DE102005020429A1

DE102005020429A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrers beim Überqueren von Verkehrskreuzungen

Info

Publication number: DE102005020429A1
Application number: DE102005020429A
Authority: DE
Inventors: Ottmar Dr.-Ing. Gehring; Frédéric Dipl.-Ing. Holzmann; Sascha Dr.-Ing. Paasche; Andreas Dr.-Ing. Schwarzhaupt; Gernot Prof. Dr.-Ing. Spiegelberg; Armin Dr.-Ing. Sulzmann
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-04-29
Filing date: 2005-04-29
Publication date: 2006-11-09

Abstract

Die Einfahrt in unbekannte Bereiche ist für den Fahrer ein Stressfaktor und kann zu Fehlverhalten führen. Daher werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrers beim Überqueren von Verkehrskreuzungen vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst im Wesentlichen eine Einheit zur Modellierung von Verkehrskreuzungen, eine Sensoreinheit zur Umgebungserfassung, eine Rechnereinheit zur Auswertung und Festlegung einer Fahrbewegung sowie ein Warnmittel zur Fahrerwarnung bei drohenden Gefahren. Zur Festlegung einer Fahrbewegung wird die Verkehrskreuzung zunächst in mehrere Zonen eingeteilt und anhand von Umgebungsinformationen für jede Zone ein situationsabhängiger Zustandswert für die Befahrbarkeit bestimmt. Anhand dieser Zustandswerte wird unter Beachtung einer vorgegebenen allgemeinen Bewegungsrichtung eine zum Überqueren der Kreuzung geeignete Fahrbewegung vor der Einfahrt in die Kreuzung festgelegt. Das Fahrerassistenzsystem ermöglicht es dem Fahrer daher, die Verkehrskreuzung auf zuverlässige und sichere Weise zu überqueren.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrers beim Überqueren von Verkehrskreuzungen.
Moderne Fahrzeuge sind mit unterschiedlichsten Assistenzsystemen ausgestattet, welche den Fahrer unterstützen sollen. Dabei werden vermehrt bildgebende Fahrerassistenzsysteme eingesetzt. Bildgebende Fahrerassistenzsysteme sind dabei jedoch zumeist nur für eine einzige spezifische Anwendung ausgelegt und können aufgrund der hohen Sicherheitsanforderungen im Fahrzeugumfeld bisher auch nur für vergleichsweise einfache Anwendungen eingesetzt werden. Beispielsweise sind Systeme zur Verkehrszeichenerkennung bekannt, wobei zunächst mittels einer Kamera die Fahrzeugumgebung in der Form von Bildinformationen erfasst wird und mittels einer Bildverarbeitungseinheit sodann die Verkehrszeichen aus den Bildinformationen extrahiert werden und diese dem Fahrer auf einer optischen Anzeige im Fahrzeugcockpit dargestellt werden. Auch sind beispielsweise Systeme zur Fahrspurüberwachung bekannt, wobei mittels Bildsensoren die Fahrspurmarkierungen auf der Fahrbahnoberfläche erfasst werden und der Fahrer bei einem drohenden Verlassen der Fahrspur durch das Fahrerassistenzsystem rechtzeitig gewarnt wird. Für den Einsatz in einem komplexen Umfeld, insbesondere im Zusammenhang mit Einmündungen oder Verkehrskreuzungen, sind bisher jedoch nur wenige Systeme bekannt.

Die DE 19938691 A1 beschreibt ein Verfahren zur verkehrsgeführten Beeinflussung und/oder Unterstützung von Kraftfahrzeugen. Dabei werden zur Erfassung von Umfeld- und Streckendaten optische Sensoren und Navigationssysteme eingesetzt. Anhand erfasster Umfeld- oder Streckendaten werden sodann örtliche Gegebenheiten wie z.B. Verkehrskreuzungen, Einmündungen oder rechts-vor-links Vorfahrtsregeln automatisch erkannt. Hierzu werden sämtliche Objekte in der Fahrzeugumgebung samt deren Abstand und Relativgeschwindigkeit zum Fahrzeug erfasst und die erfassten Daten nach Mustern im Sinne spezifischer Verkehrssituationen ausgewertet. Die ausgewerteten Informationen werden anschließend zur Einflussnahme auf Beschleunigung, Verzögerung oder Bremsung herangezogen.

In der US 6624782 B2 wird ein System zur Unfallvermeidung bei Verkehrskreuzungen beschrieben. Hierbei wird wenigstens eine in eine Verkehrskreuzung führende Fahrspur dahingehend überwacht, ob sich auf dieser Fahrspur ein anderes Fahrzeug befindet, welches eine potentielle Gefahr darstellt. Weiterhin wird eine Vorhersage darüber getroffen, ob dieses eine Gefahr darstellende Fahrzeug den Kreuzungsbereich zur gleichen Zeit in Anspruch nehmen wird wie das eigene. In Abhängigkeit der Vorhersage wird sodann eine Warnung ausgegeben. Um dabei eine zuverlässige Vorhersage treffen zu können, werden zusätzliche Informationen einer elektronischen Karte herangezogen, welche auch Informationen von Verkehrsregelungseinrichtungen einbezieht.

EP 1469442 A2 beschreibt ein Fahrerassistenzsystem für das Rechtsabbiegen bei Linksverkehr. Zur Unterstützung beim Rechtsabbiegen werden dabei anhand von Bildinformationen bestimmte Merkmale entgegenkommender Fahrzeuge ausgewertet. Das Fahrerassistenzsystem umfasst hierzu insbesondere einen Auswertebereich welcher innerhalb der Bilddaten an der rechten Fahrzeugkante von entgegenkommenden Fahrzeugen positioniert wird. Innerhalb dieses Auswertebereichs werden sodann plötzlich auftauchende Objekte erfasst. Falls es sich dabei bei einem plötzlich auftauchenden Objekt um den linken Teilbereich dieses Objekts handelt, wird davon ausgegangen, dass es sich um ein entgegenkommendes Fahrzeug handelt, welches eine Geradeausfahrt beabsichtigt und nicht abbiegen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrers beim Überqueren von Verkehrskreuzungen bereitzustellen, womit es dem Fahrer möglich wird, Verkehrskreuzungen auf eine besonders zuverlässige und sichere Weise zu überqueren.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen aufgezeigt.

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Unterstützung des Fahrers beim Überqueren von Verkehrskreuzungen eingesetzt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst dabei im Wesentlichen eine Einheit zur Modellierung von Verkehrskreuzungen sowie der dafür geltenden Regelungen, wenigstens eine Sensoreinheit und/oder ein Navigationssystem zur Erfassung von Umgebungsinformationen, eine Rechnereinheit zur Auswertung von Umgebungsinformationen und zur Festlegung einer Fahrbewegung zum Überqueren einer Verkehrskreuzung sowie ein Warnmittel zur Fahrerwarnung bei drohenden Gefahren. Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt in einer erfinderischen Weise eine Einteilung von zu überquerenden Verkehrskreuzungen in mehrere Zonen, welche Bereichen auf der Straße zugeordnet sind. Für die Zonen wird anhand von Umgebungsinformationen jeweils ein die Befahrbarkeit der Zone beschreibender situationsabhängiger Zustandswert bestimmt. Auf der Basis dieser Zustandswerte wird sodann eine Fahrbewegung zum Überqueren der Verkehrskreuzung festgelegt. Aufgrund der Einteilung von zu überquerenden Verkehrskreuzungen in Zonen sowie der Bestimmung situationsabhängiger Zustandswerte wird es dem Fahrer erst möglich, Verkehrskreuzungen auf eine besonders zuverlässige und sichere Weise zu überqueren. Im Zusammenhang mit der Erfindung besteht insbesondere die Möglichkeit, die Fahrbewegung vorzugsweise unter Berücksichtigung einer vorgegebenen allgemeinen Fahrtrichtung im Voraus festzulegen, also vor der Einfahrt in den Kreuzungsbereich/Einmündung. Selbst wenn der Fahrer die im Kreuzungsbereich geltenden Regeln nicht einwandfrei erfassen konnte, wird es unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung somit möglich, die Verkehrskreuzung auf zuverlässige und sichere Weise zu überqueren.

Im Zusammenhang mit der Erfindung erfolgt dabei die Einteilung der Verkehrskreuzungen/Einmündungen in Zonen mit einer fest vorgegebenen Größe und Form oder aber werden die Zonen anhand bestimmter Informationen aus der Fahrzeugumgebung in Ihrer Größe und Form festgelegt. Im letzteren Fall erfolgt eine Festlegung der Zonen insbesondere anhand von Objekten oder Bereichen aus der Fahrzeugumgebung, welche bestimmte Eigenschaften aufweisen und somit das Fahrverhalten beeinflussen. Die Festlegung der Zonen anhand von Objekten oder Bereichen wird im Folgenden noch detailliert beschrieben. Die Zonen sind dabei vorzugsweise rechteckig ausgestaltet und nicht auf diese Ausgestaltung beschränkt, sondern können auch beliebige andere Formen aufweisen.

Den einzelnen Zonen einer Verkehrskreuzung/Einmündung werden sodann situationsabhängige Zustandswerte zugeordnet, welche eine bestimmte Eigenschaft der jeweiligen Zonen beschreiben. Ein Zustandswert gibt dabei insbesondere situationsabhängig an, ob die jeweilige Zone frei oder besetzt ist oder ob diese Zone daher überhaupt befahrbar ist. Die situationsabhängigen Zustandswerte ändern sich dabei mit den Ereignissen in der Fahrzeugumgebung und/oder dem Fahrverhalten dynamisch. Eine Zone gilt beispielsweise als frei und befahrbar, falls sich dort kein anderes Fahrzeug befindet. Wohingegen der situationsabhängige Zustandswert angibt, dass eine Zone nicht frei und daher auch nicht befahrbar ist, falls sich in Bezug auf eine zu betrachtende Zone in einer angrenzenden Zone ein Fahrzeug befindet, welches sich auf die zu betrachtende Zone zu bewegt und voraussichtlich nicht rechtzeitig anhalten wird und somit in die zu betrachtende Zone gelangen wird. Anhand der befahrbaren Zonen wird sodann unter Vorgabe einer allgemeinen Bewegungsrichtung eine Fahrbewegung zum Überqueren der Verkehrskreuzung bzw. zum Einfahren in die Einmündung festgelegt. Vorzugsweise wird dabei der kürzeste befahrbare Weg ausgewählt.

Die Fahrbewegung kann im Zusammenhang mit der Erfindung entweder nur den Fahrweg an sich oder aber auch die Fahrdynamik beinhalten. Der Fahrweg wird dabei z.B. in der Form einer Trajektorie festgelegt, wohingegen die Fahrdynamik zusätzliche Informationen über Geschwindigkeiten oder Zeitabläufe liefert. Beispielsweise ist dann für jeden Ort auf dem Fahrweg oder aber nur für einzelne ausgewählte Ortspunkte des Fahrwegs jeweils eine bestimmte Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs hinterlegt. Bei der Festlegung des Fahrwegs und/oder der Fahrdynamik zur Beschreibung der Fahrbewegung werden neben den situationsabhängigen Zustandswerten auch Vorgaben über die allgemeine Fahrtrichtung mitberücksichtigt.

Gemäß der Erfindung wird ein weiteres Verfahren zur Unterstützung des Fahrers beim Überqueren von Verkehrskreuzungen eingesetzt, wobei in einer erfinderischen Weise eine Einteilung von zu überquerenden Verkehrskreuzungen in mehrere Zonen erfolgt, welche Bereichen auf der Straße zugeordnet sind. Zwischen diesen Zonen sind dabei Übergangsbereiche definiert, wobei für Übergangsbereiche anhand von Umgebungsinformationen jeweils ein die Befahrbarkeit des Übergangsbereichs beschreibender situationsabhängiger Zustandswert bestimmt wird. Auf der Basis dieser Zustandswerte wird sodann eine Fahrbewegung zum Überqueren der Verkehrskreuzung festgelegt. In besonders gewinnbringender Weise ist es dabei möglich, in mehreren Stufen in Richtung der Verkehrskreuzung einzufahren, selbst dann wenn bis zu diesem Zeitpunkt aufgrund von Gegebenheiten in der Fahrzeugumgebung noch kein vollständiger Weg zum Überqueren der Verkehrskreuzung festgelegt werden kann. Aufgrund der Einteilung von zu überquerenden Verkehrskreuzungen in Zonen sowie den zwischen diesen Zonen definierten Übergangsbereichen wird es dem Fahrer daher erst möglich, Verkehrskreuzungen auf eine besonders zuverlässige und sichere Weise zu überqueren. Ein Übergangsbereich verbindet wenigstens zwei Zonen miteinander, Zustandswerte geben dabei an, ob der jeweilige Übergangsbereich offen oder geschlossen ist und somit passierbar ist oder nicht. Zustandswerte der Übergangsbereiche werden beispielsweise anhand folgender Umgebungsparameter festgelegt: Präsenz einer Person innerhalb eines Aufmerksamkeitsbereichs, Zustand von Verkehrsregeleinrichtungen (z.B. Ampeln), Vorhandensein von Verkehrszeichen, insbesondere Vorfahrt gewähren oder Stoppstellen sowie das Einfahren eines anderen Verkehrsteilnehmers in den Bereich der Verkehrskreuzung/Einmündung. Daher ist mit dem Verfahren eine sequentielle Festlegung der Fahrbewegung möglich, wobei das Fahrzeug nur soweit in den Kreuzungsbereich einfährt bis es an einem geschlossenen und daher nicht passierbaren Übergangsbereich ankommt. Erst nachdem sich der Zustandswert dieses Übergangsbereichs aufgrund von Gegebenheiten in der Umgebung dynamisch geändert hat, ist eine Weiterfahrt zur Überquerung der Verkehrskreuzung möglich. Die Festlegung der Fahrbewegung erfolgt hierbei lediglich anhand der Zustandswerte der Übergangsbereiche und nicht anhand der Zustandswerte von Zonen.

In einer besonders vorteilhaften Weise der Erfindung ist es auch möglich, dass zur Festlegung der Fahrbewegung sowohl die Zustandswerte von Zonen als auch die Zustandswerte von Übergangsbereichen herangezogen werden. Hierzu sind ebenfalls zwischen den Zonen Übergangsbereiche definiert, wobei für Übergangsbereiche anhand von Umgebungsinformationen jeweils ein die Befahrbarkeit des Übergangsbereichs beschreibender situationsabhängiger Zustandswert bestimmt wird. Diese Zustandswerte werden sodann zusätzlich zu den Zustandswerten der Zonen bei der Festlegung einer Fahrbewegung zum Überqueren der Verkehrskreuzung herangezogen. Hierdurch lässt sich in einer besonders gewinnbringenden Weise ein zweistufiges Verfahren zur Überquerung der Verkehrskreuzung realisieren. In einer ersten Stufe wird dabei vor der Einfahrt in den Kreuzungsbereich anhand der Zustandswerte der Zonen ein Fahrweg festgelegt, wobei unter Berücksichtigung einer vorgegeben allgemeinen Bewegungsrichtung anhand nicht belegter Zonen vorzugsweise der kürzeste Fahrweg zur Festlegung der Fahrbewegung herangezogen wird. Zusätzlich kann hierbei auch die Fahrdynamik vorab festgelegt werden, indem beispielsweise für jede Zone und/oder jeden Übergangsbereich eine bestimmte Sollgeschwindigkeit vorgegeben wird. Im Anschluss daran werden bei der Einfahrt des Fahrzeugs in den Bereich der Verkehrskreuzung/Einmündung sodann die Zustandswerte der Übergangsbereiche überwacht. Das Fahrzeug überquert dabei die Verkehrskreuzung ggf. unter Beachtung der vorgaben für die Sollgeschwindigkeit. Falls ein Übergangsbereich geschlossen und nicht passierbar ist, darf das Fahrzeug soweit in den Bereich der Verkehrskreuzung/Einmündung einfahren bis es an diesem Übergangsbereich angekommen ist. Der Fahrer wird daher rechtzeitig vor dem Erreichen des nicht passierbaren Übergangsbereichs gewarnt und zusätzlich oder alternativ in die Dynamik des Fahrzeugs eingegriffen, um das Fahrzeug rechtzeitig abzubremsen. Erst nachdem sich der Zustandswert für diesen Übergangsbereich dann wieder geändert hat und dieser passierbar ist, wird sich das Fahrzeug weiter fortbewegen. Auf diese Weise werden alle Übergangsbereiche überwacht, bis das Fahrzeug die Verkehrskreuzung überquert hat bzw. die Einmündung passiert hat.

In einer weiteren gewinnbringenden Weise der Erfindung werden in Bezug auf Zonen und/oder Übergangsbereiche zusätzliche Attribute hinterlegt, welche deren Eigenschaft beschreiben und welche bei der Festlegung der Fahrbewegung herangezogen werden. Im Zusammenhang mit der Erfindung erfolgt eine Einteilung der Bereiche von Verkehrskreuzungen/Einmündungen in Zonen anhand bestimmter Informationen aus der Fahrzeugumgebung, insbesondere aufgrund von Objekten oder Bereichen aus der Fahrzeugumgebung, welche bestimmte Eigenschaften aufweisen und somit das Fahrverhalten beeinflussen. Dazu gehören hauptsächlich: Fahrbereiche, Verbotsbereiche, Aufmerksamkeitsbereiche, Verkehrszeichen, Verkehrsregeleinrichtungen, Personen und Fahrzeuge. Derartige Informationen werden den Zonen in der Form von Attributen zugeordnet und werden zu jeder Verkehrskreuzung/Einmündung individuell in einer Datenbank oder in Karteninformationen fest hinterlegt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass diese Attribute in der Form von Vergleichsbeispielen in einer Liste hinterlegt sind und diese im Rahmen einer Umgebungserfassung bei der Bildauswertung mittels Bilddatenverarbeitung der jeweiligen Topologie einer Verkehrskreuzung/Einmündung sodann zugeordnet werden. Dabei ist grundsätzlich auch eine Kombination möglich, wobei sowohl Attribute zu jeder Verkehrskreuzung/Einmündung individuell hinterlegt sind als auch Attribute anhand einer Bilddatenverarbeitung der Topologie einer Verkehrskreuzung/Einmündung zugeordnet werden. Beispielsweise kennzeichnen Fußgängerüberwege oder Bereiche in denen Fußgänger erkannt werden einen Aufmerksamkeitsbereich. Bereiche, in denen Fahrzeuge geparkt sind oder sich andere unbewegliche Hindernisse befinden werden als Verbotsbereich ausgelegt. Vorfahrtsbereiche sind beispielsweise durch Verkehrszeichen als solche zu erkennen oder Fahrspuren, auf denen sich vorfahrtsberechtigte Fahrzeuge befinden.

Weiterhin besteht in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, dass die Fahrerabsicht und/oder der Fahrzeugzustand erfasst werden, wobei diese bei der Festlegung der Fahrbewegung berücksichtigt werden. Als Einheit zur Bestimmung der Fahrerabsicht eigenen sich dabei vor allem Innenraumsensoren, wie z.B. Kameras. Damit kann der Zustand des Fahrers überwacht werden und daraus eine Fahrerabsicht abgeleitet werden. Beispielsweise kann erfasst werden, ob der Fahrer bestimmte Hinweise oder Signale aus der Fahrzeugumgebung erfasst hat und deshalb die bisherige Fahrerabsicht sich ändern wird. Auch können z.B. Gesten die der Fahrer an andere Verkehrsteilnehmer richtet zur Ableitung einer Fahrerabsicht herangezogen werden. Zusätzlich oder alternativ dazu besteht auch die Möglichkeit den Fahrzeugzustand zur Festlegung der Fahrbewegung heranzuziehen. Als Einheit zur Erfassung des Fahrzeugzustandes kommen hierbei Fahrzeuginterne Systeme zum Einsatz, welche z.B. entsprechende Signale über den Fahrzeugbus zur Verfügung stellen. Beispielsweise können dabei Fahrzeugsignale, wie z.B. Blinker, Bremse, Gas und Lenkung ausgewertet werden, um daraus eine vom Fahrer allgemein beabsichtigte Fahrtrichtung zu ermitteln. Darüber hinaus kann eine allgemein beabsichtigte Fahrtrichtung aber auch anhand von Informationen eines Navigationssystems ermittelt werden. Die Fahrerabsicht und/oder der Fahrzeugzustand wird dabei entweder zusätzlich zu den Zustandswerten von Zonen und Übergangsbereichen oder alternativ dazu bei der Festlegung einer Fahrbewegung herangezogen.

Im Zusammenhang mit der Erfindung werden zur Erfassung von Umgebungsinformationen Sensordaten und/oder Karteninformationen herangezogen. Zur Umgebungserfassung eignen sich vor allem bildgebende-Sensoren, welche sowohl im sichtbaren als auch im Infraroten Wellenlängenbereich empfindlich sein können. Dabei kann es sich um 2D-Bildsensoren, wie z.B. Kameras, handeln oder aber auch um entfernungsauflösende 3D-Bildsensoren, wie z.B. Radare oder Laserscanner. Beispielsweise sind Radare für den Fernbereich bekannt, welche bei 24 GHz arbeiten und einen Entfernungsbereich von bis zu ca. 150 Meter auflösen oder Radare für den Nahbereich, welche bei 77 GHz arbeiten und einen Entfernungsbereich von bis zu ca. 25m auflösen. Dabei ist auch eine Kombination und/oder Fusion mehrerer Bildsensoren denkbar, wobei diese vorzugsweise an der Fahrzeugfront angeordnet sind und dabei in Fahrtrichtung ausgerichtet sind. Es ist aber auch denkbar dass ein oder mehrere Bildsensoren an beliebigen Stellen, auch seitlich am Fahrzeug, in beliebigen Orientierungen angeordnet sind. Zusätzlich können die Bildsensoren dabei an ein GPS oder Navigationssystem angeschlossen sein, damit eine Vorverarbeitung erfolgen kann. Aufgrund der Informationen des GPS- oder Navigationssystems kann beispielsweise die Position und/oder Orientierung der Kamera, Zoom, Brennweite und beliebige andere Kameraparameter automatisch angepasst werden, sodass Objekte, Personen und die Topologie der Verkehrskreuzung/Einmündung zuverlässig mit hoher Qualität bei geeigneter Größe erfasst werden können. Auch ist es dabei möglich, Umgebungsinformationen anhand von elektronischen Karten, wie diese beispielsweise im Zusammenhang mit Navigationssystemen hinterlegt sind, einzubeziehen. In den elektronischen Karten können neben Informationen zur Topologie und dem Verlauf von Fahrspuren einer Verkehrskreuzung zusätzlich auch Informationen zum Verkehrsfluss oder Beispielsweise Vorfahrtsregelungen oder Informationen über Verkehrsschilder hinterlegt sein. In gewinnbringender Weise wird im Rahmen der Erfassung von Umgebungsinformationen eine Objekterkennung durchgeführt. Die von den Bildsensoren erfassten Umgebungsinformationen werden dabei mittels einer Bildauswerteeinheit weiterverarbeitet. Die Objekterkennung umfasst dabei beispielsweise eine Erkennung von Fahrspurmarkierungen, wobei insbesondere Linien erkannt werden. Auch ist z.B. eine Erkennung von Fahrzeugen, Fußgängern, Verkehrszeichen und Ampeln möglich. Dem Fachmann auf dem Gebiet der Bildverarbeitung sind hierzu unterschiedlichste Verfahren bekannt, wie z.B. Kantendetektion mittels Filter, Template-Matching, Segmentier-, Klassifikations-, und Trackingverfahren. Die erfassten und/oder weiterverarbeiteten Umgebungsdaten können darüber hinaus auch zusätzlich mit Modellinformationen der Umgebung fusioniert werden und sodann eine Auswertung zur Festlegung einer geeigneten Fahrbewegung vorgenommen werden.

In einer weiteren gewinnbringenden Ausgestaltung der Erfindung ist zusätzlich eine Steuereinheit zum aktiven Eingreifen in die Fahrzeugdynamik vorhanden. Über geeignete Stellglieder wird dabei beispielsweise auf die Bremse und Lenkung eingegriffen, um automatisch dem festgelegten Fahrweg zu folgen und vor nicht passierbaren Übergangsbereichen oder Hindernissen anzuhalten. Auch ist es möglich, auf die Motordrehzahl einzuwirken um das Fahrzeug entsprechend zu beschleunigen oder zu verzögern.

Auch ist es von großem Vorteil, falls eine zusätzliche Kollisionsvermeidungseinheit vorgesehen ist, welche mit dem Fahrerassistenzsystem in Verbindung steht. Damit kann für den Fall, dass Personen, andere Fahrzeuge oder beliebige andere mobile oder stationäre Objekte dem eigenen Fahrzeug zu nahe kommen, automatisch ein Nothalt eingeleitet werden. Die Kollisionsvermeidungseinheit hat dabei die höchste Priorität, wobei in Situationen in denen eine Kollision droht die Komponenten und/oder die Funktionalität des Systems zum Überqueren von Kreuzungen unterdrückt werden.

Weiterhin umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einheit zur Fahrerwarnung. Dabei kann es sich um ein oder mehrere optische, akustische oder haptische Warnmittel handeln. Beispielsweise erfolgt eine akustische Warnung falls eine vom Fahrer eingeleitete Aktion gefährlich ist. Es besteht auch die Möglichkeit Kontrollleuchten anzubringen, um beispielsweise eine ja/nein Entscheidung anzuzeigen. Die Kontrollleuchte können dabei anhand der Zustandswerte für Übergangsbereiche angesteuert werden und zeigen z.B. grün an, falls das Fahrzeug den Übergangsbereich passieren darf, wohingegen rot angezeigt wird, falls der Übergangsbereich gesperrt ist.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein zusätzlicher manueller Not-Aus Taster vorhanden, womit das Fahrerassistenzsystem deaktiviert wird. In außergewöhnlichen Situationen kann es erforderlich sein, dass eine Möglichkeit zur manuellen Abschaltung des Fahrerassistenzsystems vorgesehen ist. Hierbei kann es sich um einen Taster handeln, welcher sich in der Reichweite des Fahrers befindet und innerhalb kurzer Zeit betätigbar ist, welcher vorzugsweise am Lenkrad des Fahrzeugs angeordnet ist. Auch kann es sich um das Bremspedal handeln, wobei das Fahrerassistenzsystem beim Überschreiten einer bestimmten Bremskraft automatisch abgeschaltet wird. Dadurch wird sichergestellt, dass das Fahrzeug nach einer starken Bremsung, wie diese in einer Gefahrensituation üblich ist, im Anschluss daran nicht automatisch weiter in den Kreuzungsbereich einfährt, um eine Kollision zu vermeiden. Auch kann es aber unter bestimmten Umständen von Vorteil sein, dass anstelle einer Bremsung zum Anhalten des Fahrzeugs eine Beschleunigung des Fahrzeugs vorzuziehen ist, um den Bereich der Verkehrskreuzung möglichst schnell zu verlassen. Daher bietet es sich an, das Gaspedal zur Betätigung des Not-Aus Schalters heranzuziehen. Dabei wird das Fahrerassistenzsystem beispielsweise deaktiviert, falls das Gaspedal vollständig durchgedrückt wird (Kickdown Position).

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Dabei zeigen:
1 die Topologie einer in Zonen eingeteilten Verkehrskreuzung
2 ein der Verkehrskreuzung zugeordnetes Schachbrett muster zur Festlegung der Fahrbewegung
In der 1 wird die Topologie einer in Zonen eingeteilten Verkehrskreuzung (1) gezeigt. Das Fahrzeug (2) soll bei der in der Figur gezeigten Verkehrsszene links abbiegen, sodass das Fahrzeug (2) von einer Startposition (2a) aus in eine Zielposition (2b) gelangt. Hierbei wird die vom Fahrer bzw. einem Navigationssystem vorgegebene allgemeine Fahrtrichtung (3) in der Figur beispielhaft in der Form eines gestrichelten Pfeils angezeigt. Ohne ausdrückliche Beschilderung gilt an Verkehrskreuzungen (1) das rechts vor links Vorfahrtsrecht, In einem Kreisverkehr gewährt die Beschilderung dem von links herannahenden Fahrzeug das Vorfahrtsrecht. Das Fahrerassistenzsystem muss daher vorfahrtsberechtigte Zonen (4) bei der Festlegung einer Fahrbewegung zum Überqueren der Verkehrskreuzung berücksichtigen. Außerdem wird der Fußgängerüberweg, welcher als Aufmerksamkeitszone (6) gekennzeichnet ist, bei der Festlegung einer Fahrbewegung zum Überqueren der Verkehrskreuzung berücksichtigt. Das Fahrzeug muss insbesondere solange warten, bis der Fußgänger (5) die Aufmerksamkeitszone (6) passiert hat. Zusätzlich sind zwei Übergangsbereiche (7, 8) definiert, welche die Zonen miteinander verbinden und ebenfalls bei der Festlegung einer Fahrbewegung zum Überqueren der Verkehrskreuzung berücksichtigen werden. Darüber hinaus können auch uninteressante Zonen definiert sein, beispielsweise Zonen die nicht befahrbar sind, wobei es sich z.B. um einen Bereich neben der Fahrbahn handelt oder es sich um die entgegenkommende Fahrspur handelt, welche nicht befahren werden darf.
In der 2 ist ein der Verkehrskreuzung zugeordnetes Schachbrettmuster (10) zur Festlegung der Fahrbewegung dargestellt. Das Fahrerassistenzsystem verfügt dabei ggf. über Informationen zur allgemeinen Bewegungsrichtung, welche durch den Fahrer oder ein Navigationssystem vorgegeben ist. Zudem ist die Topologie der Verkehrskreuzung bekannt, wobei insbesondere die Ausrichtung der Fahrspuren bekannt ist. Diese Information stellt z.B. ebenfalls ein Navigationssystem oder aber eine umgebungserfassende Sensorik zur Verfügung. Das Fahrzeug kann sich dabei Vorwärts sowie nach links und nach rechts fortbewegen. Der Fahrweg zum Überqueren der Verkehrskreuzung wird dabei anhand des Schachbrettmusters (10) vorzugsweise bereits vor der Einfahrt in den Bereich der Verkehrskreuzung festgelegt. Hierzu wird der Fahrweg unter Bevorzugung der allgemeinen Bewegungsrichtung Feld für Feld abgesucht, wobei die Felder den Zonen der unterteilten Verkehrskreuzung entsprechen. Die Felder sind dabei derart definiert, dass es keine direkt aneinander angrenzenden vorfahrtsberechtigten Felder gibt. Diejenigen Felder, welche die vorfahrtsberechtigten Zonen (4) sowie den Aufmerksamkeitsbereich (6) aus 1 repräsentieren sind in der 2 schwarz dargestellt. Zusätzlich sind die Übergangsbereiche (7, 8) aus 1 hier schraffiert dargestellt. Kann ein in der allgemeinen Fahrtrichtung liegendes Feld nicht ausgewählt werden, da es sich z.B. um die falsche Bewegungsrichtung oder ein nicht befahrbares Feld handelt, muss das Fahrzeug entweder geradeaus oder aber in die entgegen gesetzte Richtung fahren. Es ist dabei möglich, einen Suchbaum zu erzeugen, wobei der vollständige Suchbaum sodann einen realisierbaren Fahrweg beschreibt. Bei dem Fahrweg handelt sich unter Beachtung der allgemein Bewegungsrichtung um den kürzest möglichen Fahrweg vom Startfeld (20) zum Zielfeld (40), für das Überqueren der Verkehrskreuzung. Falls unter Beachtung der Zustandswerte der Zonen kein Fahrweg festgelegt werden kann, erhält der Fahrer durch das Fahrerassistenzsystem einen Hinweis darauf oder das Fahrzeug wird gestoppt. Sobald der Fahrweg bekannt ist, werden nach und nach dessen unmittelbare Umgebung sowie die Übergangsbereiche von einem Feld zum anderen analysiert. Hierbei werden insbesondere auch die mit den Feldern (20) und (30) überlappenden schraffierten Übergansbereiche analysiert. In dem vorliegenden Fall muss das Fahrzeug, nachdem der Fußgänger den Fußgängerüberweg passiert hat und die Aufmerksamkeitszone wieder befahrbar ist bei Feld (30) aufgrund der Vorfahrtsregelung anhalten. Das Fahrerassistenzsystem regelt das Fahrzeug daher derart, dass dieses solange stehen bleibt, bis beide auf dem Fahrweg zum Zielfeld (40) zu passierenden Übergangsbereiche und das Feld auf dem sich das Fahrzeug aktuell befindet nicht fast gleichzeitig befahrbar sind. Zwei Felder gelten dabei als fast gleichzeitig befahrbar, falls das Fahrzeug von einem Feld zum anderen Feld gelangen kann, indem es derart beschleunigt oder abgebremst wird, sodass diese Felder nacheinander befahrbar werden.

Claims

Verfahren zur Unterstützung des Fahrers beim Überqueren von Verkehrskreuzungen, wobei eine Einteilung von zu überquerenden Verkehrskreuzungen in mehrere Zonen erfolgt, welche Bereichen auf der Straße zugeordnet sind und wobei für die Zonen anhand von Umgebungsinformationen jeweils ein die Befahrbarkeit der Zone beschreibender situationsabhängiger Zustandswert bestimmt wird und auf der Basis dieser Zustandswerte sodann eine Fahrbewegung zum Überqueren der Verkehrskreuzung festgelegt wird.
Verfahren zur Unterstützung des Fahrers beim Überqueren von Verkehrskreuzungen, dadurch gekennzeichnet, wobei eine Einteilung von zu überquerenden Verkehrskreuzungen in mehrere Zonen erfolgt, welche Bereichen auf der Straße zugeordnet sind und wobei zwischen diesen Zonen Übergangsbereiche definiert sind, dass für Übergangsbereiche anhand von Umgebungsinformationen jeweils ein die Befahrbarkeit des Übergangsbereichs beschreibender situationsabhängiger Zustandswert bestimmt wird und auf Basis dieser Zustandswerte sodann eine Fahrbewegung zum Überqueren der Verkehrskreuzung festgelegt wird.
Verfahren zur Unterstützung des Fahrers beim Überqueren von Verkehrskreuzungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zwischen den Zonen Übergangsbereiche definiert sind, wobei für Übergangsbereiche anhand von Umgebungsinformationen jeweils ein die Befahrbarkeit des Übergangsbereichs beschreibender situationsabhängiger Zustandswert bestimmt wird und wobei diese Zustandswerte zusätzlich zur Festlegung einer Fahrbewegung zum Überqueren der Verkehrskreuzung herangezogen werden.
Verfahren zur Unterstützung des Fahrers beim Überqueren von Verkehrskreuzungen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Bezug auf Zonen und/oder Übergangsbereiche zusätzliche Attribute hinterlegt sind, welche deren Eigenschaft beschreiben und welche bei der Festlegung der Fahrbewegung herangezogen werden.
Verfahren zur Unterstützung des Fahrers beim Überqueren von Verkehrskreuzungen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerabsicht und/oder der Fahrzeugzustand erfasst wird und bei der Festlegung der Fahrbewegung berücksichtigt wird.
Verfahren zur Unterstützung des Fahrers beim Überqueren von Verkehrskreuzungen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung von Umgebungsinformationen Sensordaten und/oder Karteninformationen herangezogen werden.
Verfahren zur Unterstützung des Fahrers beim Überqueren von Verkehrskreuzungen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Erfassung von Umgebungsinformationen eine Objekterkennung durchgeführt wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Unterstützung des Fahrers beim Überqueren von Verkehrskreuzungen nach Anspruch 1 bis 7, umfassend: – Eine Einheit zur Modellierung von Verkehrskreuzungen, – wenigstens eine Sensoreinheit und/oder ein Navigationssystem zur Erfassung von Umgebungsinformationen, – eine Rechnereinheit zur Auswertung von Umgebungsinformationen und zur Festlegung einer Fahrbewegung zum Überqueren einer Verkehrskreuzung sowie – ein Warnmittel zur Fahrerwarnung bei drohenden Gefahren.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Einheit zur Erfassung der Fahrerabsicht und/oder des Fahrzeugzustandes vorhanden ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich eine Steuereinheit zum aktiven Eingreifen in die Fahrzeugdynamik vorhanden ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Kollisionsvermeidungseinheit vorgesehen ist, welche mit dem Fahrerassistenzsystem in Verbindung steht.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich wenigstens ein manueller Not-Aus Taster vorhanden ist, womit das Fahrerassistenzsystem deaktiviert wird.