Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von wenigstens einer Fahrbahnmarkierung einer einem Fahrzeug vorausliegenden Fahrspur gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zur automatischen Steuerung einer Längs- und/oder Querbewegung eines Fahrzeugs, bspw. im Rahmen einer kamerabasierten Abstandsregelung oder eines kamerabasierten Spurhalteassistenten wird bekannterweise eine optische Fahrspurerkennungs ^¬ einrichtung verwendet. Eine solche Fahrspurerkennungseinrich tung umfasst in der Regel ein Bildaufnahmesystem, bspw. eine Monokamera und ein nachgeschaltetes Bildverarbeitungssystem, welchem die von der Monokamera erzeugten Bilddaten zur Detek tion von Fahrbahnmarkierungen der Fahrbahn zugeführt werden. In der Regel erfolgt die Detektion solcher Fahrbahnmarkierun gen durch Auswertung von Grauwertbildern einer Monokamera au der Basis einer Kantendetektion . Mit Hilfe von speziellen Filtern können unterschiedliche Typen von Fahrbahnmarkierungen, wie bspw. unterbrochene oder durchgezogene Längsmarkie ^¬ rungen, wie Mittel- oder Randlinien der Fahrbahn erkannt wer den .

Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Merkmale in den Grau ^¬ wertbildern nicht immer so stark ausgeprägt sind, dass mit hoher Sicherheit solche Fahrbahnmarkierungen erkannt werden können. Dies ist insbesondere dann der Fall wenn solche Fahr bahnmarkierungen verschmutzt oder alt sind. Mit Blick hierauf schlägt die DE 10 2009 053 748 AI ein Verfahren zur Spurführung eines Fahrzeugs vor, bei dem Spurrillen als Spurinformation verwendet werden und diese Spurrillen mittels einer Sensor- und/oder Kamera- und/oder

Scannereinrichtung erfasst und/oder abgetastet werden. Es kann jedoch im Allgemeinen nicht davon ausgegangen werden, dass alle Fahrbahnen solche Spurrillen aufweisen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Er ^¬ findung, ein Verfahren zur Erkennung von wenigstens einer Fahrbahnmarkierung einer einem Fahrzeug vorausliegenden Fahrspur anzugeben, mit welchem die oben genannten Nachteile vermieden werden, insbesondere mit hoher Funktionssicherheit Fahrbahnmarkierungen erkannt werden können.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkma ^¬ len des Patentanspruchs 1

Ein solches Verfahren zur Erkennung von wenigstens einer Fahrbahnmarkierung einer einem Fahrzeug vorausliegenden Fahrspur, bei dem die von einer 3D-Kamera erzeugten Bilddaten der vor dem Fahrzeug vorausliegenden Fahrbahn einer Auswerteeinheit zur Auswertung zugeführt werden, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass

- aus den Bilddaten ein Straßenhöhenprofil quer zur Fahrt ^¬ richtung des Fahrzeugs mittels der Auswerteeinheit erzeugt wird,

- im Verlauf des Straßenhöhenprofils wenigstens eine Erhebung gegenüber der Fahrbahnebene der Fahrbahn anzeigende Höhensprünge aus dem Straßenhöhenprofil detektiert werden,

- der Wert des Abstandes der Höhensprünge der wenigstens ei ^¬ nen Erhebung und der Wert der Höhe des die wenigstens eine Erhebung anzeigenden Höhensprunges als Geometriedaten der we- nigstens einen Erhebung mittels der Auswerteeinheit bestimmt werden, und

- durch Vergleich der Werte der Geometriedaten der wenigstens einen Erhebung mit in der Auswerteeinheit abgelegten Geomet- riedaten eine Fahrbahnmarkierung der Fahrbahn detektiert wird .

Aufgrund der Verwendung einer 3D-Kamera kann die Höhe der Fahrbahnoberfläche bis auf wenige Millimeter genau vermessen werden. Da Fahrbahnmarkierungen unabhängig von ihrem Verschmutzungsgrad oder Alter immer eine Erhebung mit wenigen Millimetern darstellen, sind diese mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sicher erkennbar. Durch die Speicherung von Geometriedaten von unterschiedlichen Fahrbahnmarkierungen in der Auswerteeinheit lassen sich dadurch auch die detektierten Fahrbahnmarkierungen spezifizieren.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Profilierung der wenigstens einen Erhebung quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs bestimmt und durch Vergleich der Pro ^¬ filierung mit in der Auswerteeinheit abgelegten Profilie- rungsdaten die Fahrbahnmarkierung detektiert. So können bspw. Längsstreifen, wie Mittelstreifen, die einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen, sicher von anderen Fahrbahnmarkierungen mit profilierten Oberflächen, wie bspw. Markierungsknöpfen (spot dots) unterschieden werden, die eine gewölbte Oberseite aufweisen.

Ferner zeichnet sich eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dadurch aus, dass als weitere Geometriedaten der wenigstens einen Erhebung zusätzlich in Fahrtrichtung die Länge der detektierten Erhebung und/oder der Abstand zwischen in Längsrichtung aufeinanderfolgenden Erhebungen bestimmt wird und durch Vergleich der weiteren Geometriedaten der Erhebung in Fahrtrichtung mit in der Auswerteeinheit abgelegten weiteren Geometriedaten eine Fahrbahnmarkierung bestimmt wird.

Somit lässt sich auch anhand der Geometrie in Fahrtrichtung des Fahrzeugs nicht nur eine Fahrbahnmarkierung, sondern auch deren Typ erkennen, wie bspw. in Fahrtrichtung des Fahrzeugs durchgezogene oder unterbrochene Fahrbahnmarkierungen.

Ebenso lässt sich nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Profilierung der wenigstens einen Erhebung in Fahrtrichtung bestimmen und durch Vergleich der Profilierung mit in der Auswerteeinheit abgelegten weiteren Profilierungs- daten die Fahrbahnmarkierung detektieren. Damit können insbesondere in Längsrichtung strukturierte Fahrbahnmarkierungen, wie bspw. Pfeile und/oder andere Flächenmarkierungen detek- tiert werden.

Des Weiteren ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der auf von vorgesehen, dass zur Detektion von Längsmarkierungen als Fahrbahnmarkierungen Geometriedaten und weitere Geometriedaten von Längsmarkierungen der Fahrbahn in der Auswerteeinheit gespeichert werden. So können anhand der abgespeicherten Geometriedaten quer zur Fahrtrichtung als auch in Fahrtrichtung im Wesentlichen alle Längsmarkierungen einer Fahrbahn detek- tiert werden. Dies betrifft sowohl eine unterbrochene Leitli ^¬ nie, auch Mittelstreifen genannt, eine Fahrbahnbegrenzung als durchgezogene Randlinie oder auch doppelte Fahrstreifenbe ^¬ grenzungen, die aus zwei durchgezogenen parallelen Linien bestehen. Auch gibt es Längsmarkierungen, die aus einem durchgezogenen und unterbrochenem Doppelstrich oder einem unterbrochenem Doppelstrich bestehen. Besonders vorteilhaft ist es gemäß einer weiteren Ausgestal ^¬ tung der Erfindung, wenn zur Detektion von Markierungsknöpfen als Fahrbahnmarkierungen Profilierungsdaten und weitere Pro- filierungsdaten von Markierungsknöpfen der Fahrbahn in der Auswerteeinheit gespeichert werden. Somit kann bei der Detek ^¬ tion von Markierungsknöpfen, die auch in Fahrtrichtung eine gewölbte Oberfläche aufweisen, die Erkennungssicherheit er ^¬ höht werden.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung werden zur Detektion von Quermarkierungen als Fahrbahnmarki rungen Geometriedaten und weitere Geometriedaten Daten von Quermarkierungen der Fahrbahn in der Auswerteeinheit gespei chert. Damit können bspw. als Fahrbahnmarkierungen Haltelinien oder Fußgängerüberwege detektiert werden.

Des Weiteren können weiterbildungsgemäß auch Flächenmarkie ^¬ rungen als Fahrbahnmarkierungen detektiert werden, wenn entsprechende Geometriedaten und weitere Geometriedaten von Flä chenmarkierungen der Fahrbahn in der Auswerteeinheit gespeichert werden. Solche Flächenmarkierungen stellen bspw. Pfeil oder Piktogramme (Radfahrer, Behinderte) sowie Parkflächen ^¬ markierungen dar.

Bei einer letzten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Spurerkennung des Fahrzeugs ein Grauwertbild oder ein Farbbild mittels eines Umgebungssensors von der dem Fahrzeug vorausliegenden Fahrbahn erzeugt und die erkannte Fahrspur des Fahrzeugs mit der wenigstens einen er ^¬ kannten Fahrbahnmarkierung plausibilisiert wird. Damit werden Spurmarkierungen, die mittels Kantenerkennung aus Monokamera- bildern erkannt werden, mittels der detektierten Fahrbahnmarkierungen plausibilisiert. Als 3D-Kamera kann eine Stereokamera verwendet wird, wobei ein Bildsensor dieser Stereokamera als Monokamera zur Detek tion von Fahrbahnmarkierungen mittels Kantenerkennung einsetzbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die bei ^¬ gefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 ein schematisches Blockschaltbild eines Fahrzeugs mit einer von einer 3D-Kamera aufgenommenen Straßenszene zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens , Figur 2 eine Darstellung eines Straßenhöhenprofils im Be ^¬ reich einer Mittellinie als Fahrbahnmarkierung einer Fahrbahn, und

Figur 3 eine Darstellung eines Straßenhöhenprofils im Be- reich eines Markierungsknopfes als Fahrbahnmarkie ^¬ rung einer Fahrbahn.

Das in Figur 1 schematisch dargestellte Fahrzeug 10 umfasst eine als Stereokamera 11 ausgebildete 3D-Kamera, die von der vor dem Fahrzeug 10 liegenden Straßenszene Z Bilddaten erzeugt. Diese Straßenszene Z zeigt eine Fahrbahn 20 mit zwei durch eine unterbrochene Mittellinie 1 als Fahrbahnmarkierun ^¬ gen getrennte Fahrspuren 21 und 22, wobei sich das Fahrzeug 10 auf der rechten Fahrspur 21 in Fahrtrichtung F bewegt. Die Fahrbahn 20 wird durch eine rechte und linke durchgezogenen Randlinie 2.1 bzw. 2.2 als Fahrstreifenbegrenzung begrenzt. An die rechte und linke Randlinie 2.1 und 2.2 als Fahrbahn- markierung schließt sich jeweils ein Randstreifen 21.1 und 22.1 der Fahrbahn 20 an.

Die von der Stereokamera 11 aufgenommenen Bilddaten werden zu deren Auswertung einer Bildverarbeitungseinheit 12 zugeführt, die hieraus ein Straßenhöhenprofil PI entlang einer Linie L durch einen Streifen 1.1 der Mittellinie 1 quer zur Fahrtrichtung F erzeugt. Dieses Straßenhöhenprofil PI zeigt Figur 2, welches zur Auswertung einer Auswerteeinheit 13 zugeführt wird.

Die Auswertung mittels der Auswerteeinheit 13 beginnt damit, dass aus dem Verlauf des Straßenhöhenprofils PI eine Erhebung 1 gegenüber der Fahrbahnebene der Fahrbahn 20 anzeigende Höhensprünge Sil und S12 detektiert werden. Diese beiden

Höhensprünge Sil und S12 zeigen die Breite bi des Streifens 1.1 der Mittellinie 1 an. Im weiteren Verlauf der Auswertung wird der Wert Bl des Abstandes bi der Höhensprünge Hll und H12 der Erhebung 1.1 und der Wert hi der Höhe Hl des die Er- hebung 1.1 anzeigenden Höhensprunges Sil und S12 als Geomet ^¬ riedaten dieser Erhebung 1.1 bestimmt.

Die Auswerteeinheit 13 umfasst eine Speichereinrichtung, in welcher Geometriedaten von Fahrbahnmarkierungen, insbesondere von Längsmarkierungen, wie Mittellinien und Randlinien einer Fahrbahn gespeichert sind. Diese Geometriedaten entsprechen den Abmessungen von Fahrbahnmarkierungen quer zur Fahrtrichtung F des Fahrzeugs 10. Durch Vergleich der Werte bi und hi der detektierten Geometriedaten der Erhebung 1.1 mit in der Auswerteeinheit 13 abgelegten Geometriedaten wird bei Übereinstimmung diese Erhebung 1.1 als Fahrbahnmarkierung 1 der Fahrbahn 20 detektiert. Während der Fahrt des Fahrzeugs 10 in Fahrtrichtung F werden für eine Mehrzahl von weiteren quer zur Fahrtrichtung F verlaufenden Linien LI und L2 usw. die zugehörigen Straßenhöhen- profile von der Bildverarbeitungseinheit 12 erstellt und von der Auswerteeinheit 13 ausgewertet. Durch die Auswertung die ^¬ ser Straßenhöhenprofile in Querrichtung der Fahrtrichtung F kann auch ein in Fahrtrichtung F verlaufendes Straßenhöhen- profil erstellt werden. Aus einem solchen in Fahrtrichtung F verlaufenden Straßenhöhenprofil lässt sich der Wert der Länge des Streifens 1.1 der Mittellinie 1 bestimmen. Um diese

Längsmarkierung 1 als unterbrochene Mittellinie detektieren zu können, sind die Werte der Länge von Längsmarkierungen als weitere Geometriedaten in der Speichereinrichtung der Auswerteeinheit 13 abgelegt.

Neben der Länge des Streifens 1.1 der Mittellinie 1 kann auch der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Streifen 1.1 der Mittellinie 1 erfasst und dessen Wert ermittelt werden. Durch Vergleich dieses Wertes des Abstandes zwischen zwei aufeinanderfolgenden Streifen 1.1 mit in der Speichereinrichtung der Auswerteeinheit 13 abgelegten Werten lässt sich ebenso auf den Typ der Längsmarkierung schließen.

Wird ein Straßenhöhenprofil über die gesamte Breite der Fahr- bahn 20 erzeugt, welches auch die Randlinien 2.1 und 2.2 um- fasst, können aufgrund der weiteren Geometriedaten in der Speichereinrichtung der Auswerteeinheit 13 diese Erhebungen als durchgehende Randlinien 2.1 und 2.2 detektiert werden. Diese Daten hinsichtlich der detektierten Fahrbahnmarkierungen 1, 2.1 und 2.2 werden einem Fahrerassistenzsystem 14, bspw. einer spurgeführten Abstandsregelung oder einem Spur- halteassistenten zugeführt, um mit diesen Daten eine Spurerkennung für das Fahrzeug 10 zu realisieren.

Es ist auch möglich, dass diese Daten hinsichtlich der detektierten Fahrbahnmarkierungen 1, 2.1 und 2.2 zur

Plausibilisierung einer monokamerabasierten Spurerkennung zu verwenden. Bei einer solchen monokamerabasierten Spurerkennung wird von einer der beiden Kameras der Stereokamera 11 ein Grauwertbild erzeugt, aus welchem mittels Kantenerkennung Fahrbahnmarkierungen, wie bspw. Längsmarkierungen (unterbrochene oder durchgezogene Mittellinie, durchgezogene Randli ^¬ nien usw.) detektiert werden. Die aus einem solchen Grauwertbild detektierten Spurmarkierungen werden mit den erfindungsgemäß detektierten Fahrbahnmarkierungen 1, 2.1 2.2 plausibi- lisiert .

Als Fahrbahnmarkierungen werden auch Markierungsknöpfe (Bot Dots) verwendet, welche anstelle einer ebenen Oberfläche eine gewölbte Oberfläche aufweisen.

Werden im Bereich solcher Markierungsknöpfe ebenso Straßen- höhenprofile quer zur Fahrtrichtung F des Fahrzeugs 10 von der Bildverarbeitungseinheit 12 erstellt, ergibt sich ein in Figur 3 dargestellter Verlauf eines solchen Straßenhöhenpro- fils P2 mit einer Erhebung 3 über der Fahrbahnoberfläche der Fahrbahn 20. Eine solche Erhebung 3 wird ebenso wie oben be ^¬ reits dargelegt anhand von zwei Höhensprüngen S21 und S22 de ^¬ tektiert und der Wert b2 des Abstandes B2 der beiden Höhen ^¬ sprünge S21 und S22 sowie der Wert h.2 der Höhe H2 dieser Höhensprünge bestimmt. Zusätzlich wird auch die Profilierung, also die gewölbte Oberfläche dieser Erhebung 3 quer zur

Fahrtrichtung bestimmt. Durch Vergleich der Werte b2 und .2 als Geometriedaten sowie der detektierten Profilierung mit in Speichereinheit der Auswerteeinheit 13 abgelegten Geometrie ^¬ daten und Profilierungsdaten wird diese Erhebung 3 als Markierungsknopf detektiert.

Werden in Fahrtrichtung mehrere Straßenhöhenprofil P2 erzeugt, kann hieraus ein Straßenhöhenprofil in Fahrtrichtung erstellt werden, woraus die Geometriedaten von detektierten Erhebungen als auch deren Profilierung in Fahrtrichtung detektiert und deren Werte bzw. deren Profilierung mit in der Speichereinrichtung der Auswerteeinheit 13 abgelegten weiteren Geometriedaten und weiteren Profilierungsdaten verglichen werden, um hieraus die Erkennungssicherheit solcher Markie ^¬ rungsknöpfe 3 zu verbessern.

Neben der Detektion von Längsmarkierungen lassen sich mit dem oben erläuterten erfindungsgemäßen Verfahren auch Quermarkierungen und Flächenmarkierungen als Fahrbahnmarkierungen de- tektieren, indem aus den entsprechenden Straßenhöhenprofilen in Querrichtung der Fahrtrichtung F und gegebenenfalls auch in Fahrtrichtung F Geometriedaten und weitere Geometriedaten solcher Quermarkierungen und Flächenmarkierungen der Fahrbahn 20 in der Auswerteeinheit 13 gespeichert werden.

Bezugs zeichen

1 Mittellinie der Fahrbahn 20

1.1 Erhebung der Fahrbahn 20

2.1 rechte Randlinie der Fahrbahn 20

2.2 linke Randlinie der Fahrbahn 20

3 Markierungsknopf (Bot Dot) der Fahrbahn 20

10 Fahrzeug

11 3D-Kamera, Stereokamera

12 Bildverarbeitungseinheit

13 Auswerteeinheit

14 Fahrerassistenzsystem 20 Fahrbahn

21 rechte Fahrspur der Fahrbahn 20

21.1 rechter Randstreifen der Fahrbahn 20

22 linke Fahrspur der Fahrbahn 20

22.1 linker Randstreifen der Fahrbahn 20 bi Wert der Breite Bl

b2 Wert der Breite B2

Bl Breite der Erhebung 1.1

B2 Breite des Markierungsknopfes 3

F Fahrtrichtung des Fahrzeugs 10

L Linie quer zur Fahrtrichtung F

LI Linie quer zur Fahrtrichtung F

L2 Linie quer zur Fahrtrichtung F

PI Straßenhöhenprofil

P2 Straßenhöhenprofil

511 Höhensprung im Straßenhöhenprofil PI

512 Höhensprung im Straßenhöhenprofil PI Höhensprung im Straßenhöhenprofil P2 Höhensprung im Straßenhöhenprofil P2 Straßenszene