DE102011014081A1

DE102011014081A1 - Verfahren zum Erkennen eines Abbiegemanövers

Info

Publication number: DE102011014081A1
Application number: DE102011014081A
Authority: DE
Inventors: Uwe BONNE
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-03-16
Filing date: 2011-03-16
Publication date: 2012-09-20
Also published as: GB201204055D0; US20120239269A1; CN102673560A; GB2489087A; US9020747B2

Abstract

Ein Fahrerassistenzsystem eines beobachtenden Fahrzeugs (3) verwendet zum Erkennen eines Abbiegemanövers eines dem beobachtenden Fahrzeug (3) vorausfahrenden Fahrzeugs (2) ein Verfahren mit den Schritten: a) Identifizieren wenigstens eines ersten und eines zweiten Referenzpunkts (5) des vorausfahrenden Fahrzeugs in von einer Kamera (4) sukzessive aufgenommenen Bildern des vorausfahrenden Fahrzeugs (2), wobei die Referenzpunkte (5) in Querrichtung des vorausfahrenden Fahrzeugs (2) beabstandet sind; b) Ermitteln des Abstandes der Abbildungen der Referenzpunkte (5) in den Bildern; und c) Erkennen eines Abbiegemanövers, falls eine Verringerung des Abstandes festgestellt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Mittel zum Erkennen eines Abbiegemanövers oder einer Abbiegeabsicht eines Fahrzeugs im Straßenverkehr von einem nachfolgenden, beobachtenden Fahrzeug aus.
Fahrerassistenzsysteme, die von einem beobachtenden Fahrzeug aus den Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug überwachen und die Geschwindigkeit des beobachtenden Fahrzeugs steuern, um ein Auffahren zu verhindern, sind zahlreich bekannt.
Ein solches Fahrerassistenzsystem kann, indem es das beobachtende Fahrzeug rechtzeitig stark verzögert, Schäden an den Fahrzeugen sowie an Leib und Leben der Insassen verhindern. Bremseingriffe des Fahrerassistenzsystems, die objektiv unnötig sind oder deren Sinn den Fahrzeuginsassen nicht einleuchtet, werden jedoch nur als eine erhebliche Beeinträchtigung des Fahrkomforts wahrgenommen und sind geeignet, die Akzeptanz derartiger Fahrerassistenzsysteme in der Öffentlichkeit erheblich zu beeinträchtigen.
Ein häufiger Anlass für einen unnötigen oder unnötig erscheinenden Bremseingriff ist ein Verzögern des vorausfahrenden Fahrzeugs unmittelbar vor einem Abbiegemanöver. Ein menschlicher Fahrer hat in der Regel keine Schwierigkeiten, die Absicht eines Fahrers des vorausfahrenden Fahrzeugs zu beurteilen, sei es, weil letzterer seine Abbiegeabsicht durch Blinken anzeigt, weil eine voraus liegende Wegabzweigung sichtbar ist, oder dergleichen. In einem solchen Fall neigt der menschliche Fahrer dazu, einen normalerweise zum vorausfahrenden Fahrzeug eingehaltenen Sicherheitsabstand zu verringern, um selber nicht unnötig bremsen zu müssen. Wenn ein Fahrerassistenzsystem in einer solchen Situation bremst, so wird dies vom Fahrer als fehlerhaftes Verhalten empfunden und abgelehnt.
Aus DE 10 2008 063 579 A1 ist ein Fahrerassistenzsystem bekannt, das in einer solchen Situation eine flexiblere Reaktion ermöglicht. Das System umfasst ein Abbiegebeurteilungsmittel mit einer winkelauflösenden Stereokamera. Ein Abbiegemanöver wird daran erkannt, dass das vorausfahrende Fahrzeug in den von der Stereokamera gelieferten Bildern plötzlich breiter erscheint. Diese Verbreiterung ist darauf zurückzuführen, dass das vorausfahrende Fahrzeug der Stereokamera nicht mehr nur sein Heck, sondern auch eine Flanke darbietet. Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass der Abstand zwischen den Fahrzeugen groß genug ist, damit die Stereokamera des beobachtenden Fahrzeugs die Flanke überhaupt sehen kann. Je geringer der Abstand zwischen den Fahrzeugen ist, umso größer muss die Winkelabweichung zwischen den Fahrtrichtungen der Fahrzeuge sein, damit dies der Fall ist. Das herkömmliche Verfahren ist demnach umso unempfindlicher, je kleiner der Abstand zwischen den Fahrzeugen ist. Das herkömmliche Fahrerassistenzsystem ist daher ausgerechnet in einer Verkehrssituation, in der schnelles, sicheres Eingreifen besonders notwendig ist, am wenigsten empfindlich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zum Erkennen eines Abbiegemanövers eines vorausfahrenden Fahrzeugs zu schaffen, dessen Empfindlichkeit nicht mit fortschreitender Annäherung an das vorausfahrende Fahrzeug abnimmt.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Schritten:

a) Identifizieren wenigstens eines ersten und eines zweiten Referenzpunkts eines vorausfahrenden Fahrzeugs in von einer Kamera sukzessive aufgenommenen Bildern des vorausfahrenden Fahrzeugs, wobei die Referenzpunkte in Querrichtung des vorausfahrenden Fahrzeugs beabstandet sind;
b) Ermitteln des Abstandes der Abbildungen der Referenzpunkte in den Bildern;
c) Erkennen eines Abbiegemanövers, falls eine Verringerung des Abstandes festgestellt wird.

D. h. während das herkömmliche Verfahren auf einer während des Abbiegens verbreitert erscheinenden Silhouette des gesamten vorausfahrenden Fahrzeugs basiert, geht das erfindungsgemäße Verfahren aus von einer aus der Drehung des vorausfahrenden Fahrzeugs resultierenden perspektivischen Stauchung des scheinbaren Abstandes zwischen den vorab festgelegten, auch bei Geradeausfahrt des vorausfahrenden Fahrzeugs sichtbaren Referenzpunkten.
Als Referenzpunkte dienen vorzugsweise die zwei Heckscheinwerfer des vorausfahrenden Fahrzeugs, zum einen, weil sie in der Regel die am weitesten voneinander beabstandeten Referenzpunkte sind, die am vorausfahrenden Fahrzeug überhaupt verfügbar und vom beobachtenden Fahrzeug aus jederzeit sichtbar sind, zum anderen, weil sie, vor allem wenn sie bei einer dem Abbiegen vorausgehenden Bremsung aufleuchten, in den aufgenommen Bildern leicht und sicher identifizierbar sind.
Vorzugsweise ist die Verringerung des Abstandes zwischen den Abbildungen der Referenzpunkte zwar eine notwendige, aber noch keine hinreichende Bedingung für die Erkennung eines Abbiegemanövers. Um eine sichere Erkennung zu ermöglichen, wird zweckmäßigerweise ferner der Abstand zwischen dem beobachtenden Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug überwacht, und ein Abbiegemanöver wird nur dann erkannt, wenn die Verringerung des Abstandes zwischen den Abbildungen der Referenzpunkte stärker ist als eine eventuelle gleichzeitige Zunahme des Abstandes zwischen den Fahrzeugen.
Der Abstand zwischen den Fahrzeugen wird zweckmäßigerweise in Bezug auf einen dritten Referenzpunkt gemessen, der am vorausfahrenden Fahrzeug zwischen dem ersten und dem zweiten Referenzpunkt liegt.
Zweckmäßig ist ferner, dass ein Blinker des vorausfahrenden Fahrzeugs überwacht wird, und dass ein Faktor, um den die Verringerung des Abstandes zwischen den Referenzpunkten wenigstens stärker sein muss als die Zunahme des Abstandes zwischen den Fahrzeugen, um zur Erkennung eines Abbiegemanövers zu führen, bei betätigtem Blinker kleiner ist als bei unbetätigtem. Das Setzen des Blinkers ist somit allein nicht hinreichend, um zur Erkennung eines Abbiegemanövers zu führen. Ein Fahrerassistenzsystem, welches das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung des Abstands zum vorausfahrenden Fahrzeug einsetzt, wird daher einen Sicherheitsabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug nicht allein deswegen reduzieren, weil dieses den Blinker setzt, denn ein gesetzter Blinker kann vergessen werden, oder er kann bereits lange Zeit vor einem beabsichtigten Abbiegen gesetzt sein.
Ein weiteres Kriterium für ein eventuell beabsichtigtes Abbiegen des vorausfahrenden Fahrzeugs ist das Vorhandensein einer abbiegenden Fahrspur. Eine solche kann einerseits in den von der Kamera gelieferten Bildern ermittelt werden, andererseits besteht die Möglichkeit, Position und Fahrtrichtung des beobachtenden Fahrzeugs in einer Karte, z. B. eines Fahrzeugnavigationssystems, zu ermitteln, um auf diese Weise festzustellen, ob auf dem Weg des beobachtenden Fahrzeugs eine abbiegende Fahrspur in der Karte verzeichnet ist.
Eine weitere Möglichkeit ist, die Bilder auf eine Seitwärtsbewegung des vorausfahrenden Fahrzeugs zu untersuchen. Eine solche Seitwärtsbewegung kann in Abbiegerichtung erfolgen, sie kann aber auch zur beabsichtigten Abbiegerichtung des vorausfahrenden Fahrzeugs entgegengesetzt sein, z. B. weil das Heck des vorausfahrenden Fahrzeugs beim Kurvenfahren ausschwenkt, oder weil der Fahrer des vorausfahrenden Fahrzeugs vor dem Fahren einer Kurve das Fahrzeug zunächst zur Richtung der Kurve entgegengesetzt auslenkt, um diese anschließend mit einem vergrößerten Radius fahren zu können.
Ein weiterer Erfindungsgegenstand ist ein Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug mit Mitteln zum Messen des Abstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, einer Kamera zum Aufnehmen von Bildern des vorausfahrenden Fahrzeugs, Mitteln zum Verzögern des Kraftfahrzeugs oder zum Erzeugen eines Warnsignals, wenn der gemessene Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug einen Mindestabstand unterschreitet, und Mitteln zum Ermitteln des Abstandes von Abbildungen von Referenzpunkten des vorausfahrenden Fahrzeugs in den Bildern der Kamera, zum Erkennen eines Abbiegemanövers, falls der Abstand der Abbildungen voneinander abnimmt, und zum Herabsetzen des Mindestabstands, wenn ein Abbiegemanöver erkannt wird.
Anhand der obigen Erläuterungen und der Tatsache, dass Fahrerassistenzsysteme sowie Navigationssysteme herkömmlicherweise auf der Grundlage von Mikrocomputern implementiert sind, liegt für den Fachmann auf der Hand, dass ein weiterer Erfindungsgegenstand auch ein Computerprogramm-Produkt mit Programmcodemitteln sein muss, die einen Computer befähigen, das oben beschriebene Verfahren auszuführen, wobei ein solcher Computer einen oder auch mehrere zusammenarbeitende Prozessoren aufweisen kann. Insbesondere können Prozessoren eines Fahrerassistenzsystems und eines Navigationssystems im Rahmen der vorliegenden Erfindung zusammenarbeiten, um gemeinsam einen Computer darzustellen, der das erfindungsgemäße Verfahren ausführt.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Diese Beschreibung nennt auch Merkmale der Ausführungsbeispiele, die nicht in den Ansprüchen enthalten sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderer Art von Zusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten könnten; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer typischen Anwendungssituation der Erfindung;
2 ein schematisches Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems;
3 ein Flussdiagramm eines Arbeitsverfahrens des Fahrerassistenzsystems gemäß einer einfachen Ausgestaltung; und
4 ein Flussdiagramm eines Arbeitsverfahrens gemäß einer weiterentwickelten Ausgestaltung.
1 zeigt in einer schematischen Draufsicht eine Straße 1 mit zwei Kraftfahrzeugen, einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug 2 und einem beobachtenden Kraftfahrzeug 3, die zu einem ersten Zeitpunkt Positionen A bzw. B und zu einem späteren Zeitpunkt Positionen B bzw. C einnehmen.
Das beobachtende Fahrzeug 3 trägt eine Kamera 4, die auf die vor ihm liegende Fahrbahn und damit auch auf das Heck des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs 2 ausgerichtet ist. Die Kamera 4 ist hier am vorderen Rand der Motorhaube des Kraftfahrzeugs 3, ungefähr in Höhe von Heckleuchten 5 des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs 2 gezeigt, sie kann aber auch des besseren Überblicks über die Straße 1 wegen weiter oben an dem beobachtenden Fahrzeug 3, etwa am Dach der Fahrgastzelle und vorzugsweise in einem oberen Bereich von dessen Frontscheibe 6, zwischen dieser und einem Innenrückspiegel der Fahrgastzelle, montiert sein. Das Blickfeld der Kamera 4 ist groß genug, um das vorausfahrende Kraftfahrzeug 2 und den Fahrbahnrand 7 neben dem vorausfahrenden Kraftfahrzeug 2 zu erfassen. Die Objektivbrennweite der Kamera 4 ist fest, so dass der Abstand zwischen den Abbildungen der zwei Heckleuchten 5 in den von der Kamera 4 erzeugten Bildern ein Maß ist für einen Winkel α, den von den Heckleuchten 5 ausgehende Strahlen 6 am Ort der Kamera 4 aufspannen.
Das beobachtende Fahrzeug 3 weist neben der Kamera 4 einen weiteren Umgebungssensor 8 auf. Bei diesem kann es sich um einen Abstandssensor handeln, z. B. einen Radar- oder Lidarsensor, der einen Messstrahl 9 in Fahrtrichtung des Fahrzeugs 3 nach vorn emittiert, um anhand von vom Heck des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 zurückgeworfener Strahlung den Abstand D zwischen den Fahrzeugen 2, 3 zu bestimmen. Der Umgebungssensor 8 ist auf einer Längsmittelebene des beobachtenden Fahrzeugs angeordnet, um das Heck des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 im Wesentlichen mittig zu treffen. Der Messtrahl 9 kann scharf gebündelt sein, um eine exakte Messung des Abstands zu einem Auftreffpunkt 10 am Fahrzeug 2 zu ermöglichen. Wenn dieser Auftreffpunkt 10 mittig am Heck des Fahrzeugs 2 liegt, ist das Messergebnis weitgehend unabhängig von einer Drehung des Fahrzeugs 2 und unabhängig von der Drehrichtung. Denkbar ist auch die Verwendung eines aufgefächerten Messstrahls oder mehrerer Messstrahlen, um einen über die Breite des Hecks des Fahrzeugs 2 hinweg gemittelten Abstandsmesswert zu erzeugen.
Alternativ könnte der Umgebungssensor 8 eine zweite Kamera, etwa vom gleichen Typ wie die Kamera 4, sein, die quer zur Fahrtrichtung versetzt gegen die Kamera 4 angeordnet ist und unter einem abweichenden Blickwinkel ein weiteres Bild von der gleichen Szenerie wie die Kamera 4 liefert.
Wenn zum zweiten Zeitpunkt das beobachtende Fahrzeug 3 die zum ersten Zeitpunkt vom vorausfahrenden Fahrzeug 2 eingenommene Position B erreicht hat, ist das vorausfahrende Fahrzeug 2 ein Stück weiter an der Position C. Wenn beide Fahrzeuge 2, 3 mit gleicher Geschwindigkeit unterwegs sind, ändert sich der Abstand D zwischen ihnen dabei nicht. Am Ort C ist das vorausfahrende Fahrzeug 2 gerade dabei, in eine Querstraße 11 abzubiegen. Die Fahrtrichtungen der Fahrzeuge 2, 3 sind nicht mehr die gleichen, und die Kamera 4 blickt nicht mehr frontal, sondern schräg auf die Heckpartie des vorausfahrenden Fahrzeugs 2. Der Winkel α', den die Strahlen der Heckleuchten 5 nun am Ort der Kamera 4 aufspannen, ist deutlich kleiner als der Winkel α.
Ein an die Kamera 4 angeschlossenes Fahrerunterstützungssystems des beobachtenden Fahrzeugs 3 nutzt diese Winkeländerung bzw. die daraus resultierende Änderung des Abstands der Abbildungen der Heckleuchten 5 in den von der Kamera 4 gelieferten Bildern, um das Abbiegemanöver des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs 2 zu erkennen.
2 zeigt schematisch die Struktur dieses Fahrerunterstützungssystems. Ein Prozessor 12 ist mit der Kamera 4 und dem Umgebungssensor 8 verbunden. Wenn als Umgebungssensor 8 anstelle des Abstandssensors, der in der Lage ist, unmittelbar einen Messwert des Abstands D zwischen den Fahrzeugen 2, 3 zu liefern, die zweite Kamera vorgesehen ist, obliegt es dem Prozessor 12, in den von beiden Kameras 4, 8 gelieferten Bildern das vorausfahrende Kraftfahrzeug 2 zu identifizieren und anhand von durch die unterschiedliche Perspektive bedingter Unterschiede der Bilder den Abstand D zum vorausfahrenden Kraftfahrzeug 2 zu berechnen.
Der Prozessor 12 ist ferner eingerichtet, um in den von der Kamera 4 gelieferten Bildern die bereits erwähnte Erkennung der Heckleuchten 5 und die Bestimmung des Abstandes zwischen ihren jeweiligen Abbildungen in den Bildern der Kamera 4 durchzuführen.
Der Prozessor 12 kann ferner für bidirektionalen Datenaustausch mit einem Kraftfahrzeug-Navigationssystem 13 verbunden sein. Das Navigationssystem 13 umfasst in an sich bekannter Weise einen Speicher 14, der Kartendaten in digitaler Form enthält, sowie einen Prozessor 15, der mit dem Speicher 14 und einer Funkschnittstelle 16 verbunden ist, um anhand von der Funkschnittstelle 16 empfangener Satellitensignale die geografische Position des Kraftfahrzeugs 3 zu bestimmen und anhand der so bestimmten Position und der digitalen Kartendaten zu, entscheiden, an welchem Ort welcher in diesen Kartendaten verzeichneten Straße sich das Fahrzeug 2 befindet. Navigationssysteme mit dieser Fähigkeit sind allgemein bekannt, so dass die zur Positionsermittlung und Identifizierung der befahrenen Straße ausgeführten Verfahren hier nicht im Detail beschrieben werden müssen. Herkömmliche Navigationssysteme nutzen diese Fähigkeit, um nach Eingabe eines Fahrziels durch den Fahrer an einer in 2 nicht dargestellten Benutzerschnittstelle diesem laufend Hinweise auf zum Erreichen des Ziels nötige Abbiegemanöver zu liefern. Erfindungsgemäß kommuniziert der Prozessor 12 mit dem Navigationssystem 13, um von diesem Informationen über von der gerade befahrenen Straße 1 abzweigende Straßen wie etwa die Querstraße 11 zu erhalten, bevor diese erreicht wird, und zwar unabhängig davon, ob es zum Erreichen des Ziels notwendig oder sinnvoll ist, diese abzweigenden Straßen zu befahren. Damit der Prozessor 12 diese Informationen erhält, kann der Prozessor 15 des Navigationssystems 13 programmiert sein, um regelmäßige Anfragen des Prozessors 12 nach demnächst abzweigenden Querstraßen bzw. nach der Entfernung bis zur nächsten Abzweigung zu beantworten; denkbar ist aber auch, dass der Prozessor 12 unmittelbar auf den Speicher 14 zugreift, um diese Information unter Verwendung der vom Prozessor 15 gelieferten Position des Fahrzeugs 2 selbst zu ermitteln.
Den vom Umgebungssensor 8 gelieferten oder anhand von Daten des Umgebungssensors 8 und der Kamera 4 berechneten Abstand D zum vorausfahrenden Kraftfahrzeug 2 nutzt der Prozessor 12 zum Ansteuern von Bremsen 17 des Fahrzeugs oder zur Erzeugung von Warnhinweisen für den Fahrer, wie noch genauer erläutert wird.
3 ist ein Flussdiagramm eines vom Prozessor 12 ausgeführten Arbeitsverfahrens gemäß einer elementaren Ausgestaltung der Erfindung, die die Existenz des Navigationssystems 13 nicht erfordert bzw. nicht auf dessen Daten zurückgreift. Das Verfahren besteht aus zyklischen Iterationen der in 3 gezeigten Schritte. Im ersten Schritt S1 liefert die Kamera 4 ein Bild an den Prozessor 12. Der Prozessor 12 untersucht in Schritt S2 das Bild daraufhin, ob es ein vorausfahrendes Fahrzeug enthält. Falls nicht, bricht die Iteration an dieser Stelle ab, andernfalls sucht der Prozessor 12 in dem Bild die Heckleuchten 5 des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 und misst den Abstand d_n ihrer Abbildungen in dem Bild in Schritt S3.
Eine gleichzeitige Messung des Abstandes D_n zwischen beobachtendem Fahrzeug 3 und vorausfahrendem Fahrzeug 3 kann unabhängig von Bildaufnahme und -auswertung mittels des Umgebungssensors 8 erfolgen, oder, falls der Umgebungssensor 8 ebenfalls eine Kamera ist, nimmt der Prozessor 12 die Messung des Abstands D_n durch Triangulation in den gleichzeitig von der Kamera 4 und dem Umgebungssensor 8 aufgenommenen Bildern vor. In früheren Iterationen des Verfahrens erhaltene Messwerte des Abstandes d_n-1 der Abbildungen der Heckleuchten bzw. des Abstandes D_n-1 der Fahrzeuge D_n-1 sind im Prozessor 12 gespeichert. Bei diesen gespeicherten Werten kann es sich um in einem einzelnen früheren, insbesondere in der unmittelbar vorhergehenden Iteration der Schritte der 3 erhaltene Werte handeln, oder auch um über mehrere Iterationen gemittelte Werte, insbesondere um einen gleitenden Mittelwert. In Schritt S5 berechnet der Prozessor 12 eine Vergleichszahl e aus aktuellen und früheren Abstandsmesswerten nach der Formel e = (d_n-1/d_n)(D_n/D_n-1).
Wenn die Fahrzeuge 2, 3 auf einem geraden Weg hintereinander herfahren, ist der Abstand zwischen den Abbildungen der Heckleuchten umgekehrt proportional zum Abstand der Fahrzeuge 2, 3 voneinander, und die Vergleichszahl e ändert sich nicht, unabhängig vom Abstand der Fahrzeuge 2, 3 voneinander. Wenn jedoch der Abstand der Abbildungen der Heckleuchten kleiner wird, ohne dass sich der Abstand der Fahrzeuge proportional vergrößert, dann wird e > 1, und dies ist ein Hinweis darauf, dass das vorausfahrende Fahrzeug 2 in eine andere Richtung fährt als das beobachtende Fahrzeug 3.
In Schritt S9 vergleicht der Prozessor 12 die Zahl e mit 1 + ε, wobei ε eine kleine positive rationale Zahl ist. Wenn der Vergleich e kleiner ist, liegt kein Hinweis auf ein Abbiegen des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 vor, und der Prozessor setzt einen Mindestabstand Ds zwischen den Fahrzeugen 2, 3 anhand einer ersten vorgegebenen Funktion Ds1(v) der Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 3 fest (S10). Wird hingegen festgestellt, dass e größer als 1 + ε ist, dann deutet dies auf die Abbiegeabsicht des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 hin, und in Schritt S11 wird der Mindestabstand Ds auf einen geschwindigkeitsabhängigen Wert Ds2(v) festgelegt, der kleiner als Ds1(v) ist.
Falls in einem anschließenden Vergleich festgestellt wird, dass D_n < Ds ist, d. h. wenn der tatsächliche Abstand der Fahrzeuge 2, 3 den Mindestabstand Ds unterschreitet, betätigt der Prozessor 12 die Bremsen 17, um das Fahrzeug 3 zu verzögern, so dass bei der darauf folgenden Iteration der Schritte der 3 nach Möglichkeit ein Abstand D_n+1 > D_n gemessen wird und – eventuell nach weiteren Iterationen – auch der Mindestabstand wieder eingehalten wird. Die Stärke der Bremsbetätigung kann als Funktion von Ds-D_n und/oder von D_n-1-D_n vorgegeben sein und bis zur Vollbremsung reichen, um bei einer starken Unterschreitung des Mindestabstands Ds bzw. bei einer schnellen Abstandsverringerung, z. B. aufgrund einer Notbremsung oder eines Auffahrunfalls des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 eine angemessene, zum Verhindern einer Kollision ausreichende Verzögerung auch des beobachtenden Fahrzeugs 3 zu erzielen.
Eine andere Möglichkeit ist, dass wenn der Prozessor 12 feststellt, dass der Abstand der Fahrzeuge 2, 3 den Mindestabstand Ds unterschreitet, lediglich eine Warnung an den Fahrer in Form eines akustischen, optischen oder haptischen Signals ausgegeben wird, um ihn zum Bremsen zu veranlassen. So kann der Fahrer entscheiden, ob er die Warnung beachtet oder ob er das Bremsen unterlässt, weil er die Verkehrssituation anders einschätzt als der Prozessor 12.
Denkbar ist ferner, beide oben beschriebenen Ansätze zu kombinieren, indem ein erstes Funktionenpaar Ds1(v), Ds2(v) vorgegeben wird, das einen Mindestabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug 2 ohne Erkennung der Abbiegeabsicht bzw. bei erkannter Abbiegeabsicht spezifiziert, bei dessen Unterschreitung jeweils ein Warnsignal erzeugt wird, und ein zweites Funktionenpaar Ds1'(v), Ds2'(v) vorgegeben wird, das jeweils Mindestabstände vorgibt, bei deren Unterschreitung automatisch gebremst wird. Wenn Ds1(v) > Ds1'(v) bzw. Ds2(v) > Ds2'(v), dann gibt es jeweils einen Abstandsbereich, in dem der Fahrer selbst entscheiden kann, ob er bremsen will oder nicht, und wenn auch dieser Abstandsbereich unterschritten wird, löst der Prozessor 12 die Bremsung aus.
Eine weiterentwickelte Ausgestaltung des Arbeitsverfahrens des Prozessors 12 ist in 4 dargestellt. Die Schritte S1 bis S5 sind in 3 und 4 identisch und werden nicht erneut erläutert. In Schritt S6 überprüft der Prozessor 12, ob vor dem Fahrzeug 3 eine Abzweigung liegt. Eine solche Überprüfung kann einerseits auf der Auswertung der von der Kamera 4 gelieferten Bilder basieren, andererseits auf der Kommunikation mit dem Navigationssystem 13. Wenn eine Abzweigung vorhanden ist, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass wenn die Vergleichszahl e größer als 1 ist, dies tatsächlich auf eine mit einer Abbiegeabsicht zusammenhängende Richtungsänderung des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 zurückzuführen ist. Das Verfahren verzweigt daher zu einem Schritt S9', in dem wie oben mit Bezug auf Schritt S9 beschrieben die Vergleichszahl e mit einer Schwelle 1 + ε2 verglichen wird. Allerdings ist die Zahl ε2 im Falle des Schritts S9' niedriger gewählt als die Zahl ε des Schritts S9, um die Bereitschaft des Prozessors 12, tatsächlich eine Abbiegeabsicht des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 zu erkennen, zu erhöhen.
Falls keine Abzweigung in Schritt S6 gefunden wird, schließt dies eine Abbiegeabsicht des vorausfahrenden Fahrzeugs 2 nicht aus, denn es könnte ein Abbiegen in eine in der Karte des Navigationssystems 13 nicht verzeichnete und/oder in den Bildern der Kamera 4 nicht hinreichend deutlich erkennbare Grundstückseinfahrt beabsichtigt sein. Daher wertet der Prozessor 12 zu verschiedenen Zeiten von der Kamera 4 gelieferte Bilder in Schritt S7 zusätzlich noch darauf aus, ob am vorausfahrenden Fahrzeug 2 ein Blinker gesetzt ist oder nicht. Wenn ja, ist dies ein sicherer Hinweis auf die Abbiegeabsicht, und das Verfahren verzweigt zu Schritt S9'.
Ist kein Blinker gesetzt, so schließt auch dies die Abbiegeabsicht nicht mit Sicherheit aus. Daher erfolgt in Schritt S8 noch eine Überprüfung auf eine eventuelle Seitwärtsbewegung des vorausfahrenden Fahrzeugs 2. Eine solche Seitwärtsbewegung kann z. B. erkannt werden, wenn dessen in aufeinanderfolgenden Bildern erkannte Heckleuchten 5 sich von einem Bild zum nächsten in die gleiche Richtung zu verlagern scheinen. Auch in diesem Falle geht das Verfahren über zu Schritt S9'. Nur wenn auch diese letzte Überprüfung ein negatives Ergebnis liefert, wird ein Vergleichsschritt Schritt S9'' erreicht, in dem ein Vergleich der Größe e mit einer Schwelle 1 + ε1 stattfindet, wobei ε1 deutlich größer als ε2 gewählt ist.
Wenn in S9' oder D9'' festgestellt wird, dass e kleiner ist als 1 + ε2 oder 1 + ε1, wird wie mit Bezug auf 3 beschrieben in Schritt S10 ein relativ großer Mindestabstand Ds1(v) festgelegt. Wenn e größer ist, wird definitiv angenommen, dass das vorausfahrende Fahrzeug 2 abbiegt, und der Mindestabstand wird in Schritt S11 auf den niedrigeren Wert Ds2(v) gesetzt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102008063579 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Erkennen eines Abbiegemanövers eines einem beobachtenden Fahrzeug (3) vorausfahrenden Fahrzeugs (2) mit den Schritten: a) Identifizieren (S2) wenigstens eines ersten und eines zweiten Referenzpunkts (5) des vorausfahrenden Fahrzeugs in von einer Kamera (4) sukzessive aufgenommenen Bildern des vorausfahrenden Fahrzeugs (2), wobei die Referenzpunkte (5) in Querrichtung des vorausfahrenden Fahrzeugs (2) beabstandet sind; b) Ermitteln (S3) des Abstandes (d_n) der Abbildungen der Referenzpunkte (5) in den Bildern; und c) Erkennen (S11) eines Abbiegemanövers, falls eine Verringerung des Abstandes (d_n) festgestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzpunkte zwei Heckscheinwerfer (5) des vorausfahrenden Fahrzeugs (2) sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (D) zwischen dem beobachtenden Fahrzeug (3) und dem vorausfahrenden Fahrzeug (2) überwacht wird (S4) und in Schritt c) ein Abbiegemanöver nur dann erkannt wird, wenn die Verringerung des Abstandes (d_n) zwischen den Referenzpunkten (5) stärker ist als eine eventuelle gleichzeitige Zunahme des Abstands (D) zwischen den Fahrzeugen (2, 3).
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (D) zwischen den Fahrzeugen (2, 3) in Bezug auf einen dritten Referenzpunkt (10) gemessen wird, der am vorausfahrenden Fahrzeug (2) zwischen dem ersten und dem zweiten Referenzpunkt (5) liegt.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Blinker des vorausfahrenden Fahrzeugs (2) überwacht wird (S7), und dass ein Faktor (1 + ε2, 1 + ε1), um den die Verringerung des Abstandes zwischen den Referenzpunkten (5) wenigstens stärker sein muss als die Zunahme des Abstands zwischen den Fahrzeugen (2, 3), um zur Erkennung eines Abbiegemanövers zu führen, bei betätigtem Blinker kleiner ist als bei unbetätigtem Blinker.
Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder auf das Vorhandensein einer abbiegenden Fahrspur untersucht werden (S6), und dass ein Faktor (1 + ε2, 1 + ε1), um den die Verringerung des Abstandes (d_n, d_n-1) zwischen den Referenzpunkten (5) wenigstens stärker sein muss als die Zunahme des Abstands (D_n, D_n-1) zwischen den Fahrzeugen (2, 3), um zur Erkennung eines Abbiegemanövers zu führen, bei Vorhandensein der abbiegenden Fahrspur kleiner ist als bei Nichtvorhandensein.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Position und Fahrtrichtung des beobachtenden Fahrzeugs in einer Karte ermittelt werden (S6), dass die Karte auf das Vorhandensein einer abbiegenden Fahrspur untersucht wird, und dass ein Faktor (1 + ε2, 1 + ε1), um den die Verringerung des Abstandes (d_n, d_n-1) zwischen den Referenzpunkten (5) wenigstens stärker sein muss als die Zunahme des Abstands (D_n, D_n-1) zwischen den Fahrzeugen (2, 3), um zur Erkennung eines Abbiegemanövers zu führen, bei Vorhandensein der abbiegenden Fahrspur kleiner ist als bei Nichtvorhandensein.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder auf eine Seitwärtsbewegung des vorausfahrenden Fahrzeugs (2) untersucht werden (S8), und dass ein Faktor (1 + ε2, 1 + ε1), um den die Verringerung des Abstandes (d_n, d_n-1) zwischen den Referenzpunkten (5) wenigstens stärker sein muss als die Zunahme des Abstands (D_n, D_n-1) zwischen den Fahrzeugen (2, 3), um zur Erkennung eines Abbiegemanövers zu führen, bei Erkennung einer Seitwärtsbewegung kleiner ist als bei Nichterkennung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit (v) des beobachtenden Fahrzeugs (3) gesteuert wird, um den gemessenen Abstand (D) zwischen den Fahrzeugen (2, 3) über einem Mindestabstand (Ds) zu halten.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mindestabstand (Ds) bei Erkennung eines Abbiegemanövers niedriger festgelegt wird (S11) als bei Nichterkennung (S10).
Computerprogramm-Produkt mit Programmcode-Mitteln, die einen Computer befähigen, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.
Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug, mit Mitteln (8, 12) zum Messen des Abstandes zu einem vorausfahrenden Fahrzeug (2), einer Kamera (4) zum Aufnehmen von Bildern des vorausfahrenden Fahrzeugs (2) und Mitteln (12, 17) zum Verzögern des Kraftfahrzeugs (3) und/oder zum Erzeugen eines Warnsignals, wenn der gemessene Abstand (D) zum vorausfahrenden Fahrzeug (2) einen Mindestabstand (Ds) unterschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner Mittel (12) aufweist zum Ermitteln des Abstandes (d_n) von Abbildungen von Referenzpunkten (5) des vorausfahrenden Fahrzeugs (2) in den Bildern der Kamera (4), zum Erkennen eines Abbiegemanövers, falls der Abstand (d_n) der Abbildungen voneinander abnimmt, und zum Herabsetzen des Mindestabstands (Ds), wenn ein Abbiegemanöver erkannt wird.