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Stand der Technik
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Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Aus der
EP 2164057 A ist bereits eine Vorrichtung bekannt, die mittels einer im Fahrzeug vorhandenen Kamera Verkehrsschilder erkennt, die darauf hinweisen, dass das Fahrzeug eine falsche Auffahrt auf eine Autobahn bzw. Schnellstraße, die zum Befahren in einer nicht zulässigen Fahrtrichtung führen würde, wählt. Diese Information wird weiterhin mit einem Navigationssystem und einem GPS-Signal abgeglichen. Im Falle eines falschen Befahrens wird eine Warnung an den Fahrer ausgegeben, sei es optisch oder akustisch, wobei weiterhin die Warnung drahtlos an Empfänger in der Umgebung des Fahrzeugs weitergegeben wird.
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Die gattungsbildende
DE 10 2004 060 432 A1 zeigt ein System zur Erkennung von Ausfahrten, wobei dies insbesondere mit einem Lidarsystem bewerkstelligt wird.
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Die
DE 10 2007 008 880 A1 betrifft ein Verfahren zur Erhöhung des Straßenverkehrsflusses. Dabei erfolgt eine Bestimmung der Anzahl der Fahrspuren in Fahrtrichtung durch Fahrerassistenzsysteme.
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Offenbarung der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass ein System zur Erkennung von Abzweigungen/Ausfahrten/Einfahrten dazu genutzt wird, festzustellen, ob sich das eigene Fahrzeug auf der ordnungsgemäßen Spur bzw. in die ordnungsgemäße, zulässige Fahrtrichtung bewegt. Dies gestaltet sich dadurch, dass ein Umfelderkennungssystem erkennt, dass das eigene Fahrzeug an einer Abzweigung vorbeifährt oder vorbeifahren wird und daraufhin geprüft wird, ob sich diese Abzweigung auf der linken oder auf der rechten Seite der Fahrbahn bzw. des Fahrstreifens (vom Blickpunkt des Fahrzeugs aus) befindet. Abhängig davon, ob Linksverkehr oder Rechtsverkehr vorliegt und ob die Blickrichtung in oder gegen die Fahrtrichtung ist, gibt es nun eine Seite, auf der die Abzweigungen üblicherweise zu erwarten sind. Die Beispiele in dieser Beschreibung beziehen sich auf Rechtsverkehr mit Blickrichtung in Fahrtrichtung; hierbei sind Abzweigungen auf der rechten Seite zu erwarten, wenn sich das Fahrzeug in zulässiger Fahrtrichtung bewegt.
Taucht nun eine Abzweigung auf der nicht erwarteten Seite auf, so kann auf ein Befahren in nicht zulässiger Fahrrichtung geschlossen werden (Geisterfahrer).
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Dieses Auftreten von Ausfahrten auf der rechten Seite ist insbesondere dann der Fall, wenn es (baulich) getrennte Richtungsfahrbahnen gibt, wie es auf Autobahnen und Schnellstraßen der Fall ist. In diesem Fall der getrennten Richtungsfahrbahnen wird geprüft, auf welcher Seite der vom Fahrzeug befahrenen Fahrbahn die Abzweigung erkannt wird, unabhängig davon, auf welcher Fahrspur der Richtungsfahrbahn das Fahrzeug fährt.
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In einem anderen Fall, beispielsweise einer Landstraße mit einer Fahrbahn, aber zwei Richtungsfahrspuren in unterschiedliche Fahrtrichtungen, macht die Überprüfung einer Abzweigung von der aktuell befahrenen Fahrspur Sinn. Fährt das Fahrzeug korrekt auf der rechten Fahrspur in zulässiger Fahrtrichtung auf einer solchen Straße, so würden Abzweigungen von der Fahrspur auf der rechten Seite auftreten. Auf der linken Seite befände sich die Gegenspur, nicht jedoch eine Abzweigung. Fährt das Fahrzeug jedoch fälschlicherweise auf der linken Fahrspur, so können Abzweigungen von dieser Fahrspur (nicht Fahrbahn) auf der linken Seite erkannt werden und somit ein Fahren in falscher Fahrtrichtung auch auf einer normalen zweispurigen Straße erkannt werden. Gegebenenfalls ist hier zu berücksichtigen, dass es sich um zulässige bzw. gewünschte Fahrweisen handeln kann, wie z. B. einen Überholvorgang.
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Um dies zu vermeiden, kann auch eine Entprellung eingeführt werden, wie später beschrieben. Abhängig von der Strassenart (getrennte/gemeinsame Richtungsfahrbahn) kann die Erkennung einer Abzweigung auf der unerwarteten Seite als mehr oder weniger valides Indiz dafür gewertet werden, dass ein Befahren in nicht zulässiger Fahrtrichtung vorliegt.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich.
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Vorteilhaft ist die Verwendung der Sensorik eines Spurerkennungssystems (lane departure warning, lane keeping support), die ohnehin eine Funktionalität zur Spurerkennung besitzen muss und üblicherweise in einer ergänzten Funktionalität auch Abzweigungen erkennen kann. Häufig wird ein solches System mittels einer optischen Kamera realisiert, wobei mittels einer Bildauswertung die Spuren aus dem Bild ermittelt werden, bzw., wie im vorliegenden Fall der Erfindung, Abzweigungen. Diese Abzweigungen können auch abzweigende Spuren sein. Es muss sich hierbei jedoch um Spuren handeln, die in eine eigene Straße bzw. Fahrbahn übergehen und nicht z. B. um eine Spuraufweitung auf der selben Fahrbahn handeln.
Auch kann eine nach hinten gerichtete Kamera verwendet werden, die den rückwärtigen Fahrraum aufnimmt (z.B. Rückfahrkamera), welche die Abzweigungen etwas später als eine Vorrauskamera wahrnimmt, nämlich nachdem das Fahrzeug an der Abzweigung vorbeigefahren ist. Hierbei ist zu beachten, dass die Seiten des Auftretens der Abzweigungen zu vertauschen sind.
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Vorteilhaft ist die Plausibilisierung mit Messergebnissen anderer Systeme um eine verlässlichere Erkennung eines möglichen Falschfahrens durchführen zu können. So kann es vorkommen, dass bei einem optischen System trotz Befahrens in zulässiger Fahrtrichtung Abzweigungen auf der scheinbar falschen (unerwarteten) Seite auftauchen und somit eine nicht sinnvolle Reaktion des erfindungsgemäßen Systems verursacht werden würde. Ein solches Fallbeispiel sind die (in Deutschland wenigen) Ausfahrten auf Autobahnen, die nach links von der Fahrbahn abzweigen. Eine weitere Fehlerquelle sind Autobahnkreuze, bei denen Fahrspuren korrekterweise auch nach links abzweigen können. Mögliche Kombinationen solcher Signale von anderen Systemen sind im Folgenden beschrieben.
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Vorteilhaft ist die Verwendung einer digitalen Karte, wie sie beispielsweise in Navigationssystemen an Bord des Fahrzeuges oder über Datenübertragungsverbindungen von außerhalb des Fahrzeuges zur Verfügung stehen. Anhand der aktuellen Position des Fahrzeugs (z. B. ermittelt mittels GPS-Signal) kann aus den Daten der digitalen Karte extrahiert werden, wann bzw. wo im weiteren Fahrtverlauf Abzweigungen zu erwarten sind. Auch die Seite, auf der die Abzweigung zu erwarten ist, kann hieraus ermittelt werden und eine falsche Reaktion des Systems im Falle der vorher genannten wenigen Ausfahrten auf der linken Seite, bzw. Autobahnkreuzen, vermieden werden. Die Ermittlung, ob das Fahrzeug in falscher Fahrtrichtung fährt, kann aufgrund der Ungenauigkeit des GPS-Signals in der Regel nicht alleine aus der digitalen Karte ermittelt werden. Dies ist erst durch eine weitere Sensorik möglich, wie die vorhin vorgeschlagene optische Kamera eines Spurerkennungssystems. Da aufgrund der digitalen Karte bereits bekannt ist, wann bzw. wo die Abzweigungen zu erwarten sind, kann die Kamera bzw. der Bildauswertealgorithmus entsprechend vorbereitet werden, um die Abzweigungserkennung zu aktivieren, zu beschleunigen oder auf einen bestimmten, zu erwartenden Bildausschnitt fokussiert werden. Diese vorübergehende Aktivierung kann vorteilhafter Weise dazu verwendet werden, Ressourcen des Bildauswertesystems einzusparen, da ein Algorithmus zur Abzweigungserkennung nicht dann berechnet werden muss, wenn keine Abzweigungen zu erwarten sind.
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Vorteilhaft ist auch eine Plausibilisierung mit anderen Geisterfahrererkennungssystemen, die auf einer Kommunikation bzw. Datenübertragung zwischen dem eigenen und anderen Fahrzeugen (C2C) oder zwischen dem eigenen Fahrzeug und Infrastruktursystemen (C2I) basieren. Fahrzeugexterne Syteme können so über ein mögliches Befahren in nicht zulässiger Fahrtrichtung informieren und das erfindungsgemäße System im eigenen Fahrzeug kann diese Information plausibilisieren, für den Fall, dass diese falsch sein sollte.
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Vorteilhaft ist, wenn ein Lichterkennungssystem vorhanden ist, das typische Lichter erkennt, die eine Aussagekraft über das Befahren in (nicht) zulässiger Fahrtrichtung haben. Dies gilt für Frontscheinwerfer bzw. Rücklichter anderer Fahrzeuge, insbesondere solche, die auf dem eigenen Fahrstreifen oder der eigenen Fahrbahn fahren. Sind dort Rücklichter zu erkennen, so kann von einem Befahren in zulässiger Fahrtrichtung ausgegangen werden. Sind jedoch Frontscheinwerfer anderer Fahrzeuge zu erkennen, so kann von einem Befahren in nicht zulässiger Fahrtrichtung ausgegangen werden. Dieses System muss jedoch ausgebildet sein, die Lichter derart zu trennen bzw. anderweitig zu plausibilisieren, dass sie auch der richtigen Fahrspur bzw. Fahrbahn zugeordnet werden können. Derartige Lichterkennungssysteme sind oftmals mit einer optischen Kamera realisiert. Hier kann in synergetischer Weise die selbe Sensorik verwendet werden, wie aus dem vorgenannten System der erfindungsgemäßen Abzweigungserkennung bzw. dem Spurerkennungssystem. Aus der Sichtbarkeit von Scheinwerfern bzw. Rücklichtern von anderen Fahrzeugen auf der eigenen Fahrspur bzw. Fahrbahn kann aus deren Fahrtrichtung geschlossen werden und geprüft werden, ob sie mit der eigenen Fahrtrichtung übereinstimmt oder nicht.
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Vorteilhaft ist die Plausibilisierung mit einem Verkehrszeichenerkennungssystem, welches auch die Möglichkeit bietet, das Befahren in einer nicht zulässigen Fahrtrichtung zu erkennen. Z. B. dadurch, dass nicht die Vorderseite, sondern nur die Rückseite von Verkehrsschildern sichtbar ist oder dass spezielle Geisterfahrerwarnschilder erkannt werden, die sichtbar werden beim Befahren bzw. beim Einfahren auf eine Fahrspur in nicht zulässiger Fahrtrichtung. Zur Erkennung von Rückseiten von Verkehrsschildern können deren Umrisse bei fehlendem Verkehrsschildsymbol herangezogen werden, ggfs. auch entsprechende Verschraubungen oder Aufbauten an deren Rückseite. Zur Erkennung der Verkehrsschilder kann wiederum die vormals vorgestellte Kamera mit einem geeigneten Bildauswertealgorithmus verwendet werden.
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Vorteilhaft ist die Verwendung eines Objekterkennungssystems, mit dem Objekte erkannt werden können, die, bzw. deren Bewegung typisch ist, wenn sich das eigene Fahrzeug in zulässiger bzw. unzulässiger Fahrtrichtung bewegt. Als solche Objekte können insbesondere andere Fahrzeuge erkannt werden, wobei geprüft wird, ob diese dem eigenen Fahrzeug entgegenkommen oder nicht. Das vormals genannte Lichterkennungssystem funktioniert nicht in jedem Fall, beispielsweise bei Tag, wenn die Lichter anderer Fahrzeuge ausgeschaltet sind.
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Auch hier kann wieder die vormals genannte Kamera verwendet werden. Jedoch ist auch vorstellbar, andere Objekterkennungssensorik zu verwenden, wie beispielsweise radarbasierte Systeme. Bei dieser Kombination plausibilisiert das erfindungsgemäße System (Ausfahrten auf der richtigen Seite) mit den Ergebnissen des Objekterkennungssystems.
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Vorteilhafter Weise findet, falls ein Befahren in nicht zulässiger Fahrtrichtung erkannt wurde, eine Reaktion wenigstens eines Systems im Fahrzeug statt. Es kann vorliegend eine Warnung an den Fahrer des falsch fahrenden Fahrzeugs ausgegeben werden, sei es optisch, akustisch oder haptisch. Weiterhin können andere Verkehrsteilnehmer gewarnt werden (ebenfalls optisch, akustisch oder haptisch), gegebenenfalls auch durch Car-to-Car-Kommunikation. Weiterhin kann eine Meldung an Behörden oder Infrastruktursysteme stattfinden, die beispielsweise mittels Datenübertragung (C2I) durchgeführt wird. Weiterhin können auch aktive Maßnahmen eingeleitet werden, die in das Fahrverhalten des Fahrzeugs eingreifen, um das Befahren in falscher Fahrtrichtung zu beenden bzw. das Fahrzeug in eine weniger gefährliche Position zu manövrieren. Dies kann durch Lenkeingriffe geschehen (z. B. automatisches Wenden, wenn die Unfallsensorik eine solche Möglichkeit als gefahrlos einstuft) oder Ausfahren auf der nächsten Auffahrt oder Befahren des Standstreifens bzw. Stehenbleiben auf dem Standstreifen. Oder Wechsel auf die richtige Fahrspur (wenn möglich, bei Fahrbahnen ohne bauliche Trennung, insbes. Zurücklenken auf die rechte Spur). Auslegungsabhängig kann hier ein Eingreifen des Fahrers erlaubt werden, bzw. umgekehrt, das System so ausgelegt sein, dass dies nicht möglich ist.
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Vorteilhafter Weise kann eine Entprellung durchgeführt werden, die dazu führt, dass die Erkennung eines Befahrens des Fahrstreifens bzw. der Fahrbahn in nicht zulässiger Fahrtrichtung erst dann geschieht, wenn eine bestimmte Anzahl (>1) von aufgetretenen Abzweigungen auf der nicht erwarteten Seite erkannt wird. Anstatt der reinen Anzahl von aufgetretenen Abzweigungen kann auch die Anzahl der Abzweigungen pro Zeiteinheit bzw. gefahrerer Strecke/Entfernung als Entprellparameter verwendet werden.
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Definitionen
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Der Fahrstreifen (auch, fachsprachlich eigentlich veraltet, Fahrspur genannt) kennzeichnet die Fläche, die einem Fahrzeug für die Fahrt in eine Richtung zur Verfügung steht. Der Fahrstreifen wird meist durch Straßenmarkierungen, wie Fahrbahnbegrenzung und Fahrstreifenbegrenzung oder Leitlinie gekennzeichnet. Verschiedene Fahrstreifen müssen allerdings nicht zwingend gekennzeichnet sein. (Quelle: Wikipedia)
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Die Fahrbahn dient als Verkehrsraum und setzt sich aus den einzelnen Fahrstreifen und dem Randstreifen zusammen. Sie darf mit Fahrzeugen befahren werden und bildet den zusammenhängenden, befestigten Teil der Straße. Eine Straße kann aus mehreren Fahrbahnen bestehen, die wiederum mehrere Fahrstreifen aufweisen können. Autobahnen und autobahnähnliche Bundesstraßen sind mit zwei so genannten Richtungsfahrbahnen mit jeweils mehreren Fahrstreifen und Seitenstreifen ausgestattet. Die dem Verkehrsteilnehmer entgegenlaufende Fahrbahn wird auch als Gegenfahrbahn bezeichnet. Die beiden Richtungsfahrbahnen sind oft durch eine bauliche Vorrichtung (beispielsweise ein Mittelstreifen mit Schutzplanke) getrennt. (Quelle: Wikipedia)
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Eine Abzweigung ist vorliegend eine Straße bzw. ein Stück einer Straße, das von einer ursprünglichen Straße wegführt (abzweigt). Eine solche Straße beinhaltet eine Fahrbahn, die eben von einer anderen Fahrbahn abzweigt und je nach Spurmarkierung gibt es auch wenigstens einen Fahrstreifen, der von der Ursprungsfahrbahn bzw. einem Ursprungsfahrstreifen abzweigt. Besondere Abzweigungen, die erfindungsgemäß vor allem in Betracht kommen, sind Ausfahrten (beispielsweise von Autobahnen oder Schnellstraßen).
Aufgrund der entgegengesetzten Sichtweise beim Befahren in nicht zulässiger Fahrtrichtung sind die Fahrbahnen, die scheinbar von der eigenen Fahrbahn abzweigen und damit wie Ausfahrten aussehen, bzw. die Funktion einer Ausfahrt zu haben scheinen, in Wirklichkeit Einmündungen für den in zulässiger Richtung fahrenden Verkehr (Einfahren). Gleiches gilt umgekehrt, für die Ausfahrten, die wie Einfahrten erscheinen. Vorliegend kann mit dem Begriff Abzweigung oder Ausfahrt hier beides gemeint sein entsprechend der Logik des Befahrens in richtiger bzw. nicht zulässiger Fahrtrichtung.
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Die Seite, auf der eine Abzweigung erkannt wird, bezieht sich auf die Seite, die aus dem eigenen Fahrzeug heraus in Vorausrichtung sichtbar ist. So sind Ausfahrten in einem von einer in Voraussrichtung aufnehmenden Kamera bei Rechtsverkehr auf der rechten Seite im Bild, d.h. rechts von der vorausliegenden eigenen Fahrspur/-bahn, zu erkennen.
Würde das erfindungsgemäße System beispielsweise mit einer Rückfahrkamera realisiert werden, so sind die beiden Seiten natürlich vertauscht, was entsprechend berücksichtigt werden muss. Auch ist zu berücksichtigen, welches die richtige bzw. falsche Seite für das Auftreten einer Abzweigung ist. Insbesondere ist dies länderabhängig, während im Linksverkehr die Ausfahrten auf der linken Seite zu erwarten sind, sind sie bei Rechtsverkehr auf der rechten Seite zu erwarten. In der vorliegenden Beschreibung wird bei der Verwendung der Begriffe links/rechts und richtig und falsch von einem System mit Rechtsverkehr und einer Kamera in Vorwärtsrichtung gerichtet ausgegangen.
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Figurenliste
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen
- 1 einen schematischen Aufbau des erfindungsgemäßen Systems,
- 2 die Verkehrssituation eines Fahrzeugs auf einer Richtungsfahrbahn mit zwei möglichen Fahrstreifen, beim Befahren
- a) in zulässiger Fahrtrichtung,
- b) in nicht zulässiger Fahrtrichtung,
- 3 die Verkehrssituation eines Fahrzeugs auf einer Fahrbahn mit zwei getrennten Richtungsfahrstreifen in unterschiedlicher Richtung, beim Befahren
- a) in zulässiger Fahrtrichtung,
- b) in unzulässiger Fahrtrichtung.
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1 zeigt eine Sensorik 11, beispielsweise eine Videokamera, in der eine Einheit Abzweigungen erkennt 12, welche weiterhin auch bestimmen kann, auf welcher Seite die Abzweigung auftritt, um sie dann zu vergleichen 13 mit einer Seite, auf der das Auftreten zu erwarten wäre 14, wenn das Fahrzeug sich in zulässiger Fahrtrichtung fortbewegt. Daraus kann die Erkennung eines Befahrens in zulässiger Fahrtrichtung 15 oder unzulässiger Fahrtrichtung 16 erfolgen.
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2 zeigt eine Fahrbahn, die eine Richtungsfahrbahn 21 mit hier dargestellt zwei Fahrstreifen 22 zum zulässigen Befahren in gleicher Fahrtrichtung (im Bild nach oben) 27 ist. Von dieser zweigt eine Abzweigung 23a, die vorliegend eine Ausfahrt sein könnte, ab und eine eine Einmündung 23b, die eine Einfahrt sein könnte, ein. Ein eigenes Fahrzeug 24 befährt in der Situation 24a den linken Fahrstreifen, in der Situation 24b den rechten Fahrstreifen. Wird nun gemäß dem System der Erfindung eine Abzweigung 23 erkannt, so wird verglichen, ob diese auf der Seite aufgetreten ist, auf der sie zu erwarten gewesen wäre 25.
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In Figurteil b fährt das Fahrzeug (dargestellt auf einmal der rechten bzw. linken Fahrspur der falschen Richtungsfahrbahn) in nicht zulässiger Fahrtrichtung, wobei das erfindungsgemäße System das Auftreten der Abzweigung auf der falschen Seite 26 erkennen würde, die nicht gleich ist mit der zu erwartenden Seite 25. Hierdurch erkennt das System das Befahren des eigenen Fahrzeugs entgegen der zulässigen Fahrtrichtung 27.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist die Seite bezogen auf die Fahrbahn und nicht auf die Fahrspur gemeint. Dadurch erkennt das System die Abzweigungen unabhängig davon, ob das Fahrzeug auf der linken, oder rechten (oder ggf. weiterer vorhandener mittleren) Fahrspur fährt.
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3 zeigt eine Fahrbahn 31 mit einem Richtungsfahrstreifen in eine Richtung 32 und einem Gegenfahrstreifen 33 in entgegengesetzter Fahrtrichtung, wie es auf gewöhnlichen Straßen mit jeweils einer Richtungsfahrspur, beispielsweise Landstraßen, üblich ist. Fährt das Fahrzeug 34, wie im Figurteil a dargestellt, auf der korrekten Seite in richtiger Fahrtrichtung, so erkennt das System keine Abzweigung 35 von der eigenen Fahrspur 32 (nicht von der Fahrbahn wie in 2), und somit würde das System auch nicht zu einer Reaktion veranlasst werden. Würde die Abzweigung 35 auf der rechten Seite auftauchen, so wäre die rechte Seite die zulässige Seite, d. h. das Fahrzeug würde vom System als korrekt fahrend eingestuft werden.
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Fährt das Fahrzeug, wie in Figurteil b dargestellt, auf der linken Fahrspur, so erkennt das System eine von dieser Fahrspur abzweigende Straße 35 auf der nicht erwarteten Seite (nämlich links) und kann somit eine Reaktion veranlassen. Würde eine Abzweigung auf der rechten Seite der Fahrbahn auftauchen, so würde das System keine Bewertung durchführen, da die Abzweigung auf der rechten Seite nicht von der eigenen (linken) Fahrspur, sondern von der rechten Fahrspur abzweigt.
