(57)【要約】  本発明は、自動車（１）の運転支援装置（２）を用いて地面（６）のマーク（７）を検出する方法に関する。該方法は、運転支援装置（２）の画像センサ（３）によって二次元画像（１１）を提供するステップと、二次元画像（１１）に基づいてマーク候補（７’’）を特定するステップと、運転支援装置（２）の距離センサ（４）によって距離測定を行うステップと、マーク候補（７’’）が距離測定の結果（１７）を、地面（６）のマーク（７）であるか、または地面（６）に存在する物体（１３）のマーク（１４）であるかを決定することを基準とするステップとを備える。
2017502409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車（１）の運転支援装置（２）を用いて地面（６）のマーク（７）を検出する方法であって、
前記運転支援装置（２）の画像センサ（３）によって二次元画像（１１）を提供するステップと、
前記二次元画像（１１）に基づいてマーク候補（７’’）を特定するステップと、
前記運転支援装置（２）の距離センサ（４）によって距離測定を行うステップと、
前記距離測定の結果（１７）を、前記マーク候補（７’’）が前記地面（６）の前記マーク（７）であるか、または前記地面（６）に存在する物体（１３）上のマーク（１４）であるかを決定するための基準とするステップと
を備えた方法。
【請求項２】
前記運転支援装置（２）が、前記二次元画像（１１）に基づいて、特に前記マーク候補（７’’）を前記地面（６）に対して地面投影（１５）することで、前記マーク候補（７’’）の前記自動車（１）に対する位置を決定し、前記位置と前記距離測定の前記結果（１７）とを比較することによって前記マーク候補（７’’）を確認することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記距離測定によって測定された距離（１７）が、前記マーク候補（７’’）の前記自動車（１）からの距離よりも短い場合、前記マーク候補（７’’）が前記物体（１３）の前記マーク（１４）であると認識されることを特徴とする、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記距離測定によって、物体（１３）が検出されなかった場合、または前記マーク候補（７’’）の前記自動車（１）からの距離よりも測定された距離（１７）が長い場合、前記マーク候補（７’’）が前記地面（６）の前記マーク（７）であると認識されることを特徴とする、請求項２または３記載の方法。
【請求項５】
前記二次元画像（１１）が、画像センサ（３）としてカメラ、及び／またはレーザスキャナを用いることによって提供される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記距離測定が、距離センサ（４）として、超音波センサ、レーザスキャナ、レーダーセンサ、及び／または三次元画像データを提供するカメラを用いることによって行われることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記運転支援装置（２）を用いて、駐車スペース（８）のマークを前記地面（６）の前記マーク（７）として検出することによって、前記駐車スペース（８）が検出され、及び／または前記自動車（１）の駐車スペース（８）内での目標位置が決定されることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記運転支援装置（２）を用いて、道路の長手方向マークを前記地面（６）の前記マーク（７）として検出することにより、車線が認識されることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
地面（６）のマーク（７）を検出する自動車（１）用運転支援装置（２）であって、
二次元画像（１１）を提供する画像センサ（３）と、
前記二次元画像（１１）に基づいてマーク候補（７’’）を特定する解析装置（５）と、
距離測定を行う距離センサ（４）と
を備え、
前記解析装置（５）が、前記距離測定の結果（１７）を、前記マーク候補（７’’）が前記地面（６）の前記マーク（７）であるか、または前記地面（６）に存在する物体（１３）のマーク（１４）であるかを決定するための基準とすることを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の運転支援装置（２）を備える自動車（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の運転支援装置を用いて、地面のマークを検出する方法に関する。本発明はさらに、そのような方法を実行する運転支援装置と、そのような運転支援装置を備える自動車にも関する。
【背景技術】
【０００２】
本件は特に、自動車に対して駐車操作を行う駐車支援システムに関する。これに関しては、半自律（半自動）システムとして知られているものと、全自動システムとして知られているものでは相違点がある。本件におけるそれらのシステムに共通する特徴は、駐車スペースとなりうるスペースが検出され、その駐車スペースの寸法が記録され、次いで保存されている最小寸法と比較されることである。検出された駐車スペースの記録された寸法がこの最小寸法と少なくとも同等であるとき、駐車操作可能の信号が運転者に対して送られる。次に、システムは、駐車スペースに対する自動車の現在の相対位置を確認し、自動車が衝突せずにその駐車スペースに駐車するための駐車進路（駐車軌跡）を計算で割り出す。半自律型駐車支援システムの場合、運転手はアクセルとブレーキ操作を自ら行う。よって、半自律型駐車支援システムの場合、自動車の長手方向の移動はこのように運転者自らによって制御され、横方向の移動は駐車支援システムによって制御される。この駐車支援システムによる制御の際には、自動車の操舵装置に対して適切な制御信号が出力される。他方、全自動型駐車支援システムの場合、長手方向の移動と横方向の移動の両方がこの駐車支援システムによって自動的に行われる。この際、自動車の操舵装置と、ドライブトレーン及び制動システムに対して、適切な制御信号が出力される。全自動型システムの場合、運転者は単に駐車操作を許可するだけでよく、またいつでもそれを中断させることができる。
【０００３】
駐車スペースを記録するため、自動車のフロント領域の両側方端部に取り付けられた超音波センサが通常使用される。自動車が駐車スペースとなりうるスペースを通過する間、超音波センサは、自動車外部の障害物や物体からの自動車側方の間の距離を計測し続ける。超音波センサからの測定値を基に、進んだ距離を考慮することで、自動車または道路の長手方向におけるその駐車スペースの大きさと、自動車に対する駐車スペースの相対位置が決定される。これは、平行駐車スペース（その長手方向軸は道路とほぼ平行する）と、横断駐車スペース（その長手方向軸は道路に対して直角、または鋭角を成す）の両方に当てはまる。そのような検出方法は、例えばＥＰ０３０５９０７Ｂ１（特許文献１）に記載されている。
【０００４】
また、超音波センサからのセンサデータとカメラからの画像データを組み合わせて用いて、駐車スペースを検出する技術は既に先行技術となっている。そのようなセンサの併用は、例えばＤＥ１０２００７０４７３６２Ａ１（特許文献２）に記載されている。
【０００５】
また、独国特許公報ＤＥ１１２０１０００５５７２Ｔ５（特許文献３）には、カメラからの画像データと複数の超音波センサからのセンサデータを用いて、表示装置に画像表示を行う方法が記載されている。
【０００６】
今日の駐車支援システムでは、カメラからの画像データと超音波センサからのセンサデータに基づいて駐車スペースを検出するが、通常、超音波センサを先に使用することで駐車スペースが検出される。超音波センサからのセンサデータに基づいて駐車スペースが検出されると、画像データがさらに分析され、必要に応じ既に検出した駐車スペースに修正が加えられる。そのような修正が必要な場合は、例えば、駐車スペースを囲む他の自動車が斜めに、つまり駐車スペースの長手方向に対して鋭角を成すように駐車されている場合である。駐車支援システムによって、検出された駐車スペースに斜めに駐車するような身勝手な駐車を防ぐためにも、カメラによる駐車スペースマークの認識が必要である。また、画像データは、隣に駐車している自動車が存在せず、地面の駐車スペースマークのみによって囲まれている駐車スペースを検出する際にも使用されており、特に、駐車スペースがＴ字状マークによって囲まれている場合、ライン認識の信頼性がさらに高くなる。
【０００７】
他方、Ｔ字状でないシンプルな駐車スペースマークの正確な検出は難しい。そのようなマークは、影や他の車のトリムと混同され易い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許公報ＥＰ０３０５９０７Ｂ１
【特許文献２】独国特許公報ＤＥ１０２００７０４７３６２Ａ１
【特許文献３】独国特許公報ＤＥ１１２０１０００５５７２Ｔ５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、冒頭で述べたタイプの方法が、どうのように運転支援装置を使用して地面のマークをとりわけ正確に検出するのかということに対する解決策を提示することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的は、各独立請求項に記載の特徴を有する方法、運転支援装置、及び自動車によって達成される。本発明の実施形態の効果は、従属請求項、明細書、及び図面によって説明される。
【００１１】
本発明による方法は、道路等の地面上の自動車の運転支援装置を使用して、地面のマークを検出する。運転支援装置の画像センサを使用して自動車周囲の２次元画像を提供し、その二次元画像を基にマーク候補（マークである可能性があるもの）が特定される。また、画像センサとは別体の運転支援装置の距離センサを用いて距離測定を行う。距離測定の結果を、画像を基に検出したマーク候補が地面のマークであるか、または地面に存在する物体のマークであるかを決定する基準とする。
【００１２】
本発明によれば、二次元画像を基に特定したマーク候補が、三次元の物体をも検出できる距離センサからのセンサデータに基づいて確認される。二次元画像は奥行き情報を持たず、マーク候補も画像を地面に投影することによって検出されるため、二次元画像のみでは、マーク候補が地面にある実際のマークであるか、地面上方の三次元物体上のマーク（例えば、自動車の細長いデザインのトリム）であるかが判断できない。距離センサを用いて距離測定を行えば、マーク候補を確認することができ、それが実際に地面のマークであるか、または物体上のマークであるかが正確に判断できる。よって、地面のマークの検出を高い精度で行うことができる。
【００１３】
上述の方法によって検出されるマークは、好ましくは長手方向に延びる細長い線状のマークであり、例えば、駐車スペースを囲む駐車スペースマークである。付加的または代替的に、当該マークは道路の車線を画定する長手方向の道路マークであってもよい。
【００１４】
好ましくは、運転支援装置は、二次元画像に基づいて自動車に対するマーク候補の位置を決定し、その位置と距離測定の結果とを比較することによってマーク候補を確認する。
【００１５】
マーク候補の相対位置は、好ましくは、画像センサとマーク候補とをつなぐ直線に沿ってマーク候補を地面に投影することで決定される。二次元画像には奥行き情報が含まれないため、マーク候補のこの相対位置の決定は、マーク候補を地面の表面に対して投影することによってのみ可能となる。マーク候補の相対位置が分かれば、それを距離測定の結果と比較でき、確認もできる。これにより、マークの誤検出を防ぐことができる。
【００１６】
この点について、距離測定によって、マーク候補の自動車からの距離よりも短い距離が測定された場合、マーク候補は物体のマークとして認識され、正しい地面のマークとは認識されない。二次元画像をマーク候補の位置を決定する基準とするため、マーク候補は地面の表面に投影されるが、このマーク候補は、距離センサによって測定される距離よりも自動車から遠くに位置している可能性もある。実際の地面のマークが三次元物体の後ろで検出されることはあり得ず、この場合は誤検出であるが、マーク候補の前で物体が検出されると、このマーク候補は地面の上方に位置するラインとして認識され、それ故除外される。
【００１７】
他方、距離測定によって物体が検出されなかった場合、またはマーク候補の自動車からの距離よりも長い距離が測定された場合、マーク候補は好ましくは、地面のマーク、つまり正しいマークとして認識される。この場合、地面マークの検出が確認され、結果としてそのマークは駐車スペースマーク、または道路の長手方向マーク等として認識される。それ故この検出は信頼性が高い。
【００１８】
二次元画像の記録に関しては、様々な実施形態が考えられる。二次元画像データは、カメラ、特にＣＭＯＳカメラやＣＣＤカメラのような感色性カメラを用いて提供できる。そのようなカメラは、可視スペクトル範囲における光を検出する画像記録装置であり、よって自動車周囲の画像を提供できる。カメラからの画像データは、地面のマークを検出する基準とすることができるが、単一フレームの画像データには奥行き情報が含まれていない。このため、検出されたマークの位置の確認は、そのマークを地面に投影することによってのみ可能になる。
【００１９】
すなわち、そのようなカメラを用いる場合、距離センサを用いた本発明による確認を行うことで、特に好ましい効果が得られる。
【００２０】
付加的または代替的に、使用する画像センサはレーザスキャナであってもよい。
【００２１】
距離測定は、超音波センサを用いて行うことが好ましい。付加的または代替的に、使用する距離センサは、レーザスキャナ、レーダーセンサ、及び／または三次元画像データを得るカメラであってもよい。そのようなカメラは、例えばステレオカメラや、自動車の走行中に記録される複数の画像を基に三次元画像情報が得られるカメラである。この場合、例えばＳＬＡＭ（Simultaneous Localization and Mapping）方法が使用できる。
【００２２】
既に説明したように、運転支援装置は駐車支援システムの形態をとってもよい。この駐車支援システムは駐車スペースを検出し、自動車を少なくとも半自律的に駐車させる。駐車支援システムは、マークとして駐車スペースを囲む駐車スペースマークを検出することができる。該システムは、検出された駐車スペースマークに基づいて駐車スペースを検出し、及び／または駐車スペース内の自動車の目標位置を決定することができる。検出された駐車スペースマークに基づいて駐車スペースの正確な向きが確認されるため、少なくとも半自律的駐車操作は正確に行われる。
【００２３】
付加的または代替的に、運転支援装置が道路の車線を認識するようにしてもよい。この場合、検出されるマークは道路の長手方向のマークとなる。この実施形態においては、運転支援装置は、例えば車線逸脱警告システムであってもよい。
【００２４】
本発明はさらに、地面のマークを検出する自動車用運転支援装置にも関する。この運転支援装置は、二次元画像を提供する画像センサと、二次元画像に基づいてマーク候補を特定する解析装置と、距離測定を行う距離センサとを備える。解析装置は、距離測定の結果を基準として、マーク候補が地面のマークであるか、または地面に存在する物体のマークであるかを判定する。
【００２５】
また、本発明による自動車は、本発明による運転支援装置を備える。
【００２６】
本発明による方法に関して提示する好ましい実施形態とその効果は、本発明による運転支援装置及び自動車に同様に当てはまる。
【００２７】
本発明のその他の特徴は、請求項の範囲、図面、及び図面の説明から明らかになる。上記の説明で述べた特徴の全てやそれらの組み合わせ、及び以下の図面の説明で述べられる、または図面から自ずと理解される特徴やそれらの組み合わせは、提示した組み合わせだけでなく、他の組み合わせや個別的に用いた場合でも有効である。
【００２８】
以下、添付の図面を用いて、好ましい例示的な実施形態を基に本発明を詳述する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、本発明の実施形態による運転支援装置を備えた自動車の模式図であり、該自動車は駐車スペースに隣接している。
【図２】図２は、該駐車スペースの図の例である。
【図３】図３は、該自動車の一領域の模式図であり、本発明の実施形態による方法をより具体的に説明するためのものである。
【図４】図４は、本発明の方法を説明するための画像の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１に示す自動車１は、本発明の一実施形態による運転支援装置２を備えている。この実施例においては、運転支援装置２は、駐車スペースを検出し、半自動または全自動で駐車操作を行う駐車支援システムの形態をとっている。この駐車支援システムは、事前に検出された駐車スペースに対して自動車１を自動的、または半自律的に案内するための適切な駐車軌跡を自動的に計算することができる。全自動型駐車支援システムの場合、運転支援装置２は自動車１に対して長手方向と横方向の案内を行う。他方、半自動型または半自律型システムの場合、運転支援装置２は横方向の案内のみを制御し、よって、ステアリングを自動的に制御するが、運転者は自らアクセルとブレーキの操作を行う。
【００３１】
付加的または代替的に、運転支援装置２は車線逸脱警告システムであってもよい。
【００３２】
運転支援装置２は画像センサ３を備えており、本実施例ではカメラである。運転支援装置２はまた、例えば超音波センサである複数の距離センサ４を備えている。距離センサ４は、例えば自動車１のフロントバンパーに分散されて配置されていてもよい。また、リアバンパーに、対応する距離センサ４を配置してもよい。自動車１のそれぞれの側面には、少なくとも１つの距離センサ４を配置する。
【００３３】
運転支援装置２はさらに、地面６（この場合、道路）のマーク７を検出する電子解析装置５を備えている。マーク７を検出すると、その検出されたマーク７は、駐車スペース８を検出する基準、及び／または駐車スペース８内の自動車１の目標位置を定める基準としてよい。駐車スペース８が斜めに駐車された他の自動車９や１０によって囲まれている場合、マーク７を検出することで駐車スペース８の向きが決定される。しかしそのような場合、距離センサ４のみを用いて駐車スペースの向きを正確に記録することは不可能であり、可能であっても正確さは制限される。
【００３４】
マーク７は、画像センサ３からの画像データを用いて検出される。図２は、駐車スペース８’、つまりマーク７’の例示的な画像１１を模式的に示している。図２において、参照番号１２は地平線を示す。この場合、画像１１は、上述のカメラによって提供された自動車周囲の画像である。マーク７’を検出するには、カメラの画像からグラデーション画像またはエッジ画像と呼ばれる画像が作られ、これがマーク７’を特定するための基準となる。
【００３５】
自動車１とマーク７の間に物体が存在しなければ、原則的に問題なく、センサ３からの画像データを基にマーク７を検出してよい。先行技術においては、図３に示すように、例えば地面６の現にマーク７が位置する領域に物体１３が存在する場合、マーク７の検出は困難になり得る。物体１３が、例えば明るく細長いクロムメッキトリップ１４を有する暗色の自動車であった場合、センサ３は図４に示すような画像を提供する。図４においては、物体１３が、細長いクロムメッキストリップ１４を有し、暗い地面６’に存在する黒い自動車として描かれている。追加確認作業を行わなければ、解析装置５はクロムメッキストリップ１４を地面のマークと認識することになる。
【００３６】
そのような誤認識を防ぐため、解析装置５は画像１１を基に検出された、マークになり得る物に対して追加確認を行う。再び図３において、画像センサ３は、例えば前掲のクロムメッキストリップ１４または他の細長いマークを有する物体１３の画像を提供する。解析装置５は、このクロムメッキストリップ１４をマーク候補７’’として認識する。マーク候補７’’の位置は自動車１に対して相対的であり、センサ３とクロムメッキストリップ１４をつなぐ直線１６に沿った地面投影１５によって求められる。このようにする理由は、画像センサ３が提供する画像が、自動車周囲の奥行き情報の無い二次元画像１１のみであるからである。このマーク候補７’’を確認するには、距離センサ４を用いて物体１３からの距離１７を測定する。次いで解析装置５は、測定された距離１７が、マーク候補７’’の自動車１からの距離より短いか長いかを検査する。つまり、解析装置５は、マーク候補７’’の前に物体１３が存在するか否か、換言すれば、自動車１とマーク候補７’’の間に物体１３が存在するか、を検査する。物体１３がマーク候補７’’の前で検出されると、解析装置５は、マーク候補７’’をクロムメッキストリップ１４、つまり、物体１３のマーク、として認識する。他方、自動車１とマーク候補７’’の間の領域で物体が検出されなかった場合、マーク候補７’’は、実際に地面６にあるマーク７として認識される。マーク７の位置は図３に示すマーク候補７’’の位置に相当する。
【図１】
2017502409.tif 000003
【図２】
2017502409.tif 000004
【図３】
2017502409.tif 000005
【図４】
2017502409.tif 000006
【国際調査報告】
2017502409.tif 000007
2017502409.tif 000008
2017502409.tif 000009
2017502409.tif 000010
2017502409.tif 000011
2017502409.tif 000012