DE102011100907A1

DE102011100907A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Ermittlung eines Fahrbahnzustands

Info

Publication number: DE102011100907A1
Application number: DE102011100907A
Authority: DE
Inventors: Felix Suchan
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-05-09
Filing date: 2011-05-09
Publication date: 2012-01-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (2) zur Ermittlung eines Fahrbahnzustands (Z) einer vor einem Fahrzeug (1) befindlichen Fahrbahn (FB), umfassend zumindest einen bildgebenden Sensor (3) zur Erfassung einer Fahrbahnoberfläche und eine Auswerteeinheit (4) zur Auswertung von mittels des bildgebenden Sensors (3) erfassten Bilddaten (B) und zur Ermittlung des Fahrbahnzustands (Z) aus den Bilddaten (B). Erfindungsgemäß umfasst der bildgebende Sensor (3) eine Sendeeinheit (3.1) zur Aussendung von elektromagnetischer Strahlung im Terahertz-Bereich auf die Fahrbahnoberfläche und eine Empfangseinheit (3.2) zum Empfang von an der Fahrbahnoberfläche reflektierter elektromagnetischer Strahlung im Terahertz-Bereich, wobei mittels der Auswerteeinheit (4) zur Ermittlung des Fahrbahnzustands (Z) aus den erfassten Bilddaten (B) in Bildbereichen, welche eine erhöhte Reflexion der elektromagnetischen Strahlung im Terahertz-Bereich zeigen, ein Nässebelag, Schneebelag und/oder Eisbelag auf der Fahrbahnoberfläche ermittelbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Ermittlung eines Fahrbahnzustands (Z) einer vor einem Fahrzeug befindlichen Fahrbahn und ein Fahrzeug (1), umfassend eine Vorrichtung (2) zur Ermittlung eines Fahrbahnzustands (Z) einer vor dem Fahrzeug (1) befindlichen Fahrbahn (FB).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Fahrbahnzustands einer vor einem Fahrzeug befindlichen Fahrbahn, umfassend zumindest einen bildgebenden Sensor zur Erfassung einer Fahrbahnoberfläche und eine Auswerteeinheit zur Auswertung von mittels des bildgebenden Sensors erfassten Bilddaten und zur Ermittlung des Fahrbahnzustands aus den Bilddaten.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Ermittlung eines Fahrbahnzustands einer vor einem Fahrzeug befindlichen Fahrbahn, wobei mittels zumindest eines bildgebenden Sensors eine Fahrbahnoberfläche erfasst und mittels einer Auswerteeinheit mittels des bildgebenden Sensors erfasste Bilddaten ausgewertet und aus den Bilddaten der Fahrbahnzustand ermittelt wird.
Ferner betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, umfassend eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Fahrbahnzustands einer vor dem Fahrzeug befindlichen Fahrbahn.
Aus der DE 10 2009 033 219 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung eines einem Fahrzeug vorausliegenden Straßenprofils einer Fahrspur anhand von erfassten Bilddaten und/oder erfassten Fahrzeugeigenbewegungsdaten bekannt, wobei eine Schätzvorrichtung vorgesehen ist, der die erfassten Bilddaten und/oder die erfassten Fahrzeugeigenbewegungsdaten zugeführt werden. Anhand der erfassten Bilddaten und der erfassten Fahrzeugeigenbewegungsdaten wird ein Straßenhöhenprofil der dem Fahrzeug vorausliegenden Fahrspur ermittelt. In Abhängigkeit des ermittelten Straßenhöhenprofils der vorausliegenden Fahrspur werden eine Fahrwerksfunktion, Fahrwerksteuerung und Fahrwerksregelung des Fahrzeuges gesteuert und geregelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung eines Fahrbahnzustands einer vor einem Fahrzeug befindlichen Fahrbahn und ein Fahrzeug, umfassend eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Fahrbahnzustands einer vor dem Fahrzeug befindlichen Fahrbahn anzugeben.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale, hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 7 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Fahrzeugs durch die in Anspruch 9 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Fahrbahnzustands einer vor einem Fahrzeug befindlichen Fahrbahn umfasst zumindest einen bildgebenden Sensor zur Erfassung einer Fahrbahnoberfläche und eine Auswerteeinheit zur Auswertung von mittels des bildgebenden Sensors erfassten Bilddaten und zur Ermittlung des Fahrbahnzustands aus den Bilddaten. Erfindungsgemäß umfasst der bildgebende Sensor eine Sendeeinheit zur Aussendung von elektromagnetischer Strahlung im Terahertz-Bereich auf die Fahrbahnoberfläche und eine Empfangseinheit zum Empfang von an der Fahrbahnoberfläche reflektierter elektromagnetischer Strahlung im Terahertz-Bereich, wobei mittels der Auswerteeinheit zur Ermittlung des Fahrbahnzustands aus den erfassten Bilddaten in Bildbereichen, welche eine erhöhte Reflexion der elektromagnetischen Strahlung im Terahertz-Bereich zeigen, ein Nässe-, Schnee- und/oder Eisbelag auf der Fahrbahnoberfläche ermittelbar ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise, dass ein Fahrer des Fahrzeugs präventiv in Echtzeit auf den Fahrbahnzustand, d. h. auf aktuelle Fahrbahngegebenheiten aufmerksam gemacht werden kann. Somit wird ein Führen des Fahrzeugs insbesondere bei sich ändernden Fahrbahn- und Witterungsverhältnissen für den Fahrer vereinfacht, wobei dieser aufgrund der präventiven Hinweise auf den Fahrbahnzustand das Fahrverhalten des Fahrzeugs einfacher einschätzen und vorausahnen kann. Daraus folgend ist es dem Fahrer möglich, sein Fahrverhalten an den Fahrbahnzustand anzupassen, woraus sich wiederum eine Steigerung des Sicherheitsgefühls für den Fahrer ergibt. Des Weiteren eignen sich die ermittelten Daten des Fahrbahnzustands in besonders vorteilhafter Weise zur Implementierung in bereits im Fahrzeug vorhandene Fahrerassistenzsysteme, wie beispielsweise einen Tempomat, einen so genannten Abstandsregeltempomat, in Spurhaltesysteme sowie regel- und/oder steuerbare Feder- und Dämpfungssysteme eines Fahrwerks des Fahrzeugs.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ermittlung eines Fahrbahnzustands einer vor einem Fahrzeug befindlichen Fahrbahn,
2 schematisch das Fahrzeug gemäß 1 auf der Fahrbahn,
3 schematisch eine Anzeigeeinheit, welche die Fahrbahn vor dem Fahrzeug aus der Sicht eines Fahrers des Fahrzeugs und einen ersten Fahrzustand darstellt,
4 schematisch eine Anzeigeeinheit, welche die Fahrbahn vor dem Fahrzeug aus der Sicht eines Fahrers des Fahrzeugs und einen zweiten Fahrzustand darstellt,
5 schematisch eine Anzeigeeinheit, welche die Fahrbahn vor dem Fahrzeug aus der Sicht eines Fahrers des Fahrzeugs und einen dritten Fahrzustand darstellt,
6 schematisch eine Anzeigeeinheit, welche die Fahrbahn vor dem Fahrzeug aus der Sicht eines Fahrers des Fahrzeugs und einen vierten Fahrzustand darstellt und
7 schematisch eine Anzeigeeinheit, welche die Fahrbahn vor dem Fahrzeug aus der Sicht eines Fahrers des Fahrzeugs und einen fünften Fahrzustand darstellt.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist ein Fahrzeug 1 mit einer Vorrichtung 2 zur Ermittlung eines Fahrbahnzustands Z einer vor dem Fahrzeug 1 befindlichen und in 2 näher dargestellten Fahrbahn FB dargestellt.
Die Vorrichtung 2 umfasst einen bildgebenden Sensor 3, welcher im Frontbereich des Fahrzeugs 1 im Bereich eines Kühlergrills, insbesondere hinter diesem, angeordnet ist. Der Sensor 3 umfasst eine Sendeeinheit 3.1 zur Aussendung von elektromagnetischer Strahlung im Terahertz-Bereich und eine Empfangseinheit 3.2 zum Empfang von reflektierter elektromagnetischer Strahlung im Terahertz-Bereich.
Zur Auswertung von mittels des bildgebenden Sensors 3 erfassten Bilddaten B ist mit dem Sensor 3 eine Auswerteeinheit 4 gekoppelt, wobei mittels der Auswerteeinheit 4 eine dreidimensionale Auswertung der Bilddaten B erfolgt. Somit bildet die Vorrichtung 2 ein so genanntes 3D-Bildgebungssystem, mittels welchem die erfasste Umgebung des Fahrzeugs 1 dreidimensional erfassbar und auswertbar ist.
2 zeigt das Fahrzeug 1 auf der Fahrbahn FB und einen Erfassungsbereich E des Sensors 3. Mittels der Sendeeinheit 3.1 wird elektromagnetische Strahlung im Terahertz-Bereich auf eine Fahrbahnoberfläche ausgesendet und mittels der Empfangseinheit 3.2 wird der Teil der ausgesendeten Strahlung, welcher an der Fahrbahnoberfläche reflektiert wird, erfasst. Die aus der erfassten Strahlung erzeugten Bilddaten B werden zur Auswertung an die Auswerteeinheit 4 überführt. Der Sensor 3 erfasst dabei beispielsweise 10 Bilder pro Sekunde, so dass eine Bilderfassung innerhalb von 0,1 ms möglich ist. Bei einer mittleren Frequenz der ausgesendeten Strahlung von beispielsweise 300 GHz ist eine Ortsauflösung von bis zu einem 1 mm möglich.
Bei der Erfassung der Fahrbahnoberfläche unter Verwendung der Strahlung im Terahertz-Bereich sind viele elektrisch nicht leitende Materialien, wie beispielsweise Papier, Kunststoffe und Kompositmaterialien durchlässig für die Strahlung im Terahertz-Bereich, so dass diese nicht von den Materialien reflektiert werden.
Besonders vorteilhaft ist, dass Wasser, Schnee und Eis die Strahlung im Terahertz-Bereich sehr stark reflektieren. Somit können in Bildbereichen, welche eine erhöhte Reflexion der elektromagnetischen Strahlung im Terahertz-Bereich zeigen, Wasser-, Schnee- und Eisbeläge auf der Fahrbahnoberfläche detektiert werden. Weiterhin wird auch ein Grad der Feuchtigkeit ermittelt.
Zusätzlich werden anhand der Strahlung im Terahertz-Bereich eine Materialbeschaffenheit und Grenzflächen sehr genau analysiert, so dass neben der Erkennung von Wasser, Schnee, Eis und des Feuchtigkeitsgehalts eine präzise Charakterisierung von Oberflächen und Beschichtungen möglich ist.
Aus den erfassten und ausgewerteten Bilddaten B wird mittels der Auswerteeinheit 4 der Fahrbahnzustand Z ermittelt, wobei bei der Ermittlung des Fahrbahnzustands Z ein etwaig vorhandener Nässebelag, Schneebelag und/oder Eisbelag auf der Fahrbahnoberfläche ermittelt und berücksichtigt werden.
Weiterhin wird mittels der Auswerteeinheit 4 zur Ermittlung des Fahrbahnzustands Z aus den erfassten Bilddaten B ein Höhenprofil der Fahrbahnoberfläche ermittelt, so dass Wellen, Schlaglöcher, Spurrinnen und weitere Oberflächenstrukturen in der Fahrbahnoberfläche bei der Ermittlung des Fahrbahnzustands Z berücksichtigt werden.
Anschließend wird mittels der Auswerteeinheit 4 aus dem Fahrbahnzustand Z, welcher unter Berücksichtigung des Nässebelags, Schneebelags, Eisbelags und/oder des Höhenprofils ermittelt wurde, und Daten eines Fahrzeugzustands in Echtzeit ein Fahrzustand FZ ermittelt. Insbesondere wird ermittelt, wie groß beim aktuellen Fahrzeugzeugzustand und Fahrbahnzustand Z eine Haftung zwischen Reifen des Fahrzeugs 1 und der Fahrbahnoberfläche ist.
Die Daten des Fahrzeugzustands werden dabei mittels weiterer im Fahrzeug 1 vorhandener, jedoch nicht näher dargestellter Sensoren ermittelt. Die Daten umfassen eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Raddrehzahl, eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment einer Antriebseinheit, beispielsweise eines Verbrennungsmotors des Fahrzeugs 1, einen Lenkradwinkel, einen Reifendruck sowie eine Außentemperatur. Ferner sind die Daten, wie z. B. Eigenschaften einer Fahrzeugbereifung, in ebenfalls nicht näher dargestellten Speichereinheiten hinterlegt. Auch werden Streckendaten einer Navigationsvorrichtung als Daten des Fahrzeugzustands verwendet.
Der Fahrzustand FZ wird mittels der Auswerteeinheit 4 in verschiedene, in den 3 bis 6 näher dargestellte Stufen S1 bis Sn unterteilt, wobei die Stufen S1 bis Sn eine Kritikalität des Fahrzustands FZ angeben. Eine erste Stufe S1 stellt dabei einen sicheren Fahrzustand FZ des Fahrzeugs 1, beispielsweise bei ebener und trockener Fahrbahn FB dar. Eine letzte Stufe S6 stellt einen kritischen Fahrzustand FZ des Fahrzeugs 1, beispielsweise bei vereister Fahrbahn und einer vor dem Fahrzeug 1 befindlichen Kurve dar, wobei die Kritikalität von der ersten Stufe S1 zur letzten Stufe S6 hin zunimmt. In nicht gezeigten Ausführungsbeispielen ist abweichend auch eine Unterteilung des Fahrzustands FZ in mehr oder weniger Stufen S1 bis S6 oder eine stufenlose Einteilung möglich.
Somit gibt der aus dem Fahrbahnzustand Z und dem Fahrzeugzustand ermittelte Fahrzustand FZ an, wie kritisch eine vom Fahrbahnzustand Z und vom Fahrzeugzustand abhängige aktuelle Fahrsituation ist.
Die Ergebnisse aus der Fahrbahnanalyse, d. h der Fahrzustand FZ, werden einem Fahrer des Fahrzeugs 1 mittels einer in den 3 bis 7 näher dargestellten Anzeigeeinheit 5 in Echtzeit ausgegeben, so dass dieser seine Fahrweise an den aus den aktuellen Eigenschaften der Fahrbahnoberfläche und den Daten des Fahrzeugzustands ermittelten Fahrzustand FZ anpassen und somit gefährliche Fahrsituationen frühzeitig vermeiden kann.
Zusätzlich werden die Ergebnisse aus der Fahrbahnanalyse von verschiedenen Fahrerassistenzsystemen zu deren Betrieb verwendet.
Bei der Verwendung des Fahrzustands FZ zum Betrieb eines Abstandsregeltempomats wird ein voraussichtlicher, vom Fahrzustand FZ abhängiger Bremsweg ermittelt und in einer Berechnung eines zum vorausfahrenden Fahrzeug automatisch einzustellenden Abstands berücksichtigt. Dabei wird beispielsweise mit steigender Kritikalität des Fahrzustands FZ der Abstand zum vorausfahrenden Fahrzeug verringert und/oder die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs 1 dauerhaft verringert. Weiterhin wird der voraussichtliche Bremsweg beispielsweise anhand einer auf die mittels der Anzeigeeinheit 5 dargestellten Fahrbahn FB projizierten Markierung optisch ausgegeben, um ein zu dichtes Auffahren auf das vorausfahrende Fahrzeug zu vermeiden.
Des Weiteren erfolgt die Verwendung des Fahrzustands FZ zur Geschwindigkeitsregelung eines Tempomats, wobei mit wachsender Kritikalität des Fahrzustands FZ die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 automatisch reduziert wird.
Bei einer Verwendung des Fahrzustands FZ zum Betrieb eines regelbaren Feder- und Dämpfungssystems eines Fahrwerks des Fahrzeugs 1 erfolgt die Einstellung einer Federrate und/oder Dämpfungsrate in Abhängigkeit des Fahrzustands FZ, insbesondere des ermittelten Höhenprofils, so dass stets ein optimaler Kompromiss zwischen Komfort und Straffheit des Fahrwerks sowohl bei ebenen als auch unebenen Fahrbahnoberflächen erzielbar ist. Dabei wird beispielsweise zeitlich kurz vor dem Überfahren von Unebenheiten eine komfortablere Einstellung des Feder- und Dämpfungssystems gewählt, so dass die Unebenheiten nicht oder nur in geringem Maße in den Innenraum des Fahrzeugs 1 durchdringen und von Fahrzeuginsassen nur in geringem Maße wahrgenommen werden.
In den 3 bis 7 ist eine Anzeigeeinheit 5 dargestellt, welche Bestandteil der Vorrichtung 2 ist. Die Anzeigeeinheit 5 zeigt die Fahrbahn FB vor dem Fahrzeug 1 aus der Sicht eines Fahrers des Fahrzeugs 1 und jeweils verschiedene Fahrzustände FZ des Fahrzeugs 1, wobei der Fahrzustand FZ anhand einer Skalenanzeige 5.1 dargestellt ist, wobei die Skalenanzeige 5.1 den Fahrzustand FZ in den Stufen S1 bis S6 unterteilt.
Die Anzeigeeinheit 5 ist ein Bildschirm, welcher beispielsweise in ein so genanntes Kombiinstrument integriert ist und/oder gleichzeitig zur Anzeige von Informationen des Navigationssystems oder eines so genannten Entertainmentsystems vorgesehen ist. Alternativ oder zusätzlich ist in nicht dargestellter Weise eine weitere Anzeigeeinheit 5 vorgesehen, welche als so genanntes Head-Up-Display ausgebildet und Bereich zwischen einer Armaturentafel und einer Frontscheibe des Fahrzeugs 1 im Blickfeld des Fahrers angeordnet ist.
3 zeigt die Fahrbahn FB vor dem Fahrzeug 1 aus der Sicht des Fahrers des Fahrzeugs 1 und einen ersten Fahrzustand FZ des Fahrzeugs 1. Das Fahrzeug 1 bewegt sich im dargestellten Ausführungsbeispiel mit 100 km/h auf einer nassen mehrspurigen Fahrbahn FB, wobei der Fahrzustand FZ anhand der Skalenanzeige 5.1 dargestellt wird.
Aufgrund der relativ geringen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1, einer Geradeausfahrt, der weiteren Daten des Fahrzeugzustands und aufgrund des Fahrbahnzustands Z ermittelt die Auswerteeinheit 4 einen sicheren Fahrzustand FZ, welcher anhand einer markiert und hervorgehoben dargestellten ersten Stufe S1 optisch ausgegeben wird. Die sichere erste Stufe S1 wird insbesondere in der Farbe Grün dargestellt und gegenüber den weiteren, aktuell nicht vorliegenden Stufen S2 bis S6 durch eine Einrahmung, hellere Beleuchtung und höheren Kontrast hervorgehoben dargestellt.
Zusätzlich wird die Skalenanzeige 5.1 auf dem nicht dargestellten Head-Up-Display ausgegeben, so dass der Fahrer zeitnah auf den aktuellen Fahrzustand FZ aufmerksam gemacht wird. Zur Verbesserung der Wahrnehmung ist es zusätzlich möglich, in Abhängigkeit der Höhe der Kritikalität die einzelnen Stufen S1 bis S6 blinkend darzustellen und/oder zusätzlich ein akustisches und/oder haptisches Warnsignal auszugeben, wobei eine Stärke und Frequenz des jeweiligen Warnsignals mit steigender Kritikalität vorzugsweise ansteigt.
In 4 sind die Fahrbahn FB vor dem Fahrzeug 1 aus der Sicht des Fahrers des Fahrzeugs 1 und ein zweiter Fahrzustand FZ des Fahrzeugs 1 dargestellt. Das Fahrzeug 1 bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 200 km/h auf der mehrspurigen und nassen Fahrbahn FB.
Aufgrund der relativ hohen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1, einer Geradeausfahrt, der weiteren Daten des Fahrzeugzustands und aufgrund des Fahrbahnzustands Z ermittelt die Auswerteeinheit 4 einen grenzwertigen Fahrzustand FZ, welcher anhand einer markiert und hervorgehoben dargestellten vierten Stufe S4 optisch ausgegeben wird. Die vierte Stufe S4 wird dabei vorzugsweise in der Farbe Gelb ausgegeben. Die Stufen S2 und S3 zwischen der ersten Stufe S1 und der vierten Stufe S4 sind in Farben dargestellt, welche jeweils aus einer Mischung der Farben Grün und Gelb gebildet sind, so dass die steigende Kritikalität darstellbar ist.
Auf der Anzeigeeinheit 5 wird weiterhin ein im gleichen gelben Farbton wie die vierte Stufe S4 markierter Bereich X1 ausgegeben, so dass dem Fahrer ausgegeben wird, dass der Fahrzustand FZ im gesamten vor dem Fahrzeug 1 befindlichen Bereich X1 beim aktuellen Fahrzeugzustand und Fahrbahnzustand Z grenzwertig ist.
Zusätzlich wird die Skalenanzeige 5.1 auf dem Head-Up-Display ausgegeben und zur Verbesserung der Wahrnehmung erfolgen die blinkende Darstellung und/oder die Ausgabe des akustischen und/oder haptischen Warnsignals.
5 zeigt die Fahrbahn FB vor dem Fahrzeug 1 aus der Sicht des Fahrers des Fahrzeugs 1 und einen dritten Fahrzustand FZ des Fahrzeugs 1. Das Fahrzeug 1 bewegt sich im dargestellten Ausführungsbeispiel mit 30 km/h auf einer vereisten und mit Schnee bedeckten zweispurigen Fahrbahn FB auf eine Kurve zu, wobei der Fahrzustand FZ anhand der Skalenanzeige 5.1 dargestellt wird.
Aufgrund der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1, der vorausliegenden Kurve, der weiteren Daten des Fahrzeugzustands und aufgrund des Fahrbahnzustands Z, d. h. aufgrund der Glätte, ermittelt die Auswerteeinheit 4 in einem Bereich X2 einen begrenzt sicheren Fahrzustand FZ, welcher anhand der markiert und hervorgehoben dargestellten zweiten Stufe S2 optisch ausgegeben wird. In den Bereichen X3 und X4 auf der Fahrbahn FB vor dem Fahrzeug 1 und vor der Kurve ermittelt die Auswerteeinheit 4 einen grenzwertigen Fahrzustand FZ, welcher anhand der markiert und hervorgehoben dargestellten dritten Stufe S3 optisch ausgegeben wird. In einem weiteren Bereich X5, welcher sich kurz vor der Kurve und innerhalb dieser erstreckt, ermittelt die Auswerteeinheit 4 wiederum anhand der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1, der vorausliegenden Kurve, der weiteren Daten des Fahrzeugzustands und aufgrund des Fahrbahnzustands Z einen begrenzt kritischen Fahrzustand FZ, welcher anhand der markiert und hervorgehoben dargestellten fünften Stufe S5 optisch ausgegeben wird. Die fünfte Stufe S5 ist aufgrund der erhöhten Kritikalität in der Farbe Orange dargestellt.
Die Bereiche X3 bis X5 werden wiederum mittels in der gleichen Farbe wie die zugehörigen Stufen S3 und S5 ausgeführten Markierungen der Fahrbahn FB auf der Anzeigeinheit 4 dargestellt.
Zusätzlich wird die Skalenanzeige 5.1 auf dem Head-Up-Display ausgegeben und zur Verbesserung der Wahrnehmung erfolgen die blinkende Darstellung und/oder die Ausgabe des akustischen und/oder haptischen Warnsignals.
In 6 sind die Fahrbahn FB vor dem Fahrzeug 1 aus der Sicht des Fahrers des Fahrzeugs 1 und ein vierter Fahrzustand FZ des Fahrzeugs 1 dargestellt, wobei sich das Fahrzeug 1 im Unterschied zu dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Geschwindigkeit von 50 km/h auf die Kurve zu bewegt.
Aufgrund der erhöhten Geschwindigkeit sind die Fahrzustände FZ im Vergleich zu dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel in den Bereichen X2 bis X5 jeweils um eine Stufe erhöht ausgebildet, so dass im Bereich X2 ein begrenzt sicherer Fahrzustand FZ der dritten Stufe S3, in den Bereichen X3 und X4 ein grenzwertiger Fahrzustand FZ der vierten Stufe S4 und im Bereich X5 ein kritischer Fahrzustand FZ der sechsten Stufe S6 ermittelt wird. Die sechste Stufe S6 ist aufgrund der sehr hohen Kritikalität in der Warnfarbe Rot dargestellt.
Die Bereiche X2 bis X5 werden mittels in der gleichen Farbe wie die zugehörigen Stufen S3, S4 und S6 ausgeführten Markierungen der Fahrbahn FB auf der Anzeigeinheit 4 dargestellt.
Zusätzlich wird die Skalenanzeige 5.1 auf dem Head-Up-Display ausgegeben und zur Verbesserung der Wahrnehmung erfolgen die blinkende Darstellung und/oder die Ausgabe des akustischen und/oder haptischen Warnsignals.
7 zeigt die Fahrbahn FB vor dem Fahrzeug 1 aus der Sicht des Fahrers des Fahrzeugs 1 und einen fünften Fahrzustand FZ des Fahrzeugs 1. Das Fahrzeug 1 bewegt sich im dargestellten Ausführungsbeispiel mit 80 km/h auf einer trockenen zweispurigen Fahrbahn FB auf eine Kurve zu, wobei der Fahrzustand FZ anhand der Skalenanzeige 5.1 dargestellt wird.
Aufgrund der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1, der vorausliegenden Kurve, der weiteren Daten des Fahrzeugzustands und aufgrund des Fahrbahnzustands Z ermittelt die Auswerteeinheit 4 in einem Bereich X6 einen grenzwertigen Fahrzustand FZ, welcher anhand der markiert und hervorgehoben dargestellten vierten Stufe S4 optisch ausgegeben wird. In einem Bereich X7 kurz vor der Kurve wird bei gleichbleibender Geschwindigkeit und gleichbleibendem weiteren Fahrzeugzustand und Fahrbahnzustand Z ein begrenzt kritischer Fahrzustand FZ ermittelt, welcher anhand der markiert und hervorgehoben dargestellten fünften Stufe S5 optisch ausgegeben wird. In einem weiteren Bereich X8 innerhalb der Kurve wird ebenfalls bei gleichbleibender Geschwindigkeit und gleichbleibendem weiteren Fahrzeugzustand und Fahrbahnzustand Z ein kritischer Fahrzustand FZ ermittelt, welcher anhand der markiert und hervorgehoben dargestellten sechsten Stufe S5 optisch ausgegeben wird.
Die Bereiche X6 bis X8 werden mittels in der gleichen Farbe wie die zugehörigen Stufen S4 bis S6 ausgeführten Markierungen der Fahrbahn FB auf der Anzeigeinheit 4 dargestellt.
Zusätzlich wird die Skalenanzeige 5.1 auf dem Head-Up-Display ausgegeben und zur Verbesserung der Wahrnehmung erfolgen die blinkende Darstellung und/oder die Ausgabe des akustischen und/oder haptischen Warnsignals.
Das dargestellte Ausführungsbeispiel bei trockener und kurviger Fahrbahn FB eignet sich neben der Erhöhung der Sicherheit für den Fahrer und die Fahrzeuginsassen auch zur Bewegung des Fahrzeugs 1 im Grenzbereich, beispielsweise auf einer Rennstrecke, so dass der Fahrer aufgrund des dargestellten Fahrzustands FZ schon vor dem Durchfahren bestimmter Passagen die Kritikalität des Fahrzustands FZ einschätzen kann und das Fahrzeug 1 somit in sportlicher Fahrweise und dennoch sicher im Grenzbereich bewegen kann.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Vorrichtung
3: Sensor
3.1: Sendeeinheit
3.2: Empfangseinheit
4: Auswerteeinheit
5: Anzeigeeinheit
5.1: Skalenanzeige
B: Bilddaten
E: Erfassungsbereich
FB: Fahrbahn
FZ: Fahrzustand
S1 bis S6: Stufe
X1 bis X8: Bereich
Z: Fahrbahnzustand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009033219 A1 [0004]

Claims

Vorrichtung (2) zur Ermittlung eines Fahrbahnzustands (Z) einer vor einem Fahrzeug (1) befindlichen Fahrbahn (FB), umfassend zumindest einen bildgebenden Sensor (3) zur Erfassung einer Fahrbahnoberfläche und eine Auswerteeinheit (4) zur Auswertung von mittels des bildgebenden Sensors (3) erfassten Bilddaten (B) und zur Ermittlung des Fahrbahnzustands (Z) aus den Bilddaten (B), dadurch gekennzeichnet, dass der bildgebende Sensor (3) eine Sendeeinheit (3.1) zur Aussendung von elektromagnetischer Strahlung im Terahertz-Bereich auf die Fahrbahnoberfläche und eine Empfangseinheit (3.2) zum Empfang von an der Fahrbahnoberfläche reflektierter elektromagnetischer Strahlung im Terahertz-Bereich umfasst, wobei mittels der Auswerteeinheit (4) zur Ermittlung des Fahrbahnzustands (Z) aus den erfassten Bilddaten (B) in Bildbereichen, welche eine erhöhte Reflexion der elektromagnetischen Strahlung im Terahertz-Bereich zeigen, ein Nässebelag, Schneebelag und/oder Eisbelag auf der Fahrbahnoberfläche ermittelbar ist.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Auswerteeinheit (4) zur Ermittlung des Fahrbahnzustands (7) aus den erfassten Bilddaten (B) ein Höhenprofil der Fahrbahnoberfläche ermittelbar ist.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Anzeigeeinheit (5) zur Anzeige eines mittels der Auswerteeinheit (4) aus dem Fahrbahnzustand (Z) und Daten eines Fahrzeugzustands ermittelten Fahrzustands (FZ) vorgesehen ist.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Anzeigeeinheit (5) der Fahrzustand (FZ) anhand einer Skalenanzeige (5.1) darstellbar ist, wobei die Skalenanzeige (5.1) den Fahrzustand (FZ) in mehrere Stufen (S1 bis S6) unterteilt, wobei eine erste Stufe (S1) einen sicheren Fahrzustand (FZ) und eine letzte Stufe (S6) einen kritischen Fahrzustand (FZ) darstellen.
Vorrichtung (2) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit (5) ein Bildschirm oder ein Head-Up-Display ist.
Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Daten des Fahrzeugzustands eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Raddrehzahl, eine Drehzahl und/oder ein Drehmoment einer Antriebseinheit des Fahrzeugs, einen Lenkradwinkel, einen Reifendruck, eine Außentemperatur, Streckendaten einer Navigationsvorrichtung und/oder Eigenschaften einer Fahrzeugbereifung umfassen.
Verfahren zur Ermittlung eines Fahrbahnzustands (Z) einer vor einem Fahrzeug befindlichen Fahrbahn, wobei mittels zumindest eines bildgebenden Sensors (3) eine Fahrbahnoberfläche erfasst und mittels einer Auswerteeinheit (4) mittels des bildgebenden Sensors (3) erfasste Bilddaten (B) ausgewertet und aus den Bilddaten (B) der Fahrbahnzustand (Z) ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Sendeeinheit (3.1) des bildgebenden Sensors (3) elektromagnetische Strahlung im Terahertz-Bereich auf die Fahrbahnoberfläche ausgesendet und mittels einer Empfangseinheit (3.2) des bildgebenden Sensors (3) an der Fahrbahnoberfläche reflektierte elektromagnetische Strahlung im Terahertz-Bereich erfasst wird, wobei mittels der Auswerteeinheit (4) zur Ermittlung des Fahrbahnzustands (Z) aus den erfassten Bilddaten (B) in Bildbereichen, welche eine erhöhte Reflexion der elektromagnetischen Strahlung im Terahertz-Bereich zeigen, ein Nässebelag, Schneebelag und/oder Eisbelag auf der Fahrbahnoberfläche ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Anzeigeeinheit (5) ein mittels der Auswerteeinheit (4) aus dem Fahrbahnzustand (Z) und Daten eines Fahrzeugzustands ermittelter Fahrzustand (FZ) ausgegeben wird, wobei der Fahrzustand (FZ) anhand einer Skalenanzeige (5.1) in mehrere Stufen (S1 bis S6) unterteilt dargestellt wird, wobei anhand einer ersten Stufe (S1) ein sicherer Fahrzustand (FZ) und anhand einer letzten Stufe (S6) ein kritischer Fahrzustand (FZ) dargestellt wird.
Fahrzeug (1), umfassend eine Vorrichtung (2) zur Ermittlung eines Fahrbahnzustands (Z) einer vor dem Fahrzeug (1) befindlichen Fahrbahn (FB) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.