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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektronischen Erfassung und Anzeige von Verkehrszeichen, insbesondere von Geschwindigkeitsbegrenzungen, in einem Fahrzeug, wobei die Verkehrszeichen mittels mindestens eines in oder an dem Fahrzeug angeordneten Bilderfassungsmittels erfasst und eine einem erfassten Verkehrszeichen entsprechende Information im Fahrzeug, insbesondere in einem Kombiinstrument des Fahrzeugs angezeigt wird.
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Derartige Verfahren und Systeme sind insbesondere bei Kraftfahrzeugen bekannt. Sie sollen den Fahrer beim Führen des Fahrzeugs unterstützen. Indem der Fahrer erfasste Verkehrszeichen, insbesondere Gefahrzeichen oder Verbotszeichen, zusätzlich zu seiner eigenen visuellen Wahrnehmung nochmals angezeigt bekommt und daran erinnert wird, dienen sie somit der Erhöhung der Verkehrssicherheit.
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So sind Systeme und Verfahren zum Anzeigen erfasster Verkehrszeichen beispielsweise aus der
DE 36 19 824 A1 bekannt. Das Bilderfassungsmittel kann dabei beispielsweise einen Bildsensor oder eine Videokamera umfassen. Nach der Erfassung von Verkehrszeichen mit Geschwindigkeitsbeschränkungen sollen diese für die Dauer ihrer Gültigkeit im Fahrzeug angezeigt werden. Zusätzlich kann das System mit einer Warnfunktion versehen sein, die bei der Überschreitung einer ermittelten Höchstgeschwindigkeit ein optisches oder akustisches Warnsignal erzeugt. Damit keine Fehlwarnungen ausgelöst werden ist eine fehlerfreie Erkennung der Verkehrszeichen von großer Wichtigkeit.
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Aus der
DE 298 02 953 U1 ist ferner ein System der eingangs genannten Art bekannt, bei dem nach der Erkennung einer Geschwindigkeitsbeschränkung eine gegebenenfalls zu hohe Fahrgeschwindigkeit automatisch durch Drosselung der Motorleistung angepasst werden kann. Hierbei ist es noch mehr als bei der Erzeugung von Warnsignalen von extrem hoher Bedeutung, dass die Geschwindigkeitsbeschränkung fehlerfrei erkannt wird, damit es nicht zu einer Gefährdung der Verkehrssicherheit aufgrund von Fehlerkennungen kommt. Dazu ist ein erheblicher Aufwand bei allen an dem System beteiligten Komponenten erforderlich, was zu entsprechend hohen Kosten führt.
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Da es sich hier um rein visuelle Verfahren mit optischer Erfassung der Umgebung handelt, sind zunächst hochauflösende und damit kostenintensive Bildsensoren, insbesondere Farbkameras erforderlich. Vor allem müssen die erfassten Bilddaten jedoch anschließend in Echtzeit ausgewertet und auf die benötigten Informationen untersucht werden, was nur in aufwendigen Verfahren und Steuerungen erfolgen kann. Die erfassten Bilddaten werden in Mustervergleichsverfahren mit bekannten Mustern elektronisch verglichen und klassifiziert, um die gewünschten Informationen aus den erfassten Bilddaten zu extrahieren. Der hierbei erforderliche Aufwand zur Analyse der erfassten Bilddaten führt zu entsprechend hohen Kosten des Systems, was einen entscheidenden Nachteil derartiger Systeme darstellt.
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Unabhängig von der vorgenannten Erzeugung von Warnsignalen oder dem automatischen Eingriff in das Fahrverhalten des Fahrzeugs erfordert jedoch auch schon die reine Anzeige symbolischer Darstellungen von erfassten Geschwindigkeitsbegrenzungen einen entsprechenden Aufwand bei der Erkennung und Auswertung der erfassten Bilddaten. Die erkannten Verkehrszeichen können dann beispielsweise in digitalen Anzeigevorrichtungen, insbesondere in Kombiinstrumenten eines Kraftfahrzeugs in Form von entsprechenden Ziffernkombinationen und/oder Bildsymbolen dargestellt werden. Darüber hinaus sind erkannte Informationen auch in analoger Form symbolisch darstellbar, beispielsweise durch einen zusätzlichen Zeiger am Tachometer für eine erkannte Geschwindigkeitsbegrenzung.
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Um diesen Aufwand bei der Auswertung der Bilddaten und der Erkennung von Verkehrszeichen zu reduzieren, wurde in der
DE 197 36 774 A1 vorgeschlagen, die erfassten Bilddaten direkt anzuzeigen, wenn eine relativ einfache Auswertung ergibt, dass mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit in den erfassten Bilddaten ein relevantes Verkehrszeichen enthalten ist. Eine Klassifikation und letztendliche Analyse der angezeigten Bilddaten bleibt dabei dem Fahrer selbst überlassen, so dass es sich bezüglich der Verkehrssicherheit um ein relativ unkritisches Verfahren handelt. Falls bei der Auswertung des Systems ein Fehler unterlaufen sollten, führt dies lediglich zu Anzeige eines Bildausschnitts ohne Verkehrszeichen, den der Fahrer einfach ignorieren kann.
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Dennoch bleibt bei allen bekannten Systemen und Verfahren das Problem bestehen, dass es mitunter schwierig ist, automatisch festzustellen, wie lange ein erfasstes Verkehrszeichen, insbesondere eine zulässige Höchstgeschwindigkeit gilt. Beispielsweise wird ein höheres Tempolimit in Deutschland durch ein Ortseingangsschild auf 50 km/h reduziert. Auch kann sich beim Abbiegen in eine andere Straße die zulässige Höchstgeschwindigkeit andern, ohne dass dafür ein besonderes Verkehrsschild erforderlich ist. Insbesondere bei der wünschenswerten Verwendung von kostengünstigen Schwarz-Weiß-Kameras als Bilderfassungsmittel besteht ferner die Möglichkeit, dass ein schwarz-weißes Aufhebungszeichen nicht zuverlässig erkannt wird. Darüber hinaus kann auch die geringere optische Auflösung bzw. ein im Vergleich zum Menschen kleineres Blickfeld kostengünstiger Kameras dazu führen, dass Aufhebungsschilder oder neue Geschwindigkeitsbegrenzungsschilder nicht erfasst oder von der Auswertungseinheit nicht zuverlässig erkannt und somit übersehen werden.
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Nimmt in einem der vorgenannten Fälle die Auswertung fälschlicherweise an, dass ein zuvor erkanntes Tempolimit auch weiterhin gilt, so wird dem Fahrer des Fahrzeugs eine falsche Information angezeigt, was insofern einen Nachteil darstellt, als der Fahrer verunsichert und/oder verärgert werden kann. Dabei besteht die Gefahr, dass der Nutzen und Komfortgewinn des Systems ins Gegenteil umgekehrt wird.
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Aus der
DE 198 52 631 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verkehrszeichenerkennung bekannt, bei denen die Anzeige einer Information zu einem erfassten Verkehrszeichen maximal für eine vorbestimmte Zeitdauer erfolgt. Insbesondere kann die Anzeige der Information dabei auch nur für eine bestimmte Wegstrecke erfolgen, so dass sich die Dauer der Anzeige bei einer höheren Fahrzeuggeschwindigkeit verkürzt.
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Auch aus der
DE 199 52 506 C1 ist ein System zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs bekannt, bei dem Verkehrszeichen erkannt und entsprechende Informationen für eine vorbestimmte Zeitdauer angezeigt werden. Diese Information werden dem Fahrer hier allerdings nur extrem kurz, beispielsweise für 50 ms angezeigt, so dass sie unterhalb einer bewussten und oberhalb einer unbewussten Wahrnehmungsschwelle liegen.
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Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problematik besteht allgemein darin, ein verbessertes Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das auch beim Einsatz kostengünstiger Bilderfassungsmittel und relativ einfacher Informationsverarbeitungsmittel das Risiko von Falschinformationen über die Gültigkeitsdauer erfasster Verkehrszeichen ausschließt oder zumindest erheblich reduziert und somit nicht mehr die beschriebenen Nachteile aufweist.
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Vorteile der Erfindung
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Das Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die erfassten Verkehrszeichen lediglich für eine bestimmte Zeitdauer angezeigt werden und welches aufgrund dieser zeitlich begrenzten Anzeigedauer den Vorteil aufweist, dass eine Verunsicherung oder Verärgerung des Fahrers aufgrund von fälschlicherweise angezeigten Informationen zu tatsächlich nicht mehr gültigen Verkehrszeichen vermieden wird, sieht erfindungsgemäß vor, dass die Dauer der Anzeige unter bestimmten Bedingungen noch weiter verkürzt wird.
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Dabei wird die Anzeige der Information bereits vor Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer abgeschaltet, wenn sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs seit der Erfassung des Verkehrszeichens um eine vorgegebene Mindestdifferenz vergrößert oder verkleinert hat und/oder wenn eine vorgegebene Fahrtrichtungsänderung bzw. ein vorgegebener Lenkradwinkel erreicht oder überschritten oder ein vorgegebener Kurvenradius erreicht oder unterschritten wird.
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So kann die Anzeige beispielsweise bei einer Geschwindigkeitsänderung von 20 km/h seit dem Passieren eines Verkehrszeichens abgeschaltet werden, weil der Fahrer die Fahrzeuggeschwindigkeit bereits an ein neues, höheres oder niedrigeres Tempolimit angepasst hat. Eine längere Anzeigedauer hätte dann keinen Nutzen für den Fahrer.
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Ebenso kann beispielsweise bei Abbiegevorgängen mit einem engen Kurvenradius die Anzeige eines zuvor erfassten Verkehrszeichens, ausgeschaltet werden, da die Wahrscheinlichkeit groß ist, dass ein gegebenenfalls vorhandenes Aufhebungszeichen nicht erfasst wird.
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Aufgrund der so gegebenenfalls noch weiter begrenzten Anzeigedauer kann relativ sicher davon ausgegangen werden, dass ein erkanntes Verkehrszeichen, beispielsweise ein Überholverbot oder eine Beschränkung der maximal zulässigen Geschwindigkeit, während der begrenzten Dauer der Anzeige noch gilt. Auf die Erfassung und fehlerfreie Erkennung eines entsprechenden Aufhebungsschildes oder eines neuen Verkehrszeichens kommt es dabei nicht mehr in sicherheitsrelevanter Weise an, was eine deutliche Reduzierung des Aufwandes bei der Erfassung und bei der Auswertung der Bilddaten gestattet.
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Dennoch ergibt sich eine wirkungsvolle Unterstützung des Fahrers, der ergänzend zu seiner eigenen Erfassung eines Verkehrzeichens eine zusätzliche Möglichkeit zum Erkennen der entsprechenden Information erhält. Damit steht ihm insgesamt eine verlängerte Zeitdauer zur Erfassung der Verkehrszeichen zur Verfügung. Die Anzeige kann dabei sowohl in symbolhafter Weise als auch durch direkte Wiedergabe eines Bildausschnitts erfolgen.
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Von Vorteil ist es ferner, dass dabei nicht nur einfache Informationsverarbeitungsmittel bzw. Auswertungssysteme, sondern auch besonders preiswerte Bilderfassungsmittel einsetzbar sind. Insbesondere können kostengünstige Schwarz-Weiß-Kameras genutzt werden, die im Rahmen anderer Systeme, beispielsweise Nachtsichtunterstützungen oder Spurverfolgungssystemen gegebenenfalls bereits am Fahrzeug vorhanden sind.
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Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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So ist es besonders vorteilhaft, wenn die vorbestimmte Zeitdauer der Anzeige zwischen 1 und 20 Sekunden, insbesondere zwischen 3 und 10 Sekunden und vorzugsweise 5 Sekunden beträgt. Durch die Wahl der Anzeigedauer in diesen Bereichen kann die Unterstützung für den Fahrer durch eine möglichst lange Anzeigedauer maximiert werden, wobei mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit die tatsächliche Gültigkeit eines Verkehrszeichens nicht überschritten wird.
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Eine besonders komfortable Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann dadurch erreicht werden, dass die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfasst wird und die Zeitdauer von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängt, wobei die Zeitdauer bei höherer Geschwindigkeit verlängert wird. Bei höheren Fahrgeschwindigkeiten, beispielsweise auf Autobahnen, kann davon ausgegangen werden, dass ein Verkehrszeichen länger gilt, als bei geringeren Geschwindigkeiten in geschlossenen Ortschaften.
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Als Weiterbildung der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, dass die Anzeigedauer verkürzt wird, wenn die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs eine erkannte Geschwindigkeitsbegrenzung um eine Mindestdifferenz unterschreitet. So kann die Anzeige beispielsweise bei der Unterschreitung einer Geschwindigkeitsbegrenzung um mehr als 30 km/h bereits nach sehr kurzer Zeit wieder abgeschaltet werden, weil der Fahrer sich z. B. aufgrund der Verkehrssituation, insbesondere bei Stau, nicht an die zulässige Höchstgeschwindigkeit halten kann oder möchte. Eine längere Anzeigedauer hätte dann für den Fahrer keinen Nutzen.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann auch vorgesehen werden, dass die von dem Fahrzeug zurückgelegte Wegstrecke erfasst wird, und dass sich die Zeitdauer nach der für eine vorgegebene Wegstrecke benötigten Fahrtzeit bestimmt. Dabei hängt die Zeitdauer zwar auch von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs ab, allerdings verkürzt sich die Dauer der Anzeige bei höheren Fahrgeschwindigkeiten. Vorzugsweise wird vorgeschlagen, dass die vorgegebene Wegstrecke zwischen 5 Meter und 500 Meter, insbesondere zwischen 10 Meter und 300 Meter und vorzugsweise zwischen 20 Meter und 100 Meter beträgt. Alternativ kann auch vorgesehen werden, dass die Länge der vorgegebenen Wegstrecke von dem Wert eines erkannten Tempolimits abhängt, wobei die Länge der Wegstrecke vorzugsweise umso größer ist, je höher der Wert eines erkannten Tempolimits ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann hierbei vorteilhafterweise auch vorgesehen werden, dass die Länge der vorgegebenen Wegstrecke von dem erkannten Verkehrszeichen abhängt. So kann die Wegstrecke beispielsweise bei einer höheren Geschwindigkeitsbegrenzung länger bemessen sein als bei einer geringeren Geschwindigkeitsbegrenzung.
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Besonders vorteilhaft ist es ferner, wenn die Anzeige schon vor Ablauf der bestimmten Zeitdauer abgeschaltet wird, wenn ein weiteres Verkehrszeichen erfasst und eine entsprechende Information für die bestimmte Zeitdauer angezeigt wird. Dabei ist es ohne Bedeutung, ob das weitere Verkehrszeichen von dem davor erfassten Verkehrszeichen abweicht oder ob es eine Wiederholung des zuvor erfassten Verkehrszeichens ist.
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Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass die angezeigten Informationen gespeichert werden, so dass sie auf Wunsch des Fahrers erneut anzeigbar sind. Dabei können, vorzugsweise wiederum nur für eine bestimmte Zeitdauer, entweder nur die zuletzt angezeigte Information oder auch eine zeitlich zurückreichende Reihenfolge mehrerer zuletzt angezeigter Informationen erneut angezeigt werden.
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Bei den zuvor genannten Kriterien, die die Zeitdauer der Anzeige einer einem erfassten Verkehrszeichen entsprechenden Information bestimmen, kann es sich entweder jeweils um das allein anwendbare Kriterium handeln, oder es können mehrere Kriterien gleichzeitig angewendet werden und die Anzeige der Information wird beendet, sobald ein erstes Kriterium erfüllt ist.
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Besonders vorteilhaft ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch, wenn von mehreren die maximale Zeitdauer der Anzeige bestimmenden Kriterien mindestens ein Kriterium durch den Fahrer ausgewählt werden kann. Je nach Vorlieben des Fahrers oder nach Art der bevorstehenden Fahrtstrecke können dabei einzelne oder mehrere der zuvor beschriebenen Kriterien wahlweise eingestellt werden.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ferner vorgesehen, dass der Wert des Kriteriums oder die Werte der Kriterien, der bzw. die die maximale Zeitdauer der Anzeige bestimmen, variabel einstellbar ist bzw. sind. So kann der Fahrer beispielsweise selber die maximale Zeitdauer der Anzeige von Informationen zu erfassten Verkehrszeichen auswählen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein dem vorangehend beschriebenen Verfahren entsprechendes System zur elektronischen Erfassung und Anzeige von Verkehrszeichen in einem Fahrzeug, das mindestens ein in oder an einem Fahrzeug angeordnetes Bilderfassungsmittel zum Erfassen von Verkehrszeichen, eine Informationsverarbeitungseinheit zur Erkennung der erfassten Bilddaten sowie eine Anzeigeeinheit, insbesondere ein Kombiinstrument, zum Anzeigen einer einem erfassten Verkehrszeichen entsprechenden Information umfasst.
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Insbesondere bei Kraftfahrzeugen sind Kombiinstrumente allgemein bekannt, die mehrere Anzeigevorrichtungen umfassen. Dabei werden üblicherweise analoge Zeiger-Anzeigevorrichtungen, aber zunehmend auch digitale Anzeigevorrichtungen, zur Anzeige unterschiedlicher Informationen, beispielsweise der Geschwindigkeit, der Motordrehzahl, des Tankfüllstandes, der Temperatur von Öl oder Kühlwasser oder zur Anzeige ähnlicher Betriebsparameter genutzt. Hier kann problemlos auch eine Anzeigeeinheit für Informationen zu erfassten Verkehrszeichen integriert werden. Dennoch kann das erfindungsgemäße System ebenso wie das erfindungsgemäße Verfahren auch bei weiteren Anwendungsgebieten, beispielsweise bei Schienen- oder Wasserfahrzeugen zum Einsatz kommen.
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Erfindungsgemäß sind bei dem System auch eine Steuerungseinheit sowie Geschwindigkeitserfassungsmittel und/oder Lenkbewegungserfassungsmittel vorgesehen, durch welche die Anzeigeeinheit derart steuerbar ist, dass die Information maximal für eine vorbestimmte Zeitdauer angezeigt und danach die Anzeige abgeschaltet oder eine einem weiteren erfassten Verkehrszeichen entsprechende Information für die vorbestimmte Zeitdauer angezeigt wird.
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Bei dem erfindungsgemäßen System können relativ kostengünstige Bilderfassungsmittel und relativ einfache Informationsverarbeitungsmittel eingesetzt werden, ohne dass ein großes Risiko von Falschinformationen über die Gültigkeitsdauer erfasster Verkehrszeichen besteht. Es besteht daher nicht die Gefahr, dass der Fahrer eines Fahrzeugs durch Fehlanzeigen verärgert oder verunsichert wird.
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Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das System Zeiterfassungsmittel und/oder Fahrtstreckenerfassungsmittel und/oder Speichermittel und/oder Auswahlmittel und/oder Einstellmittel zur Durchführung des Verfahrens der zuvor beschriebenen Art aufweist. Dabei kann das System in verschiedenen Ausführungsformen unterschiedlich viele der genannten Erfassungs- bzw. Einstellmittel aufweisen und so den Schwerpunkt stärker auf ein besonders kostengünstiges System bzw. auf ein besonders komfortables System legen.
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Obwohl die vorliegende Erfindung hier lediglich anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern in vielfältiger Weise modifizierbar. Insbesondere sind die erfassbaren Verkehrszeichen nicht auf Geschwindigkeitsbeschränkungen begrenzt sondern sie können beliebige Hinweise, Gebote oder Verbote enthalten.