Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Spurwechselassistenzsystem
anzugeben, durch das einem Fahrer, der eine Spurwechselabsicht hat,
schnell und sicher ein Spurwechsel ermöglicht wird.
Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu
entnehmen.
Ein
erfindungsgemäßes Spurwechselassistenzsystem
für ein
Fahrzeug weist eine Erfassungseinrichtung auf, die zur Erfassung
von Spurwechselrisiko-Einflussgrößen, die
sich auf in der Umgebung des Fahrzeuges befindliche Objekte beziehen,
eingerichtet ist. Basierend auf den erfassten Spurwechselrisiko-Einflussgrößen wird
durch eine hierfür
eingerichtete Ermittlungseinrichtung ein mit einem Spurwechsel verbundener
Unfallrisikowert ermittelt. Eine Ausgabeeinrichtung, insbesondere
eine Anzeigeeinrichtung, ist zur Ausgabe, insbesondere Anzeige,
zumindest eines den Unfallrisikowert repräsentierenden Hinweisobjektes
eingerichtet.
Der
Unfallrisikowert und/oder das Hinweisobjekt sind vorzugsweise mehrstufig,
insbesondere quasianalog, definiert, um das Ausmaß des Unfallrisikos
wiederzugeben.
Durch
die erfindungsgemäße Ermittlung
eines Unfallrisikowertes, der beispielsweise zwischen 0 und 100
liegen kann, und eine entsprechende Ausgabe, insbesondere Anzeige,
eines Hinweisobjektes, das diesen Unfallrisikowert beschreibt oder
repräsentiert,
wird dem Fahrer eine aussagekräftigere
Entscheidungsgrundlage bezüglich
seiner Spurwechselabsicht geliefert. Dadurch können Spurwechsel schneller
und sicherer durchgeführt
werden.
Beispielsweise
wird an einem Display als Hinweisobjekt direkt der Unfallrisikowert
angezeigt, wobei "0" für "kein Unfallrisiko" und "100" für "maximales Unfallrisiko" stehen kann. Bei
einer beispielhaften Anzeige des Unfallrisikowertes "2" über
längere
Zeit kann der Fahrer einen sicheren und langsam verlaufenden Spurwechsel
einleiten. Liegt der angezeigte Unfallrisikowert dagegen beispielsweise
bei "48", wird zwar durch
das System von einem Spurwechsel noch immer nicht abgeraten, allerdings
sollte der Fahrer den Spurwechsel unverzüglich und mit erhöhter Vorsicht
durchführen.
Vorzugsweise
wird der aktuelle Unfallrisikowert auf ein auszugebendes Hinweisobjekt
abgebildet, wobei jeweils verschiedenen Bereichen des Unfallsrisikowertes
verschiedene Hinweisobjekte zugeordnet sind.
Besonders
bevorzugt werden neben den Spurwechselrisiko-Einflussgrößen, die
sich auf in der Umgebung des Fahrzeuges befindliche Objekte, wie beispielsweise
Fahrzeuge, beziehen, auch Spurwechselrisiko-Einflussgrößen, die
sich auf das Fahrzeug selbst beziehen, erfasst und bei der Ermittlung des
Unfallrisikowertes berücksichtigt.
Spurwechselrisiko-Einflussgrößen sind
beispielsweise die Geschwindigkeit, die Beschleunigung, die Abmessungen,
die Fahrtrichtung des eigenen Fahrzeuges und umgebender Fahrzeuge,
der Abstand des eigenen Fahrzeuges zu umgebenden Fahrzeugen oder
Objekten und/oder Witterungseinflüsse, etc. Diese Spurwechselrisiko-Einflussgrößen können durch
Messgeräte
und Sensoreinrichtungen der Erfassungseinrichtung erfasst werden.
Ein
Hinweisobjekt ist beispielsweise ein aus mehreren einzeln aktivierbaren
Leuchtelementen bestehender Leuchtbalken, eine Zeigerdarstellung und/oder
eine Anzeige von Ziffern, Zeichen oder Symbolen, etc.
Die
Ausgabe des Hinweisobjektes kann optisch, akustisch und/oder haptisch
erfolgen.
Der
Begriff "Unfallrisikowert" ist weit auszulegen
und beschreibt vorzugsweise das Ausmaß des Unfallrisikos oder die
Unfallwahrscheinlichkeit im Falle eines Spurwechsels. Der Unfallrisikowert
hängt dabei
von erfassten Spurwechselrisiko-Einflussgrößen ab.
Die Ermittlung des Unfallrisikowertes kann auf vorgegebenen Algorithmen
und/oder Regeln unter Berücksichtigung
der Spurwechselrisiko-Einflussgrößen basieren,
mit denen versucht wird, die Unfallwahrscheinlichkeit im Falle eines
Spurwechsels möglichst
gut zu bewerten. Je nach Qualität
dieser Algorithmen und/oder Regeln entspricht der so ermittelte
Unfallrisikowert mehr oder weniger dem realen Unfallrisikowert in
der aktuellen Verkehrssituation.
Der
Unfallrisikowert und das angezeigte Hinweisobjekt beziehen sich
vorzugsweise auf die aktuelle Fahrsituation oder eine unmittelbar
zurückliegende
Fahrsituation.
Vorzugsweise
wird das den Unfallrisikowert repräsentierende Hinweisobjekt aus
einer Vielzahl von Hinweisobjekten entnommen, die jeweils einen Unfallrisikowert
oder einen Unfallrisikowertebereich repräsentieren.
Besonders
bevorzugt ist dabei eine Vielzahl von verschiedenen Hinweisobjekten,
die mindestens 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 oder 20 verschiedene
Hinweisobjekte umfasst.
Beispielsweise
wird das angezeigte Hinweisobjekt einer Vielzahl von acht verschiedenen
Leuchtbalken (Hinweisobjekten) entnommen, welche je nach Leuchtbalken
jeweils 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8 aktivierte Leuchtelemente aufweisen.
Bei niedrigstem Unfallrisikowert wird beispielsweise der Leuchtbalken
mit einem aktivierten Leuchtelement dargestellt, bei höchstem Unfallrisikowert
wird ein Leuchtbalken mit acht aktivierten Leuchtelementen dargestellt
oder umgekehrt.
Vorzugsweise
wächst
die Anzahl der aktiven Leuchtelemente, insbesondere proportional,
mit dem Unfallrisikowert.
Nach
einer besonders bevorzugten Ausführung
ist die Anzeigeeinrichtung zur Anzeige eines Hinweisobjektes, das
einen vergangenen, insbesondere zeitlich vor dem oben beschriebenen
aktuellen Unfallrisikowert liegenden, Unfallrisikowert repräsentiert,
eingerichtet, der insbesondere gleichzeitig mit dem oben beschriebenen
aktuellen Hinweisobjekt angezeigt wird.
Besonders
bevorzugt ist eine Anzeigeeinrichtung, die zur, insbesondere gleichzeitigen,
Anzeige mehrerer Hinweisobjekte, die jeweils einen vergangenen Unfallrisikowert
repräsentieren,
eingerichtet ist, um einen Zeitverlauf des Unfallrisikowertes darzustellen.
Durch
die Anzeige des zeitlichen Verlaufs des Unfallrisikos kann sich
der Fahrer beispielsweise bei niedrigem aber schnell ansteigendem
Unfallrisiko noch rasch zu einem Spurwechsel entscheiden, während er
bei mittlerem aber langsam abfallenden Unfallrisiko bis zu einem
Spurwechsel noch abwarten kann bis das Unfallrisiko weiter gesunken
ist.
Ein
Hinweisobjekt wird vorzugsweise hervorgehoben angezeigt, wenn der
Unfallrisikowert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet bzw. unterschreitet.
Beispielsweise wird das Hinweisobjekt in roter Farbe angezeigt,
wenn der entsprechende Unfallrisikowert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet,
und grün
angezeigt, wenn der entsprechende Unfallrisikowert einen vorgegebenen Schwellwert
unterschreitet.
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme
auf die folgenden Figuren näher
erläutert:
1 zeigt
ein vereinfachtes Blockschaltbild eines Spurwechselassistenzsystems;
2 zeigt
ein Ablaufdiagramm eines Spurwechselassistenz-Verfahrens.
1 zeigt
ein in einem Fahrzeug installiertes Spurwechselassistenzsystem SAS.
In
einem Fahrzeug werden durch eine Erfassungseinrichtung EF, wie einen
Radarsensor, Spurwechselrisiko-Einflussgrößen, wie beispielsweise der Abstand
zwischen dem Fahrzeug und einem benachbarten Fahrzeug, erfasst.
Die
erfassten Spurwechselrisiko-Einflussgrößen werden dann basierend auf
vorgegebenen Regeln in einer Ermittlungseinrichtung EM in einen Unfallrisikowert
umgesetzt.
Auf
einer Anzeigeeinrichtung A, wie einem Grafikdisplay, einem Head-up-Display
oder einer leuchtdiodenbasierten Anzeige, wird dann ein Hinweisobjekt
ausgegeben, das den ermittelten Unfallrisikowert repräsentiert.
Eine
Steuereinrichtung STE, welche als programmgesteuerte Prozessoreinrichtung
oder als anwendungsspezifische integrierte Schaltung ausgeführt sein
kann, steuert die genannten Komponenten und das Zusammenwirken der
genannten Komponenten, und kann je nach Ausführungsvariante der Erfindung
einen Teil der Komponenten bilden oder durch einen Teil der Komponenten
gebildet sein.
In
einer nicht dargestellten Speichereinrichtung können Informationen über die
vorgegebenen anzeigbaren Hinweisobjekte, über die Regeln der Abbildung
der Spurwechselrisiko-Einflussgrößen auf einen
Unfallrisikowert und über
die Regeln der Abbildung des Unfallrisikowertes auf ein Hinweisobjekt abgespeichert
sein.
Das
beispielhafte Ablaufdiagramm nach 2 zeigt
einen Schritt 1, in dem Rohdaten 2 (Spunnrechselrisiko-Einflussgrößen) durch
am Fahrzeug verbaute, Sensoren (Erfassungseinrichtung) (Radar-,
Lidar-, Ultraschall- oder auf optischen Kameras mit sichtbarem Licht,
nahem Infrarot oder fernem Infrarot basierenden Sensoren) oder Kombinationen
von Sensoren erfasst werden. Die Sensoren 1 liefern Rohdaten 2 über Reflexionspunkte
der Objekte in ihrem Erfassungsbereich.
Diese
Rohdaten 2 bestehen aus zweidimensionalen Abstandsinformationen,
Stärke
des rückgestreuten
Signals und relativer radialer Geschwindigkeit des Reflexionspunktes,
sofern diese Informationen von den betreffenden Einzelsensoren zur
Verfügung
gestellt werden können.
Überlappen
sich Sensoren in ihren Erfassungsbereichen, so werden für diese Überlappungsbereiche
in einem Schritt 3 Datenfusionsalgorithmen angewendet,
um ein kombiniertes Abbild 4 der Fahrzeugumgebung auf Reflexionspunktebene
in einem gemeinsamen Koordinatensystem zu erzeugen.
Das
Abbild der Fahrumgebung auf Reflexionspunktebene wird in einem Schritt 5 einem
Klassifizierungsalgorithmus zugeführt, der für Spurwechselassistenz relevante
Objekte (z.B. andere Verkehrsteilnehmer) identifiziert, und zu relevanten
Reflexionspunktgruppen 6 zusammenfasst.
Die
harmonisierten Rohdaten 4 werden ferner genutzt, um in
dem Schritt 5 Infrastrukturdaten 7, wie beispielsweise
Existenz und Position von Fahrbahnbegrenzungen, zu erfassen, und
deren Verlauf zu schätzen.
Die
relevanten Reflexionspunktgruppen 6 werden in Schritt 8 einem
Objektverfolgungsalgorithmus zugeführt, welcher aufgrund von Modellannahmen
die dynamischen Parameter 9 der relevanten Reflexionspunktgruppen
(Ort, Geschwindigkeit, Beschleunigung) schätzt.
Ein
Bewertungsalgorithmus berechnet in Schritt 10 aus den dynamischen
Parametern 9 der relevanten Reflexionspunktgruppen sowie
aus den Infrastrukturdaten 7 ein bewertetes Risikomaß 11 (Unfallrisikowert)
für die
Durchführung
eines Spurwechsels zu einer und/oder beiden Seiten des Fahrzeuges.
Dieses
analoge Risikomaß 11 wird
dem Fahrer mittels geeigneter analoger, insbesondere quasianaloger,
Anzeigeverfahren in Schritt 12 entweder fortlaufend oder
nur bei erkannter Spurwechselabsicht in Form eines Hinweisobjektes
angezeigt.
Die
Anzeige kann beispielsweise durch grafische Anzeigen im Bereich
der Windschutzscheibe, im Bereich des Außenspiegels, im Bereich der
A- Säule
des Fahrzeuges, auf der Basis eines Head-up-Displays, einer LCD-Anzeige,
einer OLED-Anzeige, einer LED-Anzeige, eines leuchtenden Kunststoffs,
in Form einer Balkenanzeige, einer Segmentanzeige, einer Sektoranzeige,
einer Strichanzeige und/oder einer Flächenanzeige helligkeits-, farb-
oder flächencodiert
erfolgen.
Eine
haptische Ausgabe verschiedener Hinweisobjekte kann durch die Veränderung
von Vibrationsstärken
bezogen auf beispielsweise das Lenkrad oder die Veränderung
der Stärke
von eingesteuerten Gegenlenkmomenten am Lenkrad erfolgen.
Eine
akustische Ausgabe verschiedener Hinweisobjekte kann durch eine
Lautstärkeänderung
eines hörbaren
Signals und/oder eine Veränderung dessen
virtueller räumlicher
Verschiebung mittels stereophoner oder quadrophoner Methoden erfolgen.
Ein
erfindungsgemäßes Spurwechselassistenzsystem
kann je nach Ausführungsvariante
sowohl als Einzelsystem als auch in Kombination mit anderen Fahrerassistenzsystemen
betrieben werden. Besonders bevorzugte Kombinationen der Erfindung
mit anderen Systemen sind die Kopplung mit bestehenden Spurwechselwarn-
oder Totwinkelüberwachungssystemen
unter Mehrfachnutzung von Sensoren oder Anzeigeelementen, die Kopplung
mit Navigationssystemen zur Funktionsaktivierung wenn ein Spurwechsel
aufgrund der Navigationsroute nötig ist,
beispielsweise zur Vorbereitung von spurgenauem Einordnen an Kreuzungen.
Im
Gegensatz zu herkömmlichen
Verfahren zur Spurwechselassistenz ist es dem Fahrer mit Ausgestaltungen
der Erfindung möglich,
den zeitlichen Verlauf des Spurwechselrisikos abzuschätzen und somit
speziell im Stadtverkehr oder im dichten Autobahnverkehr den Zeitpunkt
eines Spurwechsels optimiert zu wählen. Der Fahrer wird beispielsweise
bei schnell wachsendem Risiko keinen Spurwechsel durchführen oder
bei langsam wachsendem Risiko den Spurwechsel sofort einleiten,
bevor der Spurwechsel unmöglich
wird.