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Die Erfindung betrifft ein Spurwechselassistenzsystem für ein Fahrzeug.
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Es sind bereits Spurwechselassistenzsysteme für Fahrzeuge bekannt, welche in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrsituation den Fahrer darüber informieren, ob ein Spurwechsel oder Fahrbahnwechsel in der aktuellen Fahrsituation gefahrlos durchgeführt werden kann oder nicht. Zu diesem Zweck sind beispielsweise in einem Außenspiegel zwei Leuchtdioden angeordnet. Eine Aktivität der ersten Leuchtdiode signalisiert dem Fahrer einen gefahrlosen Spurwechsel, eine Aktivität der zweiten Leuchtdiode rät dem Fahrer aufgrund der aktuellen Fahrsituation von einem Spurwechsel ab.
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Aus der
DE 40 05 444 A1 ist eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Kraftfahrers bei einem Fahrspurwechsel bekannt.
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Aus der
DE 102 49 003 A1 ist eine Einrichtung zur Repräsentation eines variierenden Gefahrenpotentials für den ein technisches Gerät oder eine Maschine bedienenden Operator bekannt.
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Aus der
DE 40 15 329 A1 ist eine Anordnung zur Umfeldsicherung von Kraftfahrzeugen bekannt.
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Der Erfindung zu Grunde liegende Simulationen ergaben, dass solche herkömmlichen Spurwechselassistenzsysteme den Fahrer, insbesondere bei dichtem Verkehr mit sich schnell ändernden Fahrzeugumgebungen, nicht immer zufrieden stellend beim Spurwechsel unterstützen. Nachteilig ist insbesondere, dass ein Fahrer aus den reduzierten dem Fahrer zur Verfügung gestellten Informationen, die sich beispielsweise auf „von Spurwechsel wird abgeraten“ bzw. „von Spurwechsel wird nicht abgeraten“ beschränken, nur die zwei entsprechenden Handlungsanweisungen, nämlich „kein Spurwechsel‟ bzw. „Spurwechsel“, ableiten kann. Diese Reduktion entspricht aber nicht der komplexen Fahrsituation, die einem Spurwechsel zu Grunde liegt.
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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.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
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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.
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Der Unfallrisikowert und/oder das Hinweisobjekt sind vorzugsweise mehrstufig, insbesondere quasianalog, definiert, um das Ausmaß des Unfallrisikos wiederzugeben.
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Die Anzeigeeinrichtung ist 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.
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Die Anzeigeeinrichtung ist vorzugsweise zur, insbesondere gleichzeitigen, Anzeige mehrerer Hinweisobjekte, die jeweils einen vergangenen Unfallrisikowert repräsentieren, eingerichtet ist, um einen Zeitverlauf des Unfallrisikowertes darzustellen.
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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.
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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.
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Vorzugsweise wird der aktuelle Unfallrisikowert auf ein auszugebendes Hinweisobjekt abgebildet, wobei jeweils verschiedenen Bereichen des Unfallsrisikowertes verschiedene Hinweisobjekte zugeordnet sind.
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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.
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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.
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Ein Hinweisobjekt ist beispielsweise ein aus mehreren einzeln aktivierbaren Leuchtelementen bestehender Leuchtbalken, eine Zeigerdarstellung und/oder eine Anzeige von Ziffern, Zeichen oder Symbolen, etc.
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Die Ausgabe des Hinweisobjektes kann optisch, akustisch und/oder haptisch erfolgen.
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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.
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Der Unfallrisikowert und das angezeigte Hinweisobjekt beziehen sich vorzugsweise auf die aktuelle Fahrsituation oder eine unmittelbar zurückliegende Fahrsituation.
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Vorzugsweise wird das den Unfallrisikowert repräsentierende Hinweisobjekt aus einer Vielzahl von Hinweisobjekten entnommen, die jeweils einen Unfallrisikowert oder einen Unfallrisikowertebereich repräsentieren.
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Besonders bevorzugt ist dabei eine Vielzahl von verschiedenen Hinweisobjekten, die mindestens 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 oder 20 verschiedene Hinweisobjekte umfasst.
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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.
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Vorzugsweise wächst die Anzahl der aktiven Leuchtelemente, insbesondere proportional, mit dem Unfallrisikowert.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Die erfassten Spurwechselrisiko-Einflussgrößen werden dann basierend auf vorgegebenen Regeln in einer Ermittlungseinrichtung EM in einen Unfallrisikowert umgesetzt.
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Auf einer Anzeigeeinrichtung A, wie einem Grafikdisplay, einem Headup-Display oder einer leuchtdiodenbasierten Anzeige, wird dann ein Hinweisobjekt ausgegeben, das den ermittelten Unfallrisikowert repräsentiert.
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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.
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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.
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Das beispielhafte Ablaufdiagramm nach 2 zeigt einen Schritt 1, in dem Rohdaten 2 (Spurwechselrisiko-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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
