DE102011121948A1

DE102011121948A1 - Vorausschau auf Aktionen eines autonomen Fahrsystems

Info

Publication number: DE102011121948A1
Application number: DE102011121948A
Authority: DE
Inventors: Gerald Schmidt
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-12-22
Filing date: 2011-12-22
Publication date: 2013-06-27
Also published as: GB2498035A; CN103171439A; US20130179023A1; GB201219380D0

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Informieren eines Kraftfahrzeugführers über ein mittels eines Fahrerassistenzsystems geplanten und vom Kraftfahrzeug durchgeführten Fahrmanövers, wobei das Fahrerassistenzsystem zyklisch • eine aktuelle Verkehrssituation anhand von Umgebungsdaten erfasst, • ein Fahrmanöver auf Grundlage der erfassten Umgebungsdaten plant, • und das Fahrmanöver sowie zumindest einen Teil der erfassten Umgebungsdaten in einem Bild auf einer Anzeige darstellt. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrerassistenzsystem zur Durchführung des Verfahrens, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Fahrerassistenzsystem.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Informieren eines Kraftfahrzeugführers über die Durchführbarkeit eines mittels eines Fahrerassistenzsystems geplanten und autonom durchzuführenden Fahrmanövers, ein Fahrerassistenzsystem zur Durchführung des Verfahrens, sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Fahrerassistenzsystem.
Es sind Fahrerassistenzsysteme bekannt, die einen Kraftfahrzeugführer beim Führen eines Kraftfahrzeugs unterstützen, beispielsweise durch einen Tempomat, durch ein Abstandswarnsystem, oder indem sie ein Lenkhilfe-Signal vorsehen. Weitere Fahrerassistenzsysteme ermöglichen zumindest in bestimmten Fahrsituationen, beispielsweise auf der Autobahn, das autonome Führen des Kraftfahrzeugs, d. h. das Führen des Kraftfahrzeugs ohne Einfluss des Kraftfahrzeugführers. Solche Fahrerassistenzsysteme vergleichen zumeist von ihnen erfasste Umgebungsparameter mit Sollwerten. Entsprechen die aktuellen Umgebungsparameter den Sollwerten, unterstützen die Fahrerassistenzsysteme den Kraftfahrzeugführer.
Im Falle eines autonomen Fahrerassistenzsystems wird die Umgebung vor, hinter und/oder seitlich des Kraftfahrzeugs mittels Radar-, Ultraschall- und/oder Kamerasystemen erfasst und die Fahrspur, der Straßentyp und/oder Einzelobjekte sowie weitere fahrrelevante Daten wie beispielsweise die Spur und die Lenkung des Kraftfahrzeugs ermittelt. Unter Einzelobjekten sind hier andere Fahrzeuge, Personen und/oder Hindernisse zu verstehen.
Zukünftig sollen solche Fahrerassistenzsysteme das Abfahren einer beliebigen Fahrtroute unabhängig von der aktuellen Verkehrssituation und ohne jeglichen Eingriff des Kraftfahrzeugführers ermöglichen. Aufgrund der Vielzahl der zu berücksichtigenden Umgebungsparameter ist diese Aufgabe aber sehr komplex. Dennoch ermöglichen solche Fahrerassistenzsysteme bereits, dass ein Kraftfahrzeug bestimmte Fahrsituationen, beispielsweise das Folgen hinter einem vorausfahrenden Fahrzeug oder ein Überholmanöver bei geringer Verkehrsdichte, autonom durchfährt. Jedoch stoßen solche Fahrerassistenzsysteme bisher auf Grenzen, in denen das autonome Durchfahren einer Fahrsituation nicht möglich ist, und ein Eingriff des Fahrzeugführers notwendig wird.
Die Druckschrift DE 198 21 163 offenbart ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems, welches vorbestimmte Umgebungsparameter erfasst, um das Fahrerassistenzsystem in Abhängigkeit von den aktuell erfassten Umgebungsparametern im Vergleich zu Sollwerten zu aktivieren oder zu deaktivieren. Das System sieht vor, dass der Kraftfahrzeugführer darüber informiert wird, ob das System gerade aktiv ist oder nicht.
Eine Vertrauensbildung in diese Fahrerassistenzsysteme ist nur schwer erreichbar.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrerassistenzsystem zur Verfügung zu stellen, welches diesen Mangel behebt und eine Vertrauensbildung in das System ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren zum Informieren eines Kraftfahrzeugführers über ein von einem Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs geplantes und von dem Kraftfahrzeug aktuell durchgeführtes Fahrmanöver, wobei das Fahrerassistenzsystem zyklisch aktuelle Umgebungsdaten der Umgebung des Kraftfahrzeugs mittels eines Erfassungsmittels erfasst, das Fahrmanöver auf Grundlage der aktuell erfassten Umgebungsdaten plant und durchführt und das aktuell durchgeführte Fahrmanöver sowie zumindest einen Teil der erfassten Umgebungsdaten in einem Bild auf einer Anzeige wiedergibt.
Das Erfassungsmittel ist bevorzugt im oder am Kraftfahrzeug angeordnet und nach vorne auf die Fahrspur und/oder den Fahrbahnrand gerichtet, so dass neben den auf der Fahrbahn befindlichen Fahrzeugen, Personen oder anderen Hindernissen auch am Fahrbahnrand angeordnete Verkehrsschilder und am Fahrbahnrand stehende Personen oder Fahrzeuge mit ihr erfassbar sind. In einer bevorzugten Ausführungsform erfasst und berücksichtigt das Fahrerassistenzsystem bei der Planung des Fahrmanövers zudem die rückwärtige und/oder seitliche Umgebung des Kraftfahrzeugs, wobei das Erfassungsmittel in dieser Ausführungsform auch die seitliche und rückwärtige Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst. Als voraus liegende Umgebung wird hier die Umgebung in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs bezeichnet.
Es ist bevorzugt, dass das Erfassungsmittel für die Ermittlung der aktuellen Umgebungsdaten die aktuellen Bilddaten zyklisch, also in einer Bildserie, erfasst. Die zyklische Erfassung ermöglicht eine ständige Aktualisierung des dargestellten Bildes. Dadurch ist es möglich, Verdeckungen, die beispielsweise durch am Fahrbahnrand parkende Fahrzeuge oder durch Regen oder Nebel verursacht sind, zu kompensieren. Zudem gewährleistet dieses Vorgehen auch eine hohe Erkennungsrate bei schlechten Sichtverhältnissen.
Da die voraus liegende Umgebung des Kraftfahrzeugs mit der Kamera erfasst wird, ermöglicht das Verfahren eine vorausschauende Unterstützung des Fahrers. In Abhängigkeit von der Reichweite des Erfassungsmittels und den Witterungsverhältnissen ist eine frühzeitige Information des Fahrers möglich, wenn das Fahrmanöver nicht autonom vom Fahrerassistenzsystem durchführbar ist.
Als Erfassungsmittel zur Erfassung der Umgebungsdaten sind eine oder mehrere Kameras und/oder Radarsysteme und/oder Ultraschallsysteme und/oder weitere Erfassungsmittel bevorzugt. Diese Erfassungsmittel erfassen das Fahrgeschehen und/oder die Fahrbahn vor, neben und/oder hinter dem Fahrzeug. Zusätzlich ist es bevorzugt, auch Daten weiterer Erfassungsmittel wie beispielweise GPS-Systeme, Car to Car- oder Car-to-Infrastructure-Systeme zu nutzen.
Eine Verarbeitung der aktuellen Umgebungsdaten erfolgt bevorzugt in digitaler Form, so dass sie sehr schnell und mit großer Präzision möglich ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform plant das Fahrerassistenzsystem zudem ein zukünftiges Fahrmanöver auf Grundlage der erfassten Umgebungsdaten, und gibt die Durchführbarkeit des zukünftigen Fahrmanövers in dem Bild wieder. Ein zukünftiges Fahrmanöver ist ein Fahrmanöver, das aufgrund der erfassten Umgebungsdaten, beispielsweise aufgrund eines Hindernisses auf der Fahrbahn, und/oder aufgrund einer Eingabe des Kraftfahrzeugführers, beispielsweise aufgrund eines Setzens eines Blinkers, durchgeführt werden soll. In dieser Ausführungsform ist für den Kraftfahrzeugführer zudem unmittelbar erkennbar, ob das zukünftig durchzuführende Fahrmanöver autonom vom Fahrerassistenzsystem durchführbar ist oder nicht.
Dabei unterscheiden sich die Darstellung des aktuell durchgeführten Fahrmanövers und die Darstellung des zukünftigen Fahrmanövers farblich und/oder strukturell voneinander, so dass für den Kraftfahrzeugführer unterscheidbar sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform unterscheiden sich die Darstellungen der wiedergegebenen Umgebungsdaten und/oder der Fahrmanöver in dem Bild bei unplausibel erfassten Umgebungsdaten von einer Darstellung der wiedergegebenen Umgebungsdaten und/oder der Fahrmanöver bei plausibel erfassten Umgebungsdaten farblich und/oder strukturell voneinander.
Unplausibel erfasste Umgebungsdaten im Sinne der Erfindung sind unvollständig oder offensichtlich falsch erfasste Umgebungsdaten, die beispielsweise aufgrund von Grenzen des oder der zur Verfügung stehenden Erfassungsmittel nicht vollständig oder nur falsch erfassbar sind. Solche Grenzen ergeben sich beispielsweise bei Kamerasystemen aufgrund mangelnden Kontrastes, vor allem bei verminderter Sicht. Unvollständig erfassbare Umgebungsdaten liegen aber auch bei fehlenden Verkehrshinweisen beispielsweise einer fehlenden Fahrbahnmarkierung, vor.
Durch die bildliche Darstellung des geplanten Fahrmanövers sowie der erfassten Umgebungsdaten, und aufgrund der farblichen und/oder strukturellen Unterscheidung zwischen plausibel erfassten Umgebungsdaten und unplausibel erfassten Umgebungsdaten wird der Kraftfahrzeugführer schon frühzeitig auf die Grenzen des Fahrerassistenzsystems aufmerksam gemacht und erkennt, ob das geplante und/oder zukünftige Fahrmanöver autonom durchführbar ist oder nicht. Er kann sich frühzeitig von der fehlerfreien Planung des oder der Fahrmanöver, und daher von der Qualität der Planung, überzeugen, oder eine fehlerhafte oder ungewollte Planung erkennen und entsprechend eingreifen. Da unplausibel vorliegende Umgebungsdaten durch die farbliche und/oder strukturelle Unterscheidung erkennbar sind, sind gegebenenfalls auch die Gründe für ein nicht autonom durchführbares Fahrmanöver erkennbar. Das Verfahren ermöglicht dem Kraftfahrzeugführer daher, die Qualität der Planung zu erfassen.
Die erfassten und wiedergegebenen Umgebungsdaten umfassen bevorzugt zumindest den Fahrbahnverlauf und/oder eine Fahrbahnbegrenzung, so dass die räumlichen Daten und die zur Verfügung stehenden Fahrspuren bekannt sind. Durch die farbliche und strukturelle Unterscheidung zwischen einem plausibel und unplausibel erfassten Fahrbahnverlauf ist für den Kraftfahrzeugführer unmittelbar erkennbar, wenn das Fahrmanöver aufgrund des unvollständig erfassten Fahrbahnverlaufs und/oder der unvollständig erfassten Fahrbahnbegrenzung oder -markierung nicht vollständig oder nur fehlerhaft planbar ist.
Zudem umfassen die erfassten Umgebungsdaten bevorzugt Personen, Fahrzeuge und/oder weitere Hindernisse und ihre relative Position zum Kraftfahrzeug. Diese Personen, Fahrzeuge und/oder Hindernisse werden bevorzugt in Bildobjekte klassifiziert und entsprechend farblich und/oder strukturell in dem Bild markiert oder dargestellt. Die Klassifizierung umfasst vorzugsweise eine Wichtung entsprechend der Relevanz der erfassten Daten, anhand derer die Darstellung verändert wird, so dass der Kraftfahrzeugführer, beispielsweise in einer akuten Gefahrensituation, besonders aufmerksam gemacht wird.
Das geplante Fahrmanöver sowie die dargestellten Umgebungsdaten werden in dem Bild daher vorzugsweise jeweils durch ein Bildobjekt, beispielsweise durch einen Strich, einen Pfeil, einen Kasten, eine strukturierte Fläche, einen Kreis oder ein Rad oder Räderpaar, dargestellt. Besonders bevorzugt werden für die Darstellung der jeweiligen Umgebungsdaten immer dieselben Bildobjekte verwendet. Die Bildobjekte unterscheiden sich bevorzugt farblich und/oder strukturell so voneinander, dass die Verkehrssituation anhand der Bildobjekte vom Kraftfahrzeugführer sehr schnell und leicht erfassbar ist. Die Wichtung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass das für die erfassten Umgebungsdaten verwendete Bildobjekt je nach Wichtung heller, dunkler oder blinkend dargestellt wird.
Das Verfahren erfasst bevorzugt zudem fahrerrelevante Daten und berücksichtigt diese bei der Planung des Fahrmanövers. Fahrerrelevante Daten sind vor allem die Lenkradposition, eine Blinkerposition und/oder eine Pedalposition eines Gas-, Brems- und/oder Kupplungspedals. Dadurch wird ein Eingreifen des Kraftfahrzeugführers erfasst und bei der Planung des Fahrmanövers berücksichtigt.
Zur Planung des Fahrmanövers wird ein Vergleich der erfassten Umgebungsdaten sowie der erfassten fahrerrelevanten Daten mit Sollwerten durchgeführt. Ein Fahrmanöver ist autonom durchführbar, wenn die erforderlichen Umgebungsdaten vorliegen und den Sollwerten entsprechen. Autonom durchführbare Fahrmanöver sind beispielsweise das Folgen hinter einem vorausfahrenden Fahrzeug, das Wechseln einer Fahrspur, das Ausfahren aus einer Fahrbahn oder das Überholen eines anderen Fahrzeugs. Besonders bevorzugt ermöglicht das Fahrerassistenzsystem auch Ausweichmanöver.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das unplausible Vorliegen der Umgebungsdaten zudem akustisch und/oder haptisch angezeigt, so dass der Kraftfahrzeugführer unmittelbar darauf aufmerksam wird, dass sein Eingreifen in das aktuelle Fahrmanöver gegebenenfalls erforderlich ist. Sofern, insbesondere aufgrund unplausibler Umgebungsdaten, eine Gefahrensituation erfasst wird, ist es bevorzugt, dass solange ein akustisches, haptisches und/oder visuelles Warnsignal ausgegeben wird, bis der Kraftfahrzeugführer in das Fahrmanöver Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug zur Durchführung des Verfahrens, wobei das Fahrerassistenzsystem ein Fahrsystem umfasst, mit dem ein Fahrmanöver planbar und in Abhängigkeit von erfassten Umgebungsdaten autonom durchführbar ist, und wobei das Fahrerassistenzsystem zudem eine Anzeige umfasst, die zur Wiedergabe eines Bildes vorgesehen ist, in dem das aktuell durchgeführte Fahrmanöver sowie zumindest ein Teil der erfassten Umgebungsdaten bildlich dargestellt sind.
Die Darstellung des geplanten Fahrmanövers sowie der erfassten Umgebungsdaten ermöglicht dem Kraftfahrzeugführer eine frühzeitige Abschätzung, ob das Fahrmanöver durchführbar oder von ihm so gewollt ist.
Bevorzugt zeigt die Anzeige zudem ein zukünftig geplantes Fahrmanöver, und somit eine geplante Änderung des aktuellen Fahrmanövers an, die beispielsweise aufgrund der aktuell erfassten Umgebungsdaten und/oder einem Eingreifen des Kraftfahrzeugführers erfolgen soll. Um das Eingreifen des Kraftfahrzeugführers zu erfassen, weist das Fahrsystem eine Schnittstelle zur Erfassung fahrerrelevanter Daten auf. Über die Schnittstelle erfasst das Fahrsystem Lenkbewegungen, dass Setzen eines Blinkers, das Betätigen eines Pedals und/oder weitere Aktionen des Kraftfahrzeugführers wie beispielsweise das Betätigen des Fernlichtes oder der Hupe. Dadurch ist es für den Kraftfahrzeugführer möglich, unmittelbar in das Fahrmanöver einzugreifen und eine Änderung oder eine Unterbrechung des Fahrmanövers zu bewirken.
Die erfassten Umgebungsdaten umfassen bevorzugt:

• Eine Fahrbahnbegrenzung,
• Einen Fahrbahnverlauf,
• Hindernisse auf der Fahrbahn, Fahrzeuge und Personen,
• Einen Fahrbahnzustand,
• Einen Straßentyp, beispielsweise Autobahn, Landstrasse, Stadtgebiet, Feldweg,
• Verkehrszeichen, Ampeln, Bushaltestellen und/oder weitere Verkehrshinweise.
• Sicht- und Witterungsverhältnisse,
• Eine Verkehrsdichte, beispielsweise Normalverkehr oder Stop and Go Verkehr.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das autonome Durchführen einiger der Fahrmanöver mithilfe des Fahrerassistenzsystems auf bestimmte Straßentypen begrenzt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein Regensensor oder beispielsweise das Einschalten des Lichtes rs durch den Kraftfahrzeugführer erfasst und als Hinweis auf die herrschenden Wetter- und Sichtverhältnisse berücksichtigt.
Das Fahrerassistenzsystem umfasst in einer besonders bevorzugten Ausführungsform als Anzeige einen Projektor zur Wiedergabe des Bildes, der das Bild auf eine Projektionsfläche des Kraftfahrzeugs projiziert. Als Projektionsfläche wird bevorzugt eine Windschutzscheibe verwendet. Ganz besonders bevorzugt ist die Anzeige als ein Head up-Display ausgebildet. In dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, die Augenposition des Kraftfahrzeugführers zu erfassen und mit dem vom Projektor auf die Windschutzscheibe projizierten Bild so abzugleichen, dass das auf die Windschutzscheibe projizierte Bild für den Kraftfahrzeugführer als eine Überlagerung des tatsächlichen Fahrgeschehens erscheint. Das Bild ist daher gleichzeitig mit dem Fahrgeschehen in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs sichtbar. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass der Kraftfahrzeugführer das geplante Fahrmanöver gleichzeitig mit dem Fahrgeschehen beobachten kann. Dadurch sieht er unmittelbar, ob das aktuelle Fahrmanöver durchführbar ist, oder nicht. Zudem wird er nicht durch das Beobachten eines anderen Displays vom Fahrgeschehen abgelenkt
In dieser Ausführungsform wird das aktuelle Fahrmanöver in der aktuellen Verkehrssituation durch ein Bildobjekt wie beispielsweise einen Strich oder einen Pfeil dargestellt. Bevorzugt wird zudem der zur Verfügung stehende Fahrraum durch eine farbliche und/oder strukturelle Markierung hervorgehoben. Dafür werden die in der aktuellen Verkehrssituation vorhandenen Fahrbahnmarkierungen und -begrenzungen durch Linien und/oder Umrandungen markiert.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass Personen, Fahrzeuge, Hindernisse, Verkehrsschilder oder ähnlich in Bildobjekte klassifiziert werden. Der Begriff Klassifizierung beinhaltet dabei einerseits eine Einteilung nach ihrem Typ, nämlich beispielsweise bewegliches oder feststehendes Objekt, oder Person, Lastkraftfahrzeug, Sonderfahrzeug, Motorrad, Personenkraftfahrzeug, Verkehrsschild oder ähnlich. Andererseits beinhaltet der Begriff Klassifizierung auch eine Gewichtung in Bezug auf die Relevanz, insbesondere für das aktuelle und/oder zukünftige Fahrmanöver.
Diese Bildobjekte werden in Abhängigkeit von ihrer Gewichtung markiert oder nicht. Eine Markierung erfolgt auch hier durch eine Umrandung, Schraffierung oder ähnlich. Dieses Vorgehen vereinfacht die Erfassung des Fahrmanövers und der dafür relevanten Umgebung. Andererseits beobachtet der Kraftfahrzeugführer durch die Windschutzscheibe das tatsächliche Verkehrsgeschehen und kann daher Änderungen, die möglicherweise vom Fahrerassistenzsystem noch gar nicht als relevant eingestuft wurden, unmittelbar wahrnehmen und entsprechend reagieren.
Prinzipiell ist aber auch eine andere im Cockpit des Kraftfahrzeugs angeordnete Anzeige verwendbar. Dann ist es bevorzugt, als Anzeige ein Display zu nutzen, welches auch zur Darstellung anderer Funktionen, beispielsweise zur Bedienung des Radios und/oder als Navigationsgerät, verwendet wird.
Das an einem solchen Display dargestellte Bild umfasst bevorzugt zumindest den Fahrbahnverlauf sowie die Fahrbahnbegrenzungen. Zudem ist es bevorzugt, das Fahrmanöver durch einen Pfeil, sich drehende Räder oder einen Strich darzustellen. Weiterhin bevorzugt zeigt das dargestellte Bild im aktuellen Fahrgeschehen anwesende Fahrzeuge und Personen an. In einer bevorzugten Ausführungsform stellt es außerdem Verkehrsschilder, Bushaltestellen, Ampeln, Zebrastreifen und/oder weitere Verkehrshinweise dar. Es ist bevorzugt, die im Display dargestellten Informationen in Abhängigkeit vom geplanten Fahrmanöver ein- und auszublenden, so dass die Komplexität des Bildes möglichst gering ist und das Bild vom Kraftfahrzeugführer möglichst leicht erfassbar ist. Dadurch wird der Kraftfahrzeugführer vom tatsächlichen Fahrgeschehen so wenig wie möglich abgelenkt. Zudem ist es bevorzugt, dass das erzeugte Bild weitere Daten umfasst, wie beispielsweise einen Warnhinweise, wenn ein Fahrmanöver aufgrund unplausibler Umgebungsdaten nicht durchführbar ist.
Unabhängig von der Ausbildung der Anzeige ist es bevorzugt, dass das Bild bei unplausiblen Umgebungsdaten Bildobjekte wie beispielsweise den Pfeil, Strich oder ähnlich, die das aktuelle und/oder zukünftige Fahrmanöver darstellen, gegenüber dem Bildobjekt bei plausibel erfassten Umgebungsdaten farblich und/oder strukturell zu ändern, so dass der Kraftfahrzeugführer auf diese Verkehrssituation besonders hingewiesen wird. In einer weiteren Ausführungsform kann ein zusätzlicher visueller Warnhinweis in der Anzeige ausgegeben werden.
Das Fahrerassistenzsystem umfasst bevorzugt weiterhin ein Signalmittel zur Ausgabe eines akustischen oder haptischen Warnsignals, welches die visuelle Darstellung unterstützt und entweder die Durchführbarkeit oder die nicht Durchführbarkeit des aktuellen und/oder zukünftigen Fahrmanövers signalisiert. Es ist bevorzugt, dass das Signalmittel bei unplausiblen Umgebungsdaten immer einen Warnhinweis gibt, besonders bevorzugt solange, bis der Kraftfahrzeugführer in das Fahrmanöver eingreift. Als akustischer Warnhinweis ist beispielsweise eine Ausgabe eines Signaltones oder ein gesprochener Text bevorzugt, als haptischer Warnhinweis beispielsweise ein Vibrieren des Sitzes.
Zur Erfassung der Umgebungsdaten sowie der fahrerrelevanten Daten, und zur Planung des Fahrmanövers umfasst das autonome Fahrsystem bevorzugt eine Verarbeitungseinheit, die auch für die Steuerung der Anzeige vorgesehen ist.
Um Bauraum und Kosten zu sparen, ist die Verarbeitungseinheit bevorzugt als ein Mikrocontroller ausgebildet, in dem benötigte Peripheriefunktionen zumindest teilweise integriert sind. Zur Anbindung der Anzeige, eines Datenspeichers zum Speichern von Sollparametern und/oder aktuell erfassten Umgebungsdaten, der Schnittstelle zur Erfassung von fahrerrelevanten Daten und/oder für fahrerspezifische Einstellungen sind bevorzugt Controller und Treiber integriert. Prinzipiell ist aber auch eine Realisierung der Verarbeitungseinheit mit separaten Peripheriebausteinen und gegebenenfalls einem Mikroprozessor anstelle des Mikrocontrollers möglich.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug weist in einer bevorzugten Ausführungsform als Anzeige einen Projektor auf, der zwischen einer Fahrzeuglenkung, insbesondere einem Lenkrad, und einer Windschutzscheibe angeordnet ist. Der Projektor projiziert ein Bild auf die Windschutzscheibe, so dass es vom Kraftfahrzeugführer gleichzeitig mit dem tatsächlichen Verkehrsgeschehen sichtbar ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
1 zeigt jeweils auf einer Anzeige eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems dargestellte Bilder, die ein aktuell durchgeführtes Fahrmanöver darstellen, wobei das aktuell durchgeführte Fahrmanöver in 1(a)–(d) eine Geradeausfahrt ist,
2 zeigt in (a)–(d) jeweils als aktuell durchgeführte Fahrmanöver ein Durchfahren einer Links- beziehungsweise einer Rechtskurve,
3 zeigt in (a) ein fehlerhaft geplantes aktuell durchgeführtes Fahrmanöver, nämlich eine Geradeausfahrt, obwohl die Fahrbahn in einer Linkskurve verläuft, und in (b)–(e) jeweils eine aufgrund fehlender Umgebungsparameter unvollständig geplante Geradeausfahrt,
4 zeigt in (a) als aktuelles Fahrmanöver eine Geradeausfahrt, die in (b) durch einen Eingriff des Kraftfahrzeugführers in ein Abbiegemanöver geändert ist,
5 zeigt als aktuelles Fahrmanöver ein Folgefahrer des Kraftfahrzeugs hinter einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug, sowie die Planung eines zukünftigen Fahrmanövers, nämlich eines Überholmanövers des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs, und
6 zeigt schematisch einen Ausschnitt aus einem Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem.
In 1(a) ist schematisch ein Bild 51 einer Anzeige 5 gezeigt, die in einem Kraftfahrzeug 7 (s. 6) auch für andere Zwecke verwendbar ist. Eine solche Anzeige 5 ist beispielsweise ein Display, welches auch für ein Navigationssystem (nicht gezeigt) oder ein Multimediasystem (nicht gezeigt) verwendbar ist. In den 1(b)–(d) ist dagegen der Blick durch eine Windschutzscheibe 71 gezeigt, auf die ein als Anzeige 5 verwendeter Projektor (s. 6) sein Bild 51 projiziert.
1 zeigt eine Fahrbahn 1 mit einem geradlinigen Fahrbahnverlauf, der durch durchgängige Linien 8 als Bildobjekte dargestellt ist. Zudem sind eine linke Fahrbahnmarkierung 22 und eine rechte Fahrbahnmarkierung 21 durch gestrichelte Linien als Bildobjekte dargestellt. Es ist bevorzugt, dass die Linien entsprechend ihrem tatsächlichen Verlauf auf der Fahrbahn 1 dargestellt sind. D. h. bei durchgezogener Fahrbahnmarkierung ist die Fahrbahnbegrenzung 21, 22 in der Anzeige 5 auch durchgezogen dargestellt, und bei unterbrochener Fahrbahnmarkierung ist die Fahrbahnbegrenzung 21, 22 auch in der Anzeige 5 durch unterbrochene Linien dargestellt. Zudem ist es bevorzugt, dass sich die Fahrbahnbegrenzung 21, 22 vom Fahrbahnverlauf 8 farblich unterscheidet.
Weiterhin stellt die Anzeige 5 einen Pfeil 3 dar, der als Bildobjekt für das aktuelle Fahrmanöver verwendet wird. Im vorliegenden Beispiel ist das aktuelle Fahrmanöver 3 eine Geradeausfahrt innerhalb der Fahrbahnbegrenzung 21, 22.
Die Ausführungsbeispiele der 1(b)–(c) zeigen im Gegensatz zur 1(a) einen Blick durch eine Windschutzscheibe 71 des Kraftfahrzeugs 7, so dass ein Kraftfahrzeugführer 6 (s. 6) die Fahrbahn 1, den Fahrbahnverlauf 8 sowie die Fahrbahnbegrenzungen 21, 22 unmittelbar sieht, und diese von der Anzeige 5 nicht zwingend auf der Windschutzscheibe 71 dargestellt werden müssen. In Abhängigkeit von der Verkehrssituation und/oder dem aktuellen oder einem zukünftigen Fahrmanöver 3, 3' ist es jedoch bevorzugt, dass die Fahrbahn 1, der Fahrbahnverlauf 8 und/oder die Fahrbahnbegrenzungen 21, 22 in dem Bild 51 durch Bildobjekte hervorgehoben oder markiert sind, beispielsweise indem sie farblich unterlegt oder durch eine insbesondere flächige Struktur dargestellt sind.
Das Bild 51 der 1(b)–(d) zeigt, dass die Fahrbahnbegrenzungen 21, 22 sowie der Fahrbahnverlauf 8 durch Linien als Bildobjekte hinterlegt sind, so dass sie sehr schnell vom Kraftfahrzeugführer 6 erfassbar sind.
Das aktuelle Fahrmanöver 3 ist in den drei Darstellungen der 1(b)–(d) durch verschiedene Bildobjekte dargestellt. In der 1(b) ist es durch einen Pfeil, der sich innerhalb der Fahrbahn erstreckt, in der 1(c) durch eine strukturierte Fläche innerhalb der Fahrbahn, und in der 1(d) durch zwei seitlich entlang den Fahrbahnbegrenzungen und innerhalb der Fahrbahn verlaufende strukturierte Flächen dargestellt.
Die 1(b)–(d) zeigen zudem jeweils einen Blick des Kraftfahrzeugführers 6 auf das Cockpit des Kraftfahrzeugs.
Im Cockpit ist eine Kamera 9 seitlich eines Rückspiegels 75 vorgesehen, welche als Erfassungsmittel zur Erfassung der voraus liegenden Umgebung vorgesehen ist. Gezeigt sind auch ein Lenkrad 72 des Kraftfahrzeugs 7, sowie eine auch für ein Navigationssystem oder ein Multimediasystem verwendbare Anzeige 5, wie sie für ein Bild 51 entsprechend der 1(a) verwendbar ist.
Die Beispiele der 2 zeigen das Bild in analoger Weise zu den Beispielen der 1, mit dem Unterschied, dass hier als aktuelles Fahrmanöver 3 das Fahren entlang einer Linkskurve in 2(a) beziehungsweise entlang einer Rechtskurve in den 2(b)–(d) dargestellt ist. Dementsprechend zeigt die 2(a) das in einem auch für andere Funktionen verwendbaren Display 5 dargestellte Bild 51, und die 2(b)–(d) jeweils den Blick durch die Windschutzscheibe 71, wobei in den Bildern 51 jeweils dieselben Bildobjekte für dieselben Umgebungsparameter U gewählt sind, und wobei sich das Bildobjekt für das aktuelle Fahrmanöver 3 entsprechend unterscheidet.
In allen bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen befinden sich keine Hindernisse, Personen oder andere Fahrzeuge 7' auf der Fahrbahn 1. Der Fahrbahnverlauf 8, die Fahrbahnbegrenzungen 21, 22 und weitere Umgebungsparameter U (s. 6) sind vollständig erfasst, so dass das aktuelle Fahrmanöver 3 vollständig und fehlerfrei vom erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem 10 (s. 6) geplant und durchführbar ist. Für den Kraftfahrzeugführer 6 (s. 4) ist dies, beispielsweise aufgrund der Vollständigkeit der dargestellten Bildobjekte für die Fahrbahnbegrenzungen 21, 22 und den Fahrbahnverlauf 8, in der Anzeige 5 erkennbar.
Die 3(a) zeigt hingegen eine fehlerhafte Planung des aktuellen Fahrmanövers, wie sie beispielsweise bei sehr schlechten Wetterverhältnissen auftreten könnte. Obwohl der Fahrbahnverlauf 8 eine Linksabbiegung vorsieht, zeigt das Bild 51 als aktuelles Fahrmanöver 3 eine Geradeausfahrt an.
Der Fehler ist vom Kraftfahrzeugführer 6 unmittelbar erkennbar, da der für das aktuelle Fahrmanöver dargestellte Pfeil 3 die Fahrbahnbegrenzung 21 und den Fahrbahnverlauf 8 kreuzt. Daher zeigt das Bild 51 auf der Anzeige 5 dem Kraftfahrzeugführer 6 unmittelbar die Notwendigkeit an, in das Fahrgeschehen einzugreifen und die Führung des Kraftfahrzeugs 7 zu übernehmen.
Die 3(b)–(e) zeigen eine unvollständige Planung des aktuellen Fahrmanövers 3 aufgrund einer unvollständig vorhandenen rechten Fahrbahnbegrenzung 22.
Auch hier ist ein Eingreifen des Kraftfahrzeugführers 6 notwendig, da dem autonomen Fahrsystem 4 die zur Planung des aktuellen Fahrmanövers 3 erforderlichen Umgebungsparameter U nicht vorliegen. Es ist bevorzugt, dass der für das unvollständig geplante Fahrmanöver 3 vorgesehene Pfeil sich deutlich strukturell und/oder farblich von dem des vollständig geplanten Fahrmanövers 3 unterscheidet, so dass der Kraftfahrzeugführer 6 unmittelbar auf die unvollständige Planung aufmerksam wird. Einen solchen sich strukturell unterscheidenden Pfeil zeigt die 3(b) im Vergleich zu den in den 1(a) und 2(a) gezeigten Pfeilen. Die in den 3(c)–(e) gewählten Bildobjekte entsprechen strukturell dagegen den in den 1(b)–(d) beziehungsweise 2(b)–(d) gewählten Bildobjekten, sind aber aufgrund der unvollständigen Planung kürzer und daher trotzdem unmittelbar als fehlerhaft erkennbar.
In einer Ausführungsform ist es zudem bevorzugt, dem Kraftfahrzeugführer 6 einen weiteren Gefahrenhinweis in Form eines visuellen, akustischen oder haptischen Signals zu geben, wenn eine Planung des aktuellen oder zukünftigen Fahrmanövers 3, 3' nicht möglich ist, beispielsweise weil Umgebungsdaten U unvollständig sind, oder wenn eine akute Gefahrensituation vorliegt. Beispielhaft ist für ein solches zusätzliches Signal in den 3(c)–(e) ein Leuchtsignal 74 im Cockpit gezeigt.
Die 4(a) zeigt eine Fahrbahn 1 mit einem Abzweig, hier einem Rechtsabbieger 11. Das aktuelle Fahrmanöver 3 sieht eine Geradeausfahrt vor. Die 4(b) zeigt das aktuelle Fahrmanöver 3 nach einem Eingreifen des Kraftfahrzeugführers 6, die dieser dem Fahrerassistenzsystem 10 beispielsweise durch Setzen eines Blinkers (nicht gezeigt) oder durch eine Lenkkorrektur angezeigt hat. Dementsprechend ist das in 4(b) gezeigte aktuelle Fahrmanöver 3 ein Abbiegemanöver in den Abzweig 11.
Die 5 zeigt ein Folgefahren des Kraftfahrzeugs 7 hinter einem vorausfahrenden Kraftfahrzeug 7' bei Geradeausfahrt. Dargestellt ist das Cockpit mit dem Blick durch die Windschutzscheibe 71. Das aktuelle Fahrmanöver 3 ist analog den Darstellungen der 1(d), 2(d) und 3(d) durch zwei sich innerhalb der Fahrbahn 1 erstreckende und entlang den Fahrbahnbegrenzungen 21, 22 verlaufende strukturierte Flächen dargestellt. Das vorausfahrende Fahrzeug 7' ist hier beispielhaft durch eine umlaufende, leuchtende Umrandung gekennzeichnet.
Gezeigt ist eine Blinkeranzeige 73, bei der der linke Blinker leuchtet. Der Kraftfahrzeugführer 6 hat hier daher dem Fahrerassistenzsystem 10 seine Überholabsicht angezeigt. Dementsprechend plant das Fahrerassistenzsystem 10 ein Überholen des vorausfahrenden Kraftfahrzeugs 7' als zukünftiges Fahrmanöver 3'. Dieses unvollständig geplante zukünftige Fahrmanöver 3' ist durch eine farblich hervorgehobene Fläche, die hier grau dargestellt ist, gezeigt. Die Fläche zeigt den Fahrraum an, den das Fahrerassistenzsystem 10 als freien, dem Kraftfahrzeug 7 zur Verfügung stehenden Fahrraum bereits erkannt hat. Für den Kraftfahrzeugführer 6 ist hier unmittelbar erkennbar, dass die Planung des Überholmanövers noch nicht abgeschlossen ist, weil zum Einen das Bildobjekt für das aktuell durchgeführte Fahrmanöver 3 ein Geradeausfahrt zeigt, und weil zum Anderen das Überholmanöver noch durch ein Bildobjekt für ein zukünftiges Fahrmanöver 3' dargestellt ist.
Die 6 zeigt schematisch den Aufbau des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems 10 in einem Kraftfahrzeug 7. Das Fahrerassistenzsystem 10 umfasst ein autonomes Fahrsystem 4 sowie eine Anzeige 5. Das autonome Fahrsystem 4 erfasst Umgebungsparameter U, beispielsweise einen Fahrbahnverlauf 8, Hindernisse, Fahrzeuge und/oder Personen im aktuellen Fahrgeschehen, Sicht- und Wetterverhältnisse und weiter, insbesondere mittels einer Kamera, einem Ultraschall- oder Radargerät und anderen Erfassungsmitteln (nicht gezeigt). Zudem ist die Auswertung von Car to Car-Systemen und GPS-Systemen (nicht gezeigt) bevorzugt.
Die Umgebungsparameter U werden mit Sollwerten für die Umgebungsparameter U verglichen, die für ein autonom durchgeführtes Fahrmanöver 3, 3' erforderlich sind. Die Sollwerte für jedes durchführbare autonome Fahrmanöver 3, 3' sind beispielsweise auf einem Datenspeicher (nicht gezeigt) einer Verarbeitungseinheit 41 des autonomen Fahrsystems 4 gespeichert. Sind alle erforderlichen Umgebungsparameter U bekannt und das Fahrmanöver autonom durchführbar, wird dies in dargestellten Bild 51 der Anzeige 5 durch einen entsprechenden Pfeil 3 oder ein anderes Bildobjekt im Fahrbahnverlauf 8 dargestellt.
Zudem erfasst das autonome Fahrsystem 4 fahrerrelevante Daten F des Kraftfahrzeugführers 6, wie beispielsweise das Lenken am Lenkrad 72, Gas geben oder Bremsen über das Gas- oder das Bremspedal (nicht gezeigt), das Setzen des Blinkers 74 und weitere Aktionen. Die Erfassung erfolgt über eine Schnittstelle 64, so dass der Kraftfahrzeugführer 6 in das autonome Fahrmanöver 3, 3' eingreifen und dieses ändern oder unterbrechen kann.
Für die Erfassung, Verarbeitung und Auswertung sowie das Ausführen und Darstellen des geplanten Fahrmanövers umfasst das autonome Fahrsystem 4 die Verarbeitungseinheit 41. Die Verarbeitungseinheit 41 des erfindungsgemäßen autonomen Fahrsystems 4 umfasst zudem eine Schnittstelle 54 zu der Anzeige 5, über die sie die Bilddaten des an der Anzeige 5 dargestellten Bildes 51 an diese übermittelt.
Die Anzeige 5 ist hier als Projektor ausgebildet, der das Bild 51 auf die Windschutzscheibe 71 des Kraftfahrzeugs 7 projiziert, so dass dieses für den Kraftfahrzeugführer 6 sichtbar ist, ohne dass dieser seinen Blick von der Fahrbahn 1 und dem tatsächlichen Fahrgeschehen wenden muss.
Das erfindungsgemäße autonome Fahrerassistenzsystem 10 eignet sich auch zur Anzeige weiterer Fahrmanöver, beispielsweise ein Überholen eines vorausfahrenden Fahrzeugs (nicht gezeigt) oder eine Rückwärtsfahrt in einer Ausfahrt (nicht gezeigt) oder ähnlich.
Bezugszeichenliste

1: Fahrbahn
11: Abzweig
21: Linke Fahrbahnbegrenzung
22: Rechte Fahrbahnbegrenzung
23: Fehlende Fahrbahnbegrenzung
3: aktuelles Fahrmanöver, aktuelle Fahrspur des KFZ
3: Zukünftiges Fahrmanöver
4: Fahrsystem
41: Verarbeitungseinheit
5, 5': Anzeige, Head up-Display, Projektor
51: Von der Anzeige dargestelltes Bild
54: Bilddaten
6: Kraftfahrzeugführer
64: Schnittstelle zum Kraftfahrzeugführer
7: Kraftfahrzeug
7': Hindernis, vorausfahrendes KFZ
71: Windschutzscheibe
72: Fahrzeuglenkung, Lenkrad
73: Blinker
8: Fahrbahnverlauf
9: Erfassungsmittel, Kamera
10: Fahrerassistenzsystem
U: Umgebungsparameter
F: Fahrerrelevante Daten

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19821163 [0005]

Claims

Verfahren zum informieren eines Kraftfahrzeugführers (6) über ein von einem Fahrerassistenzsystem (10) eines Kraftfahrzeugs (7) geplantes und von dem Kraftfahrzeug aktuell durchgeführtes Fahrmanöver (3), wobei das Fahrerassistenzsystem (10) zyklisch • aktuelle Umgebungsdaten (U) der vorausliegenden Umgebung des Kraftfahrzeugs (6) mittels eines Erfassungsmittels (9) erfasst, • das Fahrmanöver (3) auf Grundlage der aktuell erfassten Umgebungsdaten (U) plant und durchführt, und • das aktuell durchgeführte Fahrmanöver (3) sowie zumindest einen Teil der erfassten Umgebungsdaten (U) in einem Bild (51) auf einer Anzeige (5) wiedergibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem (10) zudem • ein zukünftiges Fahrmanöver (3) auf Grundlage der erfassten Umgebungsdaten (U) plant, und • die Durchführbarkeit des zukünftigen Fahrmanövers (3') in dem Bild (51) wiedergibt.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Darstellung des aktuell durchgeführten Fahrmanövers (3) und die Darstellung des zukünftigen Fahrmanövers (3') farblich und/oder strukturell voneinander unterscheiden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Darstellungen der wiedergegebenen Umgebungsdaten (U) und/oder der Fahrmanöver (3, 3') in dem Bild (51) bei unplausibel erfassten Umgebungsdaten (U) von einer Darstellung der wiedergegebenen Umgebungsdaten (U) und/oder der Fahrmanöver (3) bei plausibel erfassten Umgebungsdaten (U) farblich und/oder strukturell unterscheiden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten und wiedergegebenen Umgebungsdaten (U) zumindest einen Fahrbahnverlauf (8) und/oder eine Fahrbahnbegrenzung (21, 22) umfassen.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfassten Umgebungsdaten (U) Personen, Fahrzeuge und/oder Hindernisse (7') sowie ihre relative Position zum Kraftfahrzeug (7) umfassen.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es fahrerrelevante Daten (F) erfasst und diese bei der Planung des zukünftigen Fahrmanövers (3') berücksichtigt, insbesondere eine Lenkradposition, eine Blinkerposition und/oder eine Pedalposition eines Gas-, Brems- und/oder Kupplungspedals.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aktuell durchgeführte und das zukünftige Fahrmanöver (3, 3') sowie die dargestellten Umgebungsdaten (U) in dem Bild (51) jeweils durch ein Bildobjekt, insbesondere durch einen Strich, einen Pfeil, einen Kasten, eine strukturierte Fläche, einen Kreis oder ein Rad oder Räderpaar dargestellt sind.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das unvollständige Vorliegen der erforderlichen Umgebungsdaten (U) akustisch und/oder haptisch angezeigt wird.
Fahrerassistenzsystem (10) für ein Kraftfahrzeug (7) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Fahrerassistenzsystem (10) ein Fahrsystem (4) umfasst, mit dem ein Fahrmanöver (3) planbar und in Abhängigkeit von erfassten Umgebungsdaten (U) autonom durchführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem (10) zudem eine Anzeige (5, 5') umfasst, die zur Wiedergabe eines Bildes (51) vorgesehen ist, in dem das aktuell durchgeführte Fahrmanöver (3) sowie zumindest ein Teil der erfassten Umgebungsdaten (U) bildlich dargestellt sind.
Fahrerassistenzsystem (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige (5, 5') zudem ein zukünftig geplantes Fahrmanöver (3') anzeigt.
Fahrerassistenzsystem (10) nach einem der Ansprüche 10–11, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrsystem (4) eine Schnittstelle (64) zur Erfassung fahrerrelevanter Daten (F) aufweist.
Fahrerassistenzsystem (10) nach einem der Ansprüche 10–12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige (5, 5') einen Projektor zur Wiedergabe des Bildes (51) umfasst, der das Bild (51) auf eine Projektionsfläche (71) des Kraftfahrzeugs (7) projiziert, insbesondere auf eine Windschutzscheibe.
Fahrerassistenzsystem (10) nach einem der Ansprüche 10–13, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige (5) ein Head up-Display ist.
Kraftfahrzeug (7) mit einem Fahrerassistenzsystem (10) nach einem der Ansprüche 10–14.