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Die
Erfindung betrifft eine Zielführungseinrichtung
für ein
Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zur Zielführung für ein Kraftfahrzeug.
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Zielführungseinrichtungen
für ein
Kraftfahrzeug bzw. Verfahren zur Zielführung für ein Kraftfahrzeug sind bereits
seit vielen Jahren bekannt. Hierbei wird die Position eines Kraftfahrzeuges
in der Regel durch Satellitennavigation bestimmt. Unter Verwendung
von Landkartendaten wird eine Reiseroute von einem Startort zu einem
eingegebenen Zielort bestimmt. Bezüglich dieser berechneten Route
wird abhängig
von der Position des Kraftfahrzeuges eine Zielführungsinformation erzeugt,
die akustisch und/oder optisch ausgegeben wird. Die optische Ausgabe
erfolgt auf einer Anzeigeeinheit und kann abhängig von der Komplexität des Gesamtsystems
in Form einer Pfeildarstellung oder auch einer Landkartendarstellung
mit Anzeige der Fahrzeugposition und Zielführungsinformation erfolgen.
Die Anzeigeeinheit ist bei derartigen Systemen beispielsweise in
der Mittelkonsole eines Kraftfahrzeuges angeordnet. Ein Fahrer eines
Kraftfahrzeuges, das sich einer Straßenverzweigung nähert, wird
dabei zur Orientierung über
den weiteren Fahrweg kurz vor Erreichen der Straßenverzweigung in der Regel
seinen Blick vom Verkehrsgeschehen abwenden, um die Zielführungsinformation
auf der Anzeigeeinheit zu erfassen. Nachteilig ist hierbei, dass
der Fahrer zur Erfassung der Zielführungsinformation seinen Blick
vom Verkehrsgeschehen abwendet und daher eventuell auftretende Gefahren
nicht rechtzeitig wahrnimmt.
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Darüber hinaus
sind bereits Navigationssysteme vorgeschlagen worden, die zusätzlich eine
Kamera enthalten bzw. mit einer Kamera verbunden sind. Die Kamera
erfasst eine lokale Umgebung des Fahrzeuges. Die Zielführungsinformation
wird der durch die Kamera erfassten lokalen Umgebung überlagert.
Auf der Anzeigeeinheit wird dann die erfasste, gegebenenfalls aufbereitete,
lokale Umgebung zusammen mit der überlagerten Zielführungsinformation
ausgegeben. Bei einer derartigen Ausgestaltung hat der Fahrer auch
dann, wenn er den Blick vom Verkehrsgeschehen abwendet, um die Zielführungsinformation
auf der Anzeigeeinheit zu erfassen, durch die Darstellung der erfassten
lokalen Umgebung auf der Anzeigeeinheit stets auch plötzlich auftretende
Gefährdungen
durch andere Verkehrsteilnehmer im Blick, da diese aus der Darstellung
der erfassten lokalen Umgebung entnehmbar sind. Mit anderen Worten
entspricht die Darstellung auf der Anzeigeeinheit, abgesehen von
der Zielführungsinformation,
der erfassten realen lokalen Umgebung des Fahrzeuges. Bei einem
derartigen System bzw. Verfahren, das auch als „augmented guidance" bezeichnet wird,
wird somit ein bewegtes Bild auf der Anzeigeeinheit dargestellt.
Nachteilig ist hierbei, dass das bewegte Bild zu einer Ablenkung
des Fahrers führen kann.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Zielführungseinrichtung bzw. ein
Verfahren zur Zielführung
anzugeben, bei denen die zuvor beschriebenen Nachteile der bekannten
Einrichtungen bzw. Verfahren vermieden werden.
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Die
Aufgabe wird gelöst
durch eine Zielführungseinrichtung
für ein
Kraftfahrzeug mit
- – Mitteln zur Bestimmung einer
Position des Kraftfahrzeuges,
- – einer
Steuereinheit zur Erzeugung von Zielführungsinformation,
- – einer
Anzeigeeinheit zur Anzeige der Zielführungsinformation,
- – einer
Kamera zur Erfassung einer lokalen Umgebung des Fahrzeuges, wobei
- – in
einem ersten Anzeigemodus die Zielführungsinformation ohne die
erfasste lokale Umgebung mittels der Anzeigeeinheit darstellbar
ist,
- – in
einem zweiten Anzeigemodus die Zielführungsinformation in Überlagerung
zu der erfassten lokalen Umgebung mittels der Anzeigeeinheit darstellbar
ist und
- – die
Zielführungseinrichtung
Mittel zum automatischen Umschalten zwischen dem ersten und dem zweiten
Anzeigemodus enthält.
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Ein
erfindungsgemäßes Verfahren
zur Zielführung
für ein
Kraftfahrzeug weist die folgenden Verfahrensschritte auf:
- – Bestimmung
einer Position des Kraftfahrzeuges,
- – Erzeugung
von Zielführungsinformation
in Abhängigkeit
von der Position des Kraftfahrzeuges,
- – Erfassen
einer lokalen Umgebung des Kraftfahrzeuges und entweder
- – Darstellen
der Zielführungsinformation
ohne die erfasste lokale Umgebung mittels einer Anzeigeeinheit in
einem ersten Anzeigemodus, oder
- – Darstellen
der Zielführungsinformation
in Überlagerung
zu der erfassten lokalen Umgebung mittels der Anzeigeeinheit in
einem zweiten Anzeigemodus, wobei
- – automatisch
zwischen dem ersten und dem zweiten Anzeigemodus umgeschaltet wird.
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Erfindungsgemäß ist es
somit möglich,
auf der Anzeigeeinheit entweder die Zielführungsinformation ohne die
erfasste lokale Umgebung, oder die Zielführungsinformation in Überlagerung
zu der erfassten lokalen Umgebung darzustellen, wobei die Umschaltung
zwischen diesen beiden Anzeigemodi automatisch erfolgt. Erfolgt
die Darstellung der Zielführungsinformation
im ersten Anzeigemodus ohne die erfasste lokale Umgebung, so wird
der Fahrer in geringerem Maße
dazu animiert, den Blick vom Verkehrsgeschehen abzuwenden als dies
bei der realitätsnahen
Darstellung der erfassten lokalen Umgebung auf der Anzeigeeinheit
der Fall ist. Bei der überlagerten
Darstellung der Zielführungsinformation
mit der erfassten lokalen Umgebung im zweiten Anzeigemodus wird
der Fahrer dagegen auch beim Blick auf die Anzeigeeinheit Gefährdungen
im Straßenver kehr,
wie sie beispielsweise durch plötzlich
auftretende andere Verkehrsteilnehmer auftreten, wahrnehmen. Durch
das automatische Umschalten zwischen dem ersten und zweiten Anzeigemodus
wird der Fahrer zudem von zusätzlichen
Bedienschritten entlastet, die ansonsten für das Umschalten erforderlich sind,
und zu einer weiteren Ablenkung vom Verkehrsgeschehen beitragen.
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Erfolgt
das Umschalten zwischen dem ersten und zweiten Anzeigemodus in Abhängigkeit
von der Fahrsituation und/oder von der Position des Kraftfahrzeuges,
so kann stets der für
die aktuelle Fahrsituation bzw. die Position des Kraftfahrzeuges optimale
Anzeigemodus automatisch eingestellt werden. Befindet sich das Kraftfahrzeug
beispielsweise auf einer Autobahn, der es auch noch für eine längere Strecke
folgen muss, so benötigt
der Fahrer in der Regel für
eine längere
Zeit keine konkreten Fahrhinweise. Zudem ist die Verkehrssituation
dann in der Regel relativ gut überschaubar.
Auf der Anzeigeeinheit kann dann beispielsweise eine Landkartendarstellung
mit Zielführungsinformation
erfolgen, so dass eine grobe Orientierung über den Fahrfortschritt möglich ist.
Die Zielführungseinrichtung
befindet sich hierbei somit im ersten Anzeigemodus.
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Fährt das
Fahrzeug dagegen in einer Stadt mit einer Vielzahl von kurz hintereinanderfolgenden Kreuzungen,
so dass sich der Fahrer häufiger über die
Fahrtrichtung informieren muss und dazu auf die Anzeigeeinheit schaut,
so ist es vorteilhaft, wenn sich die Anzeigeeinheit im zweiten Anzeigemodus
befindet. Bei Fahrten im städtischen
Bereich treten zudem auch vermehrt Fußgänger und Radfahrer als weitere Verkehrsteilnehmer
auf. Schaut der Fahrer zur Orientierung über den weiteren Fahrweg bzw.
das nächste Fahrmanöver nunmehr
auf die Anzeigeeinheit, die sich im zweiten Anzeigemodus befindet,
so findet er dort ein reales Abbild der erfassten lokalen Umgebung,
dem die Zielführungsinformation überlagert
ist. In dem realen Abbild der erfassten lokalen Umgebung kann der
Fahrer dann auch zum Beispiel plötzlich
auf die Fahrbahn tretenden Fußgänger erkennen und
rechtzeitig reagieren. Mit der erfindungsgemäßen Zielführungseinrichtung wird somit
in unterschiedlichen Fahrsituationen eine Erhöhung der Fahrsicherheit erreicht.
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Erfolgt
ein Umschalten vom ersten in den zweiten Anzeigemodus bei Annäherung eines
Kraftfahrzeuges an eine Straßenverzweigung,
so wird der Fahrer die Anzeigeeinheit stets dann im zweiten Anzeigemodus
vorfinden, wenn er sich über
eventuell bevorstehende Abbiegemanöver bzw. die weiter einzuschlagende
Fahrtrichtung informieren will.
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Enthält die Zielführungseinrichtung
ein Speicherelement für
Landkartendaten, so kann anhand der Position des Fahrzeuges und
der Landkartendaten die Annäherung
an eine solche Straßenverzweigung
sicher detektiert werden. Die Bestimmung der Position, an der vom
ersten in den zweiten Anzeigemodus umgeschaltet wird, kann besonders
vorteilhaft anhand der Landkartendaten und der Fahrzeugposition
ermittelt werden.
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Enthält die Zielführungseinrichtung
Mittel zur Erkennung von Straßen
in der erfassten lokalen Umgebung, so kann die Zielführungsinformation
direkt als eine Markierung der Straßen erfolgen, denen das Kraftfahrzeug
folgen soll. Des Weiteren kann aufgrund der erkannten Straßen auch
eine voraus liegende Straßenverzweigung
erkannt werden. Insbesondere kann ein Umschalten zwischen dem ersten und
dem zweiten Anzeigemodus dann auch aufgrund der erkannten Straßen erfolgen.
Dies hat den Vorteil, dass ein Rückgriff
auf Landkartendaten nicht erforderlich ist. Dies ist beispielsweise
dann von Vorteil, wenn der Zielführungseinrichtung
derartige detaillierte Landkartendaten nicht vorliegen, sondern
die Route nur anhand weniger Abbiegepunkte festgelegt ist.
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Das
Umschalten vom ersten in den zweiten Anzeigemodus kann dann erfolgen,
wenn das Kraftfahrzeug einen vorgegebenen Abstand zu der Straßenverzweigung
erreicht. Ein derartiger Ab stand lässt sich anhand der Position
des Fahrzeuges und von Landkartendaten besonders einfach ermitteln.
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In
einer anderen Ausgestaltung kann das Umschalten vom ersten in den
zweiten Anzeigemodus in einem von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges
abhängigen
Abstand zu der Straßenverzweigung
erfolgen. Durch die Berücksichtigung
der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges wird vermieden, dass zum
Beispiel bei sehr langsamer Fahrt aufgrund eines Staus ein Umschalten
in den zweiten Anzeigemodus bereits sehr lange vor Erreichen der
Straßenverzweigung
erfolgt. Außerdem
wird bei dieser Ausgestaltung vermieden, dass ein Umschalten in
den zweiten Anzeigemodus bei hoher Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges,
wie sie beispielsweise auf Autobahnen auftritt, erst zu einem Zeitpunkt
erfolgt, bei dem ein sicheres Ändern
der Fahrtrichtung, um einer geplanten Route zu folgen, nicht mehr
möglich
ist.
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Die
Geschwindigkeit des Fahrzeuges kann beispielsweise anhand der Veränderung
der Position des Kraftfahrzeuges bestimmt werden. Wird zur Bestimmung
der Position des Kraftfahrzeuges Satellitennavigation eingesetzt,
so sind zur Bestimmung der Geschwindigkeit des Fahrzeuges keine
Sensoren des Kraftfahrzeuges erforderlich. Andererseits kann die
Zielführungseinrichtung
aber auch mit entsprechenden Sensoren des Kraftfahrzeuges verbunden
werden, insbesondere solchen Sensoren, die auch für andere
Kraftfahrzeugkomponenten wie beispielsweise ABS eingesetzt werden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 ein
Blockschaltbild einer Zielführungseinrichtung,
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2 eine
Anzeigeeinheit im ersten Anzeigemodus,
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3 eine
Anzeigeeinheit im zweiten Anzeigemodus.
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1 zeigt
ein Blockschaltbild einer Zielführungseinrichtung
für ein
Kraftfahrzeug. Mit einer Steuereinheit 1 sind ein Modul 2 zur
Positionsbestimmung, ein Speicherelement 3 für Landkartendaten, eine
Bedieneinheit 4, eine Anzeigeeinheit 5 und ein optisches
Erfassungssystem in Form einer Kamera 6 sowie eine akustische
Ausgabeeinheit 7 verbunden.
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Das
Modul 2 zur Positionsbestimmung enthält einen GPS-Empfänger für Satellitennavigationssignale,
so dass in an sich bekannter Weise die Position des Kraftfahrzeuges
bestimmt werden kann. Durch Verfolgung der ermittelten Position
des Fahrzeuges über
der Zeit kann zudem die Geschwindigkeit des Fahrzeuges bestimmt
werden. Zusätzlich kann
das Modul 2 zur Positionsbestimmung mit einem Geschwindigkeitssensor
des Kraftfahrzeuges und einem im Kraftfahrzeug verbauten Gyroskop
verbunden sein. Somit kann anhand der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges
und der Drehbewegung des Kraftfahrzeuges eine relative Position
des Kraftfahrzeuges zu einem Ausgangspunkt bei Ausfall der Satellitensignale
bestimmt werden.
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Über die
Bedieneinheit 4 kann ein Fahrziel eingegeben oder ausgewählt werden.
Die Bedieneinheit 4 kann auch als Spracheingabesystem ausgelegt
sein. Ausgehend von der aktuellen Position des Fahrzeuges kann mit
dem eingegebenen Ziel und den im Speicherelement 3 abgelegten
Landkartendaten von der Steuereinheit 1 eine Route zu dem
Ziel berechnet werden. Während
der Fahrt vergleicht die Steuereinheit 1 die aktuelle Position
des Fahrzeuges mit der berechneten Route und erzeugt Zielführungsinformation,
um den Fahrer auf der berechneten Route zum Ziel zu führen. Die
Zielführungsinformation kann
optisch über
die Anzeigeeinheit 5 und akustisch über die akustische Ausgabeeinheit 7 ausgegeben werden.
Die optische Wiedergabe der Zielführungsinformation kann beispielsweise
in Form von Richtungs- bzw. Abbiegepfeilen erfolgen.
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Die
mit der Steuereinheit 1 ebenfalls verbundene Kamera 6 erfasst
eine lokale Umgebung des Kraftfahrzeuges, wobei die erfasste lokale
Umgebung im Wesentlichen der Blickrichtung des Fahrers entspricht,
wenn dieser nach vorne schaut. Die von der Kamera erfasste lokale
Umgebung des Fahrzeuges kann ebenfalls auf der Anzeigeeinheit 5 wiedergegeben
werden, so dass auf der Anzeigeeinheit eine realistische bewegte
Darstellung der Umgebung des Fahrzeuges erfolgt.
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Die
Steuereinheit ist dazu ausgelegt, die Anzeigeeinheit in zwei unterschiedlichen
Anzeigemodi zu betreiben.
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Im
ersten Anzeigemodus erfolgt auf der Anzeigeeinheit eine Anzeige,
wie sie beispielhaft in 2 dargestellt ist. Die Anzeige
beinhaltet im ersten Anzeigemodus eine Landkartendarstellung, wobei
innerhalb der Landkartendarstellung die aktuelle Position 21 des
Fahrzeuges dargestellt wird. Weiterhin wird in einer Pfeildarstellung 22 eine
Fahrtrichtung, hier ein Linksabbiegen, angegeben. In einem Feld 23 findet
sich zudem ein Hinweis auf die Entfernung bis zu dem Punkt, an dem
das entsprechende Fahrmanöver
auszuführen
ist. Im ersten Anzeigemodus werden weitere Anzeigefelder dargestellt,
die für
das Verständnis
der Erfindung jedoch nicht erforderlich sind.
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In 3 ist
die Anzeigeeinheit in einem zweiten Anzeigemodus dargestellt. Im
zweiten Anzeigemodus wird auf der Anzeigeeinheit das von der Kamera 6 erfasste
reale Abbild der lokalen Umgebung dargestellt. Der Darstellung der
lokalen Umgebung überlagert
ist eine Zielführungsinformation
in Form einer farblichen Kennzeichnung 31 und einer Pfeilkennzeichnung 32 der
zu folgenden Route. Im zweiten Anzeigemodus wird somit auf der Anzeigeeinheit ein
bewegtes Bild der lokalen Umgebung dargestellt, so dass der Fahrer
beim Blick auf die Anzeigeeinheit auch Veränderungen in dieser lokalen
Umgebung wahrnehmen kann. So kann der Fahrer beispielsweise beim
Blick auf die Anzeigeeinheit erkennen, dass eine Radfahrerin 33 seinen
Weg kreuzt. Obwohl der Fahrer seinen Blick zur Information über die
weitere Routenführung
vom Verkehrsgeschehen abgewendet und der Anzeigeeinheit zugewendet
hat, kann er in diesem Anzeigemodus dennoch Veränderungen im Verkehrsgeschehen
wahrnehmen und somit rechtzeitig darauf reagieren.
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Eine
Umschaltung zwischen dem ersten Anzeigemodus und dem zweiten Anzeigemodus
erfolgt automatisch in Abhängigkeit
von der Fahrsituation bzw. der Position des Kraftfahrzeuges. Hierzu
wird die Position des Kraftfahrzeuges durch Vergleich mit den Landkartendaten
bestimmt. Fährt
das Kraftfahrzeug beispielsweise auf einer Straße, die in Fahrtrichtung des
Kraftfahrzeuges noch für
eine gewisse Zeit keine Straßenverzweigung
aufweist, so befindet sich die Anzeigeeinheit im ersten Anzeigemodus,
in dem eine Kartendarstellung mit der Position des Kraftfahrzeuges
erfolgt. Nähert
sich das Fahrzeug dagegen einer Straßenverzweigung, so wird von
der Steuereinheit, abhängig
von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges, in einem vorgegebenen
Abstand vor der Straßenverzweigung
in den zweiten Anzeigemodus umgeschaltet. Will sich der Fahrer vor
Erreichen der Straßenverzweigung über den
weiteren Verlauf seiner Route informieren und blickt dabei auf die
Anzeigeeinheit, so erblickt er das reale Abbild der lokalen Umgebung
und die Zielführungsinformation,
wobei jedoch gleichzeitig auch Veränderungen im Verkehrsgeschehen
mitbeobachtet werden können.
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Allgemein
wird die Anzeigeeinheit vorzugsweise immer dann im zweiten Anzeigemodus
betrieben, wenn mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit davon auszugehen
ist, dass der Fahrer seinen Blick vom Verkehrsgeschehen abwenden
und der Anzeigeeinheit zuwenden wird und gegebenenfalls zusätzlich eine
erhöhte
Aufmerksamkeit des Fahrers hinsichtlich des Verkehrsgeschehens erforderlich
ist. Insbesondere ist es auch möglich,
dass von der Kamera aufgenommene Bild weiter im Hinblick auf Verkehrsteilnehmer
zu analysieren und somit beispielsweise beim plötzlichen Auftreten eines Verkehrsteilnehmers
im Blickfeld eine Umschaltung vom ersten in den zweiten Anzeigemodus
vorzunehmen.