DE102005039167A1

DE102005039167A1 - Fahrerassistenzsystem zur Fahrerwarnung bei einem drohenden Verlassen der Fahrspur

Info

Publication number: DE102005039167A1
Application number: DE102005039167A
Authority: DE
Inventors: Ingo Dr.rer.nat. Dudeck; Axel Dipl.-Inf. Gern; Rainer Dipl.-Ing. Möbus; Volker Dipl.-Ing. Oltmann; Uwe Dr. Regensburger; Reinhold Dipl.-Ing. Schöb; Bernd Dipl.-Inform. Woltermann; Zoltan Dr.-Ing. Zomotor
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2007-02-22

Abstract

Es wird eine Fahrassistenzvorrichtung zur Warnung eines Fahrers eines Fahrzeugs vor einem drohenden Abkommen von einer Fahrbahn (2) und/oder einem Verlassen einer Fahrspur beschrieben, welche Mittel zur Erkennung einer Fahrbahnrand- (8, 10) und/oder Fahrspurmarkierung (6, 7) und/oder eines Fahrbahnrands (3, 9), Mittel zur Erfassung von gegenüber der Fahrbahn (2) erhabenen Objekten (4, 5) in der Umgebung des Fahrzeugs, Mittel zur Identifikation von baulichen Begrenzungen (4, 5) der Fahrbahn (2) und/oder der Fahrspur aus den erfassten erhabenen Objekten (4, 5) sowie Mittel zur Ausgabe einer Warnung bei einem drohenden Abkommen von der Fahrbahn (2) und/oder einem Verlassen der Fahrspur umfasst und bei der Mittel zur Beurteilung einer momentanen Umgebungssituation mindestens durch Vergleich der räumlichen Lage der identifizierten baulichen Begrenzung (4, 5) der Fahrbahn (2) und/oder der Fahrspur mit der räumlichen Lage der erkannten Fahrbahnrand- (8, 10) und/oder Fahrspurmarkierung (6, 7) oder dem erkannten Fahrbahnrand (3, 9) sowie Mittel zur Anpassung der Ausgabe einer Warnung an die momentane Umgebungssituation vorgesehen sind. Darüber hinaus wird ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Fahrassistenzvorrichtung beschrieben.

Description

Technisches Gebiet:
Die Erfindung betrifft eine Fahrassistenzvorrichtung zur Warnung eines Fahrers eines Fahrzeugs vor einem drohenden Abkommen von einer Fahrbahn und/oder einem Verlassen einer Fahrspur, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Fahrassistenzvorrichtung, gemäß Anspruch 6.

In Fahrassistenzvorrichtungen zur Warnung eines Fahrers eines Fahrzeugs vor einem drohenden Abkommen von der Fahrbahn und/oder einem Verlassen der Fahrspur, auch als Lane-Departure-Warning Systeme, LDW bekannt, werden typischerweise Monokamerasysteme zur visuellen Erfassung der Umgebung verwendet. Hiermit können Fahrbahnrand- sowie Fahrspurmarkierungen und Fahrbahnränder erkannt werden.

Monokamerasysteme weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie zwischen Fahrbahnmarkierungen, Fahrbahnrändern und baulichen Begrenzungen der Fahrbahn oder der Fahrspur, wie etwa Randsteinen, Leitplanken, Absperrungen, Tunnelwänden, Gräben, Erdwällen und dergleichen nicht unterscheiden können.

Zur Verbesserung solcher LDW Systeme wird vorgeschlagen, zusätzlich zu einer Erkennung von Fahrbahnmarkierungen und Fahrbahnrändern erhabene Objekte in der Umgebung eines Fahrzeugs zu erfassen. Dies kann beispielsweise mittels höhen- und abstandgebenden Sensoren erfolgen. Geeignet sind hierzu beispielsweise Stereokamerasysteme in Verbindung mit geeigneten Bildverarbeitungsalgorithmen, Sensoren zur Totwinkelüberwachung, wie etwa Radar- oder Lidar-Sensoren, Kameras, welche mit strukturiertem Licht arbeiten, oder Parksensoren, welche beispielsweise Ultraschallwellen zur Abstandsbestimmung nutzen. Durch die Erfassung erhabener Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs können neben anderen Fahrzeugen und Gegenständen auf der Fahrbahn oder in der Umgebung des Fahrzeugs auch bauliche Begrenzungen erfasst und als solche identifiziert werden, wodurch insbesondere in Fahrbahnabschnitten, in denen keine Fahrbahnmarkierungen vorhanden sind, die Zuverlässigkeit von LDW Systemen verbessert wird.

So ist beispielsweise aus WO 2004/021546 bekannt, den Fahrbahnverlauf anhand von zusätzlichen 3D-Informationen zu detektieren oder auf Plausibilität zu überprüfen. Diese 3D-Informationen können beispielsweise von Leitplanken, Leitpfosten, Randbebauungen wie etwa Randsteinen, Bewuchs, Böschungen, Gräben oder von der Ebenheit oder Beschaffenheit der Fahrbahn selbst herrühren.

Wichtig für die Akzeptanz von LDW Systemen ist, dass Warnungen nur dann ausgegeben werden, wenn dies auch erforderlich ist.

Allerdings ist das typische LDW Warnkonzept, erst bei Berühren einer erkannten Markierung zu warnen auf vielen Straßen mit baulichen Begrenzungen nicht ausreichend. Reifen und/oder Felgen eines Fahrzeugs sind in diesem Fall bereits beschädigt, wenn eine Warnung ausgegeben wird. Das Problem wird noch kritischer bei einem mehrstufigen Eskalationsmodell bei dem dem Fahrer eines Fahrzeugs immer Zeit zur Reaktion gegeben wird. Bei einem solchen Eskalationsmodell wird der Fahrer zunächst über ein mögliches Abkommen von der Fahrbahn oder der Fahrspur informiert, anschließend gewarnt und letztlich das Fahrzeug durch einen Eingriff in die Fahrzeugsteuerung vor einem Abkommen von der Fahrbahn oder der Fahrspur bewahrt.

Aus EP 0 896 918 B1 ist ein Fahrassistenzvorrichtung bekannt, welche einen Alarm auslöst, wenn ein Fahrzeug aus einer ersten Spur ausschert, auf der es fährt. Die Fahrassistenzvorrichtung verfügt über Mittel zur Erfassung der ersten, eigenen Spur und einer Nachbarspur, sowie über Mittel zur Erfassung von Objekten, die auf der ersten Spur und auf der Nachbarspur vorhanden sind. Darüber hinaus verfügt die Fahrassistenzvorrichtung über Mittel zur Beurteilung, ob bei einem Ausscheren aus der eigenen Spur erfasste Objekte auf der Nachbarspur vorhanden sind und ob diese ein Hindernis für das eigene Fahrzeug darstellen. Zusätzlich sind Mittel zur Beurteilung vorgesehen, ob die Nachbarspur in Ausscherrichtung vorhanden ist, oder nicht.

Nachteilig an dieser Fahrassistenzvorrichtung ist, dass Warnungen beim Berühren einer Markierung ausgegeben werden, unabhängig davon, wie weit ein möglicherweise auf der Nachbarspur erfasstes Objekt tatsächlich von dem Fahrzeug entfernt ist. Dies kann insbesondere im Bereich enger Fahrspuren, wie etwa im Bereich von Baustellen zu irreführenden Warnungen führen. Betrifft die Warnung ein mögliches Verlassen einer Fahrspur oder einer Fahrbahn, welche eine bauliche Begrenzung anstelle einer Markierung aufweist, erfolgt die Warnung zu spät, nämlich dann, wenn die Räder oder Felgen des Fahrzeugs bereits die bauliche Begrenzung berühren.

Aus US 2004/0016870 A1 ist eine Fahrassistenzvorrichtung bekannt, welche in der Lage ist, unterschiedliche Fahrbahnmarkierungen, wie etwa durchgezogene und gestrichelte oder doppelte Linien zu unterscheiden. Warnungen vor einem drohenden Verlassen der Fahrspur werden bei dieser Fahrassistenzvorrichtung in Abhängigkeit von Schwellenwerten ausgegeben, welche durch die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs, die Relativgeschwindigkeit zu einem anderen Objekt, die Geschwindigkeit eines erfassten Objekts, den Fahrzustand und den Straßenzustand festgelegt sind.

Nachteilig hieran ist, dass unnötige Warnungen ausgegeben werden, beispielsweise wenn die Fahrspur durch eine weit vom Fahrbahnrand oder einer baulichen Begrenzung entfernte Fahrspurmarkierung begrenzt ist. In einem solchen Fall besteht keine unmittelbare Gefahr, wenn das Fahrzeug kurzfristig die Fahrspur verlässt oder die Fahrspurmarkierung berührt oder überschreitet.

Technische Aufgabe der Erfindung:

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine, Fahrassistenzvorrichtung zur Warnung eines Fahrers eines Fahrzeugs vor einem drohenden Verlassen der Fahrspur und/oder einem Abkommen von der Fahrbahn zu entwickeln, bei der durch eine situationsgerechte Ausgabe von Warnungen eine hohe Akzeptanz erreicht wird, sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Fahrassistenzvorrichtung.

Offenbarung der Erfindung und deren Vorteile:

Die Aufgabe wird bei einer Fahrassistenzvorrichtung der eingangs genannten Gattung gelöst durch Mittel zur Beurteilung einer beispielsweise eine bauliche Begrenzung der Fahrbahn, die Breite der Fahrbahn neben einer Fahrbahnrandmarkierung, die Beschaffenheit des Umfelds neben der Fahrbahn und dergleichen berücksichtigenden momentanen Umgebungssituation, wobei die Umgebungssituation mindestens durch Vergleich der räumlichen Lage der identifizierten baulichen Begrenzung der Fahrbahn und/oder der Fahrspur mit der räumlichen Lage der erkannten Fahrbahnrand- und/oder Fahrspurmarkierung oder dem erkannten Fahrbahnrand beurteilt wird, sowie Mittel zur Anpassung der Ausgabe einer Warnung beispielsweise im Hinblick auf Warnzeitpunkt und Art der Warnung an die momentane Umgebungssituation.

Die Identifikation von baulichen Begrenzungen kann dabei beispielsweise durch eine Zuordnung von erfassten erhabenen Objekten zu einer Fahrbahnrand- und/oder einer Fahrspurmarkierung und/oder einem Fahrbahnrand erfolgen. Der Begriff erhabene Objekte umfasst dabei sowohl Objekte, welche über die Fahrbahnoberfläche ragen, als auch solche Objekte, welche tiefer als die Fahrbahnoberfläche liegen, wie etwa Gräben, Abhänge, Brückenränder und dergleichen. Objekte die sich nicht zuordnen lassen, können als andere Fahrzeuge oder sonstige Gegenstände identifiziert werden, je nachdem, ob sie sich auf der Fahrbahn befinden, oder nicht. Auch solche Objekte können bei der Beurteilung der momentanen Umgebungssituation berücksichtigt werden.

Die Mittel zur Ausgabe einer Warnung bei einem drohenden Abkommen von der Fahrbahn und/oder einem Verlassen der Fahrspur können bei der erfindungsgemäßen Fahrassistenzvorrichtung neben Mitteln, die den Fahrer des Fahrzeugs über ein mögliches Abkommen von der Fahrbahn informieren oder vor einem drohenden Verlassen der Fahrbahn warnen auch solche Mittel umfassen, die bei einem Verlassen der Fahrbahn in die Steuerung des Fahrzeugs eingreifen, um dieses auf der Fahrbahn zu halten.

Die erfindungsgemäße Fahrassistenzvorrichtung weist gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil auf, dass Warnungen situationsgerecht ausgegeben werden. Hierdurch wird eine größere Akzeptanz der Fahrassistenzvorrichtung beim Fahrer eines Fahrzeugs erreicht, indem weniger Fehlwarnungen ausgegeben werden. Situationsangepasste Warnungen schaffen ebenfalls Vertrauen in die Fahrassistenzvorrichtung. Die gilt beispielsweise für die Unterscheidung zwischen Fahrten auf engen Landstrassen gegenüber Fahrten auf Autobahnen mit Standstreifen. Dadurch wird eine Steigerung der Fahrsicherheit und des Vertrauens in die Fahrassistenzvorrichtung erreicht.

Wird beispielsweise bei der Beurteilung der Umgebungssituation festgestellt, dass eine erkannte Fahrbahnmarkierung identisch ist mit einer baulichen Begrenzung, so kann der Warnzeitpunkt vorverlegt werden, so dass eine Warnung bereits vor einem Berühren der erkannten Fahrbahnmarkierung ausgegeben wird. Dies ist beispielsweise vorteilhaft im Bereich von Straßenabschnitten, in denen keine Fahrbahnmarkierungen auf der Fahrbahnoberfläche aufgetragen sind, und eine gegenüber der Fahrbahn erhabene bauliche Begrenzung, wie etwa ein Randstein, ein Graben, eine Leitplanke oder dergleichen als Fahrbahnrand- oder Fahrspurmarkierung erkannt wird.

Andererseits kann beispielsweise in Bereichen, in denen sich die Fahrbahn auch deutlich neben einer erkannten Fahrbahnrand- oder Fahrspurmarkierung erstreckt, die Ausgabe einer Warnung verzögert werden. Dies ist beispielsweise auf Autobahnen vorteilhaft, wo ein kurzfristiges Überschreiten der die Fahrspuren vom Standstreifen trennenden Fahrbahnmarkie rung keine gravierenden Folgen hat. Ebenso ist dies in Bereichen vorteilhaft, wo keine bauliche Begrenzung der Fahrbahn, wie etwa Gräben oder dergleichen registriert werden, was gleichermaßen bedeutet, dass der Bereich neben der Fahrbahn im Wesentlichen auf gleicher Höhe wie die Fahrbahn verläuft. So kann beispielsweise im Bereich von Einmündungen auf Landstraßen, wo ein kurzes Verlassen der Fahrbahn mit einer Seite des Fahrzeugs keine gravierenden Folgen hat, die Ausgabe einer Warnung verzögert oder ganz aufgehoben werden. Dabei ist denkbar, die Ausgabe einer Warnung zusätzlich von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs abhängig zu machen.

Dabei ist grundsätzlich denkbar, beispielsweise durch das Erfassen von Texturunterschieden die Beschaffenheit des Bodens neben der Fahrbahn zu bestimmen, beispielsweise um Grünflächen zu identifizieren, welche beispielsweise im Vergleich zu tiefem Sand problemlos überfahren werden können.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die von den Mitteln zur Ausgabe einer Warnung ausgebbaren Warnungen einem Eskalationsschema unterliegen, in dem die Art der Warnungen und die Warnzeitpunkte in Abhängigkeit von Schwellenwerten festgelegt sind, wobei die Schwellenwerte in Abhängigkeit von der Beurteilung der momentanen Umgebungssituation von den Mitteln zur Anpassung der Ausgabe einer Warnung veränderbar sind.

Die Schwellenwerte können beispielsweise durch den Abstand des Fahrzeugs von einer Fahrbahn- oder Fahrspurmarkierung, von einer baulichen Begrenzung oder von einem anderen erhabenen Objekt in der Umgebung definiert sein, wobei in Abhängigkeit der momentanen Umgebungssituation der Betrag dieser Schwellenwerte veränderbar ist.

Die verschiedenen Arten der Warnungen können beispielsweise eine Information des Fahrers über einen nahen Fahrbahnrand oder eine nahe Farbahnrand- oder Fahrspurmarkierung, eine Warnung vor einem drohenden Verlassen der Fahrspur oder vor einem drohenden Abkommen von der Fahrbahn, oder einen Eingriff in die Fahrzeugsteuerung, wie etwa einen Einzelradbremseingriff umfassen, mit dem das Fahrzeug vor einem Verlassen der Fahrspur oder einem Abkommen von der Fahrbahn bewahrt wird. Dabei ist denkbar, dass je nach Umgebungssituation die Schwellenwerte für die den jeweiligen Warnungen zugeordneten Eskalationsstufen so verändert werden, dass einzelne Warnungen übersprungen werden. Hierbei können die Eskalationsstufen in Zeitpunkt, Abfolge und Ausprägung an die Beurteilung der Umgebungssituation angepasst werden.

Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Mittel zur Erkennung einer Fahrbahnrand und/oder Fahrspurmarkierung und/oder eines Fahrbahnrands mindestens einen bildgebenden Sensor sowie eine mit dem bildgebenden Sensor verbundene Auswertevorrichtung zur Erkennung von Fahrbahnrand- und/oder Fahrspurmarkierungen und/oder Fahrbahnrändern in dem vom bildgebenden Sensor erfassten Bereich umfassen, und die Mittel zur Erfassung von gegenüber der Fahrbahn erhabenen Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs mindestens einen mit der Auswertevorrichtung verbundenen abstandsgebenden und/oder höhengebenden Sensor umfassen, mit dem der Abstand zu gegenüber der Fahrbahnoberfläche erhabenen Objekten mindestens im Bereich des Fahrbahnrands, insbesondere einer baulichen Begrenzung des Fahrbahnrands und/oder zu einer Kante, an der die Fahrbahnoberfläche im Bereich des Fahrbahnrands endet und zu einem tieferen Umland hin abfällt, bestimmbar ist, und die Mittel zur Identifikation von baulichen Begrenzungen der Fahrbahn und/oder der Fahrspur aus den erfassten erhabenen Objekten die Auswertevorrichtung umfassen.

Eine zusätzliche vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Mittel zur Beurteilung der Umgebungssituation zusätzlich mindestens Mittel zur Erfassung eines momentanen Fahrzustandes des Fahrzeugs umfassen, so dass bei der Beurteilung der momentanen Umgebungssituation beispielsweise die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, die Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu einem anderen erfassten erhabenen Objekt, die Eigengeschwindigkeit eines erfassten erhabenen Objekts, die momentane Beschleunigung des Fahrzeugs, der Straßenzustand, Wetterbedingungen und dergleichen berücksichtigt werden können.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verfahren zum Betrieb einer zuvor beschriebenen Fahrassistenzvorrichtung vorgesehen, welches die Verfahrensschritte:

– Erfassen der Umgebung des Fahrzeugs mittels geeigneter Sensoren,
– Erkennung von Fahrbahnrand – und/oder Fahrspurmarkerungen und/oder Fahrbahnrändern in der erfassten Umgebung des Fahrzeugs,
– Erkennung von baulichen Begrenzungen der Fahrbahn und/oder der Fahrspur in der erfassten Umgebung des Fahrzeugs,
– Beurteilung der Umgebungssituation mindestens durch Vergleich der räumlichen Lage der Fahrbahnrand – und/oder Fahrspurmarkerungen und/oder Fahrbahnrändern in der erfassten Umgebung des Fahrzeugs mit der räumlichen Lage von baulichen Begrenzungen der Fahrbahn und/oder der Fahrspur in der erfassten Umgebung des Fahrzeugs, sowie
– Anpassung der Ausgabe von Warnungen in Abhängigkeit von der Beurteilung der momentanen Umgebungssituation, wobei eine Warnung um so später ausgegeben wird, je weiter eine bauliche Begrenzung außerhalb der Fahrspur und/oder der Fahrbahn liegt, und um so früher ausgegeben wird, je näher eine bauliche Begrenzung an einer Fahrbahnrand – oder Fahrspurmarkierung oder einem Fahrbahnrand liegt, oder gar mit diesen identisch ist umfasst.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass bei der Beurteilung der Umgebungssituation auch solche Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs berücksichtigt werden, welche nicht als bauliche Begrenzung erkannt wurden, indem deren räumlicher Lage mit der räumlichen Lage der Fahrbahn- und/oder Fahrspurmarkerungen und/oder Fahrbahnrändern sowie der räumlichen Lage von baulichen Begrenzungen der Fahrbahn und/oder der Fahrspur verglichen wird, und die Ausgabe von Warnungen derart an diese Objekte angepasst wird, dass eine Warnung um so früher erfolgt, je näher ein solches Objekt dem Fahrzeug ist, und um so später, je weiter ein solches Objekt von dem Fahrzeug entfernt ist.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Ausgabe von Warnungen einem mehrere Eskalationsstufen umfassenden Eskalationsschema unterliegt, wobei je nach Eskalationsstufe unterschiedliche, anhand von Schwellenwerten ausgelöste Warnungen ausgegeben werden, wobei zur Anpassung der Ausgabe von Warnungen die Schwellenwerte in Abhängigkeit von der Beurteilung der momentanen Umgebungssituation verändert werden, beispielsweise durch Herauf- oder Herabsetzen der Beträge der Schwellenwerte.

Eine zusätzliche vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass bei der Beurteilung der momentanen Umgebungssituation der momentane Fahrzustand des Fahrzeugs, wie etwa die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, die Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs zu einem anderen erfassten erhabenen Objekt, die Eigengeschwindigkeit eines erfassten erhabenen Objekts, die momentane Beschleunigung des Fahrzeugs, der Straßenzustand, Wetterbedingungen und dergleichen berücksichtigt wird, wobei Warnungen beispielsweise um so früher ausgegeben werden beziehungsweise die Schwellenwerte um so weiter herabgesetzt werden, je schneller sich das Fahrzeug fortbewegt.

Kurzbeschreibung der Zeichnung, in der zeigen:
1 Eine schematische Darstellung eines Fahrbahnabschnitts.
Wege zur Ausführung der Erfindung:
Ein in 1 dargestellter Fahrbahnabschnitt 1 weist eine Fahrbahn 2 auf, welche sich zwischen zwei Fahrbahnrändern 3, 9 erstreckt. Die Fahrbahn 2 ist auf der rechten Seite durch Randsteine 4 begrenzt. Auf der linken Seite ist die Fahrbahn 2 durch eine Leitplanke 5 begrenzt, vor welcher der Straßenbelag endet. Ebenso ist eine Begrenzung durch einen Graben denkbar. Die Fahrbahn 2 kann auch keine bauliche Begrenzung aufweisen und beispielsweise ebenerdig zur Umgebung verlaufen.
Auf der Fahrbahn 2 sind Fahrbahnmarkierungen in Form einer gestrichelten 6 und einer durchgezogenen Fahrspurmarkierung 7 sowie beidseitig im Bereich der Fahrbahnränder 3, 9 verlaufende Fahrbahnrandmarkierungen 8, 10 aufgetragen.
Eine erfindungsgemäße Fahrassistenzvorrichtung ist in der Lage, mittels eines bildgebenden Sensors die Fahrbahnrandmarkierungen 8, 10 die Fahrspurmarkierungen 6, 7, sowie die Fahrbahnränder 3, 9 zu erkennen. Die Erkennung der Fahrbahnränder 3, 9 stützt sich dabei im Wesentlichen auf die bildliche Erkennung der baulichen Begrenzungen 4, 5 der Fahrbahn 2 beziehungsweise auf die bildliche Erkennung des seitlichen Randes des Straßenbelags. Bei der bildlichen Erkennung der baulichen Begrenzungen 5, 6 werden diese nicht als bauliche Begrenzung erkannt und identifiziert.
Mittels eines höhen- und/oder abstandgebenden Sensors, der beispielsweise eine Stereokamera umfassen kann, ist die erfindungsgemäße Fahrassistenzvorrichtung in der Lage, gegenüber der Fahrbahn 2 erhabene Objekte, wie beispielsweise andere Fahrzeuge, Bäume, Häuser in der Umgebung des Fahrzeugs oder neben der Fahrspur geparkte Fahrzeuge, Leitplanken 5, Randsteine 4, Gräben, Leitpfosten, Tunnelwände und dergleichen zu erfassen.
Durch Zuordnung dieser erhabenen Objekte zu den Fahrbahnrändern 3, 9 und/oder den Fahrspurmarkierungen 6, 7 und/oder den Fahrbahnrandmarkierungen 8, 10 ist die erfindungsgemäße Fahrrassistenvorrichtung in der Lage, aus den erfassten erhabenen Objekten etwa die Randsteine 4 oder die Leitplanke 5 als bauliche Begrenzung zu identifizieren.
Durch Vergleich der bei der Erfassung der erhabenen Objekte vermessenen räumlichen Lage beispielsweise der Randsteine 4 mit der erkannten Fahrspurmarkierung 7 wird nunmehr eine Umgebungssituation beurteilt, welche die Ausgabe von Warnungen durch die erfindungsgemäße Fahrassistenzvorrichtung maßgeblich beeinflusst.
Bewegt sich beispielsweise ein eigenes Fahrzeug auf der in 1 dargestellten Fahrbahn 2 innerhalb einer zwischen den Fahrspurmarkierungen 6, 7 verlaufenden Fahrspur von unten nach oben, so beurteilt die erfindungsgemäße Fahrassistenzvorrichtung die momentane Umgebungssituation bei einem Verlassen der Fahrbahn nach rechts als unkritisch, da die bauliche Begrenzung in Form der Randsteine 4 weit von der Fahrspurmarkierung 7 entfernt ist, ebenso wie der rechte Fahrbahnrand 3. Eine Ausgabe einer Warnung würde demzufolge nicht unmittelbar bei einem Berühren der Fahrspurmarkierung 7 erfolgen, sondern erst bei einem deutlichen Überschreiten der Fahrspurmarkierung 7.
Bewegt sich das eigene Fahrzeug hingegen innerhalb einer zwischen der Fahrspurmarkierung 6 und der linken Fahrbahnrandmarkierung 10 verlaufenden Fahrspur, so würde aufgrund der räumlichen Nähe zwischen linkem Fahrbahnrand 9, linker Fahrbahnrandmarkierung 10 und Leitplanke 5 noch vor Berühren der Fahrbahnrandmarkierung 10 eine Warnung erfolgen.
Vorteilhaft ist ebenfalls die Erkennung von Grünflächen neben der Fahrbahn, beispielsweise durch Auswertung der Textunterschiede der Fahrbahn 2 mit der Fläche neben den Fahrbahnrandmarkierungen 8, 10 oder neben den Fahrbahnrändern 3, 9, sowie die Erkennung von Gräben und Vertiefungen neben der Fahrbahn 2.
Kern der Erfindung ist dabei, die durch die Nutzung von wieteren Umfeldsensoren, wie etwa Stereokameras um eine Höhenschätzung zu betreiben, Sensoren zur Totwinkelüberwachung, wie etwa Radar, Lidar, oder einer Kamera in Kombination mit strukturiertem Licht, Parksensoren auf der Basis von Radar, Lidar oder Ultraschall, und dergleichen erhaltenen Informationen über erhabene Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs dazu zu verwenden, Warnzeitpunkte und Art einer Warnung an diese zusätzlichen Informationen anzupassen.
Durch neue Erkennungsalgorithmen oder eine Fusion der erfassten erhabenen Objekte mit der erkannten Fahrbahnmarkierungen oder Fahrbahnrändern können die erhabenen Objekte einer Fahrspurmarkierung oder dem Fahrbahnrand zugeordnet werden. Dies bedeutet, dass beispielsweise ein von einem Fahrspurerkennungssystem als Markierung erkannte Struktur durch ihre Erhabenheit gegenüber der Fahrbahn als Randstein identifiziert werden kann. Andererseits kann erkannt werden, dass beispielsweise neben einer Fahrbahnmarkierung ein Randstein verläuft, wie dies beispielsweise in Tunneln oft der Fall ist. Analoges gilt auch für Leitplanken und dergleichen.
Die Möglichkeit, erhabene Objekte als bauliche Begrenzungen zu identifizieren ermöglicht eine situationsangepasste Warnung des Fahrers vor einem ungewollten Verlassen der Fahrspur oder vor einem Abkommen von der Fahrbahn. Hierbei ist denkbar, dass die von der Fahrassistenzvorrichtung ausgebbaren Warnungen in einem mehrere Eskalationsstufen umfassenden Eskalationsschema abgelegt sind, wobei die Art der jeweils auszugebenden Warnung durch die Eskalationsstufen bestimmt wird. Die Eskalationsstufen werden dabei jeweils beim Überschreiten bestimmter Schwellenwerte, welche beispielsweise bestimmte Abstände zwischen baulicher Begrenzung und Fahrbahnrand oder zwischen baulicher Begrenzung und Fahrspurmarkierung oder Fahrbahnrandmarkierung umfassen können, ausgelöst. Die Ausgabe einer situationsangepassten Warnung ist beispielsweise möglich, indem in Abhängigkeit von einer momentanen Umgebungssituation die Eskalationsstufen in Zeitpunkt, Abfolge und Ausprägung aufgrund der erweiterten Umgebungsinformation über die Randbebauung angepasst werden.
Die Anpassung beispielsweise der Warnzeitpunkte, zu denen jeweils eine Warnung ausgegeben wird, kann sich dabei orientieren an:

– Bebauung an sich, wenn diese entsprechend gut auch in Bezug auf Abstand und Ausrichtung und dergleichen erkannt wurde, oder
– Sofern vorhanden an der Fahrbahnmarkierung, wenn die Existenz von Randsteinen oder einer anderen baulichen Begrenzung erkannt wurde. Hierzu sind dann nicht derart genaue Messwerte des Abstands zu den Randsteinen notwendig wie im oben genannten Fall.

Dies gilt insbesondere auch für eine andere Ausgestaltung eines mehrstufigen Warnkonzeptes.
Auf Basis dieser Erfindung kann der Fahrer bereits vor Erreichen des eigentlichen Warnzeitpunktes informiert, gewarnt, oder durch einen Lenkeingriff oder Einzelradbremseingriff vor einem Kontakt des Fahrzeugs beispielsweise mit einem Randstein bewahrt werden.
Darüber hinaus ist bei dem Ausführungsbeispiel in der Kombination von Fahrbahnmarkierung und Randsteinen auch möglich, die erste Warnstufe bei Erreichen der Fahrbahnmarkierung zu belassen die spätere Eingriffstufe aber etwas nach vorne zu verlegen, damit eine Beschädigung des Reifens vermieden werden kann. Auch ist es dankbar anstelle einer Abfolge der Eskalationsstufen diese zu überlagern.
Gewerbliche Anwendbarkeit:
Die Erfindung ist insbesondere im Bereich der Herstellung und des Betriebs von LDW Fahrassistenzvorrichtungen sowie im Bereich der Herstellung und des Betriebs von mit solchen Fahrassistenzvorrichtungen ausgestatteten Fahrzeugen gewerblich anwendbar.

Claims

Fahrassistenzvorrichtung zur Warnung eines Fahrers eines Fahrzeugs vor einem drohenden Abkommen von einer Fahrbahn (2) und/oder einem Verlassen einer Fahrspur, umfassend Mittel zur Erkennung einer Fahrbahnrand- (8, 10) und/oder Fahrspurmarkierung (6, 7) und/oder eines Fahrbahnrands (3, 9), Mittel zur Erfassung von gegenüber der Fahrbahn (2) erhabenen Objekte (4, 5) in der Umgebung des Fahrzeugs, Mittel zur Identifikation von baulichen Begrenzungen (4, 5) der Fahrbahn (2) und/oder der Fahrspur aus den erfassten erhabenen Objekten (4, 5), sowie Mittel zur Ausgabe einer Warnung bei einem drohenden Abkommen von der Fahrbahn (2) und/oder einem Verlassen der Fahrspur, gekennzeichnet durch Mittel zur Beurteilung einer momentanen Umgebungssituation mindestens durch Vergleich der räumlichen Lage der identifizierten baulichen Begrenzung (4, 5) der Fahrbahn (2) und/oder der Fahrspur mit der räumlichen Lage der erkannten Fahrbahnrand- (8, 10) und/oder Fahrspurmarkierung (6, 7) oder dem erkannten Fahrbahnrand (3, 9), sowie Mittel zur Anpassung der Ausgabe einer Warnung an die momentane Umgebungssituation.
Fahrassistenzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Mitteln zur Ausgabe einer Warnung ausgebbaren Warnungen einem Eskalationsschema unterliegen, in dem die Art der Warnungen und die Warnzeitpunkte in Abhängigkeit von Schwellenwerten festgelegt sind, wobei die Schwellenwerte in Abhängigkeit von der Beurteilung der momentanen Umgebungssituation von den Mitteln zur Anpassung der Ausgabe einer Warnung veränderbar sind.
Fahrassistenzvorrichtung nach Anspruch 2, wobei einzelne Eskalationsstufen in Abhängigkeit von der Umgebungssituation überspringbar sind.
Fahrassistenzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Erkennung einer Fahrbahnrand- (8, 10) und/oder Fahrspurmarkierung (6, 7) und/oder eines Fahrbahnrands (3, 9) mindestens einen bildgebenden Sensor sowie eine mit dem bildgebenden Sensor verbundene Auswertevorrichtung zur Erkennung von Fahrbahnrand- (8, 10) und/oder Fahrspurmarkierungen (6, 7) und/oder Fahrbahnrändern (3, 9) in dem vom bildgebenden Sensor erfassten Bereich umfassen, und die Mittel zur Erfassung von gegenüber der Fahrbahn erhabenen Objekten (4, 5) in der Umgebung des Fahrzeugs mindestens einen mit der Auswertevorrichtung verbundenen abstandsgebenden und/oder höhengebenden Sensor umfassen, mit dem der Abstand zu gegenüber der Fahrbahnoberfläche erhabenen Objekten mindestens im Bereich des Fahrbahnrands, insbesondere einer baulichen Begrenzung (4, 5) des Fahrbahnrands (3, 9) und/oder zu einer Kante, an der die Fahrbahnoberfläche im Bereich des Fahrbahnrands (3, 9) endet und zu einem tieferen Umland hin abfällt, bestimmbar ist, und die Mittel zur Identifikation von baulichen Begrenzungen (4, 5) der Fahrbahn (2) und/oder der Fahrspur aus den erfassten erhabenen Objekten die Auswertevorrichtung umfassen.
Fahrassistenzvorrichtung nach einem der vorhergehenden dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Beurteilung der Umgebungssituation zusätzlich Mittel zur Erfassung eines momentanen Fahrzustandes des Fahrzeugs umfassen.
Verfahren zum Betrieb einer Fahrassistenzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, umfassend die Verfahrensschritte: – Erfassen der Umgebung des Fahrzeugs, – Erkennung von Fahrbahnrand- (8, 10) und/oder Fahrspurmarkerungen (6, 7) und/oder Fahrbahnrändern (3, 9) in der erfassten Umgebung des Fahrzeugs, – Erkennung von baulichen Begrenzungen (4, 5) der Fahrbahn (2) und/oder der Fahrspur in der erfassten Umgebung des Fahrzeugs, – Beurteilung der Umgebungssituation mindestens durch Vergleich der räumlichen Lage der Fahrbahnrand- (8, 10) und/oder Fahrspurmarkerungen (6, 7) und/oder Fahrbahnrändern (3, 9) in der erfassten Umgebung des Fahrzeugs mit der räumlichen Lage von baulichen Begrenzungen (4, 5) der Fahrbahn (2) und/oder der Fahrspur in der erfassten Umgebung des Fahrzeugs, sowie – Anpassung der Ausgabe von Warnungen in Abhängigkeit von der Beurteilung der momentanen Umgebungssituation, wobei eine Warnung um so später ausgegeben wird, je weiter eine bauliche Begrenzung (4, 5) außerhalb der Fahrspur und/oder der Fahrbahn (2) liegt, und um so früher ausgegeben wird, je näher eine bauliche Begrenzung an einer Fahrbahnrand- (8, 10) oder Fahrspurmarkierung (6, 7) oder einem Fahrbahnrand (3, 9) liegt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei bei der Beurteilung der Umgebungssituation auch solche Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs berücksichtigt werden, welche nicht als bauliche Begrenzung erkannt wurden, indem deren räumlicher Lage mit der räumlichen Lage der Fahrbahnrand- (8, 10) und/oder Fahrspurmarkierungen (6, 7) und/oder Fahrbahnrändern (3, 9) sowie der räumlichen Lage von baulichen Begrenzungen (4, 5) der Fahrbahn und/oder der Fahrspur verglichen wird, und die Ausgabe von Warnungen derart an diese Objekte angepasst wird, dass eine Warnung um so früher erfolgt, je näher ein solches Objekt dem Fahrzeug ist, und um so später, je weiter ein solches Objekt von dem Fahrzeug entfernt ist.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabe von Warnungen einem mehrere Eskalationsstufen umfassenden Eskalationsschema unterliegt, wobei je nach Eskalationsstufe unterschiedliche, anhand von Schwellenwerten ausgelöste Warnungen ausgegeben werden, wobei zur Anpassung der Ausgabe von Warnungen die Schwellenwerte in Abhängigkeit von der Beurteilung der momentanen Umgebungssituation verändert werden.
Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Beurteilung der momentanen Umgebungssituation der momentane Fahrzustand des Fahrzeugs berücksichtigt wird.