36 hervor, die im in Figur 1 dargestellten Fahrzeug 10 verbaut sind. So umfasst das LiDAR-System 36 beispielsweise eine Sendeeinheit 38, die mindestens eine Laserstrahlquelle 46 umfasst. Des Weiteren umfasst das LiDAR-System 36 eine Empfangseinheit 44, die einen Detektor 48 enthält, auf den von einem durch das LiDAR-System 36 erfassten Objekt reflektierte Strahlung zurückgeworfen wird. Besagtes LiDAR-System 36 kann daneben weitere, hier nicht näher dargestellte Komponenten umfassen und ist in der Regel in dem Fahrzeug 10 im vorderen Bereich zur Erfassung der vor dem Fahrzeug 10 liegenden Szene angeordnet. Figur 2 zeigt eine Darstellung einer erhöhten Fahrbahnmarkierung 14 und von dieser ausgehende Übersprechbereiche (Crosstalks) 18. Figur 2 ist zu entnehmen, dass die erhöhte Fahrbahnmarkierung 14 eine erste retroreflektierende Fläche 40 sowie eine dieser gegenüberliegende, zweite retroreflektierende Fläche 42 aufweist. Besagte retroreflektierende Flächen 40, 42 werden von einem LiDAR-System 36 als intensitätskodierte oder hintergrundlichtkodierte 3D-Punktwolke 28 erfasst. Oberhalb und unterhalb der erhöhten Fahrbahnmarkierung 14 erstrecken sich Übersprechbereiche (Crosstalks) 18, welche in einen Toleranzbereich 50 und in identifizierte Übersprechbereiche 52 unterteilt werden können. Bei den identifizierten Übersprechbereichen 52 handelt es sich um als sichere Übersprechbereiche 52 identifizierte Bereiche. Ausgehend von den Übersprechbereichen 18 kann nicht erkannt werden, ob die erhöhte Fahrbahnmarkierung 14 korrekt als überfahrbar zu klassifizieren ist. Daher würde es bei einer derartigen Detektion durch das LiDAR-System 36 zu einer nicht gerechtfertigten Fehlbremsung kommen oder auch zu einem nicht gerechtfertigten Abbruch eines Spurwechsels mit den sich daraus ergebenden Nachteilen für Fahrgefühl, Trajektorienplanung und Unfallsicherheit. The representation according to Figure 1.1 schematically shows the components of the LiDAR system 36 that are installed in the vehicle 10 shown in Figure 1. For example, the LiDAR system 36 comprises a transmitting unit 38 that includes at least one laser beam source 46. The LiDAR system 36 also comprises a receiving unit 44 that contains a detector 48 onto which radiation reflected from an object detected by the LiDAR system 36 is reflected. Said LiDAR system 36 can also comprise other components that are not shown in detail here and is generally arranged in the front area of the vehicle 10 to detect the scene in front of the vehicle 10. Figure 2 shows a representation of a raised road marking 14 and crosstalk areas 18 emanating from it. Figure 2 shows that the raised road marking 14 has a first retroreflective surface 40 and a second retroreflective surface 42 opposite it. Said retroreflective surfaces 40, 42 are recorded by a LiDAR system 36 as an intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud 28. Above and below the raised road marking 14 there are crosstalk areas 18, which can be divided into a tolerance range 50 and identified crosstalk areas 52. The identified crosstalk areas 52 are areas identified as safe crosstalk areas 52. Based on the crosstalk areas 18, it cannot be determined whether the raised road marking 14 can be correctly classified as being drivable. Therefore, such detection by the LiDAR system 36 would result in an unjustified false braking or an unjustified abort of a lane change with the resulting disadvantages for driving experience, trajectory planning and accident safety.
In Bezug auf Figur 2 sei darauf verwiesen, dass außerhalb des Toleranzbereichs 50 um die erhöhte Fahrbahnmarkierung 14 ein Übersprech-Punkt 54 als Objektpunkt 56 missklassifiziert werden kann, was mit einer Wahrscheinlichkeit von beispielsweise weniger als 5 % erfolgen wird. Mit Bezugszeichen 56 ist ein Objektpunkt bezeichnet, der als optisches Übersprechen (Crosstalk) missklassifiziert ist, obwohl der Objektpunkt 56 Teil der erhöhten Fahrbahnmarkierung 14 ist. Figur 2 visualisiert mit dem Objektpunkt 56 eine maßgebliche Performance-Anforderung, d. h. der Objektpunkt 56 muss durch das LiDAR-System 36 erkannt werden. Durch die Implementierung des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens in ein LiDAR-System 36 des Fahrzeugs 10 ist eine zuverlässige Erkennung und Überfahrbarkeitsklassifizierung von erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 gegeben, so dass sich eine Unterscheidung von tatsächlich nicht überfahrbaren Objekten 30, wie zum Beispiel die in Figur dargestellten Warnbaken 26 mit Sicherheit erreichen lässt. Es kann eine zuverlässige Erkennung und zuverlässige Überfahrbarkeitsklassifizierung von erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 vorgenommen werden, was durch eine Analyse geometrischer Strukturen, Aufstellmodellen, Anzahl, Abstand und Abfall der Übersprech-Intensität über Distanz und Winkel sowie über andere Regelmäßigkeiten durchgeführt werden kann. Entscheidend in diesem Zusammenhang ist der Umstand, dass eine erhöhte Fahrbahnmarkierung 14 selten allein oder frei von Kontext, wie beispielsweise anderen erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14, einer begleitenden Infrastruktur oder verkehrsplanerischer Relevanz von Aufstellorten, wie etwa in der Nähe eines Flughafens, in Einfädelbereichen, an Gefahrenstellen oder dergleichen auftritt. With reference to Figure 2, it should be noted that outside the tolerance range 50 around the raised road marking 14, a crosstalk point 54 can be misclassified as an object point 56, which will occur with a probability of, for example, less than 5%. Reference number 56 designates an object point that is misclassified as optical crosstalk, although the object point 56 is part of the raised road marking 14. Figure 2 uses the object point 56 to visualize a key performance requirement, i.e. the object point 56 must be recognized by the LiDAR system 36. By implementing the method proposed according to the invention in a LiDAR system 36 of the vehicle 10, reliable detection and overridability classification of raised road markings 14 is provided, so that a distinction can be made with certainty between objects 30 that cannot actually be driven over, such as the warning beacons 26 shown in Figure. A reliable detection and reliable overridability classification of raised road markings 14 can be carried out, which is achieved by an analysis of geometric structures, installation models, number, distance and drop of the Crosstalk intensity can be measured over distance and angle as well as other regularities. The decisive factor in this context is the fact that a raised road marking 14 rarely occurs alone or free of context, such as other raised road markings 14, an accompanying infrastructure or traffic planning relevance of installation locations, such as near an airport, in merging areas, at danger points or the like.
Dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahren liegt der grundlegende Ansatz zugrunde, dass erhöhte Fahrbahnmarkierungen 14 selten allein auftauchen, sondern dass diese in Anordnungen 60 von regelmäßigen Mustern 78, wie in den Figuren 3, 4 und 5 dargestellt, auftreten. The method proposed according to the invention is based on the fundamental approach that raised road markings 14 rarely appear alone, but that they appear in arrangements 60 of regular patterns 78, as shown in Figures 3, 4 and 5.
Grundsätzlich können zur Detektion und zur zuverlässigen Klassifizierung von erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 verschiedene Informationsquellen, entweder einzeln oder in Kombination im Sinne einer Informationsfusion herangezogen werden. In principle, 14 different information sources can be used to detect and reliably classify raised road markings, either individually or in combination in the sense of information fusion.
So kann gemäß einem Verfahrensschritt a) ein Abgleich zwischen einer Karte mit einer Information zum Straßenverlauf und auf einem Kurvenverlauf möglicher zu erkennender erhöhter Fahrbahnmarkierungen 14 vorgenommen werden. In der Regel erfolgt dazu ein Kartenabgleich anhand der Geoposition des Fahrzeugs 10 mit der Karte oder durch Beobachtung von vorausfahrenden Fahrzeugen beispielsweise über eine Cloud-basierte Datenbank. Thus, according to a method step a), a comparison can be made between a map with information on the course of the road and raised road markings 14 that can possibly be recognized on a curve. As a rule, a map comparison is carried out based on the geoposition of the vehicle 10 with the map or by observing vehicles driving ahead, for example via a cloud-based database.
Gemäß einem Verfahrensschritt b) erfolgt die Heranziehung einer Fahrbahnmarkierung aus einer intensitätskodierten oder einer hintergrundlichtkodierten 3D-Punktwolke 28 sowie ein Abgleich mit auf einem Kurvenlauf 24 möglicherweise zu erkennenden erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14, wie beispielsweise in Figur 3 dargestellt. Gemäß einem Verfahrensschritt c) können kontextsensitive Informationen einer begleitenden Infrastruktur oder verkehrsplanerischer Relevanz von Aufstellorten von Infrastrukturkomponenten, so zum Beispiel für Gefahrenstellen, zur Anzeige einer Flughafennähe oderKrankenhausnähe, oder als Hinweis auf Spurzusammenführungen, Regierungsgebäude, Tunnel etc. herangezogen werden. Im Rahmen der Detektion und zuverlässigen Klassifizierung von erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 kann ebenfalls die intensitätskodierte oder hintergrundlichtkodierte 3D-Punktwolke 28 auf das Auftreten regelmäßiger Muster 78 von Anordnungen 60 von erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 herangezogen werden. According to a method step b), a road marking is used from an intensity-coded or a background-light-coded 3D point cloud 28 and a comparison is made with raised road markings 14 that may be recognizable on a curve 24, as shown for example in Figure 3. According to a method step c), context-sensitive information of an accompanying infrastructure or traffic planning relevance of installation locations of infrastructure components, for example for danger spots, to indicate proximity to an airport or hospital, or as an indication of lane junctions, government buildings, tunnels, etc. As part of the detection and reliable classification of raised road markings 14, the intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud 28 can also be used to detect the occurrence of regular patterns 78 of arrangements 60 of raised road markings 14.
Zur Analyse der in Figur 1 beispielsweise dargestellten intensitätskodierten oder hintergrundlichtkodierten 3D-Punktwolke 28 erfolgt eine Suche nach dem Auftreten von regelmäßigen Mustern 78, innerhalb welcher sich an bestimmten Positionen die erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 befinden. Es kann beispielsweise eine Annäherung einer analytisch beschreibbaren Kurve 62, wie in Figur 3 dargestellt, vorgenommen werden oder einer geometrischen Ebene 65 dargestellt werden (vgl. Figur 3), innerhalb welcher die möglichen zu erkennenden erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 passend miteinander verbunden werden sowie eine fortlaufende Prüfung auf Plausibilität vorgenommen wird. Die intensitätskodierte oder hintergrundlichtkodierte 3D- Punktwolke 28 kann auch auf regelmäßig auftretende Wiederholungen möglicher zu erkennender erhöhter Fahrbahnmarkierungen 14, die einen jeweils gleichen Abstand 76 zueinander aufweisen, untersucht werden, wobei sich die regelmäßige Wiederholung möglicher zu erkennender erhöhter Fahrbahnmarkierungen 14 mit gleichem Abstand 76 zueinander entlang von Kurvenverläufen 24 oder Geradenverläufen 22 gemäß dem Fahrbahnverlauf 20 wiederfinden. To analyze the intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud 28 shown in Figure 1, for example, a search is carried out for the occurrence of regular patterns 78 within which the raised road markings 14 are located at certain positions. For example, an approximation of an analytically describable curve 62 can be made, as shown in Figure 3, or a geometric plane 65 can be shown (see Figure 3), within which the possible raised road markings 14 to be recognized are suitably connected to one another and a continuous check for plausibility is carried out. The intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud 28 can also be examined for regularly occurring repetitions of possible raised road markings 14 to be recognized, which each have an equal distance 76 from one another, wherein the regular repetition of possible raised road markings 14 to be recognized with the same distance 76 from one another can be found along curves 24 or straight lines 22 according to the roadway course 20.
Des Weiteren kann beispielsweise im Rahmen der Analyse der intensitätskodierten oder hintergrundlichtkodierten 3D-Punktwolke 28 gedanklich um eine mögliche zu erkennende erhöhte Fahrbahnmarkierung 14 jeweils ein Kreis 70 geschlagen werden, der einen ausreichend großen Radius aufweist, so dass aus sich ergebenden Schnittpunkten der Kreise 70 sowohl horizontal als auch vertikal und relativ zueinander orthogonale Geraden entstehen, die parallel zueinander verlaufen. Furthermore, for example, in the context of the analysis of the intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud 28, a circle 70 can be mentally drawn around a possible raised road marking 14 to be recognized, which circle has a sufficiently large radius, so that the resulting intersection points of the circles 70 result in straight lines that are orthogonal to one another, both horizontally and vertically and relative to one another, and run parallel to one another.
Im Rahmen der vorstehend genannten Verfahrensschritte a), b), c) und d) lässt sich eine Vielzahl von geometrischen Plausibilitätsprüfungen auf die intensitätskodierte 3D-Punktwolke 28 anwenden. Ziel dabei ist ein Nachweis des Auftretens einer geometrischen Regelmäßigkeit als Unterscheidungsmerkmal beispielsweise zu einer einzelnen, auf der Fahrbahn 12 liegenden verlorenen Ladung. Within the framework of the above-mentioned process steps a), b), c) and d), a large number of geometric plausibility checks can be applied to the intensity-coded 3D point cloud 28. The aim is to prove the occurrence of a geometric regularity as a distinguishing feature for example, to a single lost load lying on lane 12.
Über Mustererkennungs- und/oder Übereinstimmungsalgorithmen lassen sich Aufstellmodelle von erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 als eindeutige Hinweise auf diese als von Menschen geschaffene, künstliche Infrastrukturmaßmahmen generieren. Beispielsweise kann eine Geschwindigkeitswarnung von einer kreisförmig ausgebildeten Ansammlung von erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 umrandet sein, wie beispielsweise in Figur 5 dargestellt, so dass für eine Erkennung lediglich eine Korrelation der intensitätskodierten oder hintergrundlichtkodierten 3D-Punktwolke 28 mit einem Kreismuster (vgl. Position 70 in Figur 5) durchzuführen wäre. Using pattern recognition and/or matching algorithms, setup models of raised road markings 14 can be generated as clear indications of these as man-made, artificial infrastructure measures. For example, a speed warning can be surrounded by a circular collection of raised road markings 14, as shown in Figure 5, for example, so that for recognition only a correlation of the intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud 28 with a circular pattern (see position 70 in Figure 5) would have to be carried out.
Auch ein optisches Übersprechen (Crosstalk) 18 selbst kann eine zuverlässige Information zur Erkennung von erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 liefern. Die Intensität von Fehldetektionen nimmt den Sichtwinkel im LiDAR-System 36 und über den Abstand nicht-linear, jedoch analytisch beschreibbar ab. Dabei können nicht nur aktuell vorhandene Informationsquellen zur Klassifizierungsentscheidung herangezogen werden, sondern es kann auch gezielt vorausgeschaut werden, so dass sich eine Extrapolation 68, wie im Zusammenhang mit Figur 4 dargestellt, ergibt. Für die Analyse der intensitätskodierten oder hintergrundlichtkodierten 3D-Punktwolke 28 ist die Extrapolation 68 aus wenigen sichtbaren erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 hervorgegangen, so dass auf eine Fortführung einer einmal erkannten geometrischen Regelmäßigkeit, im Falle von Figur 4 eines regelmäßigen Abstands 76 zwischen den einzelnen erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 sowie einer allmählichen Abstandsverringerung zwischen diesen geschlossen werden kann, so dass sich die in Figur 4 angedeutete Extrapolation 68 des weiteren Verlaufs der Fahrbahn 12 ergibt. Optical crosstalk 18 itself can also provide reliable information for detecting raised road markings 14. The intensity of false detections decreases with the angle of view in the LiDAR system 36 and over the distance in a non-linear but analytically describable manner. Not only can currently available information sources be used to make the classification decision, but it is also possible to look ahead in a targeted manner, resulting in an extrapolation 68, as shown in connection with Figure 4. For the analysis of the intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud 28, the extrapolation 68 is derived from a few visible raised road markings 14, so that a continuation of a once recognized geometric regularity, in the case of Figure 4 a regular distance 76 between the individual raised road markings 14 and a gradual reduction in the distance between them, can be concluded, so that the extrapolation 68 of the further course of the roadway 12 indicated in Figure 4 results.
Es besteht die Möglichkeit, einen Abgleich der hintergrundlichtkodierten 3D- Punktwolke mit der intensitätskodierten 3D-Punktwolke 28 vorzunehmen. Da retroreflektierende Flächen 40, 42 das einfallende Licht grundsätzlich in die gleiche Richtung zurückreflektieren, aus der dieses eingetreten ist, erscheinen retroreflektierende Flächen 40, 42 in hintergrundlichtkodierten Punktwolken 28 weniger intensiv als bei intensitätskodierten 3D-Punktwolken 28, da das Hintergrundlicht der erstgenannten Kodierung nicht mitgemessen wird. Das Sonnenlicht wird nicht zum LiDAR-Sensor reflektiert, sondern zurück in den Himmel. It is possible to compare the background light-coded 3D point cloud with the intensity-coded 3D point cloud 28. Since retroreflective surfaces 40, 42 basically reflect the incident light back in the same direction from which it entered, retroreflective surfaces 40, 42 appear less intense in background light-coded point clouds 28 than in intensity-coded 3D point clouds 28, since the background light of the first-mentioned coding is not measured. The Sunlight is not reflected to the LiDAR sensor, but back into the sky.
Figur 3 ist eine Darstellung von erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 zu entnehmen, die beispielsweise entlang von Fahrspuren 80 der Fahrbahn 12 in regelmäßigen Mustern 78 angeordnet sind. Figur 3 zeigt, dass die einzelnen erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 eine sehr geringe Bauhöhe 16 aufweisen, d. h. überfahrbare Objekte darstellen. Die erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 dienen im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 als Begrenzungen von Fahrspuren 80 einer mehrspurigen Fahrbahn 12. Die einzelnen erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 sind in einer Anordnung 60 vorgesehen, die einerseits dem Kurvenverlauf 24 der einzelnen Fahrspuren 80 der Fahrbahn 12 angepasst ist und andererseits einen regelmäßigen Abstand 76 zueinander aufweisen. In vertikaler Richtung sind die einzelnen erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 gleichmäßig voneinander beabstandet und dienen in diesem Zusammenhang als Begrenzungen der einzelnen Fahrspuren 80 der Fahrbahn 12. Die Anordnung 60 der einzelnen erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 erfolgt in der Darstellung gemäß Figur 3 einer analytisch beschreibbaren Kurve 62. Die Fahrbahn 12 mit einer Anzahl von Fahrspuren 80, die voneinander durch die regelmäßigen Muster 78 von erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 voneinander getrennt sind, ist durch einen Fahrbahnrand 64 auf der rechten Seite begrenzt. Figure 3 shows a representation of raised road markings 14 which are arranged, for example, along lanes 80 of the roadway 12 in regular patterns 78. Figure 3 shows that the individual raised road markings 14 have a very low construction height 16, i.e. represent objects that can be driven over. In the embodiment according to Figure 3, the raised road markings 14 serve as boundaries of lanes 80 of a multi-lane roadway 12. The individual raised road markings 14 are provided in an arrangement 60 which, on the one hand, is adapted to the curve 24 of the individual lanes 80 of the roadway 12 and, on the other hand, has a regular distance 76 from one another. In the vertical direction, the individual raised road markings 14 are evenly spaced from one another and in this context serve as boundaries of the individual lanes 80 of the roadway 12. The arrangement 60 of the individual raised road markings 14 is shown in Figure 3 as an analytically describable curve 62. The roadway 12 with a number of lanes 80, which are separated from one another by the regular patterns 78 of raised road markings 14, is delimited by a road edge 64 on the right-hand side.
Im Gegensatz zur Darstellung gemäß Figur 3 ist in der Darstellung gemäß Figur 4 eine geometrische Ebene 65 bezeichnet, die einen geraden Verlauf 22 der Fahrbahn 12 wiedergibt. Aus Figur 4 geht hervor, dass die paarweise rechts und links in der geometrischen Ebene 65 angeordneten erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 in identischen Abständen 76 zueinander angeordnet sind. Aus dem regelmäßigen Muster 78 gemäß Figur 4 lässt sich aus der geometrischen Ebene 65 eine Extrapolation 68 gewinnen, welche das erkannte regelmäßige Muster 78 der Anordnung 60 entsprechend dem geraden Verlauf 22 entlang der Fahrbahn 12 fortführt. So können aus wenigen sichtbaren erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 mittels Extrapolation 68 weitere Informationen bezüglich der weiter vor dem Fahrzeug 10 liegenden Strecke, d. h. der Fahrbahn 12, gewonnen werden. In contrast to the representation according to Figure 3, in the representation according to Figure 4 a geometric plane 65 is designated which represents a straight course 22 of the roadway 12. Figure 4 shows that the raised road markings 14 arranged in pairs on the right and left in the geometric plane 65 are arranged at identical distances 76 from one another. From the regular pattern 78 according to Figure 4, an extrapolation 68 can be obtained from the geometric plane 65, which continues the recognized regular pattern 78 of the arrangement 60 according to the straight course 22 along the roadway 12. In this way, further information regarding the route further ahead of the vehicle 10, i.e. the roadway 12, can be obtained from a few visible raised road markings 14 by means of extrapolation 68.
Figur 5 zeigt eine geometrische Ebene 65, die von einem ersten Linienmuster 72 auf der linken Seite und von einem zweiten Linienmuster 74 auf der rechten Seite begrenzt ist. Aus der Darstellung gemäß Figur 5 geht hervor, dass die einzelnen erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 entlang des ersten Linienmusters 72 und des zweiten Linienmusters 74 in regelmäßigen Mustern 78 mit einem identischen Abstand 76 zueinander angeordnet sind. In der Mitte beispielsweise zwischen den beiden Linienmustern 72, 74 ist ein Kreis 70 aus einzelnen, in einem regelmäßigen Muster 78 angeordneten erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 dargestellt. In Bezug auf das Muster des Kreises 70 weisen die einzelnen erhöhten Fahrbahnmarkierungen 14 einen identischen Abstand 76 zueinander auf. Figure 5 shows a geometric plane 65 which is defined by a first line pattern 72 on the left side and by a second line pattern 74 on the right side is limited. From the illustration according to Figure 5 it can be seen that the individual raised road markings 14 are arranged along the first line pattern 72 and the second line pattern 74 in regular patterns 78 with an identical distance 76 from one another. In the middle, for example between the two line patterns 72, 74, a circle 70 made up of individual raised road markings 14 arranged in a regular pattern 78 is shown. In relation to the pattern of the circle 70, the individual raised road markings 14 have an identical distance 76 from one another.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen. The invention is not limited to the embodiments described here and the aspects highlighted therein. Rather, a large number of modifications are possible within the scope specified by the claims, which are within the scope of expert action.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Erkennung und Klassifizierung erhöhter Fahrbahnmarkierungen (14) mittels eines LiDAR-Systems (36) eines Fahrzeugs (10), wobei das LiDAR-System (36) eine Sendeeinheit (38), eine Empfangseinheit (44), mindestens eine Laserstrahlquelle (46) sowie mindestens einen Detektor (48) umfasst, mit zumindest nachfolgenden Verfahrensschritten, die einzeln oder miteinander kombiniert durchlaufen werden: a) Durchführung eines Abgleichs zwischen einer Karte, die Informationen zum Fahrbahnverlauf (20) enthält, und entlang des Fahrbahnverlaufs (20) möglicher zu erkennender erhöhter Fahrbahnmarkierungen (14) durch das LiDAR-System (36), b) Ermittlung von normalen Fahrbahnmarkierungen aus mindestens einer intensitätskodierten oder hintergrundkodierten 3D-Punktwolke (28) und Abgleich mit entlang des Fahrbahnverlaufs (20) möglichen zu erkennenden erhöhten Fahrbahnmarkierungen (14) durch das LiDAR-System (36), c) Ermittlung kontextsensitiver Informationen einer begleitenden Infrastruktur oder aus einer verkehrsplanerischen Relevanz von Aufstellorten von erhöhten Fahrbahnmarkierungen (14)und/oder d) Analyse der intensitätskodierten oder hintergrundlichtkodierten 3D- Punktwolke (28) auf regelmäßige Muster einer Anordnung (60) von erhöhten Fahrbahnmarkierungen (14). 1. Method for detecting and classifying raised road markings (14) by means of a LiDAR system (36) of a vehicle (10), wherein the LiDAR system (36) comprises a transmitting unit (38), a receiving unit (44), at least one laser beam source (46) and at least one detector (48), with at least the following method steps, which are carried out individually or in combination with one another: a) carrying out a comparison between a map containing information on the course of the road (20) and raised road markings (14) that can be detected along the course of the road (20) by the LiDAR system (36), b) determining normal road markings from at least one intensity-coded or background-coded 3D point cloud (28) and comparing them with raised road markings (14) that can be detected along the course of the road (20) by the LiDAR system (36), c) determining context-sensitive information from an accompanying infrastructure or from a traffic planning relevance of Installation locations of raised road markings (14) and/or d) analysis of the intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud (28) for regular patterns of an arrangement (60) of raised road markings (14).
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt a) ein Kartenabgleich anhand einer Geoposition des Fahrzeugs (10) mit der Karte oder mit Beobachtungen vorausfahrender Fahrzeuge in einer Cloud-basierten Datenbank durchgeführt wird. 2. Method according to claim 1, characterized in that according to method step a) a map comparison is carried out on the basis of a geoposition of the vehicle (10) with the map or with observations of preceding vehicles in a cloud-based database.
3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt d) eine Annäherung einer analytisch beschreibbaren Kurve (62) oder einer geometrischen Ebene (65) durchgeführt wird, derart, dass die möglichen zu erkennenden erhöhten Fahrbahnmarkierungen (14) passend miteinander verbunden werden und eine kontinuierliche Prüfung auf Plausibilität erfolgt. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt d) eine regelmäßige Wiederholung von möglichen zu erkennenden erhöhten Fahrbahnmarkierungen (14) mit jeweils gleichen Abständen (76) zueinander entlang der analytisch beschreibbaren Kurve (62) oder der geometrischen Ebene (65) vorgenommen wird. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt d) um mögliche zu erkennende erhöhte Fahrbahnmarkierungen (14) Kreise (70) geschlagen werden, derart, dass Schnittpunkte benachbarter Kreise (70) horizontale, vertikale und zueinander orthogonale Geraden (72, 74) bilden. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt d) geometrische Plausibilitätsüberprüfungen durchgeführt werden zur Feststellung einer geometrischen Regelmäßigkeit des Auftretens erhöhter Fahrbahnmarkierungen (14) und eine Abgrenzung zu einzelnen, auf der Fahrbahn (12) liegenden Gegenständen erfolgt. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß Verfahrensschritt d) eine gezielte Vorausschau derart erfolgt, dass aus der intensitätskodierten oder hintergrundlichtkodierten 3D-Punktwolke (28) eine gezielte Extrapolation auf weitere erhöhte Fahrbahnmarkierungen (14) anhand weniger sichtbarer erhöhter Fahrbahnmarkierungen (14) als Fortführung einer erkannten geometrischen Regelmäßigkeit vorgenommen wird. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vergleich der intensitätskodierten 3D-Punktwolke (28) mit einer hintergrundlichtkodierten 3D-Punktwolke (28) vorgenommen wird. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Abgleich hintergrundlichtkodierter Punktwolke mit intensitätskodierter Punktwolke (28) bei Schildern einer Infrastruktur Übersprech -Effekte (Crosstalk) (18) minimiert werden. Verwendung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein LiDAR-System (36) zur zuverlässigen Erkennung und Überfahrtsklassifizierung von erhöhten Fahrbahnmarkierungen (14) eingesetzt wird. 3. Method according to claims 1 and 2, characterized in that according to method step d) an approximation of an analytically describable curve (62) or a geometric plane (65) is carried out in such a way that the possible increased Road markings (14) are suitably connected to one another and a continuous check for plausibility is carried out. Method according to claims 1 to 3, characterized in that according to method step d) a regular repetition of possible raised road markings (14) to be recognized is carried out at equal distances (76) from one another along the analytically describable curve (62) or the geometric plane (65). Method according to claims 1 to 4, characterized in that according to method step d) circles (70) are drawn around possible raised road markings (14) to be recognized in such a way that intersection points of adjacent circles (70) form horizontal, vertical and mutually orthogonal straight lines (72, 74). Method according to claims 1 to 5, characterized in that according to method step d) geometric plausibility checks are carried out to determine a geometric regularity in the occurrence of raised road markings (14) and a demarcation from individual objects lying on the road (12) is carried out. Method according to claims 1 to 6, characterized in that according to method step d) a targeted forecast is carried out in such a way that a targeted extrapolation to further raised road markings (14) is carried out from the intensity-coded or background-light-coded 3D point cloud (28) on the basis of less visible raised road markings (14) as a continuation of a recognized geometric regularity. Method according to claims 1 to 7, characterized in that a comparison of the intensity-coded 3D point cloud (28) is carried out with a background-light-coded 3D point cloud (28). Method according to claims 1 to 8, characterized in that by comparing background light-coded point clouds with intensity-coded point clouds (28) in the case of signs of an infrastructure, crosstalk effects (18) are minimized. Use of the method according to one of claims 1 to 9, characterized in that a LiDAR system (36) is used for reliable detection and crossing classification of raised road markings (14).
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