DE102011116304A1

DE102011116304A1 - Fahrzeug mit Sichtunterstützung für Lichtsignalanlage

Info

Publication number: DE102011116304A1
Application number: DE102011116304A
Authority: DE
Inventors: Helmuth Eggers; Stefan Hahn
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-10-18
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2012-04-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem und ein Verfahren zur Sichtunterstützung von durch ein Fahrzeugteil (5, 6) zumindest teilweise verdeckten Lichtsignaleinrichtung (3) einer Lichtzeichenanlage (2). Das Fahrerassistenzsystem umfasst eine Bilderzeugungseinrichtung mit einem vorgebbaren Erfassungsbereich, eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen von der Bilderzeugungseinrichtung erzeugten Abbildungen zu einer Bildanzeigeeinrichtung, und eine Aktivierungseinrichtung zum Aktivieren einer optischen Anzeige der Abbildungen durch die Bildanzeigeeinrichtung aufgrund vorgebbarer Kriterien, wobei die Bildanzeigeeinrichtung im oberen mittleren Bereich der Windschutzscheibe (4), im vorderen mittleren Bereich des Dachhimmels (6) oder in einem Innenspiegel (5) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem und ein Verfahren zur Sichtunterstützung von einer durch ein Fahrzeugteil zumindest teilweise verdeckten Verkehrsregeleinrichtung, vorzugsweise einer Lichtsignaleinrichtung einer Lichtzeichenanlage. Das Fahrerassistenzsystem umfasst eine Bilderzeugungseinrichtung mit einem vorgebbaren Erfassungsbereich, eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen von der Bilderzeugungseinrichtung erzeugten Abbildungen zu einer Bildanzeigeeinrichtung, und eine Aktivierungseinrichtung zum Aktivieren einer optischen Anzeige der Abbildungen durch die Bildanzeigeeinrichtung aufgrund vorgebbarer Kriterien.
Aus der DE 10 2009 040 252 A1 ist eine Vorrichtung zum Erfassen von Lichtsignalen von Lichtzeichenanlagen für ein Fahrzeug bekannt, wobei die Vorrichtung eine erste Kamera zur Erfassung einer vor dem Fahrzeug befindlichen Umgebung und eine Bildverarbeitungseinheit zur Verarbeitung erfasster Bilddaten der Umgebung umfasst. In dem Gehäuse der ersten Kamera oder in einer zwischen dem Gehäuse der ersten Kamera und einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordneten Streulichtblende ist zumindest eine weitere Kamera angeordnet, die so ausgerichtet ist, dass deren Erfassungsbereich für Lichtzeichenanlagen typische Positionen einschließt und die weitere Kamera zur Auswertung der erfassten Lichtsignale mit der Bildverarbeitungseinheit gekoppelt ist. Nach einer Verarbeitung der den Lichtsignalen entsprechenden Daten werden Verarbeitungsergebnisse als optische, haptische und oder akustische Fahrhinweise ausgegeben.
Weiter sind aus dem Stand der Technik Lösungsansätze bekannt, bei denen versucht wird, die Sicht störende Fahrzeugteile in Lamellenform auszuführen, um somit einen Blick durch sie hindurch zu ermöglichen. Aufgrund der Größe der in den störenden Fahrzeugteilen verbauten Geräte und deren Halterungen stellt dies jedoch keine zufrieden stellende Lösung dar. Auch wurde versucht, mit Spiegeln oder Fresnel-Linsen das Problem der zumindest teilweisen Abdeckung von Lichtzeichenanlagen zu lösen. Derartige Lösungsansätze führen aber zu großen Verzerrungen und damit zu einer Irritation des Fahrers.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem zur Sichtunterstützung von einer Verkehrsregeleinrichtung, vorzugsweise Lichtsignaleinrichtungen einer Lichtzeichenanlagen – die auch als Lichtsignalanlagen oder Ampeln bezeichnet werden – zur Verfügung zu stellen, wobei das Fahrerassistenzsystem für einen Fahrer die Lichtsignaleinrichtung einer Lichtzeichenanlage unter Beibehaltung einer ergonomischen Körperhaltung visualisiert, auch wenn bei einer Wartesituation vor einer die Lichtzeichenanlage der Blick auf die Lichtsignaleinrichtung(en) zumindest teilweise durch ein Fahrzeugteil verdeckt ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Fahrzeug und einem Verfahren gelöst, welche die im Anspruch 1 bzw. Anspruch 7 angegebenen Merkmale aufweisen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem zur Sichtunterstützung von durch ein Fahrzeugteil zumindest teilweise verdeckten Lichtsignaleinrichtung einer Lichtzeichenanlage umfasst eine Bilderzeugungseinrichtung mit einem vorgebbaren Erfassungsbereich, eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen von der Bilderzeugungseinrichtung erzeugten Abbildungen zu einer Bildanzeigeeinrichtung, und eine Aktivierungseinrichtung zum Aktivieren einer Anzeige der Abbildungen durch die Bildanzeigeeinrichtung aufgrund vorgebbarer Kriterien, wobei die Bildanzeigeeinrichtung im oberen mittleren Bereich der Windschutzscheibe, im vorderen mittleren Bereich des Dachhimmels oder in einem Innenspiegel angeordnet ist.
In besonders vorteilhafter Weise wird durch das erfindungsgemäße Fahrzeug sichergestellt, dass ein Fahrer bei einer Wartesituation vor einer Lichtzeichenanlage die von ihr angezeigten Lichtsignale unter Beibehaltung einer ergonomischen Körperhaltung sehen kann, und dies unabhängig davon, ob für den Fahrer die unmittelbare Sicht auf die Lichtsignaleinrichtung(en) einer Lichtzeichenanlage durch ein Fahrzeugteil zumindest teilweise verdeckt ist.
In vielen Länder sind Lichtzeichenanlagen nahe vor einer Haltlinie positioniert. Die Lichtsignaleinrichtungen, d. h. die Einrichtungen, die die Lichtsignale ”Rot”, ”Gelb” und ”Grün” erzeugen, sind dabei entweder am Straßenrand etwas erhöht über der üblichen Dachlinie von Personenkraftwagen und/oder im Bereich oberhalb der Fahrspuren an der Lichtzeichenanlage angeordnet. Bei einer Wartesituation eines Fahrzeugs vor einer solchen Lichtzeichenanlage kann die unmittelbare Sicht des Fahrers auf die Lichtzeichenanlage und die Lichtsignaleinrichtungen zumindest teilweise verdeckt sein.
Diese zumindest teilweise Verdeckung wird in Abhängigkeit vom Abstand und Winkel eine Fahrzeugs zur Lichtzeichenanlage, der bauartbedingten Eigenheiten des Fahrzeugs, der Sitzposition und Größe des Fahrers, u. s. w., durch Fahrzeugteile verursacht, wie beispielsweise die A-Säule, das Dach des Fahrzeugs, einen Innenspiegel, eine ausgeklappte Sonnenblende, oder auch durch eine Abdeckung im Bereich hinter dem Innenspiegel, in der sich beispielsweise Sensoren und Kameras befinden.
Bei einer derartigen Situation muss der Fahrer für eine Sicht auf die Lichtzeichenanlage und deren Lichtsignaleinrichtungen eine unergonomische und unbequeme Haltung einnehmen, d. h. er muss sich in der Regel nach vorne beugen und gleichzeitig eine Seitwärtsbewegung und/oder Aufwärtsbewegung des Kopfes durchführen.
Zur Vermeidung dieser Nachteile des Standes der Technik werden erfindungsgemäß durch das Fahrerassistenzsystem mit Hilfe einer Bilderzeugungseinrichtung Abbildungen einer Lichtzeichenanlage erfasst, diese Abbildungen mittels einer Übertragungseinrichtung zu einer Bildanzeigeeinrichtung übermittelt, und die Abbildungen mit Hilfe einer Aktivierungseinrichtung auf der Bildanzeigeeinrichtung angezeigt, wobei die Bildanzeigeeinrichtung im oberen mittleren Bereich der Windschutzscheibe, im vorderen mittleren Bereich des Dachhimmels oder in einem Innenspiegel angeordnet ist.
Durch die erfindungsgemäße Positionierung der Bildanzeigeeinrichtung innerhalb des Fahrzeugs befindet sich diese bei einer Wartesituation vor einer Lichtzeichenanlage somit regelmäßig innerhalb der Blickrichtung und damit dem Blickwinkel, den ein Fahrer – bei einer unverdeckten Sicht – auf die Lichtzeichenanlage mit ihren Lichtsignaleinrichtungen einnehmen würde. Hierdurch ergibt sich, dass einem Fahrer bei einer Wartesituation vor einer Lichtzeichenanlage deren Lichtsignale auf eine bequeme und ergonomische Weise visualisiert werden.
Der Erfassungsbereich der Bilderzeugungseinrichtung ist so gewählt, dass dieser auf für Lichtzeichenanlagen und insbesondere deren Lichtsignaleinrichtungen typische Positionen ausgerichtet ist. Wie oben bereits erwähnt, befinden sich solche typische Positionen entweder am Straßenrand etwas erhöht über der üblichen Dachlinie von Personenkraftwagen und/oder im Bereich oberhalb der Fahrspuren.
Erfindungsgemäß erfolgt die Anzeige der Abbildungen einer Lichtzeichenanlage sobald und solange vorgebbare Kriterien erfüllt sind. Ein typisches Kriterium stellt eine Wartesituation eines Fahrzeugs vor einer Lichtzeichenanlage dar.
Zur Abschätzung, ob eine Wartesituation vorliegt, können bestimmte Zustände des Fahrzeugs herangezogen werden, wie beispielsweise dessen Geschwindigkeit (Langsamfahrt oder Stillstand) oder ein Motor-Stop aufgrund einer ECK-Funktion.
Auch können für die Bestimmung einer Wartesituation und die Steuerung der Anzeige der Abbildungen zeitliche Parameter herangezogen werden, beispielsweise kann ein Einschalten der Anzeige erst nach Ablauf einer Karenzzeit erfolgen. Weiter kann satellitengestützte Navigation zur Steuerung der Anzeige der Abbildung herangezogen werden, beispielsweise kann die Bildanzeigeeinrichtung nur dann aktiviert werden, wenn für die aktuelle Position des Fahrzeugs auf der Karte eine Lichtzeichenanlage verzeichnet ist. Weiter kann zur Steuerung der Anzeige der Abbildungen auch Telematik/Kommunikation verwendet werden. Ein Beispiel hierfür wäre eine Situation, bei der das Fahrzeug einen Stillstand meldet, über eine mobile Telekommunikationseinrichtung die aktuelle Ampelphase übermittelt würde und als Ergebnis dieser Kriterien die Anzeige aktiviert bzw. deaktiviert würde. Selbstverständlich ist auch jede Kombination der genannten Kriterien denkbar.
Zur Beurteilung, ob ein vorgegebenes Kriterium gegeben ist oder nicht, kann auch ein gewisser Schwellenwert für die Wahrscheinlichkeit vorgegeben werden, ab dem aufgrund einer vorgegebenen Situation die Anzeige auf der Bildanzeigeeinrichtung aktiviert bzw. wieder deaktiviert wird.
Bezüglich der Bilderzeugungseinrichtung, der Bildübertragungseinrichtung, der Aktivierungseinrichtung und der Bildanzeigeeinrichtung bestehen keine besonderen Anforderungen und es kann sich hierbei um aus dem Stand der Technik bekannte Einrichtungen handeln.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, die Abbildungen der Lichtzeichenanlage mittels eines Head-Up-Displays, beispielsweise im oberen mittleren Bereich der Windschutzscheibe, oder mittels eines Bildschirms, beispielsweise angeordnet im vorderen mittleren Bereich des Dachhimmels, auf der oben erwähnten Abdeckung hinter dem Innenspiegel, oder mittels eines in das Gehäuse des Innenspiegels integrierten Bildschirms, welcher durch den Innenspiegel hindurch scheint, anzuzeigen. Vorteilhaft ist der Bildschirm ein flach bauender Bildschirm, wie zum Beispiel ein Flüssigkristall-Bildschirm, ein LED-Bildschirm oder ein OLED-Bildschirm. Prinzipiell können die Abbildungen jedoch alternativ oder zusätzlich in einem Kombinationsinstrument und/oder einem Bildschirm eines Infotainmentsystems des Fahrzeugs angezeigt werden. Eine beliebige Kombination der zuvor genannten Anzeigen ist ebenso möglich.
Die Bilderzeugungseinrichtung kann jede für den Fahrzeugbau geeignete Kamera sein. Besonders bevorzugt ist eine Wafer-Level-Kamera. Derartige Kameras sind kostengünstig zu fertigen und können aufgrund ihrer geringen Abmessungen leicht an einer geeigneten Stelle des Fahrzeugs, beispielsweise in der oben erwähnten Abdeckung, integriert werden. Prinzipiell kann die Kamera an irgendeiner Stelle vorzugsweise hinter der Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordnet sein und ferner zusammen mit einer anderen Kamera verbaut sein. Entscheidend ist lediglich, dass eine Ausrichtung der Kamera derart ist, dass diese einen Zustand einer Verkehrsregeleinrichtung erfassen kann.
Für die Übertragung der Abbildungen von der Bilderzeugungseinrichtung zur Bildanzeigeeinrichtung kann jede geeignete Übertragungseinrichtung verwendet werden, beispielsweise eine auf drahtgebundener Übertragung, auf glasfasergebunder Übertragung oder auf Funkübertragung basierende Übertragungseinrichtung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Fahrerassistenzsystem weiter eine Bildverarbeitungseinrichtung umfassen. Mittels einer solchen Bildverarbeitungseinrichtung können weitere Funktionen realisiert werden. Beispielsweise können durch die Bildverarbeitungseinrichtung Lichtsignale der Lichtzeichenanlage erkannt und im Anschluss daran zumindest eine weitere Funktion durchgeführt werden. Bevorzugte Beispiele für eine derartige weitere Funktion sind eine Anfahr-Erinnerung, ein Motorstart, eine Symbolanzeige eines Zustands der Lichtzeichenanlage oder ein Überblenden zwischen Innenspiegelbild und Bild der Lichtzeichenanlage.
Auch kann eine Bildverarbeitungseinrichtung dazu dienen, mit größerer Wahrscheinlichkeit festzustellen, ob eine Wartesituation vor einer Lichtzeichenanlage gegeben oder beendet ist. Als Kriterien hierfür können beispielsweise die Erkennung einer Lichtzeichenanlage im erfassten Bild oder die Änderung der Lichtsignale der Lichtzeichenanlage dienen.
Weiter ist es mit Hilfe einer Bildverarbeitungseinrichtung möglich, ein Zoom auf die Lichtsignaleinrichtung zu realisieren, so dass auf der Bildanzeigeeinrichtung die Lichtsignalanlage in einer für den Fahrer ausreichenden Größe dargestellt wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Bilderzeugungseinrichtung aufgrund eines vergleichsweise großen Erfassungswinkels ein Panoramabild eines großen Sichtwinkelns (zum Beispiel Field of View FOV > 40°) erzeugt.
Auch kann erfindungsgemäß sichergestellt werden, dass das auf der Bildanzeigeeinrichtung angezeigte Lichtsignal der Lichtsignaleinrichtung für den Fahrer immer erkennbar ist. Hierzu kann zum einen die Belichtungssteuerung der Bilderzeugungseinrichtung entsprechend den äußeren Lichtbedingungen geregelt werden. Weiter kann gemäß den im Fahrzeuginneren herrschenden Lichtbedingungen oder nach Wunsch des Fahrers die Helligkeit des Displays angepasst und/oder geregelt werden.
Fahrzeuge, die eine Bilderzeugungseinrichtung zur Erfassung einer vor dem Fahrzeug befindlichen Umgebung aufweisen, weisen üblicherweise auch bereits eine Bildverarbeitungseinrichtung auf, mit der insbesondere während der Fahrt beispielsweise andere Verkehrsteilnehmer, Verkehrszeichen und/oder Fahrbahnmarkierungen erkannt werden. Bei einer Warteposition vor einer Lichtzeichenanlage werden die Ressourcen einer derartigen Bildverarbeitungseinrichtung in aller Regel nicht vollständig genutzt. Daher braucht bei solchen erfindungsgemäßen Fahrzeugen das Fahrerassistenzsystem keine eigenständige Bildverarbeitungseinrichtung aufweisen, sondern es kann mit der bereits vorhandenen Bildverarbeitungseinrichtung gekoppelt sein.
Weitere Möglichkeiten ergeben sich beispielsweise aus einer Verknüpfung des Fahrerassistenzsystems mit einer Fahrerbeobachtungskamera.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch ein Fahrzeug, welches sich im Stillstand vor einer Lichtzeichenanlage befindet, und
2 schematisch einen Blick durch die Windschutzscheibe eines Fahrzeugs mit im Innenspiegel erfindungsgemäß dargestellter Lichtzeichenanlage.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Es ist anzumerken, dass, obgleich im weiteren Verlauf ein Zustand einer Lichtsignaleinrichtung einer Lichtzeichenanlage erfasst und angezeigt wird, die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Vielmehr kann ein Zustand einer beliebigen Verkehrsleiteinrichtung, wie zum Beispiel eines Verkehrszeichens (Stoppschild, Abbiegepfeil usw.) erfasst und angezeigt werden. Eine derartige Verkehrsleiteinrichtung kann zum Beispiel auch auf eine Schilderbrücke montiert sein.
In 1 ist ein Fahrzeug 1 dargestellt, welches sich im Stillstand vor einer Lichtzeichenanlage 2 befindet. Im gewählten Beispiel ist die Lichtzeichenanlage 2 am linken und rechten Straßenrand vor einer Haltelinie positioniert und weist insgesamt vier Lichtsignaleinrichtungen 3 auf, von denen zwei im Bereich des Straßenrandes etwas oberhalb der Dachlinie des Fahrzeugs 1 und zwei weiter erhöht über den Fahrspuren an der Lichtzeichenanlage 2 angeordnet sind.
2 stellt einen Blick durch die Windschutzscheibe 4 des Fahrzeugs 1 nach vorne rechts dar. Gemäß dem gewählten Beispiel ist erfindungsgemäß eine Abbildung der Lichtzeichenanlage 2 im Innenspiegel 5 des Fahrzeugs 1 dargestellt. Die hier nicht dargestellte Bildanzeigeeinrichtung ist eine im Gehäuse des Innenspiegels 5 integrierte Flüssigkristallanzeige, die durch das Spiegelglas des Innenspiegels hindurch scheint.
Wie auf 2 gut zu erkennen ist, wäre ohne das Fahrerassistenzsystem für einen Fahrer bei normaler ergonomischer Sitzposition die Lichtsignaleinrichtung 3 rechts etwas oberhalb der Dachlinie des Fahrzeugs 1 durch den Innenspiegel 5, sowie die Lichtsignaleinrichtung 3 über der Fahrspur durch den vorderen Bereich des Dachhimmels 5 verdeckt und nicht sichtbar.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Fahrzeug
3: Lichtsignaleinrichtung
4: Windschutzscheibe
5: Innenspiegel
6: Dachhimmel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009040252 A1 [0002]

Claims

Fahrzeug (1) mit einem Fahrerassistenzsystem zum Unterstützen einer Sicht auf eine durch ein Fahrzeugteil (5, 6) zumindest teilweise verdeckte Verkehrsregeleinrichtung (2, 3), das aufweist: eine Bilderzeugungseinrichtung mit einem vorgebbaren Erfassungsbereich, eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen von von der Bilderzeugungseinrichtung erzeugten Abbildungen eine Bildanzeigeeinrichtung zum Aufnehmen der von der Übertragungseinrichtung übertragenen Abbildungen, und eine Aktivierungseinrichtung zum Aktivieren eines Anzeigens der Abbildungen durch die Bildanzeigeeinrichtung aufgrund von vorgebbaren Kriterien, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildanzeigeeinrichtung in einem oberen mittleren Bereich einer Windschutzscheibe (4), vorderen mittleren Bereich eines Dachhimmels (6) oder Innenspiegel (5) angeordnet ist.
Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildanzeigeeinrichtung ein Head-up-Display oder einen vorzugsweise flach bauenden Bildschirm aufweist.
Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilderzeugungseinrichtung eine Wafer-Level-Kamera aufweist.
Fahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem eine Bildverarbeitungseinrichtung aufweist.
Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Bildverarbeitungseinrichtung Lichtsignale einer Lichtsignaleinrichtung (3) einer Lichtzeichenanlage (2) erkannt werden und im Anschluss daran eine weitere Funktion durchgeführt wird.
Fahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Funktion mindestens eines einer Anfahr-Erinnerung, eines Motorstarts, einer Symbolanzeige eines Zustands der Lichtzeichenanlage (2), eines Überblendens zwischen einem Spiegelbild in dem Innenspiegel und einem Bild der Lichtzeichenanlage (2), und eines Hellschaltens oder Einschalten der Bildanzeigeeinrichtung aufweist.
Verfahren zum Unterstützen einer Sicht auf eine durch ein Fahrzeugteil (5, 6) zumindest teilweise verdeckte Verkehrsregeleinrichtung (2, 3), das aufweist: a. Erfassen von Abbildungen der Verkehrsregeleinrichtung (2, 3); b. Übertragen der erfassten Abbildungen zum Anzeigen der Abbildungen in einem oberen mittleren Bereich einer Windschutzscheibe (4) eines Fahrzeugs (1), in einem vorderen mittleren Bereich eines Dachhimmels (6) des Fahrzeugs (1) oder in einem Innenspiegel (5) des Fahrzeugs (1), und c. (c) Aktivieren eines Anzeigens der Abbildungen aufgrund von vorgebbaren Kriterien.