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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erkennen einer Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt unter Verwendung eines mit dem Fahrzeug koppelbaren mobilen Endgeräts, auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt, eine entsprechende Vorrichtung und auf ein mobiles Endgerät, das mit einem Fahrzeug koppelbar ist.
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Ein mobiles Endgerät, beispielsweise ein Smartphone ist heutzutage mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet, die für eine Fahrerassistenzfunktion zum Unterstützen eines Fahrers eines Fahrzeugs genutzt werden können.
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Die
DE 60 2004 003 596 T2 beschreibt ein herkömmliches System zum Verwenden eines mobilen Endgeräts in einem Fahrzeug.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund werden mit der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Erkennen einer Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt, ein entsprechendes Computerprogrammprodukt und ein verbessertes mobiles Endgerät, das mit einem Fahrzeug koppelbar ist, gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Ein mobiles Endgerät, beispielsweise ein Smartphone, kann einen Sensor aufweisen, der genutzt werden kann, um eine Kollisionsgefahr bei einem Fahrzeug zu erkennen. Vorteilhafterweise kann zum Erkennen der Kollisionsgefahr ein Signal des Sensors mit Daten bezüglich eines Fahrzustands des Fahrzeugs kombiniert werden. Gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen können solche Fahrzustandsdaten beispielsweise von einem weiteren Sensor des mobilen Endgeräts bereitgestellt werden oder über eine externe Schnittstelle des mobilen Endgeräts eingelesen werden. Über eine solche externe Schnittstelle kann eine Datenübertragung zwischen dem mobilen Endgerät und beispielsweise einer Einrichtung des Fahrzeugs realisiert werden.
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Es wird ein Verfahren zum Erkennen einer Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt unter Verwendung eines mit dem Fahrzeug koppelbaren mobilen Endgeräts vorgestellt, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Einlesen eines Endgerätesignals zum Erkennen des Objekts, wobei das Endgerätesignal eine von einem Bildsensor des Endgeräts bereitgestelltes Signal repräsentiert;
Einlesen eines Fahrzustandssignals zum Erkennen eines Fahrzustands des Fahrzeugs, wobei das Fahrzustandssignal eine von einem Fahrzeugsensor über eine Schnittstelle zwischen dem Endgerät und dem Fahrzeug und/oder von einem Beschleunigungssensor des Endgeräts ausgegebene Messgröße repräsentiert; und
Ermitteln eines Kollisionssignals zum Anzeigen einer bevorstehenden Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt unter Verwendung des Endgerätesignals und des Fahrzustandssignals.
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Unter einem mobilen Endgerät kann im Allgemeinen ein Mobiltelefon, insbesondere ein Smartphone, ein Tablet-Computer oder ein Personal Digital Assistant (PDA) verstanden werden. Das mobile Endgerät kann eine autarke Energieversorgung, beispielsweise einen Akkumulator, aufweisen. Das mobile Endgerät kann ein Gehäuse aufweisen, das es ermöglicht, das mobile Endgerät in der Hand zu halten. Beispielsweise kann das Gehäuse eine Länge von weniger als 15cm, eine Breite von weniger als 10cm und eine Dicke von weniger als 3cm aufweisen. In das Gehäuse kann ein Bildschirm integriert sein. Ein solches mobiles Endgerät kann sich durch eine ortsunabhängige Verfügbarkeit von PIM-Daten (PIM = Personal Information Manager) sowie durch zumindest eine Schnittstelle zur Datenübertragung, beispielsweise für Telekommunikationsdienste, auszeichnen.
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Das mobile Endgerät kann eine mechanische Kopplungseinrichtung, zum wiederlösbaren Befestigen des mobilen Endgeräts an einer Struktur des Fahrzeugs aufweisen. Über die mechanische Kopplungseinrichtung kann das mobile Endgerät starr am Fahrzeug befestigt werden, sodass sich eine Beschleunigung des Fahrzeugs ohne Zeitverzögerung auf das mobile Endgerät übertragen werden kann.
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Unter einem Bildsensor kann beispielsweise eine Kamera des Endgeräts verstanden werden. Der Bildsensor kann besonders Bauraum sparend in das Endgerät integriert sein. Das mobile Endgerät kann, wenn es mit dem Fahrzeug gekoppelt ist, so ausgerichtet sein, dass der Bildsensor ein sich im Vorfeld des Fahrzeugs befindliches Umfeld erfassen kann. Mittels eines solchen Bildsensors können Bilder eines sich im Umfeld des Fahrzeugs befindlichen Objekts, beispielsweise Bilder eines vorausfahrenden Fahrzeugs aufgenommen werden. Diese Bilder können verwendet werden, um insbesondere einen Abstand des Fahrzeugs zu dem Objekt zu ermitteln. Das Endgerätesignal kann eine Information über das Objekt, beispielsweise den Abstand oder eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt, umfassen.
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Das Fahrzustandssignal kann eine Information über den Fahrzustand des Fahrzeugs umfassen. Dabei kann es sich um einen aktuellen Fahrzustand des Fahrzeugs handeln. Beispielsweise kann sich der Fahrzustand auf eine Geschwindigkeit oder Fahrtrichtung oder auf eine Änderung der Geschwindigkeit oder Fahrtrichtung beziehen. Gemäß unterschiedlicher Ausführungsformen kann der Fahrzustand unter Verwendung eines in das mobile Endgerät integrierten Sensor oder unter Verwendung eines in dem Fahrzeug integrierten Fahrzeugsensor ermittelt werden.
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Bei einem Fahrzeugsensor kann es sich beispielsweise um einen Geschwindigkeits-, Beschleunigungs-, Bremsdruck- oder Lenkwinkelsensor des Fahrzeugs handeln. Der Fahrzeugsensor kann vorteilhafterweise genutzt werden, um einen Fahrzustand des Fahrzeugs wie beispielsweise einen Beschleunigungs- oder Bremsvorgang oder eine Lenkbewegung zu ermitteln.
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Eine Schnittstelle kann beispielsweise in Form eines in das Endgerät integrierten Steckeranschlusses oder Funksignalübertragers realisiert sein. Eine Verbindung zwischen dem Fahrzeugsensor oder einer Übertragungseinrichtung des Fahrzeugs und der Schnittstelle kann dementsprechend über ein Datenkabel oder auch drahtlos über ein Funksignal hergestellt werden. Mittels der Schnittstelle kann das Endgerät besonders zuverlässig und unkompliziert mit dem Fahrzeugsensor oder einer Auswerteeinrichtung zum Auswerten eines Signals des Fahrzeugsensors gekoppelt werden.
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Zusätzlich oder alternativ kann der Fahrzustand unter Verwendung eines Beschleunigungssensors des mobilen Geräts ermittelt werden. Unter einem Beschleunigungssensor kann beispielsweise ein in das Endgerät integrierter 6-D- bzw. 9-D-Beschleunigungssensor verstanden werden. Ist das mobile Endgerät starr mit dem Fahrzeug gekoppelt, so kann mittels des Beschleunigungssensors des mobilen Geräts eine Abbremsung des Fahrzeugs genau und zuverlässig erkannt werden.
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Das Kollisionssignal kann ermittelt werden, indem das Endgerätesignal und das Fahrzustandssignal miteinander kombiniert werden. Dies kann unter Verwendung einer Logikeinheit, beispielsweise eines Prozessors, des mobilen Endgeräts durchgeführt werden.
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Der beschriebene Ansatz kann sich zunutze machen, dass in mobilen Endgeräten, beispielsweise herkömmlichen Smartphones, meist hochauflösende Kameras mit einer Auflösung von mindestens 8 Megapixeln integriert sind. Solche Smartphones können per Halterung beispielsweise an einer Windschutzscheibe in einem Fahrzeuginnenraum so befestigt werden, dass die Kamera nach vorne in Fahrtrichtung ausgerichtet ist und Bilder vor dem Fahrzeug aufzeichnen und auswerten kann. Die von der Kamera aufgezeichneten Bilder können zur Realisierung von Fahrerassistenzfunktionen wie beispielsweise der sogenannten Forward Collision Warning („vorausschauende Kollisionswarnung“) oder kurz FCW genutzt werden. Hierbei kann auch ein GPS-Signal eines GPS-Empfängers oder ein entsprechendes Signal eines anderen Ortungssystems genutzt werden, um eine Geschwindigkeitsinformation des Fahrzeugs zu ermitteln. Auf Basis einer Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs und eines per Kamera des mobilen Geräts ermittelten Abstands eines vorausfahrenden Fahrzeugs oder Objekts, zum Beispiel eines Fußgängers, kann eine Zeit bis zu einer Kollision, auch time to collision oder TTC genannt, ermittelt werden und einem Fahrer im Fall einer drohenden Kollision eine mehrstufige Warnung ausgegeben werden.
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Gemäß einer Ausführungsform können über die Schnittstelle des mobilen Geräts Fahrzeugdaten wie Geschwindigkeit, Beschleunigung und sonstige in dem Fahrzeug verfügbare, beispielsweise auf einem CAN-Bus des Fahrzeugs vorliegende Signale, an das mobile Endgerät übertragen werden, sodass eine Performanz einer auf dem Endgerät realisierten Fahrerassistenzfunktion verbessert werden kann. Mittels einer solchen Anbindung des Endgeräts an die Fahrzeugdaten können Fehlwarnungen der Fahrerassistenzfunktion vermieden werden, wodurch die Akzeptanz der Fahrerassistenzfunktion gesteigert werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform des vorgestellten Ansatzes kann im Schritt des Ermittelns eine Kollisionsgefahr unter Verwendung des Endgerätesignals bestimmt und unter Verwendung des Fahrzustandssignals plausibilisiert werden, um das Kollisionssignal zu ermitteln. Dadurch kann die Kollisionsgefahr mit besonders hoher Zuverlässigkeit ermittelt werden und es können Fehlwarnungen vermieden werden.
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Ferner kann das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens eines Warnsignals unter Verwendung des Kollisionssignals umfassen, um eine Kollisionswarnung über das Endgerät auszugeben. Unter einer Kollisionswarnung kann beispielsweise ein akustisches Signal oder eine Warnmeldung, die über einen Bildschirm des Endgeräts angezeigt wird, verstanden werden. Mittels des Warnsignals kann der Fahrer besonders schnell auf die Kollisionsgefahr hingewiesen werden, sodass der Fahrer rechtzeitig reagieren kann, um eine Kollision zu verhindern.
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Das Verfahren kann einen Schritt des Einlesens eines Bildsignals zum Erkennen eines Zustands eines Fahrers umfassen. Hierbei kann das Bildsignal eine von einem weiteren Bildsensor des Endgeräts ausgegebenes Signal repräsentieren. Ferner kann der Schritt des Bereitstellens des Warnsignals in Abhängigkeit von dem Bildsignal durchgeführt werden. Unter einem Bildsignal kann im Allgemeinen ein durch eine dem Fahrer zugewandte Kamera des Endgeräts aufgenommenes und ausgewertetes Bild des Fahrers, insbesondere des Fahrergesichts, verstanden werden. Dabei kann das Bildsignal beispielsweise einen Augenlidschlag oder eine Blickrichtung des Fahrers abbilden. Mittels des Bildsignals kann die Kollisionswarnung noch früher ausgegeben werden, beispielsweise wenn der Fahrer müde oder unaufmerksam ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Ansatzes kann das Verfahren einen Schritt des Einlesens eines Telefoniersignals umfassen, das eine aktive Telefonverbindung des Endgeräts repräsentieren kann. Dabei kann der Schritt des Bereitstellens des Warnsignals ansprechend auf das Telefoniersignal zeitlich vorgezogen werden. Durch das Telefoniersignal kann ähnlich dem den Fahrer betreffenden Bildsignal eine Aufmerksamkeit des Fahrers hinsichtlich der von ihm zu bewältigenden Fahraufgabe abgeschätzt werden. Dadurch kann ein Kollisionsrisiko weiter verringert werden.
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Darüber hinaus kann das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens eines Aktivierungssignals an die Schnittstelle zwischen dem Endgerät und dem Fahrzeug unter Verwendung des Kollisionssignals umfassen, um ein Fahrzeugsicherheitssystem zu aktivieren. Unter einem Fahrzeugsicherheitssystem kann beispielsweise eine automatische Notbremsfunktion, ein Spurhalteassistent, ein Abstandsregeltempomat, ein Geschwindigkeitsbeschränkungsassistent, ein Rückhaltesystem oder sonstige, insbesondere vorausschauende Sicherheitssysteme des Fahrzeugs verstanden werden, die in Abhängigkeit vom Kollisionssignal aktiviert werden können. Durch einen solchen Schritt kann die Sicherheit des Fahrers weiter erhöht werden.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden kann, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Eine Vorrichtung zum Erkennen einer Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt unter Verwendung eines mit dem Fahrzeug koppelbaren mobilen Endgeräts, weist die folgenden Merkmale auf:
eine Einleseeinheit zum Einlesen eines Endgerätesignals zum Erkennen des Objekts, wobei das Endgerätesignal ein von einem Bildsensor des Endgeräts bereitgestelltes Signal repräsentiert;
eine weitere Einleseeinheit zum Einlesen eines Fahrzustandssignals zum Erkennen eines Fahrzustands des Fahrzeugs, wobei das Fahrzustandssignal eine von einem Fahrzeugsensor über eine Schnittstelle zwischen dem Endgerät und dem Fahrzeug und/oder von einem Beschleunigungssensor des Endgeräts ausgegebene Messgröße repräsentiert; und
eine Ermittlungseinheit zum Ermitteln eines Kollisionssignals zum Anzeigen einer bevorstehenden Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt unter Verwendung des Endgerätesignals und des Fahrzustandssignals.
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Die Vorrichtung kann vollständig in das mobile Endgerät integriert sein. Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann die Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung kann die Schnittstelle beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstelle ein eigener, integrierter Schaltkreis ist oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen besteht. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung kann die Schnittstelle ein Softwaremodul sein, das beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden ist. Unter einer Einleseeinheit, einer weiteren Einleseeinheit und einer Ermittlungseinheit kann ferner ein elektrisches Steuergerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Durch die Vorrichtung kann die dem vorliegenden Ansatz zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Schließlich schafft der vorliegende Ansatz ein mobiles Endgerät, das mit einem Fahrzeug koppelbar ist, wobei das mobile Endgerät folgende Merkmale aufweist:
eine Vorrichtung zum Erkennen einer Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt unter Verwendung des mobilen Endgeräts, gemäß einer hier vorgestellten Ausführungsform;
einen Bildsensor zum Einlesen des Endgerätesignals zum Erkennen des Objekts; und
eine Schnittstelle zum Einlesen des Fahrzustandssignals zum Erkennen eines Fahrzustands des Fahrzeugs, wobei das Fahrzustandssignal eine von einem Fahrzeugsensor des Fahrzeugs und/oder von einem Beschleunigungssensor des Endgeräts ausgegebene Messgröße repräsentiert.
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Mittels eines solchen mobilen Endgeräts kann die dem vorliegenden Ansatz zugrunde liegende Aufgabe besonders Bauraum sparend und effizient umgesetzt werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer drohenden Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem weiteren Fahrzeug, wobei das Fahrzeug mit einem mobilen Endgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gekoppelt ist;
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2 eine schematische Darstellung eines mobilen Endgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erkennen einer Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt unter Verwendung eines mit dem Fahrzeug koppelbaren mobilen Endgeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer drohenden Kollision zwischen einem Fahrzeug 100 und einem Objekt 105, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem Objekt 105 handelt es sich gemäß diesem Ausführungsbeispiel beispielhaft um ein weiteres Fahrzeug 105, das vor dem Fahrzeug 100 fährt. In dem Fahrzeug 100 ist zwischen einem Fahrer und einer Windschutzscheibe ein mobiles Endgerät 110, beispielsweise ein Smartphone, angeordnet. Das mobile Endgerät 110, auch Mobilgerät genannt, kann beispielsweise mittels einer geeigneten Halterung an der Windschutzscheibe oder an einem Armaturenbrett des Fahrzeugs 100 befestigt sein, sodass der Fahrer einen Bildschirm des Endgeräts 110 betrachten kann. Das mobile Endgerät 110 kann von der Befestigung am Fahrzeug 100 gelöst werden und unabhängig von dem Fahrzeug 100, beispielsweise außerhalb des Fahrzeugs 100, verwendet werden, beispielsweise zum Telefonieren, zum Nutzen von Internetdienstleistungen oder zum Navigieren.
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Das mobile Endgerät 110 umfasst einen ersten Bildsensor 115 sowie optional einen weiteren Bildsensor 120. Das mobile Endgerät 110 ist so angeordnet, dass der Bildsensor 115 in eine Richtung des weiteren Fahrzeugs 105 weist. Der Bildsensor 115 ist ausgebildet, um ein Endgerätesignal zum Ermitteln eines Abstands zwischen dem Fahrzeug 100 und dem weiteren Fahrzeug 105 bereitzustellen. Das Endgerätesignal kann ein von dem ersten Bildsensor 115 erfasstes Bildsignal darstellen oder auf einem solchen Bildsignal basieren. Der weitere Bildsensor 120 ist auf das Gesicht des Fahrers gerichtet, wobei der weitere Bildsensor 120 ausgebildet ist, um ein Bildsignal zum Erkennen eines Zustands des Fahrers, beispielsweise eines Wachheitsgrades, bereitzustellen.
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Schematisch ist an einem oberen Ende des Endgeräts 110 eine Funkantenne 135 gezeigt, durch die das mobile Endgerät 110 eine drahtlose Verbindung, beispielsweise zur Sprachübertragung herstellen kann.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das mobile Endgerät 110 eine Schnittstelle 140 zu einem Fahrzeugsensor 145 auf. Die Schnittstelle 140 ist ausgebildet, um über ein angeschlossenes Datenkabel oder eine drahtlose Funkverbindung ein Fahrzustandssignal, das Fahrzeugdaten oder Betriebsdaten des Fahrzeugs 100 umfassen kann, von dem Fahrzeugsensor 145 oder von einer mit dem Fahrzeugsensor 145 gekoppelten Verarbeitungseinrichtung oder Auswerteeinrichtung zu empfangen..
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Das von dem Bildsensor 115 ausgegebene Endgerätesignal und das von dem Fahrzeugsensor 145 ausgegebene Fahrzustandssignal werden von dem mobilen Endgerät 110 eingelesen und miteinander kombiniert, um eine Kollisionsgefahr zwischen dem Fahrzeug 100 und dem vorausfahrenden Fahrzeug 105 zu ermitteln. Das mobile Endgerät 110 ist ausgebildet, um auf Basis des Endgerätesignals und des Fahrzustandssignals ein Kollisionssignal zu ermitteln, sofern die Gefahr einer Kollision zwischen dem Fahrzeug 100 und dem weiteren Fahrzeug 105 besteht. Das Kollisionssignal kann zum Bereitstellen eines Warnsignals verwendet werden, um eine Kollisionswarnung über das Endgerät 110 an den Fahrer auszugeben, etwa in Gestalt eines Warntons und/oder eines Warnhinweises, auf den der Fahrer entsprechend reagieren kann.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel erfolgt zusätzlich eine Überwachung des Fahrerzustands über den weiteren Bildsensor 120. Wird unter Verwendung des Bildsignals des weiteren Bildsensors 120 festgestellt, dass der Fahrer müde oder unaufmerksam ist, so kann das Warnsignal schon zu einem früheren Zeitpunkt bereitgestellt werden, damit der Fahrer rechtzeitig auf die Kollisionswarnung reagieren kann.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann das Fahrzustandssignal zusätzlich oder alternativ von einem in dem mobilen Endgerät 110 integrierten Sensor, insbesondere von einem Beschleunigungssensor, bereitgestellt werden. In diesem Fall kann die Schnittstelle 140 optional sein.
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2 zeigt ein mobiles Endgerät 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem mobilen Endgerät 110 kann es sich um das in 1 dargestellte mobile Endgerät 110 handeln. Das mobile Endgerät 110 weist eine mechanische Schnittstelle auf, über die das mobile Endgerät 110 an einem Fahrzeug befestigt werden kann.
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Wie bereits anhand von 1 beschrieben, weist das mobile Endgerät 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel einen Bildsensor 115, einen weiteren Bildsensor 120, eine Funkantenne 135 sowie eine Schnittstelle 140 zum Koppeln des mobilen Endgeräts 100 mit dem Fahrzeug auf. Die Bildsensoren 115, 120 können jeweils eine Kamerafunktionalität realisieren. Der Bildsensor 115 ist ausgebildet, um ein Endgerätesignal 224 bereitzustellen. Der weitere Bildsensor 120 ist ausgebildet, um ein Bildsignal 234 bereitzustellen. Über die Schnittstelle 140 kann ein Fahrzustandssignal 254, beispielsweise von einem Fahrzeugsensor 145 des Fahrzeugs empfangen werden.
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Das mobile Endgerät 110 weist eine Vorrichtung 200 zum Erkennen einer Kollision zwischen dem Fahrzeug und einem Objekt auf. Die Vorrichtung 200 kann auch als Smartphone-Forward-Collision-Warning-Fahrerassistenzsystem, Smartphone-FCW, Smartphone-FCW-System oder kurz System bezeichnet werden.
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Die Vorrichtung 200 weist eine Einleseeinheit 205 zum Einlesen des Endgerätesignals 224, eine weitere Einleseeinheit 210 zum Einlesen des Fahrzustandssignals 254 und eine Ermittlungseinheit 215 zum Ermitteln eines Kollisionssignals 256 auf. Die Einleseeinheit 205 ist mit dem Bildsensor 115 verbunden. Die weitere Einleseeinheit 210 ist über die in das Endgerät 110 integrierte Schnittstelle 140 mit dem Fahrzeugsensor 145 verbunden, wobei der Fahrzeugsensor 145 außerhalb des Endgeräts 110 in dem Fahrzeug 100 angeordnet ist. Die Einleseeinheit 205 und die weitere Einleseeinheit 210 sind ferner je mit der Ermittlungseinheit 215 verbunden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Endgerät 110 einen Beschleunigungssensor 220 auf, der ausgebildet ist, um über die mechanische Kopplung des mobilen Endgeräts 110 mit dem Fahrzeug beispielsweise einen Brems- oder Beschleunigungsvorgang des Fahrzeugs zu detektieren. Der Beschleunigungssensor 220 ist dabei mit der weiteren Einleseeinheit 210 verbunden. Je nach Ausführungsbeispiel kann die weitere Einleseeinheit 210 ausgebildet sein, um ein Fahrzustandssignal 254 von dem Beschleunigungssensor 220 und zusätzlich oder alternativ ein Fahrzustandssignal 254 über die Schnittstelle 140 von dem fahrzeuginternen Fahrzeugsensor 145 zu empfangen.
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Die Ermittlungseinheit 210 ist ausgebildet, um unter Verwendung des von der Einleseeinheit 205 bereitgestellten Endgerätesignals 224 und des von der weiteren Einleseeinheit 210 bereitgestellten Fahrzustandssignals 254 das Kollisionssignal 256 zu ermittelt, sofern das Endgerätesignal 224 und das Fahrzustandssignal 254 auf eine drohende Kollision zwischen dem Fahrzeug 100 und einem von dem Bildsensor 115 erfassten Objektschließen schließen lassen. Um das Kollisionssignal 256 noch effizienter zu ermitteln, kann die Ermittlungseinheit 215 ausgebildet sein, um eine Kollisionsgefahr unter Verwendung des Endgerätesignals 115 zu bestimmen und unter Verwendung des Fahrzustandssignals 254 zu plausibilisieren.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung 200 ausgebildet, um auf Basis des Kollisionssignals 256 ein Warnsignal 160 zu ermitteln. Dazu kann die Vorrichtung 200 eine mit der Ermittlungseinheit 215 verbundene Warnsignalermittlungseinheit 225 aufweisen, die ausgebildet ist, um unter Verwendung des Kollisionssignals 256 das Warnsignal 160 bereitzustellen. Ferner kann die Warnsignalermittlungseinheit 225 mit einem Ausgabegerät 230 des Endgeräts 110, beispielsweise einem Lautsprecher oder einem Bildschirm, verbunden sein, um ansprechend auf das Warnsignal 160 eine akustische oder optische Kollisionswarnung an den Fahrer auszugeben.
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Optional kann die Warnsignalermittlungseinheit 225 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Bildsignal 234 des weiteren Bildsensors 120 einlesen, sodass das Warnsignal 160 unter Verwendung des Kollisionssignals 256 bestimmt wird und unter Verwendung des Bildsignals 234 schon zu einem früheren Zeitpunkt bereitgestellt wird, wenn dem Bildsignal 234 ein Hinweis auf eine Unaufmerksamkeit des Fahrers des Fahrzeugs zu entnehmen ist. Somit kann das Ausgabegerät 230 ansprechend auf das Warnsignal 160 entsprechend früher einen Warnhinweis an den Fahrer ausgeben, wenn der Fahrer unaufmerksam ist.
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Ferner kann die Vorrichtung 200 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgebildet sein, um ansprechend auf eine aktive Telefonverbindung des Endgeräts 110 ein Telefoniersignal 235 an die Warnsignalermittlungseinheit 225 auszugeben. Das Telefoniersignal 235 kann wie das Bildsignal 234 verwendet werden, um das Warnsignal 160 unter Verwendung des Kollisionssignals 256 bereits zu einem früheren Zeitpunkt bereitzustellen, sodass der Fahrer entsprechend früher auf die drohende Kollision hingewiesen werden kann, wenn der Fahrer aufgrund der Telefonverbindung abgelenkt sein könnte.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Warnsignalermittlungseinheit 225 ausgebildet sein, um unter Verwendung des Kollisionssignals 256 ein Aktivierungssignal 240 bereitzustellen. Dazu kann die Warnsignalermittlungseinheit 225 mit einem außerhalb des Endgeräts 110 angeordneten, in das Fahrzeug 100 eingebauten Fahrzeugsicherheitssystem 245 kommunizieren, beispielsweise über einen CAN-Bus des Fahrzeugs 100, mit dem das Endgerät 110 etwa per Funk oder über die Schnittstelle 140 verbunden ist. Das Fahrzeugsicherheitssystem 245 kann ansprechend auf das Aktivierungssignal 240 aktiviert werden.
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Die Einleseeinheit 205 kann gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit einer in das Endgerät 110 integrierten Satellitenantenne 250 zum Einlesen eines Navigationssatellitensignals 255, insbesondere eines GPS-Signals, verbunden sein. Auf Basis des Navigationssatellitensignals 255 kann zusätzlich zu dem mittels des Bildsensors 115 ermittelten Abstand des Fahrzeugs 100 zu dem Objekt 105 eine Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs 100 ermittelt werden, sodass eine bis zum Eintreten einer Kollision vergehende Zeit besonders genau berechnet werden kann. Die Eigengeschwindigkeit kann in die Ermittlung des Kollisionssignals 256 einfließen.
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Im Folgenden wird anhand von 2 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Das Mobilgerät 110, beispielsweise ein Smartphone, ist ausgebildet, um eine Fahrerassistenzfunktion, eine automatische oder eine autonome Fahrfunktion auszuführen. Ferner ist das Mobilgerät 110 mit einem Umgebungssensor als Bildsensor 115 ausgestattet, etwa einer Kamera. Das Mobilgerät 110 ist ferner ausgebildet, um Betriebsdaten 254 wie beispielsweise Geschwindigkeit, Beschleunigung, Lenkwinkel oder Bremsdruck vom Fahrzeug zu empfangen. Abhängig vom Umgebungssensor 115 und von den Betriebsdaten 254 erhält der Fahrer unterstützende Signale als Warnsignale 160 über das Mobilgerät 110, beispielsweise in Form einer sogenannten Forward Collision Warning (FCW), bei der vor einer Kollision mit einem sich im Vorfeld des Fahrzeugs befindlichen Objekt gewarnt wird. Optional kann das Mobilgerät 110 ausgebildet sein, um Daten wie Informationen oder Aktuierungsbefehle als Aktivierungssignal 240 an das Fahrzeug zu senden. In einer weiteren Variante kann das Mobilgerät 110 einen Fahrerzustand mittels einer nach innen gerichteten Kamera als weiteren Bildsensor 120 erkennen, sodass eine frühere Warnung des Fahrers vor einer Kollisionsgefahr erfolgen kann. Schließlich ist eine Variante möglich, bei der das Mobilgerät 110 Fahrzeugbewegungen insbesondere mittels des Beschleunigungssensors 220 selbst erfassen kann.
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Die an das Mobilgerät 110 übertragenen Fahrzeugdaten 254 werden genutzt, um eine Fehlwarnung des Smartphone-FCW 200 zu unterdrücken, falls der Fahrer stark genug bremst, um eine Kollision zu vermeiden. Dies führt zu einer besseren Performanz des Systems 200, beispielsweise zu weniger Fehlwarnungen, und damit zu einer höheren Akzeptanz bei Benutzern.
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In einer optionalen Variante wird der Lenkwinkel des Fahrzeugs für die Unterdrückung der FCW-Warnung oder Kollisionswarnung genutzt, falls keine Kollisionsgefahr besteht.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass der Fahrzeuglenkwinkel, die Fahrzeugabmessungen und erkannte Spurbegrenzungen genutzt werden, um die FCW-Funktion zu verbessern.
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Ferner kann das Mobilgerät 110 ausgebildet sein, um Informationen oder Befehle an das Fahrzeug zu übertragen, etwa um im Rahmen einer automatischen Notbremsfunktion als Fahrzeugsicherheitssystem 245 die Bremse des Fahrzeugs zu aktivieren.
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Die in den Innenraum des Fahrzeugs 100 gerichtete Mobilgerätekamera kann zudem als weiterer Bildsensor 120 zur Fahrerbeobachtung eingesetzt werden. Bei Blickabwendung oder Schläfrigkeit, die beispielsweise über den Augenlidschlag des Fahrers detektiert werden kann, erfolgt eine frühere Warnung als bei Blickzuwendung oder Wachheit des Fahrers. Die frühere Warnung kann alternativ auch dann erfolgen, wenn der Fahrer telefoniert.
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Statt einer Anbindung des mobilen Endgeräts 110 über die Schnittstelle 140 an den Fahrzeug-CAN zum Einlesen des Fahrzustandssignals 254 kann das mobile Endgerät 110 auch in das mobile Endgerät 110 integrierte 6-D- bzw. 9-D-Beschleunigungssensoren 220 nutzen, um eine Abbremsung des Fahrzeugs zu erkennen. Auf Basis dieser Information kann eine Fehlwarnung ausgeschlossen werden, was wiederum zur Verbesserung der Performanz eines Smartphone-FCW-Systems 200 führt.
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Die beschriebenen Kommunikationswege können miteinander kombiniert werden.
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3 zeigt ein Verfahren 300 zum Erkennen einer Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem Objekt unter Verwendung eines mit dem Fahrzeug koppelbaren mobilen Endgeräts, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bei dem mobilen Endgerät kann es sich um das anhand der vorangegangenen Figuren beschriebene Endgerät handeln.
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Zunächst erfolgt in einem Schritt 305 das Einlesen eines Endgerätesignals zum Erkennen des Objekts. Hierbei repräsentiert das Endgerätesignal eine von einem Bildsensor des Endgeräts ausgegebene Messgröße. Anschließend, parallel oder zeitlich zuvor erfolgt ein Schritt 310 des Einlesens eines Fahrzustandssignals zum Erkennen eines Fahrzustands des Fahrzeugs. Dabei repräsentiert das Fahrzustandssignal eine von einem Fahrzeugsensor über eine Schnittstelle zwischen dem Endgerät und dem Fahrzeug und/oder von einem Beschleunigungssensor des Endgeräts ausgegebene Messgröße. In einem folgenden Schritt 310 erfolgt schließlich das Ermitteln eines Kollisionssignals zum Anzeigen einer bevorstehenden Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt unter Verwendung des Endgerätesignals und des Fahrzustandssignals.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren 300 einen optionalen Schritt 320 des Bereitstellens eines Warnsignals unter Verwendung des Kollisionssignals, um eine Kollisionswarnung über das Endgerät auszugeben.
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Ferner kann das Verfahren 300 einen zusätzlichen Schritt 325 des Einlesens eines Bildsignals zum Erkennen eines Zustands eines Fahrers umfassen. Dabei kann das Bildsignal eine von einem weiteren Bildsensor des Endgeräts ausgegebene Messgröße repräsentieren. Der Schritt 325 des Bereitstellens des Warnsignals kann zudem in Abhängigkeit von dem Bildsignal durchgeführt werden.
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Es kann gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Schritt 330 des Einlesens eines Telefoniersignals, das eine aktive Telefonverbindung des Endgeräts repräsentiert, erfolgen. Hierbei kann der Schritt 320 des Bereitstellens des Warnsignals ansprechend auf das Telefoniersignal zeitlich vorgezogen werden.
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Schließlich kann das Verfahren 300 in einer weiteren Variante einen Schritt 335 umfassen, bei dem ein Aktivierungssignal an die Schnittstelle zwischen dem Endgerät und dem Fahrzeug unter Verwendung des Kollisionssignals bereitgestellt wird, um ein Fahrzeugsicherheitssystem zu aktivieren.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 602004003596 T2 [0003]
