DE10001262C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Informationsausgabe in einem fahrergesteuerten Fahrzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zur Ausgabe anzuzeigender Informationen in einem von einem Fahrer gesteuerten Fahrzeug, wie einem Automobil.

Gerade auch bei Automobilen besteht die Tendenz zu immer mehr auszugebenden Informationen, die z. B. dazu dienen, den Fahrer bei seiner Fahraufgabe, d. h. bei der Führung des Fahrzeugs in der jeweiligen Verkehrssituation, zu entlasten und zu unter­ stützen sowie die Insassen zu unterhalten. Dazu werden Warnin­ formationen und sonstige Informationen durch entsprechende Teilsysteme einer gesamten Informationsausgabeeinrichtung in unterschiedlicher Weise angezeigt, z. B. optisch, akustisch oder haptisch. Als auszugebende Informationen werden dabei vorlie­ gend solche verstanden, die den Insassen des betreffenden Fahr­ zeugs und insbesondere dem Fahrzeugführer zur Wahrnehmung be­ reitgestellt werden. Je nach Informationstyp kann es sich um Informationen handeln, welche die Fahrzeuginsassen bzw. den Fahrzeugführer zu einer bestimmten Aktion auffordern oder die lediglich zur Kenntnis genommen werden brauchen. Informationen, die den Fahrzeugführer kurzfristig zu einer Aktion auffordern, sind insbesondere die Warninformationen von sogenannten Fahrer­ assistenzsystemen, die den Fahrer bei seiner augenblicklichen Fahraufgabe unterstützen, z. B. eine Abstandsregeleinrichtung, eine Totwinkelüberwachungseinheit oder allgemeiner ein Spur­ wechselassistent, eine Kurvenwarneinrichtung und eine Einrich­ tung zur automatischen Fahrspurerkennung. Typische Informationen, auf die nur mittel- oder langfristig, d. h. nicht vor Ab­ lauf von z. B. einigen Sekunden, reagiert werden muß, sind Be­ triebsstörungsmeldungen, wie über einen zu geringen Motoröl­ stand, eine defekte Lampe etc., aber auch beispielsweise ein Telefonanrufsignal. Typische Informationen, die zu keiner be­ sonderen fahrzeugbezogenen Aktion auffordern, sind z. B. zahl­ reiche Betriebszustandsinformationen darüber, ob bestimmte Fahrzeugkomponenten momentan aktiviert oder deaktiviert sind, aber auch die von einem Unterhaltungselektronikteil bereitge­ stellten Musik- und Sprachinformationen.

Fahrerassistenzsysteme besitzen üblicherweise geeignete Mittel zur selbsttätigen Erkennung des situativen Kontextes, in dem sich das Fahrzeug bewegt, d. h. von dessen Fahrzustand ebenso wie der Verkehrssituation, in der sich das Fahrzeug gerade be­ findet. Dies umfasst üblicherweise eine hochgenaue Fahrzeugor­ tung, z. B. durch eine GPS-Einheit, und eine fahrzeugseitige Sensorik zur Erfassung des Zustands des Fahrzeugs und seines Umfeldes. Dazu können fahrzeugseitig digitale Straßenkarten z. B. als Teil eines Navigationssystems vorgesehen sein, in de­ nen neben der exakten Wegenetzgeometrie weitere, auch sicher­ heitsrelevante Attribute abgelegt sein können, wie Fußgänger­ überwege, Verkehrszeichen etc. Die von Mitteln zur selbsttäti­ gen Fahrzustands- und Verkehrssituationserkennung gelieferten Daten werden somit herkömmlicherweise dazu genutzt, den Fahr­ zeugführer vor einer aktuellen oder unmittelbar bevorstehenden Gefahrensituation bzw. vor einem fahrsicherheitsgefährdenden Überschreiten von fahrphysikalischen Grenzwerten zu warnen, oder auch dazu, die Fahrweise des Fahrzeugführers zu erkennen und zu klassifizieren.

Normalerweise werden die Informationen in heutigen Informati­ onsausgabesystemen von Fahrzeugen unverzögert ausgegeben, so­ bald sie vorliegen, d. h. von der betreffenden Informationsquel­ le erzeugt wurden. Um die Informationsflut einzudämmen, sind auch Systeme bekannt, bei denen die Ausgabe gewisser Informa­ tionen unterdrückt bleibt, solange gewisse andere Informationen ausgegeben werden. Beispiele hierfür sind das Stummschalten ei­ nes Autoradios bei einem eingehenden Telefonanruf und die Redu­ zierung der Lautstärke eines Autoradios, wenn ein Navigations­ system eine Sprachanweisung abgibt.

In der DE 197 43 249 A1 wird eine Navigationsvorrichtung be­ schrieben, bei der geprüft wird, ob eine auszugebende Meldung für eine momentane Verkehrssituation eine ausreichend hohe Aus­ gabepriorität besitzt. Besitzt die auszugebende Meldung eine ausreichend hohe Ausgabepriorität, so wird die Meldung ausgege­ ben, andernfalls wird sie zurückgestellt oder gelöscht.

In der DE 198 21 163 A1 wird ein Fahrer-Assistenzsystem be­ schrieben, das die augenblickliche Verkehrssituation erfasst. Das Fahrer-Assistenzsystem wird in Abhängigkeit von der augen­ blicklichen Verkehrssituation aktiviert oder deaktiviert und der Fahrer wird immer über den momentanen Zustand des Fahrer- Assistenzsystems informiert.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Informationsausgabe zugrunde, mit denen gewährleistet wird, dass Informationen mit hoher Wahrnehmungssicherheit für den Fahrzeugführer ausgege­ ben werden.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung ei­ nes Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Vor­ richtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2.

Dieses Verfahren und diese Vorrichtung berücksichtigen für die Ausgabe wenigstens eines Teils der anzuzeigenden Informationen, insbesondere derjenigen Informationen, die für den Fahrzeugfüh­ rer bestimmt sind, die zu erwartende Belastung des Fahrers mit der anstehenden, d. h. unmittelbar bevorstehenden Fahraufgabe. Speziell werden die betreffenden Informationen nur in Zeiträu­ men ausgegeben, in denen die Fahrerbelastung für die anstehende Fahraufgabe unter einer vorgebbaren Belastungsschwelle liegt und der Fahrer somit nicht zu stark mit der bevorstehenden Fahraufgabe belastet ist, so dass er den abgegebenen Informati­ onen ausreichende Aufmerksamkeit widmen kann und sie dadurch mit hoher Sicherheit wahrnimmt.

Dazu wird die Fahrerbelastung wenigstens in Abhängigkeit des Zustands des jeweils bevorstehend, d. h. zukünftig, zu befahren­ den Streckenabschnitts ermittelt, d. h. desjenigen Strecken­ abschnitts, der vorzugsweise im nahen, alternativ auch im wei­ teren Umfeld des Fahrzeugs liegt und von diesem als nächstes bzw. in Kürze befahren wird. Nur wenn die solchermaßen als Vor­ ausschätzung ermittelte Fahrerbelastung für die anstehende Fahraufgabe unter einer vorgebbaren Belastungsschwelle liegt, werden die betreffenden Informationen ausgegeben, die dazu gegebenenfalls entsprechend lange zurückgehalten werden. Die Er­ fassung des Zustands des bevorstehend zu befahrenden Strecken­ abschnitts und je nach Bedarf der anstehenden Verkehrssituation im übrigen erfolgt mit beliebigen, hierfür geeigneten herkömm­ lichen Fahrzustands- und/oder Verkehrssituationserkennungsmit­ teln.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Die einzige Figur zeigt ein Blockdiagramm eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur fahrerbelastungsabhängigen Informations­ ausgabe in einem Fahrzeug.

In der Figur ist eine Vorrichtung zur fahrerbelastungsabhängi­ gen Informationsausgabe in einem Fahrzeug mit ihren hier inter­ essierenden Komponenten in ihrem funktionellen Zusammenspiel blockdiagrammatisch veranschaulicht. Gleichzeitig stellt die Figur ein Flussdiagramm über den Ablauf des von dieser Vorrich­ tung durchgeführten Informationsausgabeverfahrens dar, wenn hierzu die einzelnen Blöcke des Blockdiagramms als Verfahrens­ schritte statt Systemkomponenten angesehen werden, die von den betreffenden Systemkomponenten ausgeführt werden. Im folgenden erfolgt daher parallel die Erläuterung der einzelnen Systemkom­ ponenten und der von ihnen ausgeführten Funktionen.

Ein Sensorblock 1 umfaßt die zur Erfassung der Position und des Bewegungszustands des Fahrzeugs erforderliche Sensorik. Zur Realisierung einer solchen Sensorik kann der Fachmann auf her­ kömmliche Sensorsysteme zur Erfüllung dieses Zwecks zurückgrei­ fen, was hier keiner näheren Erläuterung bedarf. Optional kann die Sensorik 1 Sensorelemente zur Erfassung des Zustands von Bedienelementen, die vom Fahrer betätigt werden, des Wegenetz­ zustands, d. h. im Fall von Straßenfahrzeugen des Straßenzu­ stands, der Sichtweite und des gesamten verkehrlichen Fahrzeu­ gumfelds umfassen.

In einer digitalen Straßenkarte 2 üblicher Art sind der Strec­ kenverlauf, die Streckenkategorie, z. B. Autobahn, Landstraße oder Innerortsstraße, und die Fahrspuranzahl sowie bevorzugt weitere sicherheitsrelevante Attribute gespeichert, wie Fußgän­ gerüberwege, Vorfahrtsregelungen und Geschwindigkeitsbegrenzun­ gen.

Über eine optionale Kommunikationsplattform 3 üblicher Bauart kann das fahrzeugeigene System mit anderen Fahrzeugen, mit ei­ ner Verkehrsinformationszentrale und/oder mit anderen Kommuni­ kationsinfrastrukturkomponenten kommunizieren.

In einer Zustandsbestimmungseinheit 4 wird der aktuelle Fahr­ zeug-, Straßen- und Umgebungszustand bestimmt. Speziell berech­ net die Zustandsbestimmungseinheit 4 die aktuelle Position und den Bewegungszustand des Fahrzeugs aus den dazu von den ent­ sprechenden Sensoren des Sensorblocks 1 und von der digitalen Straßenkarte 2 abgerufenen Daten. Bei zusätzlicher Heranziehung von über die Kommunikationsplattform 3 übermittelten Daten und von Daten der oben erwähnten optionalen Sensorelemente kann bei Bedarf der Fahrzeug-, Straßen- und Umgebungszustand mit verbes­ serter Genauigkeit bestimmt werden, beispielsweise können dann der Reibwert der Straßenoberfläche, die Sichtweite, der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug und/oder Informationen über Ver­ kehrsstörungen in die Zustandsbestimmung mit aufgenommen wer­ den.

Eine Verkehrssituationsbestimmungseinheit 5 ermittelt die an­ stehende Verkehrssituation und umfasst dazu eine Streckenvor­ hersageeinheit, die der Vorausschätzung des zukünftigen Strec­ kenverlaufs und der zukünftigen Streckeneigenschaften für einen vorgebbaren Vorhersagezeitraum anhand der von der Zustandsbe­ stimmungseinheit 4 ermittelten aktuellen Fahrzeugposition und den Daten der digitalen Straßenkarte 2 dient. Die Prognose des zukünftigen Streckenverlaufs umfaßt insbesondere die qualitati­ ve und quantitative Vorausschätzung von bevorstehenden Kurven. Zukünftige Streckeneigenschaften sind z. B. bevorstehende Geschwindigkeitsbegrenzungen, Kreuzungen mit entsprechenden Vor­ fahrtsregelungen etc.

Die von der Verkehrssituationsbestimmungseinheit 5 generierten Verkehrssituationsvorschaudaten werden in einer Fahrerbela­ stungsvorhersageeinheit 6 dazu genutzt, die zu erwartende Bela­ stung oder die daraus resultierende Beanspruchung des Fahrzeug­ führers durch die anstehende Fahraufgabe vorauszuschätzen und diejenigen Zeitfenster zu bestimmen, in denen die vorausgesagte Fahrerbelastung unter einer vorgebbaren Schwelle liegt und die sich daher für eine Abgabe von Informationen an den Fahrer be­ sonders eignen.

Es versteht sich für den Fachmann, dass eine solche Bestimmung der Fahrerbelastung beispielsweise darin bestehen kann, der er­ fassten bevorstehenden Verkehrssituation eine Maßzahl zuzuord­ nen, welche den Belastungsgrad des Fahrers zur Bewältigung die­ ser Verkehrssituation repräsentiert. Zu der erfassten anstehen­ den Verkehrssituation gehören hierbei der von den generierten Streckenvorschaudaten repräsentierte, bevorstehend zu befahren­ de Streckenabschnitt sowie optional je nach Anwendungsfall wei­ tere Verkehrssituationsdaten, einschließlich des Fahrzustands des eigenen Fahrzeugs, dessen Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, das eventuelle Setzen eines Blinkers oder anderen Fahrtrichtungsanzeigers etc. Beispielsweise kann die Ver­ kehrssituationsbestimmung auch eine selbsttätige Erkennung ei­ ner Annäherung des Fahrzeugs an eine ampelgeregelte Kreuzung bei dichtem Nebel und ähnlicher schwieriger Verkehrssituationen umfassen. Den verschiedenen Verkehrssituationen wird so je nach dem Schwierigkeitsgrad ihrer Bewältigung eine entsprechende Fahrerbelastungs-Maßzahl zugeordnet, z. B. für das Befahren ei­ ner geradlinigen, trockenen Fahrbahn bei Tag mit klarer Sicht eine niedrigere Maßzahl als für das anstehende Befahren eines Kurvenabschnitts bei nasser Fahrbahn oder Nebel.

Für das gewählte Fahrerbelastungs-Bewertungsmaß wird dann eine geeignete Schwelle z. B. in Form eines Zahlenwertes vorgegeben, mit dem die Fahrerbelastungsvorhersageeinheit 6 die jeweils ak­ tuell ermittelte, für das Befahren des bevorstehenden Strecken­ abschnitts zu erwartende Fahrerbelastung vergleicht, um dieje­ nigen Zeitfenster zu bestimmen, in denen diese vorausgesagte Fahrerbelastung unter der Schwelle liegt.

Abhängig von diesem Vergleichsergebnis gibt die Fahrerbela­ stungsvorhersageeinheit 6 ein Freigabesignal an eine Informati­ onsausgabeeinrichtung 7 ab, die dazu dient, die von einer oder mehreren Informationsquellen 8 gelieferten Informationen den Fahrzeuginsassen anzuzeigen, z. B. optisch, aktustisch und/oder haptisch. Die Informationsausgabeeinrichtung 7 ist so ausge­ legt, dass sie wenigstens einen Teil aller von den Informati­ onsquellen 8 gelieferten Informationen, und zwar mindestens die fahrerbezogenen, d. h. die auch oder ausschließlich für den Fahrzeugführer bestimmten Informationen, nur in denjenigen Zeiträumen tatsächlich anzeigt, in denen das Freigabesignal von der Fahrerbelastungsvorhersageeinheit 6 vorliegt, d. h. in den­ jenigen Zeiträumen, in denen die von der Fahrerbelastungsvor­ aussageeinheit 6 vorausgesagte, anstehende Fahrerbelastung ge­ ringer ist als die vorgegebene Belastungsschwelle. Die Bela­ stungsschwelle ist hierbei so gewählt, dass der Fahrzeugführer nicht seine ganze Aufmerksamkeit dem Verkehrsgeschehen, d. h. der Bewältigung der anstehenden Verkehrssituation, widmen muß und es ihm daher ohne weiteres möglich ist, für ihn bestimmte, angezeigte Informationen sicher wahrzunehmen. Für den Fahrer bestimmte Informationen, die der Informationsausgabeeinrichtung 7 von der oder den Informationsquellen 8 in Zeiträumen gelie­ fert werden, in denen die vorausgesagte Fahrerbelastung über der vorgegebenen Belastungsschwelle liegt, werden von der In­ formationsausgabeeinrichtung 7 so lange zurückgehalten, bis die anstehende Fahrerbelastung wieder unter die Belastungsschwelle abgesunken ist und die Fahrerbelastungsvorhersageeinheit 6 dann das zugehörige Freigabesignal abgibt, wonach die zurückgehalte­ nen Informationen durch die Informationsausgabeeinrichtung 7 zur Anzeige gebracht werden.

Wie die obige Beschreibung eines vorteilhaften Ausführungsbei­ spiels zeigt, minimieren das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung die Gefahr, dass der Fahrzeugfüh­ rer für ihn bestimmte Informationen wegen zu starker Ablenkung durch das Verkehrsgeschehen nicht wahrnimmt.

Claims (2)

1. Verfahren zur Informationsausgabe in einem fahrergesteu­ erten Fahrzeug, wobei
die Fahrerbelastung durch die jeweils anstehende Ver­ kehrssituation wenigstens in Abhängigkeit vom erfassten Zustand eines jeweils bevorstehend zu befahrenden Streckenabschnitts vorausgeschätzt wird, und
zur Ermittlung der anstehenden Verkehrssituation der zukünftige Streckenverlauf und die zukünftigen Streckeneigenschaften für einen vorgebbaren Vorhersagezeitraum vorausgeschätzt werden, und
eine Ausgabe wenigstens eines fahrerbezogenen Teils anzu­ zeigender Informationen nur in Zeiträumen erfolgt, in denen die vorausgeschätzte Fahrerbelastung unter einer vorgebbaren Be­ lastungssschwelle liegt.

2. Vorrichtung zur Informationsausgabe in einem fahrerge­ steuerten Fahrzeug, mit
einer Informationsausgabeeinrichtung (7) zur Ausgabe we­ nigstens von fahrerbezogenen Informationen, wobei
eine Verkehrssituationsbestimmungseinheit (5) zur Ermitt­ lung der jeweils anstehenden Verkehrssituation wenigstens hin­ sichtlich des Zustands eines jeweils bevorstehend zu befahren­ den Streckenabschnitts und
eine Fahrerbelastungsvorhersageeinheit (7) zur Voraus­ schätzung der durch die anstehende Verkehrssituation zu erwar­ tenden Fahrerbelastung vorgesehen sind, und
die Verkehrssituationsbestimmungseinheit (5) eine Streckenvorhersageeinheit umfasst, die der Vorausschätzung des zukünftigen Streckenverlaufs und der zukünftigen Streckeneigen­ schaften für einen vorgebbaren Vorhersagezeitraum dient, und
die Informationsausgabeeinrichtung (7) so ausgelegt ist, dass sie wenigstens einen fahrerbezogenen Teil der anzuzeigen­ den Informationen nur in Zeiträumen abgibt, in denen die vor­ ausgeschätzte Fahrerbelastung unter einer vorgebbaren Belas­ tungsschwelle liegt.