DE102005025386A1

DE102005025386A1 - Verfahren zur Erkennung eines bevorstehenden Unfalls bei einem vorausfahrenden Fahrzeug

Info

Publication number: DE102005025386A1
Application number: DE102005025386A
Authority: DE
Inventors: Ottmar Dr.-Ing. Gehring; Sascha Dr.-Ing. Paasche; Gernot Prof. Dr.-Ing. Spiegelberg; Armin Dr.-Ing. Sulzmann; Frédéric Dipl.-Ing. Holzmann; Andreas Dr.-Ing. Schwarzhaupt
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2006-04-20

Abstract

Verkehrsunfälle bei hohen Geschwindigkeiten verursachen häufig Massenkarambolagen, da die Abstände zwischen den Fahrzeugen zu gering sind und der Fahrer eine relativ lange Reaktionszeit besitzt. Zur Vermeidung derartiger Verkehrsunfälle wird daher ein Verfahren zur frühzeitigen Erkennung eines bevorstehenden Unfalls bei einem vorausfahrenden Fahrzeug vorgeschlagen. Dabei wird die Lage des vorausfahrenden Fahrzeugs erfasst, anhand der anschließend eine Auswertung zur Erkennung des bevorstehenden Unfalls stattfindet. Im Rahmen der Auswertung wird dabei die Lage des vorausfahrenden Fahrzeugs in Bezug zum Verlauf der von diesem befahrenen Fahrspur gesetzt. Es wird hierbei auf die Erkennung eines Unfalls geschlossen, falls die Lage des vorausfahrenden Fahrzeugs gegenüber einer üblichen Lage bezüglich des Verlaufs der Fahrspur um einen bestimmten Wert abweicht. Aufgrund der Bestimmung der Abweichung zwischen der tatsächlichen Lage des vorausfahrenden Fahrzeugs und dem Verlauf der Fahrspur kann frühzeitig und auf zuverlässige Weise auf einen bevorstehenden Unfall eines vorausfahrenden Fahrzeugs geschlossen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines bevorstehenden Unfalls bei einem vorausfahrenden Fahrzeug.

Es sind Verfahren zur Erkennung eines bevorstehenden Aufpralls eines Verkehrsteilnehmers auf das Fahrzeug eines Beobachters bekannt. Hierbei wird der Bereich vor dem Fahrzeug visuell erfasst und auf potentielle Kollisionsgegner hin ausgewertet. Damit wird sowohl der Insassenschutz als auch der Schutz des Kollisionsgegners verbessert. Beispielsweise werden auf der Grundlage der Auswertung Insassenschutzsysteme in mehreren Stufen ausgelöst (z.B. eine sanfte Zündung des Airbags) oder schaltbare Crash-Strukturen zum Schutz des Kollisionsgegners eingesetzt (z.B. Anhebung der Motorhaube im Falle einer Fußgängerkollision). Hierbei kommen sogenannte Precrash-Sensoren zum Einsatz, welche meistens mittels Infrarot-Laser oder Ultraschall arbeiten. Derartige Sensoren besitzen üblicherweise eine kurze Reichweite und sind daher nur für den Nahbereich einsetzbar. Aufgrund moderner Bildsensoren ist es jedoch auch möglich, Verkehrsteilnehmer und deren Fahrdynamik aus größeren Entfernungen zur erfassen. Es wird daher unter Verwendung moderner Bildsensoren eine Vorhersage eines bevorstehenden Unfalls möglich, womit der Fahrer rechtzeitig gewarnt werden kann.

In der JP 06229759 A1 werden ein Verfahren zur Abschätzung der Distanz zu einem vorausfahrenden Fahrzeug und dessen Geschwindigkeit anhand von Bildinformationen beschrieben. Hierzu sind Rückansichten unterschiedlicher Fahrzeugtypen sowie deren Fahrzeugbreite in der Form von Bilddaten in einem Speicher hinterlegt. Eine Einheit zur Erfassung von Fahrzeugbreiten segmentiert die mittels einer Kamera aufgenommenen Fahrzeugrückansichten vorausfahrender Fahrzeuge und vergleicht diese mit den hinterlegten Bildinformationen auf der Pixelebene, um daraus die Fahrzeugbreite zu bestimmen. Anhand der Fahrzeugbreite wird sodann die Entfernung und Geschwindigkeit eines vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmt, wobei die Anzahl der durch das vorausfahrende Fahrzeug verdeckten Pixel im Bild sowie der horizontale Winkel der Kamera berücksichtigt werden.

JP2001202497A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erfassung vorausfahrender Fahrzeuge. Anhand von Bildaufnahmen werden der Abstand und der relative Winkel zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug bestimmt. Dabei sind an der Rückseite des vorausfahrenden Fahrzeugs wenigstens 3 Marker derart angeordnet, dass diese sich nicht auf einer Linie befinden. Damit wird die Auswertung hinsichtlich des Abstands und des relativen Winkels anhand von Bildaufnahmen einer CCD-Kamera möglich.

In der DE 102004005104 A1 wird ein Fahrzeug-Radarsystem beschrieben. Das Fahrzeug-Radarsystem ist in ein Bezugsfahrzeug eingebaut und erfasst den Abstand und die Richtung zu einem vorausfahrenden Fahrzeug. Anhand des Abstands wird eine relative Position der Breitenmitte des vorausfahrenden Fahrzeugs berechnet. Auf Grundlage der berechneten relativ Position und eines erfassten Kurvenradius wird sodann ein relativer Drehwinkel des vorausfahrenden Fahrzeugs ermittelt. Zur Ermittlung des Fahrspurverlaufs und damit des Kurvenradius wird entweder eine Umgebungserfassung mittels CCD-Kamera oder Karteninformationen eines Navigationssystems herangezogen. Die berechnete relative Position der Breitenmitte des vorausfahrenden Fahrzeugs wird sodann unter Verwendung des relativen Drehwinkels korrigiert. Die Sendefunkwellen des Fahrzeug-Radarsystems werden dabei auf eine Hinterseite, eine Seite und eine Ecke des vorausfahrenden Fahrzeugs abgestrahlt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Erkennung eines bevorstehenden Unfalls bei einem vorausfahrenden Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruch 1 bereitzustellen, womit bevorstehende Unfälle frühzeitig und auf zuverlässige Weise erkannt werden.

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

Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Erkennung eines bevorstehenden Unfalls bei einem vorausfahrenden Fahrzeug eingesetzt. In einer erfinderischen Weise wird dabei die Lage des vorausfahrenden Fahrzeugs erfasst, wobei anhand der erfassten Lage sodann eine Auswertung zur Erkennung des bevorstehenden Unfalls stattfindet. Im Rahmen der Auswertung wird dabei die Lage des vorausfahrenden Fahrzeugs in Bezug zum Verlauf der von diesem befahrenen Fahrspur gesetzt. Es wird hierbei auf die Erkennung eines Unfalls geschlossen, falls die Lage des vorausfahrenden Fahrzeugs gegenüber einer üblichen Lage bezüglich des Verlaufs der Fahrspur um einen bestimmten Wert abweicht. Aufgrund der Bestimmung der Abweichung zwischen der tatsächlichen Lage des vorausfahrenden Fahrzeugs und dem Verlauf der Fahrspur kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren frühzeitig und auf zuverlässige Weise auf einen bevorstehenden Unfall geschlossen werden.

In einer besonders vorteilhaften Weise wird bei der Erfassung der Lage eines vorausfahrenden Fahrzeugs dessen Fahrzeugwinkel und/oder dessen Fahrzeugquerabstand in Bezug zum Fahrspurverlauf gesetzt werden. Der Fahrzeugwinkel wird im Zusammenhang mit der Erfindung unter Verwendung eines geeigneten Sensors direkt bestimmt. In vorteilhafter Weise kann der Fahrzeugwinkel aber auch anhand von Bildinformationen unter Berücksichtigung von Modellinformationen des Fahrzeugs bestimmt werden. Insbesondere wird der Fahrzeugwinkel anhand von Modellinformationen über die Fahrzeugbreite und -länge sowie der Kameraparameter auf Basis geometrischer Beziehungen bestimmt. Ein Beispiel hierzu wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand einer Figur detailliert beschrieben. Der Fahrzeugquerabstand wird dabei entweder unter Verwendung geeigneter Sensoren direkt bestimmt oder aber anhand von Bildinformationen unter Berücksichtigung der Sensorparameter anhand von geometrischen Beziehungen bestimmt. Im Falle eines Kamerabildes wird insbesondere die Anzahl der Pixel zwischen dem Fahrzeug und dem Fahrbahnrand gezählt und bei bekannter Pixelbreite anhand der Brennweite sodann der Fahrzeugquerabstand bestimmt. Als Referenzpixel in Bezug auf das Fahrzeug wird hierbei vorzugsweise der tiefste Punkt gewählt, welcher üblicherweise den Fahrzeugreifen entspricht. Zur Ermittlung des Referenzpixels für den Fahrbahnrand wird die senkrechte Verbindung zwischen dem Fahrzeugreifen und dem Fahrbahnrand bestimmt, wobei der Fahrbahnrand beispielsweise anhand einer Randspurmarkierung, dem Übergang zwischen Asphalt und dem Grünstreifen oder durch eine bauliche Berandung gekennzeichnet sein kann. Aufgrund des Fahrzeugwinkels und des Fahrzeugquerabstands des vorausfahrenden Fahrzeugs wird in gewinnbringender Weise eine Abschätzung durchgeführt, ob das vorausfahrende Fahrzeug seine Lage noch korrigieren kann und die Fahrspur nicht verlassen wird, oder ob sich aufgrund der Abweichung der Lage gegenüber einer üblichen Lage bezüglich des Verlaufs der Fahrspur ein Abkommen von der Fahrbahn/Fahrspur nicht mehr vermeiden lässt und ein Unfall bevorsteht.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird bei der Auswertung zusätzlich die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs berücksichtigt. Zur Bestimmung der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs wird ein geeigneter Sensor eingesetzt, z.B. ein Radarsensor, womit die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs direkt erfassbar ist. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Geschwindigkeit indirekt anhand von Bildinformationen zu bestimmen. Hierzu werden beispielsweise zwei aufeinander folgende Bildaufnahmen ausgewertet, wobei die in der Zeit zwischen den beiden Bildaufnahmen zurückgelegte Wegstrecke bestimmt wird und diese sodann in Bezug zur eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit gesetzt wird. Es besteht auch die Möglichkeit mehr als zwei Bildaufnahmen zur Bestimmung der Geschwindigkeit heranzuziehen und anschließend eine Fehlerausgleichsrechnung durchzuführen. Anstelle einer Fehlerausgleichsrechnung wird jedoch vorzugsweise eine Glättung der Geschwindigkeitsmessung vorgenommen, um stabile Messergebnisse zu erzielen. Anhand der Information über die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs ist in vorteilhafter Weise eine genauere Erkennung eines bevorstehenden Unfalls möglich. Beispielsweise kann für das vorausfahrende Fahrzeug aufgrund dessen aktuellen Fahrzeugquerabstands in Bezug zum Fahrspurverlauf sowie dessen Fahrzeugwinkel unter Beachtung der Geschwindigkeit eine Vorhersage darüber getroffen werden, ob das vorausfahrende Fahrzeug überhaupt noch in der Fahrbahn/Fahrspur gehalten werden kann oder ob es beispielsweise aufgrund eines Schleudervorgangs die Fahrbahn/Fahrspur verlassen wird und daher ein Unfall bevorsteht.

Auch besteht in einer gewinnbringenden Weise die Möglichkeit, dass bei der Auswertung zusätzlich der maximale Radeinschlagwinkel und die maximale Lenkraddrehgeschwindigkeit berücksichtigt werden. Zur Erkennung eines bevorstehenden Unfalls bei einem vorausfahrenden Fahrzeug wird in diesem Zusammenhang überprüft, ob das Fahrzeug bei einem drohenden Verlassen der Fahrbahn/Fahrspur mit einem maximalen Radeinschlagwinkel seine Lage derart korrigieren kann, sodass das Fahrzeug die Fahrbahn/Fahrspur nicht verlässt. Ein Verlassen der Fahrspur ist dabei unvermeidbar, falls dem Fahrzeug nicht mehr ausreichend Platz zur Verfügung steht, um den Kurs trotz maximalem Radeinschlagwinkel bei der vorhandenen Geschwindigkeit derart zu korrigieren, dass das Fahrzeug auf der Fahrbahn/Fahrspur verbleibt. Dabei wird fortlaufend der Fahrzeugwinkel und die Querposition des vorausfahrenden Fahrzeugs in Bezug zum Fahrspurverlauf gesetzt sowie dessen Geschwindigkeit erfasst. Im Rahmen der Auswertung wird eine Überschneidung der Fahrzeugseitenwände mit den Fahrspurrändern betrachtet. Hierzu wird die zukünftige Lage der Fahrzeugseitenwände bestimmt, wobei ein maximaler Lenkeinschlag zugrunde gelegt wird. Falls bei der Auswertung eine Überschneidung der zukünftigen Lage der Fahrzeugseitenwände mit den Fahrspurrändern gefunden wird, ist von einem bevorstehenden Unfall auszugehen, wobei das Fahrzeug die Fahrspur verlassen wird. Der Radeinschlagwinkel (φ_R) wird anhand folgender Gleichung bestimmt: φR = A·φL(t) φR = A·(φL,0 + [φ .L]max·t),für φ_L < φ_L < φ_R,max
wobei (A) der Lenkübersetzungskoeffizient der Lenksäule ist, (φ_L) der Lenkraddrehwinkel, (t) die Zeitdauer für den Lenkradeinschlag und ([φ ._L]_max) die maximale Lenkraddrehgeschwindigkeit. Der Fahrer führt dabei Lenkbewegungen mit einer maximalen Lenkraddrehbeschleunigung von etwa 80°/s² aus. Der Radeinschlagwinkel (φ_R) wird für φ_L ≥ φ_R,max alternativ aufgrund des maximalen Radeinschlagwinkels (φ_R,max) festgelegt, wobei φR = A·φR,max und der maximale Radeinschlagwinkel (φ_R,max) für das Fahrzeug etwa 45° beträgt. Der maximale Radeinschlagwinkel ist hierbei nicht konstant, sondern variiert mit dem Fahrbahnzustand. Beispielsweise ist bevor ein Fahrzeug ins Schleudern gerät auf einem griffigen Untergrund ein größerer Radeinschlagwinkel möglich als auf einem sehr glatten Untergrund.

Von großem Vorteil ist es, falls die Lage des vorausfahrenden Fahrzeugs wenigstens über eine bestimmte Zeitdauer ausgewertet wird, wobei auf die Erkennung eines Unfalls geschlossen wird, falls die Lage des vorausfahrenden Fahrzeugs gegenüber einer üblichen Lage bezüglich des Verlaufs der Fahrspur über eine bestimmte Zeitdauer um einen bestimmten Wert abweicht. Hierdurch können unnötige Warnungen vermieden werden, wobei insbesondere bei einem kurzzeitigen Abkommen des vorausfahrenden Fahrzeugs von der Fahrbahn/Fahrspur, z.B. aufgrund einer Unachtsamkeit oder eines kurzzeitigen Schleudervorgangs, sonst unnötige Warnungen erfolgen würden.

In einer weiteren gewinnbringenden Weise wird bei der Auswertung der Fahrzeugtyp des vorausfahrenden Fahrzeugs berücksichtigt. Die Erkennung des Fahrzeugtyps erfolgt beispielsweise indem die Fahrzeugform anhand der erfassten Bildinformationen bestimmt wird. Dabei werden vertikale und horizontale Kanten am Fahrzeug ausgewertet. Beispielsweise werden mittels einer Kantendetektion (z.B. Sobel-Operator) die horizontalen und vertikalen Linien des Kofferraums und der Rücklichter im Bild detektiert. Aufgrund dieser Geometrieinformationen wird sodann anhand hinterlegter Fahrzeuginformationen die Sollbreite des jeweiligen Fahrzeugtyps bestimmt. Unter Verwendung der Sollbreite lässt sich anschließend der Abstand zum Fahrzeug bestimmen und bei einem bevorstehenden Unfall eine geeignete Bremskraft zum rechtzeitigen Anhalten des Fahrzeugs ermitteln. Falls keine Sollbreite bestimmt werden kann, ist es alternativ auch möglich, Standardbreiten zu verwenden, da die Bremskraft zur Verzögerung des Fahrzeugs ohnehin stärker gewählt wird als dies unbedingt nötig ist. Damit wird eine zusätzliche Sicherheitstoleranz eingehalten. Die Standardbreite für Pkws beträgt insbesondere 1,70 Meter und für Lkws 2,50 Meter. Auch besteht die Möglichkeit, dass neben der Fahrzeugbreite weitere Daten zu unterschiedlichen Fahrzeugtypen hinterlegt sind, dazu gehören beispielsweise die Fahrzeuglänge oder Informationen über den maximal möglichen Radeinschlagwinkel.

In vorteilhafter Weise werden bei der Erfassung der Lage von vorausfahrenden Fahrzeugen Bildinformationen wenigstens eines umgebungserfassenden Sensors und/oder eines Navigationssystems berücksichtigt. Bei dem Umgebungserfassen Sensor kann es sich hierbei sowohl um 2D- als auch um 3D-Bildsensoren handeln. Beispielsweise werden in Fahrzeugen vermehrt Kameras zur Umgebungserfassung eingesetzt, welche sowohl im Infraroten als auch im sichtbaren Wellenlängenbereich empfindlich sein können. Es werden aber z.B. auch Radare und Lasersensoren eingesetzt. Diese Bildsensoren sind im Wesentlichen auf die dem Fahrzeug vorausliegende Umgebung ausgerichtet und können dabei an beliebigen Positionen innerhalb und/oder außerhalb des Fahrzeugs angeordnet sein. Im Rahmen einer Kalibrierung wird der Winkel des Bildsensors korrigiert, aus Gründen der Einfachheit ist der Bildsensor vorzugsweise jedoch geradeaus nach vorne ausgerichtet. Es können aber auch mehrere Bildsensoren bei der Umgebungserfassung zum Einsatz kommen. Mittels derartiger Bildsensoren können dabei vorausfahrende Fahrzeuge, der Fahrspurverlauf und beliebige andere Objekte in der Fahrzeugumgebung sowie deren Lage erfasst werden. Bei der Erfassung von vorausfahrenden Fahrzeugen wird vorzugsweise eine räumliche Ableitung der Bildinformationen durchgeführt, beispielsweise kommen dabei Verfahren zur Kantendetektion (z.B. Sobel-Operator) oder aber auch Template-Matching zum Einsatz. Die Form eines vorausfahrenden Fahrzeugs wird durch eine Formensuche oder eine zeitliche Variation der Bilddaten bestimmt. Nachdem ein vorausfahrendes Fahrzeug erfasst wurde, wird dieses solange es sich auf derselben Fahrspur wie das eigene Fahrzeug befindet nachverfolgt. Zur Nachverfolgung eignet sich beispielsweise ein Kalmann-Filter, welcher anhand der Fahrzeugposition und des Fahrzeugwinkels aufgesetzt wird. Falls das vorausfahrende Fahrzeug die Fahrspur wechselt, wird erneut eine Suche nach einem vorausfahrenden Fahrzeug durchgeführt. Die Suche wird auch dann durchgeführt, falls ein anderes Fahrzeug zwischen dem eigenen und dem vorausfahrenden Fahrzeug plötzlich einschert.

Im Falle eines bevorstehenden Unfalls wird in gewinnbringender Weise eine Warnung an den Fahrer ausgegeben. Die Warnung signalisiert dem Fahrer, dass bei dem vorausfahrenden Fahrzeug ein Unfall unmittelbar bevorsteht und daher eine Bremsung einzuleiten ist, damit das eigene Fahrzeug rechtzeitig vor dem voraus befindlichen Fahrzeug gestoppt wird. Bei der Warnung kann es sich beispielsweise um eine optische, akustische oder haptische Warnung handeln. Derartige Warnmittel kommen in Fahrzeugen bereits vielfach zum Einsatz.

In vorteilhafter Weise erfolgt im Falle eines bevorstehenden Unfalls ein automatischer Eingriff in die Fahrdynamik. Der automatische Eingriff kann dabei sowohl eine Bremsung als auch eine Lenkbewegung oder eine Kombination davon umfassen. Dabei ist es auch bekannt, dass lediglich einzelne Fahrzeugräder abgebremst werden. Aufgrund eines automatischen Eingriffs in die Fahrdynamik kann eine zusätzliche Verzögerung aufgrund der Reaktionszeit des Fahrers verhindert werden und somit schnellstmöglich auf den bevorstehenden Unfall reagiert werden.

Auch besteht die Möglichkeit, dass das Verfahren erst oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs und/oder des vorausfahrenden Fahrzeugs aktiv ist. Dadurch können unnötige Fehlwarnungen verhindert werden. Beispielsweise würde es zu Fehlwarnungen kommen, falls sich das eigene Fahrzeug in einem Stau oder auf einem Parkplatz oder einem Parkhaus bei der Parkplatzsuche mit geringer Geschwindigkeit bewegt und dabei ein vorausfahrendes Fahrzeug sich neben der Fahrbahn/Fahrspur bewegt. Gleichsam ist es nur dann sinnvoll eine Auswertung und Warnung durchzuführen falls das vorausfahrende Fahrzeuge sich mit einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit bewegt. Beispielsweise treten im Stadtverkehr Situationen auf wobei vorausfahrende Fahrzeug mit niedriger Geschwindigkeit absichtlich die Fahrbahn/Fahrspur verlassen, z.B. Fahren Fahrzeuge zum Be- und Entladen an oder über den Fahrspurrand, wobei sonst unnötige Warnungen ausgelöst werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Dabei zeigen:
1 die geometrischen Verhältnisse bei der Bestimmung der Distanz und Geschwindigkeit zu vorausfahrenden Fahrzeugen
2 die geometrischen Verhältnisse bei der Bestimmung der Lage von vorausfahrenden Fahrzeugen
1 zeigt beispielhaft die geometrischen Verhältnisse bei der Bestimmung der Distanz und Geschwindigkeit zu vorausfahrenden Fahrzeugen. Zur Bestimmung der Geschwindigkeit anhand von Bildinformationen werden zwei aufeinander folgende Bildaufnahmen ausgewertet. Hierzu wird die in der Zeit (Δt) zwischen den beiden Bildaufnahmen zurückgelegte Wegstrecke (Δs) in Bezug zur eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit (v →_e) gesetzt. Die Geschwindigkeit (v →_v) des vorausfahrenden Fahrzeugs wird anhand folgender Gleichung bestimmt:
Die zurückgelegte Wegstrecke (Δs) wird dabei vorzugsweise anhand der Änderung des Abstandes des vorausfahrenden Fahrzeugs in Bezug auf das eigene Fahrzeug ermittelt. Die Änderung des Abstandes ergibt sich dabei aus der Differenz aus den einzelnen Abständen des vorausfahrenden Fahrzeugs in Bezug auf das eigene Fahrzeug zu den beiden Bildaufnahmezeitpunkten, wobei die einzelnen Abstände beispielsweise direkt mittels eines Stereokamerasystems erfasst werden. Wie am Beispiel der 1 gezeigt wird, ist darüber hinaus auch eine indirekte Bestimmung des Abstandes (d) zum vorausfahrenden Fahrzeugs (1), z.B. mittels einer Monokamera möglich, wofür die standardmäßige Fahrzeugbreite (W) herangezogen wird. Der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug (1) wird dabei anhand folgender Gleichung bestimmt:
dabei beschreiben (f) die Brennweite der Kameraoptik, (δ) die Pixelbreite und (n) die Anzahl der Pixel im Bild, die durch die Breite des vorausfahrenden Fahrzeugs (1) belegt sind. Unter Verwendung einer Standardkamera hat sich dabei gezeigt, dass eine Ungenauigkeit von einem Pixel einen Abstandsfehler von in etwa einem Zentimeter zur Folge hat, was im Rahmen der Erfindung als tolerierbar angesehen wird.
2 zeigt beispielhaft die geometrischen Verhältnisse bei der Bestimmung der Lage von vorausfahrenden Fahrzeugen (1), wobei die Lage durch die Fahrzeugposition und den Fahrzeugwinkel (θ) beschrieben wird. Der Fahrzeugwinkel (θ) wird anhand der standardmäßigen Fahrzeuglänge (L) und der standardmäßigen Fahrzeugbreite (W) bestimmt. Für das Verhältnis von Fahrzeuglänge (L) zu Fahrzeugbreite (W) existiert hierbei ein Standardwert, welcher 2,3 beträgt und in Abhängigkeit vom Fahrzeugtyp nur leicht variiert. Dieser Standardwert gilt dabei sowohl für Pkws als auch für Lkws. Ein Fehler, der sich aus der Verwendung dieses Standardwerts ergibt, führt beim Fahrzeugwinkel zu einer Winkelabweichung von 2°. Im Rahmen der Erfindung werden Abweichungen in dieser Größenordnung toleriert, da ein Fehler der sich aufgrund einer Abweichung von einem Pixel im Bild ergibt, eine größere Winkelabweichung zur Folge hat. Ausgehend von den trigonometrischen Beziehungen:
und da:
kann der Fahrzeugwinkel (θ) anhand folgender Gleichung bestimmt werden:
zur Bestimmung des Fahrzeugwinkel (θ) und der Fahrzeugposition werden dabei zunächst die beiden Werte für die Fahrzeuglänge (δl) und Fahrzeugbreite (δw) anhand der Bildaufnahme, welche eine Rückansicht das vorausfahrenden Fahrzeug enthält, bestimmt. Weiterhin werden in gewinnbringender Weise Fahrzeugsymmetrien bei der Bestimmung des Fahrzeugwinkels (θ) berücksichtigt. Zum Auffinden von Fahrzeugsymmetrien wird im Rahmen der Bildauswertung in einem ersten Schritt eine vertikale Ableitung der Bildinformation vorgenommen, beispielsweise mittels eines Sobel-Operators. Anhand des abgeleiteten Bildes wird in einem zweiten Schritt ein Balkendiagramm berechnet. Die Balken werden dabei aufgrund von Schwankungsunterschieden bei den Kanten im Bild festgelegt. Für jeden Balken werden danach die Intensitätswerte der diesem Balken zugeordneten Pixel aufaddiert. Anschließend wird der Intensitätsverlauf über die gesamte Fahrzeugbreite in einem Diagramm aufgetragen, wobei jedes Maximum im Diagramm einer für die Auswertung relevanten Senkrechten im Bild entspricht. Anhand des Diagramms wird schließlich eine Kreuzkorrelation durchgeführt und das Ergebnis in einem neuen Diagramm dargestellt. Jedes Maximum in dieser Abbildung kennzeichnet eine mögliche Symmetrieachse des vorausfahrenden Fahrzeugs im Bild. Anhand der standardmäßig bekannten Fahrzeugbreite kann sodann eine Abschätzung für die Position der Symmetrieachse der Fahrzeugrückseite anhand der Korrelation im Bild bestimmt werden. Bei bekannter Position der Symmetrieachse an der Fahrzeugrückseite kann die genaue Position der Fahrzeugrückseite (δw) im Bild bestimmt werden. Die Breite der Fahrzeugrückseite (δw) im Bild führt dabei auf der Fahrzeugrückseite im Bild von der einen Fahrzeugaußenkante bis zur Symmetrieachse und verlängert sich nochmals um denselben Wert bis zur rechten Fahrzeugaußenkante. Die Strecke (δl) bildet somit den verbleibenden Rest im Bild, der durch das Fahrzeug abgedeckt wird und entspricht der Fahrzeuglänge.

Claims

Verfahren zur Erkennung eines bevorstehenden Unfalls bei einem vorausfahrenden Fahrzeug, bei welchem die Lage des vorausfahrenden Fahrzeugs erfasst wird und anhand der erfassten Lage eine Auswertung zur Erkennung des bevorstehenden Unfalls stattfindet, wobei bei der Auswertung die Lage des vorausfahrenden Fahrzeugs in Bezug zum Verlauf der von diesem befahrenen Fahrspur gesetzt wird, und wobei auf die Erkennung eines Unfalls geschlossen wird, falls die Lage des vorausfahrenden Fahrzeug gegenüber einer üblichen Lage bezüglich des Verlaufs der Fahrspur um einen bestimmten Wert abweicht.
Verfahren zur Unfallvermeidung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erfassung der Lage eines vorausfahrenden Fahrzeugs dessen Fahrzeugwinkel und/oder dessen Fahrzeugquerabstand in Bezug zum Fahrspurverlauf gesetzt werden.
Verfahren zur Unfallvermeidung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung zusätzlich die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs berücksichtigt wird.
Verfahren zur Unfallvermeidung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung zusätzlich der maximale Radeinschlagwinkel und die maximale Lenkraddrehgeschwindigkeit berücksichtigt werden.
Verfahren zur Unfallvermeidung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung eine Überschneidung der Fahrzeugseitenwände mit den Fahrspurrändern betrachtet wird.
Verfahren zur Unfallvermeidung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage des vorausfahrenden Fahrzeugs wenigstens über eine bestimmte Zeitdauer ausgewertet wird, wobei auf die Erkennung eines Unfalls geschlossen wird, falls die Lage des vorausfahrenden Fahrzeugs gegenüber einer üblichen Lage bezüglich des Verlaufs der Fahrspur über eine bestimmte Zeitdauer um einen bestimmten Wert abweicht.
Verfahren zur Unfallvermeidung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung der Fahrzeugtyp des vorausfahrenden Fahrzeugs berücksichtigt wird.
Verfahren zur Unfallvermeidung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Erfassung der Lage von vorausfahrenden Fahrzeugen Bildinformationen wenigstens eines umgebungserfassenden Sensors und/oder eines Navigationssystems berücksichtigt werden.
Verfahren zur Unfallvermeidung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines bevorstehenden Unfalls eine Warnung an den Fahrer ausgegeben wird.
Verfahren zur Unfallvermeidung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines bevorstehenden Unfalls ein automatischer Eingriff in die Fahrdynamik erfolgt.
Verfahren zur Unfallvermeidung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren erst oberhalb einer bestimmten Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs und/oder des vorausfahrenden Fahrzeugs aktiv ist.