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1. WO2008086859 - VERFAHREN UND FAHRERASSISTENZSYSTEM ZUM UNTERSTÜTZEN EINES FAHRERS BEIM FAHREN EINES KRAFTFAHRZEUGS

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

Verfahren und Fahrerassistenzsystem zum Unterstützen eines Fahrers beim Fahren eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers beim Fahren eines Kraftfahrzeugs sowie ein Fahrerassistenzsystem.

Fahrerassistenzsysteme, die einen Fahrer beim Fahren eines Kraftfahrzeugs unterstützen, indem sie unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise wenn der Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug einen vorbestimmten Wert unterschreitet, entweder eine Warnung ausgeben oder in das Fahrverhalten eingreifen, sind bekannt. Sogenannte Längsregelsysteme können beispielsweise in Abhängigkeit verschiedener Bedingungen ein Bremsen oder Beschleunigen des Fahrzeugs herbeiführen und regeln dadurch selbständig die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, was auch als Adaptive Cruise Control (ACC) bekannt ist.

In der DE 102 54 806 Al ist außerdem offenbart, dass Informationen von mehreren Informationsquellen, beispielsweise von Umfeldsensoren, wie Radar- oder Bildsensoren, von Kraftfahrzeugsensoren, wie Gierraten- oder Lenkwinkelsensoren, und von einem Navigationssystem, in einem Kraftfahrzeug fusioniert werden können, um Informationen über den Fahrbahnverlauf oder den Straßentyp zu gewinnen. Diese gewonnenen Informationen werden dann für Fahrerassistenzfunktionen, wie Lichtsteue- rung, Spurverlassenswarnung oder Fahrzeugführungsfunktionen zur Verfügung gestellt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein Fahrerassistenzsystem der eingangs genannten Art zu schaffen, welche in einem Kraftfahrzeug vorhandene Informationsquellen noch besser nutzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein erstes Verfahren mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Schritten sowie durch ein weiteres Verfahren mit den im Patentanspruch 2 aufgeführten Schritten gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein
Fahrerassistenzsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst.

Gemäß der Erfindung wird ein erstes Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers beim Fahren eines Kraftfahrzeugs bereitgestellt. Hierbei werden in einem ersten Schritt ein Objekt spezifizierende Umgebungsdaten mittels eines Sensors, welcher zur Erfassung einer Lichtpunktwanderung eines detektierten Lichtstrahls ausgebildet ist, erfasst. In einem zweiten Schritt wird anhand der im ersten Schritt erfassten Daten ein Schätzwert für die Entfernung des Kraftfahrzeugs zu dem erfassten Objekt bestimmt. In einem dritten Schritt wird der im zweiten Schritt ermittelte Schätzwert für einen Abstandswarner bereitgestellt. In einem vierten Schritt erfolgt schließlich eine Bestimmung eines gegebenenfalls durchzuführenden Eingriffs in das Fahrverhalten und/oder einer Warnung des Fahrers durch den Abstandswarner. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Umgebungsdaten in besonders vorteilhafter Weise derart ausgewertet, dass einzig aufgrund der Daten des Sensors, insbesondere des Fernlichtassistenz-Sensors, eine Abstandswarnfunktion realisiert wird. Hierbei wird in gewinnbringender Weise neben dem Fernlichtassistenz-Sensor kein zusätzlicher Sensor benötigt. Hierdurch wird also in besonders vorteilhafter Weise die Funktion des Fernlichtassistenten erweitert ohne die Notwendigkeit, die hierfür notwendige Sensorik zur Verfügung zu stellen. Eine Vorrichtung, welche im Zusammenhang mit einem Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist umfasst dabei vorzugsweise nachfolgende Komponenten: Eine Einheit zur Erfassung von ein Objekt spezifizierenden Umgebungsdaten, insbesondere einen Sensor, eine Schätzeinheit womit anhand erfasster Umgebungsdaten ein Schätzwert für die Entfernung des Kraftfahrzeugs zu erfassten Objekten ermittelt wird. Weiterhin sind ein oder mehrere Mittel vorhanden, womit der ermittelte Schätzwert an einen Abstandswarner übertragen wird. Hierbei handelt es sich beispielsweise um eine Rechnereinheit, welche mit dem Fahrzeug-Bussystem in Verbindung steht. Außerdem ist ein Mittel zum Durchführen eines Eingriffs in das Fahrverhalten und/oder ein Warnmittel, beispielsweise optisch, akustisch oder haptisch, vorhanden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Fahrerassistenzsysteme weiter verbessert werden können, wenn zusätzlich Daten verwendet werden, die im Zusammenhang mit einem Fernlichtassistenten zur automatischen
Fernlichtsteuerung ermittelt wurden. Der Fernlichtassistent detektiert andere Verkehrsteilnehmer, und regelt die
Fahrzeugbeleuchtung auf geeignete Weise, sodass andere
Verkehrsteilnehmer nicht geblendet werden.. Um sicher eine Blendung zu vermeiden, erfolgt hierbei eine Detektion von anderen Verkehrsteilnehmern in großen Distanzen. Daher kann die Reichweite von Fahrerassistenzsystemen durch Einbeziehen der mittels des Fernlichtassistenten bestimmten Daten erhöht werden. Insbesondere bei Längsregelsystemen, wie Adaptive Cruise Control, ist die Detektionsreichweite des zur
Entfernungsmessung verwendeten Sensors der begrenzende Faktor für die maximale Relativgeschwindigkeit, auf die das System reagieren kann, ohne den Fahrer zu einem Eingriff zu zwingen. Hier kann die zusätzliche Information zu einer schnelleren Objektaufnahme, aber auch zu einer vorzeitigen Verzögerung gegenüber einem herkömmlichen System führen.

Herkömmliche Fahrerassistenzsysteme verwenden Stereokameras, Radar- oder Lidarsensoren für eine Entfernungsmessung. Der Fernlichtassistent hingegen führt eine Entfernungsschätzung auf der Grundlage von Daten durch, die durch Erfassen einer Lichtpunktwanderung eines detektierten Lichtstrahls bzw.
einer Verfolgung von Lichtpunkten, was als Tracken bekannt ist, gewonnen werden. Bei dem dafür verwendeten Sensor kann es sich um eine Kamera, insbesondere mit Infrarotfilter, handeln. Mit dieser Methode können große Reichweiten von beispielsweise 500 m erzielt werden, was deutlich über den
Reichweiten anderer Sensoren liegt. Weiterhin besteht auch die Möglichkeit, dass es sich bei dem Sensor um einen oder mehrere Sensor (en) eines Abstandswarners handelt.
Erfindungsgemäß wird der mittels des Fernlichtassistenten ermittelte Schätzwert für die Entfernung eines Objekts dem Fahrerassistenzsystem zur Verfügung gestellt und von diesem zur Bestimmung eines gegebenenfalls durchzuführenden
Eingriffs in das Fahrverhalten und/oder einer Warnung des Fahrers verwendet, falls das Objekt sich außerhalb der
Detektionsreichweite des Sensors des Fahrerassistenzsystems befindet. Auf diese Weise kann die Reichweite des
Fahrerassistenzsystems ohne zusätzlichen Aufwand vergrößert werden.

Für die Anwendung bei Tag, wenn die Scheinwerfer ausgeschaltet sind oder sich nicht ausreichend von der Umgebung abheben, kann zusätzlich oder alternativ dem Fahrerassistenzsystem ein Schätzwert für die Entfernung des Kraftfahrzeugs zu einem Objekt bereitgestellt werden, der auf der Grundlage der Verfolgung einer Bewegung des mittels einer Einheit zur Objekterkennung, das ein Objekt anhand seiner Geometrie erkennt, erfassten Objekts ermittelt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei dem Fahrerassistenzsystem um ein Längsregelsystem und/oder einen Abstandswarner . Dabei wird eine voraussichtliche Fahrtrajektorie des Kraftfahrzeugs berechnet und dann festgestellt, ob ein erfasstes Objekt sich auf der voraussichtlichen Fahrtrajektorie befindet. Die Bestimmung der voraussichtlichen Fahrtrajektorie kann dabei auf der Basis von fahrzeugeigenen Daten erfolgen, die vorzugsweise mittels eines Lenkwinkel- oder Gierratensensors ermittelt werden. Sie kann aber auch anhand einer erkannten Fahrspurmarkierung erfolgen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei dem Fahrerassistenzsystem um ein Collision Mitigation System (CMS) , mit dessen Hilfe festgestellt wird, ob es möglich ist, einem sich im Wege befindenden Objekt auszuweichen, oder ob eine Vollbremsung eingeleitet werden muss. In diesem Fall wird zusätzlich die Breite eines erfassten Objekts ermittelt. Anhand der Anzahl der Scheinwerfer oder Rücklichter können außerdem PKWs von Motorrädern unterschieden werden.

Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und Vorteile gelten, soweit anwendbar, auch für das erfindungsgemäße
Fahrerassistenzsystem.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung.

Diese zeigt ein Blockdiagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels. Ein Fahrerassistenzsystem 10 weist mindestens einen entfernungsauflösenden Sensor 12 zum Erfassen von
Umgebungsdaten auf. Bei diesem Sensor kann es sich um eine Stereokamera oder einen Radar- oder einen Lidarsensor handeln. Es besteht gleichsam auch die Möglichkeit, dass es sich bei dem Sensor um einen oder mehrere Sensoren eines
Abstandswarners handelt. Der Sensor 12 ist mit einer
Verarbeitungseinheit 14 zum Ermitteln eines Werts für die Entfernung zu einem von dem Sensor 12 erfassten Objekt anhand der von dem Sensor 12 erfassten Daten verbunden. Schließlich weist das Fahrerassistenzsystem 10 noch eine Einheit 16 zum Bestimmen eines gegebenenfalls von dem Fahrerassistenzsystem durchzuführenden Eingriffs in das Fahrverhalten und/oder einer Warnung des Fahrers in Abhängigkeit von der Entfernung zu dem von dem Sensor 12 erfassten Objekt auf. In der
Zeichnung ist außerdem noch ein weiterer Sensor 18 als Teil des Fahrerassistenzsystems 10 dargestellt, bei dem es sich um einen Gierratensensor oder einen Lenkwinkelsensor handeln kann, der zur Bestimmung der voraussichtlichen
Fahrtrajektorie des Fahrzeugs dient. Weitere Bestandteile des Fahrerassistenzsystems 10 sind in der Zeichnung nicht
dargestellt, da sie zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich sind.

Zusätzlich zum Fahrerassistenzsystem 10 ist aus der Zeichnung eine Einheit 20 zur automatischen Fernlichtsteuerung, im Folgenden Fernlichtassistent genannt, zu erkennen, die einen Sensor 22 zum Erfassen einer Lichtpunktwanderung eines detektierten Lichtstrahls aufweist. Bei dem Sensor 22 handelt es sich um eine Kamera mit einem Infrarotfilter. Diese
Fernlichtassistent-Einheit 20 ist mit der Bestimmungseinheit 16 verbunden, um dieser einen Schätzwert für die Entfernung des Kraftfahrzeugs zu einem von dem Fernlichtassistent-Sensor 22 erfassten Objekt bereitzustellen. Es ist aber auch
möglich, dass der Fernlichtassistent-Sensor 22 und eine
Einheit zum Ermitteln eines Schätzwerts für die Entfernung des Kraftfahrzeugs zu einem von dem Fernlichtassistent-Sensor 22 erfassten Objekt direkt in das Fahrerassistenzsystem 10 integriert sind.

Eine für die Tagfunktion vorgesehene Einheit 24 ist in der Zeichnung ebenfalls als separate Einheit dargestellt. Auch sie kann gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel in das Fahrerassistenzsystem 10 integriert sein. Die Einheit 24 ist dazu ausgebildet, ein Objekt anhand seiner Geometrie zu erkennen, seine Bewegung zu verfolgen und darauf basierend einen Schätzwert für die Entfernung des Kraftfahrzeugs zu dem Objekt zu ermitteln. Die Einheit 24 ist mit der Bestimmungseinheit 16 verbunden, um dieser den ermittelten Schätzwert zur Verfügung zu stellen.

Die Einheit 16 zum Bestimmen eines gegebenenfalls von dem Fahrerassistenzsystem durchzuführenden Eingriffs in das
Fahrverhalten und/oder einer Warnung des Fahrers in Abhängigkeit von der Entfernung zu einem Objekt ist außerdem mit dem Sensor 18 und mindestens einer weiteren, nicht dargestellten Einheit verbunden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden ein Objekt spezifizierende Umgebungsdaten mittels des Fernlichtassistent-Sensors 22 erfasst. Der
Fernlichtassistent-Sensor 22 detektiert Lichtpunkte und verfolgt deren Veränderung. Anhand dieser Daten wird ein Schätzwert für die Entfernung des Kraftfahrzeugs zu dem erfassten Objekt ermittelt. Zusätzlich oder, falls bei Tage keine Lichtpunkte oder diese nicht deutlich genug detektiert werden können, werden ein Objekt spezifizierende
Umgebungsdaten mittels einer Einheit 24 zur Objekterkennung anhand der Geometrie eines Objekts erfasst, die Bewegung des Objekts verfolgt und auf der Grundlage dieser Daten ein Schätzwert für die Entfernung des Kraftfahrzeugs zu dem erfassten Objekt ermittelt.

Das Verfahren kann in Abhängigkeit der Lichtverhältnisse selbständig zwischen der Tag- und der Nachtfunktion hin- und herschalten oder es kann beide Schätzwerte ermitteln. Sobald mindestens ein Schätzwert vorliegt, wird dieser dem Fahrerassistenzsystem 10 zur Verfügung gestellt. Liegt dem Fahrerassistenzsystem kein genauerer Wert für die zu bestimmende Entfernung vor, da das mittels des Sensors 22 oder der Einheit 24 erfasste Objekt sich noch außerhalb der Detektions-reichweite des Sensors 12 befindet, wird der ermittelte Schätzwert in der Einheit 16 zum Bestimmen eines gegebenenfalls durchzuführenden Eingriffs in das Fahrverhalten und/oder einer Warnung des Fahrers der weiteren Verarbeitung zugrunde gelegt. ! '

Das Fahrerassistenzsystem kann aber auch den Schätzwert zusätzlich zu dem von der Verarbeitungseinheit 14 anhand der vom Fernlichtassistent-Sensor 12 gelieferten Daten
ermittelten Wert für die Entfernung berücksichtigen. Um die Notwendigkeit einer Warnung oder eines Eingriffs in das Fahrverhalten zu ermitteln, wird mittels des Sensors 18 die Gierrate oder der Lenkwinkel erfasst und an die Einheit 16 weitergeleitet. Diese berechnet daraus eine voraussichtliche Fahrtrajektorie des Kraftfahrzeugs und stellt fest, ob das erfasste Objekt sich auf der voraussichtlichen
Fahrtrajektorie befindet. Zusätzlich kann auch die Breite des erfassten Objekts ermittelt werden. Auf der Grundlage dieser Daten bestimmt die Einheit 16, ob eine Warnung ausgegeben werden soll, das Fahrzeug gebremst oder beschleunigt werden soll oder ob ein Eingriff in die Lenkung, um dem Objekt auszuweichen, erfolgen soll.

Es ist außerdem möglich, mittels des Fernlichtassistent-Sensors 22 festzustellen, ob ein vorausfahrendes Fahrzeug bremst, indem eine plötzliche Änderung der Intensität der erfassten Lichtpunkte festgestellt wird.

Bezugszeichenliste
10 Fahrerassistenzsystem
12 entfernungsauflösender Sensor

14 Verarbeitungseinheit
16 Bestimmungseinheit
18 Sensor
20 Fernlichtassitent-Einheit

22 Fernlichtassistent-Sensor

24 Einheit zur Objekterkennung