DE102012008660A1

DE102012008660A1 - Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102012008660A1
Application number: DE102012008660A
Authority: DE
Inventors: Dr. Weidl Galia; Dipl.-Inf. Käfer Eugen; Dr. Breuel Gabi; Dipl.-Ing. Nöcker Gerhard
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-05-03
Filing date: 2012-05-03
Publication date: 2012-11-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeugs (1), wobei in Abhängigkeit einer prognostizierten zukünftigen potenziellen, realen oder akuten Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr und/oder einer Gefahrenwahrscheinlichkeit (P(C)) mit Berücksichtigung eines verfügbaren Bewegungsspielraums zwischen dem Fahrzeug (1) und anderen Verkehrsteilnehmern (V1 bis Vn) innerhalb des Fahrzeugs (1) Fahrerhinweise ausgegeben werden, welche dem Fahrer eine Richtung der potenziellen, realen oder akuten Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr darstellen. Erfindungsgemäß wird der Fahrer mittels der Fahrerhinweise in Abhängigkeit eines ermittelten Fahrerzustands in mehreren Eskalationsstufen informiert wird und/oder gewarnt, wobei zumindest in einer letzten Eskalationsstufe ein automatischer Eingriff in eine Längs- und/oder Quersteuerung des Fahrzeugs (1) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeugs, wobei in Abhängigkeit einer prognostizierten zukünftigen potenziellen Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr und/oder einer Gefahrenwahrscheinlichkeit zwischen dem Fahrzeug und anderen Verkehrsteilnehmern innerhalb des Fahrzeugs Fahrerhinweise ausgegeben werden, welche dem Fahrer eine Richtung der potenziellen Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr darstellen.
In der noch nicht veröffentlichten DE 10 2011 120 117.7 wird ein Verfahren zur optischen Signalisierung einer potenziellen Gefahr einer Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem anderen Verkehrsteilnehmer für einen Fahrer eines Fahrzeugs beschrieben, wobei ein Grad einer Ablenkung des Fahrers aufgrund von Ergebnissen einer Fahrerbeobachtung unter Verwendung einer fahrzeuginternen Kamera und aus Bedienhandlungen des Fahrers ermittelt wird. Unter Verwendung von Sensordaten werden ein Zustand des Fahrzeugs sowie ein Ort und eine Bewegung von anderen Verkehrsteilnehmern festgestellt, wobei aufgrund des Zustands des Fahrzeugs, des Orts und der Bewegung der anderen Verkehrsteilnehmer eine Prognose einer zukünftigen potenziellen Gefahr einer Kollision zwischen dem Fahrzeug und einem anderen Verkehrsteilnehmer erstellt wird. Wenn ein festgestellter Grad der Ablenkung des Fahrers und ein prognostizierter Grad der potenziellen Gefahr einer Kollision zwischen dem Fahrzeug und einem anderen Verkehrsteilnehmer einen vorgebbaren Schwellwert überschreiten, wird ein für den Fahrer wahrnehmbarer Warnhinweis ausgegeben. Der Warnhinweis ist derart ausgestaltet, dass dem Fahrer eine Richtung angezeigt wird, in der sich relativ zum Fahrzeug voraus ein anderer, für die zukünftige potenzielle Gefahr einer Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem Verkehrsteilnehmer ursächlicher Verkehrsteilnehmer befindet. Eine Art und Intensität des Warnhinweises ist abhängig vom Grad der potenziellen Gefahr der Kollision und einem Grad der Ablenkung des Fahrers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeugs anzugeben. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gelöst, welches die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
In einem Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeugs werden in Abhängigkeit einer prognostizierten zukünftigen potenziellen Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr und/oder einer Gefahrenwahrscheinlichkeit zwischen dem Fahrzeug und anderen Verkehrsteilnehmern innerhalb des Fahrzeugs Fahrerhinweise ausgegeben, welche dem Fahrer eine Richtung der potenziellen Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr darstellen.
Dabei ist das Fahrzeug einer der Verkehrsteilnehmer.
Erfindungsgemäß wird der Fahrer mittels der Fahrerhinweise in Abhängigkeit eines ermittelten Fahrerzustands in mehreren Eskalationsstufen informiert und/oder gewarnt, wobei zumindest in einer letzten Eskalationsstufe ein automatischer Eingriff in eine Längs- und/oder Quersteuerung des Fahrzeugs erfolgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise eine an einen jeweilige Verkehrssituation und den Fahrerzustand angepasste Unterstützung des Fahrers beim Führen des Fahrzeugs. Dabei wird aufgrund der richtungsgebundenen Ausgabe der Information und Warnung eine Lenkung der Aufmerksamkeit und Blickrichtung des Fahrers des Fahrzeugs in die Richtung des kritischen und kollisionsrelevanten Verkehrsteilnehmers gelenkt, so dass der Fahrer frühzeitig Maßnahmen einleiten kann, um eine Kollision abzuwenden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 schematisch eine erste perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs und durch eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs,
2 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
3 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
4 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
5 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
6 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
7 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
8 schematisch mehrere Verkehrszeichen,
9 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
10 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
11 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
12A schematisch eine erste Verkehrssituation zwischen zwei sich entgegenkommenden Fahrzeugen sowie Mengen von Bewegungshypothese-Trajektorien der Fahrzeuge,
12B schematisch eine Gefahrenwahrscheinlichkeitsverteilung in Abhängigkeit einer Längsbeschleunigung und einer Lenkrate eines ersten Fahrzeugs gemäß 12A,
12C schematisch eine Gefahrenwahrscheinlichkeitsverteilung in Abhängigkeit einer Längsbeschleunigung und einer Lenkrate eines zweiten Fahrzeugs gemäß 12A,
13 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
14 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
15 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
16 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
17 schematisch eine zweite Verkehrssituation mit mehreren Fahrzeugen,
18 schematisch eine dritte Verkehrssituation zwischen zwei Fahrzeugen und eine Ausgabe einer Warnung,
19A bis 19F schematisch einen Ausschervorgang eines Fahrzeugs zu verschiedenen Zeitpunkten,
20 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
21A schematisch eine vierte Verkehrssituation zwischen mehreren Fahrzeugen aus einer Vogelperspektiven,
21B schematisch die vierte Verkehrssituation gemäß 21A aus einer weiteren Perspektive
22 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
23 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
24 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
25 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
26 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs,
27 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs und
28 schematisch eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In 1 ist eine erste perspektivische Sicht auf ein Cockpit eines Fahrzeugs 1 und durch eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs 1 dargestellt. Das Fahrzeug 1 bewegt sich auf einer Straße auf einen Verkehrsteilnehmer V1 zu, welcher als sich von rechts näherndes Fahrzeug ausgebildet ist.
Das Fahrzeug 1 umfasst eine Fahrerassistenzvorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen des Fahrzeugs 1. Als Unterstützung werden dem Fahrer des Fahrzeugs 1 in Abhängigkeit einer prognostizierten zukünftigen potenziellen, realen oder akuten Kollisionsgefahr und einer Folgekollisionsgefahr zwischen dem Fahrzeug 1 und anderen Verkehrsteilnehmern innerhalb des Fahrzeugs 1 Fahrerhinweise anhand einer Prioritätsliste ausgegeben. Das heißt, es werden dem Fahrer optische, akustische und/oder haptische Fahrerhinweise auf eine mehrstufige Weise ausgegeben. Eine Information Inf und eine erste Warnung W1 werden in Abhängigkeit von Wahrscheinlichkeiten aus einer kognitiven Risikobewertung der potentiellen und realen Kollisionsgefahr ausgegben, während eine zweite Warnung W2 und eine dritte Warnung W3 in Abhängigkeit einer in den 12B und 12C näher dargestellten Gefahrenwahrscheinlichkeit P(C) mit einem verfügbaren Bewegungsspielraum ausgegeben werden.
Die Fahrhinweise werden dabei derart ausgegeben, dass eine Blickrichtung R des Fahrers, wie beispielsweise in 2 näher dargestellt, in Richtung der jeweiligen Kollisionsgefahr, d. h. in Richtung des die Kollisionsgefahr verursachenden Verkehrsteilnehmers V1, gelenkt wird.
Zu diesem Zweck umfasst die Fahrerassistenzvorrichtung mehrere Lautsprecher 2 bis 4, mittels welcher die Fahrerhinweise in Abhängigkeit einer relativen Position zumindest eines Verkehrsteilnehmers V1 zum eigenen Fahrzeug 1 im Innenraum des eigenen Fahrzeugs 1 an einer Innenraumposition ausgegeben werden, welche sich vom Fahrer aus im Wesentlichen in einer Richtung befindet, in welcher sich der zumindest eine Verkehrsteilnehmer V1 relativ zum Fahrzeug 1 befindet.
Die Ermittlung und Erkennung der potentiellen und realen Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr sowie der Gefahrenwahrscheinlichkeit P(C) für eine reale oder akute Kollisionsgefahr mit einem verfügbaren Bewegungsspielraum erfolgt insbesondere wie in der noch nicht veröffentlichten DE 10 2011 113 019 , hier „Risikobewertung in Raum-Zeit” genannt” und/oder der vorveröffentlichten DE 10 2011 106 176 A1 , hier „Feel-Safe-Zone” genannt, beschrieben. Die Risikobewertung in Raum-Zeit ermittelt kognitiv, anhand der erkannten Manöveroptionen der Verkehrsteilnehmer, die Wahrscheinlichkeit für eine potentielle und reale Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr. Für die kognitive Bewertung der Wahrscheinlichkeit werden, beispielsweise objektorientierte Bayes Netzwerke bzw. andere Methoden der künstlichen Intelligenz verwendet.
In Abhängigkeit der ersten Verfahrenstufe kognitive Risikobewertung mit potentieller bzw. realer Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr und der zweiten Verfahrenstufe „FeeL-Safe-Zone” mit Gefahrenwahrscheinlichkeit für eine reale oder akute Kollision und einem verfügbaren Bewegungsspielraum und in Kombination mit dem Fahrerzustand und/oder eine Fahrer-Voreinstellung wird der Fahrer mittels der Fahrerhinweise in mehreren Eskalationsstufen informiert und gewarnt. Der Fahrerzustand wird aus einem Aufmerksamkeitsgrad, einem Ablenkungsgrad, einem Müdigkeitsgrad, Stress und/oder Vitalparametern des Fahrers mittels zumindest einer optischen Erfassungseinheit, Bedienerhandlungen und/oder weiterer Erfassungseinheiten ermittelt.
Wird eine kognitiv bewertete Wahrscheinlichkeit für eine potenzielle oder reale Kollisionsgefahr mit Folgekollisionsgefahr und zusätzlich eine stochastisch berechnete Gefahrenwahrscheinlichkeit für eine reale bzw. akute Kollision ermittelt, welche insbesondere einen vorgegebenen Schwellwert, beispielsweise von 80%, überschreitet, und wird gleichzeitig ein geringer Aufmerksamkeitsgrad, ein hoher Ablenkungsgrad, ein hoher Müdigkeitsgrad, hoher Stress und/oder eine Verschlechterung des Vitalzustands erfasst, werden dem Fahrer des Fahrzeugs 1 die Fahrhinweise ausgegeben. Die Gefahrenwahrscheinlichkeit P(C) wird dabei probabilistisch für verschiedene mögliche Situationen prognostiziert. Die kognitiv und stochastisch bewerteten Situationen werden in Abhängigkeit der Größe der Wahrscheinlichkeit für potentielle, reale oder akute Kollisionsgefahr in einer Liste geordnet, wobei die Ausgabe der Fahrerhinweise insbesondere für eine Konflikt-Situation mit der höchsten Wahrscheinlichkeit erfolgt.
Dabei wird dem Fahrer des Fahrzeugs 1 vor Erreichen eines ersten Abstands zu dem anderen Verkehrsteilnehmer V1 oder zu einer vorgegebenen ersten Zeitdauer bis zum Erreichen des ersten Abstands in einer ersten Eskalationsstufe zu einem ersten Zeitpunkt eine in 19A gezeigte optische, akustische und/oder haptische Information Inf über die potenzielle Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr im Fahrzeuginnenraum ausgegeben. Der erste Abstand und die erste Zeitdauer werden vorzugsweise fest oder in Abhängigkeit einer Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Verkehrsteilnehmer V1 und/oder eines Reibungskoeffizienten zwischen dem Fahrzeug 1 und einem Straßenbelag variabel vorgegeben. Der erste Zeitpunkt zur Ausgabe der Information Inf liegt insbesondere mehr als 3 Sekunden vor einer möglichen Kollision. Die Information Inf enthält dabei insbesondere Daten über die Größe der Kollisionsgefahr und/oder über die Folgekollisionsgefahr. Die Information Inf wird dann ausgegeben, wenn, abgeleitet aus den in den 25 bis 28 dargestellten Fahrerabsichten FA1 bis FA3 des Fahrers des Fahrzeugs 1 und des Verkehrsteilnehmers V1, Schnittpunkte der beabsichtigten Manöver des Fahrzeugs 1 und des Verkehrsteilnehmers V1 ermittelt werden.
Kontinuierlich, mit einem Prognose-Horizont von 3 bis 4 Sekunden, wird eine kognitive Risikobewertung durchgeführt. Bei Überschreitung eines vorgegebenen Grenzwertes der potentiellen Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr wird in einer zweiten Eskalationsstufe zu einem auf den ersten Zeitpunkt folgenden zweiten Zeitpunkt eine ebenfalls in 19A dargestellte optische, akustische und/oder haptische erste Warnung W1 vor einer realen Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr im Innenraum des Fahrzeugs 1 ausgegeben. Die erste Warnung W1 wird dem Fahrer vor Erreichen eines zweiten Abstands zu dem anderen Verkehrsteilnehmer V1 oder zu einer vorgegebenen zweiten Zeitdauer bis zum Erreichen des zweiten Abstands ausgegeben. Der zweite Abstand und die zweite Zeitdauer werden vorzugsweise fest oder in Abhängigkeit einer Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Verkehrsteilnehmer V1 und/oder des Reibungskoeffizienten zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Straßenbelag variabel vorgegeben. Der zweite Zeitpunkt liegt insbesondere zwischen 2 und 3 Sekunden vor einer möglichen Kollision. Die erste Warnung W1 beinhaltet dabei, dass eine Kollision potenziell möglich ist und wird allein aus der Kenntnis möglicher Schnittpunkte in Raum-Zeit zwischen Trajektorien bzw. zwischen Manöveroptionen des Fahrzeugs 1 und des Verkehrsteilnehmers V1 ermittelt. Die erste Warnung W1 wird insbesondere nur dann ausgegeben, wenn sowohl das Fahrzeug 1 als auch der Verkehrsteilnehmer V1 gleichzeitig das gleiche Straßensegment befahren. Die Straßensegmente werden durch ein dynamisches Gitter gebildet, wobei die Größe der Straßensegmente fest oder in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 und des Verkehrsteilnehmers V1 gewählt wird.
Kontinuierlich, mit einem Prognose-Horizont von 2 Sekunden werden Bewegungsspielräume zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Verkehrsteilnehmer V1 ermittelt, wobei die Ermittlung beispielsweise gemäß der DE 10 2011 106 176 A1 und/oder der noch nicht veröffentlichten DE 10 2012 005 272 erfolgt. Weiterhin werden mögliche Steuergrößen ermittelt und probabilistisch bewertet, um eine Kollision zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Verkehrsteilnehmer V1 zu vermeiden. Diese Steuergrößen umfassen erste Steuergrößen, welche es ohne Durchführung eines Extremmanövers ermöglichen, kollisionsfrei an dem Verkehrsteilnehmer V1 vorbeizufahren. Unter einem Extremmanöver werden dabei beispielsweise eine Vollbremsung, eine maximale Beschleunigung und ein kritisches Lenkmanöver verstanden.
Sind derartige erste Steuergrößen vorhanden, wird dem Fahrer in einer dritten Eskalationsstufe eine in 19B dargestellte zweite optische, akustische und/oder haptische Warnung W2 ausgegeben, welche den Fahrer darauf hinweist, dass eine reale Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr mit einem Bewegungsspielraum und verfügbaren Steuergrößen zur kollisionsfreien Weiterfahrt vorliegen. Die zweite Warnung W2 wird dem Fahrer des Fahrzeugs 1 vor Erreichen eines dritten Abstands zu dem anderen Verkehrsteilnehmer V1 oder zu einer vorgegebenen dritten Zeitdauer bis zum Erreichen des dritten Abstands ausgegeben. Der dritte Abstand und die dritte Zeitdauer werden vorzugsweise fest oder in Abhängigkeit einer Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Verkehrsteilnehmer V1 und/oder des Reibungskoeffizienten Fahrzeugs 1 auf dem Straßenbelag variabel vorgegeben. Die zweite Warnung W2 erfolgt insbesondere 1 s bis 2 s vor dem Eintritt der potenziellen Kollision.
Erfolgt auf die zweite Warnung W2 keine korrekte Handlung des Fahrers, liegen aber erste Steuergrößen zur kollisionsfreien Umfahrung des Verkehrsteilnehmers V1 vor, erfolgt ein Eingriff in die Fahrdynamik des eigenen Fahrzeugs 1 in der Art, dass das Fahrzeug 1 ohne Extremmanöver und kollisionsfrei an dem anderen Verkehrsteilnehmer V1 vorbeigeführt wird. Hierzu wird eine Längs- und/oder Quersteuerung des Fahrzeugs 1 in der Art beeinflusst, dass das Fahrzeug 1 automatisch verlangsamt, gestoppt, beschleunigt und/oder gelenkt wird und/oder eine Beschleunigung durch den Fahrer verhindert wird.
Das heißt, die probabilistisch bewerteten Steuergrößen stellen die noch für den Fahrer verfügbaren Manöveroptionen dar. Bei fehlender Fahrerreaktion wird das die Kollision vermeidende Manöver mittels der Fahrerassistenzvorrichtung autonom und, falls erste Steuergrößen verfügbar sind, für die Insassen des Fahrzeugs 1 komfortabel und vorzugsweise in der typischen Fahrweise des Fahrers durchgeführt.
Sind keine ersten Steuergrößen vorhanden, um kollisionsfrei und komfortabel, d. h. innerhalb des typischen Fahrerprofils, vorbei zu fahren, und erfolgt keine korrekte Handlung des Fahrers zur Vermeidung der Kollision, wird mit dem Fahrer in einer vierten Eskalationsstufe eine in 19C dritte optische, akustische und/oder haptische Warnung W3 vor einer akuten Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr ausgegeben und es erfolgt ein automatischer Eingriff in die Fahrdynamik des Fahrzeugs 1 unter Ausführung eines Extremmanövers. Die dritte Warnung W3 wird dem Fahrer des Fahrzeugs 1 vor Erreichen eines vierten Abstands zu dem anderen Verkehrsteilnehmer V1 oder zu einer vorgegebenen vierten Zeitdauer bis zum Erreichen des vierten Abstands ausgegeben. Der vierte Abstand und die vierte Zeitdauer werden vorzugsweise fest oder in Abhängigkeit einer Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Verkehrsteilnehmer V1 und/oder des Reibungskoeffizienten zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Straßenbelag variabel vorgegeben. Bei der Ermittlung der möglichen Extremmanöver und deren Ausführung werden eine verbleibende Zeit zum Bremsen, eine verbleibende Zeit zum Lenken und eine verbleibende Zeit zur Beschleunigung bzw. zum Kick-Down ermittelt und berücksichtigt. Die dritte Warnung W3 erfolgt insbesondere weniger als 1 s vor dem Eintritt der potenziellen Kollision.
Im Ergebnis wird die Kollision verhindert oder zumindest werden deren Folgen minimiert. Dabei dienen der Fahrerzustand, die Risikobewertung und die „Feel-Safe-Zone” als Filter für die Ausgabe und Intensität der Informationen Inf und der Warnungen W1 bis W3 in den verschiedenen Eskalationsstufen.
Aufgrund der Berücksichtung des Aufmerksamkeitsgrades und der Vitaldaten des Fahrers bei der Bewertung der Bewegungsspielräume werden unnötige und irritierende Fahrerwarnungen vermieden.
Alle Informationen Inf und Warnungen W1 bis W3 werden im Fahrzeuginnenraum aus der Richtung der relativen Position des kollisionsgefährlichen Verkehrsteilnehmers V1 ausgegeben. Die Möglichkeit der beschriebenen Erfassung der Gefahren und die daraus folgende positionsbezogene Ausgabe der Informationen Inf und Warnungen W1 bis W3 ergibt sich in besonders vorteilhafter Weise daraus, dass Umgebungsinformationen des Fahrzeugs 1 in einem Erfassungsbereich von 360° erfasst werden.
2 zeigt eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit des Fahrzeugs 1. Dabei werden die Information Inf und/oder Warnungen W1 bis W3 als optische und akustische Fahrerhinweise richtungsbezogen ausgegeben. Hierzu umfasst die Fahrerassistenzvorrichtung mehrere Lichtquellen 5 bis 8, wobei die Lichtquellen 6 bis 8 in den 3 bis 7 näher dargestellt sind.
Bei der dargestellten perspektivischen Sicht befindet sich in nicht gezeigter Weise ein Verkehrsteilnehmer V1 im linken Bereich eines Sichtfeldes des Fahrers des Fahrzeugs 1. Im Fahrzeuge für Linksverkehr mit Lenkrad an der rechten Seite, wird alles symmetrisch gespiegelt auf den rechten Bereich des Sichtfeldes des Fahrers. Um die Aufmerksamkeit und die Blickrichtung R des Fahrers in die Richtung dieses Verkehrsteilnehmers V1, von welchem eine Kollisionsgefahr ausgeht, zu richten, werden mittels des Lautsprechers 2 bis 4 und der Lichtquelle 5 bis 8 in den verschiedenen Eskalationsstufen die Information Inf und Warnungen W1 bis W3 ausgegeben. Dabei werden bei einem im vorderen linken Bereich des Fahrzeugs 1 befindlichen kollisionsrelevanten Verkehrsteilnehmer V1 die Information Inf und Warnungen W1 bis W3 im Bereich der linken A-Säule im Inneren des Fahrzeugs 1 ausgegeben.
In Abhängigkeit der Wahrscheinlichkeit der potentiellen oder realen Kollisionsgefahr, Folgekollisionsgefahr, der Gefahrenwahrscheinlichkeit P(C) für eine reale oder akute Kollision mit einem verfügbaren Bewegungsspielraum und in Kombination mit dem Fahrerzustand und/oder Fahrer-Voreinstellungen werden eine Tonstärke, eine Tonlänge und ein Tonmuster der akustischen Signale sowie insbesondere Farbtöne der optischen Signale variiert. Weiterhin wird eine angenommene Fahrerreaktionszeit bei Verringerung des Aufmerksamkeitsgrades, Erhöhung des Ablenkungsgrades, Erhöhung des Müdigkeitsgrades, Erhöhung des Stresses und/oder Verschlechterung der Vitalparameter erhöht wird. Bei einer erhöhten Fahrerreaktionszeit wird die Intensität der Information Inf und der Warnungen W1 bis W3 erhöht.
Die Lichtquellen 5 bis 8 sind aus mehreren Leuchtdioden gebildet. Alternativ oder zusätzlich können die Lichtquellen 5 bis 8 mit einer Faseroptik gekoppelt sein, wobei die Faseroptik den Vorteil aufweist, dass diese nicht wärmeleitfähig oder stromleitfähig ist. Insbesondere sind weiterhin Farbwechsel möglich.
Die Information Inf zu den potentiellen Kollisionspartnern wird dabei insbesondere optisch mit einem hellgrünen und transparenten Hintergrund und einer Sprachausgabe ausgegeben und dient der Lenkung der Aufmerksamkeit des Fahrers in die Richtung des Orts der Gefahr.
Die erste Warnung W1 zu den realen Kollisionspartnern wird insbesondere optisch mit einem gelben und transparenten Hintergrund und kurz unterbrochenen Tonsignalen ausgegeben. Die optische Ausgabe kann dabei je nach Kritikalität unterbrechungsfrei oder blinkend erfolgen.
Die zweite Warnung W2 zu den realen Kollisionsgefahr mit einem verfügbaren Bewegungsspielraum wird insbesondere optisch mit einem hellorangen und transparenten Hintergrund und einem eindringlichen Tonsignal ausgegeben. Die optische Ausgabe kann dabei je nach Kritikalität unterbrechungsfrei oder blinkend erfolgen.
Die dritte Warnung W3 zu den akuten Kollisionsgefahr ohne einen Bewegungsspielraum wird insbesondere optisch mit einem hellroten und transparenten Hintergrund und einem eindringlichen Tonsignal ausgegeben. Die optische Ausgabe kann dabei je nach Kritikalität unterbrechungsfrei oder blinkend erfolgen.
In 3 ist eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit des Fahrzeugs 1 dargestellt. Dabei werden die Information Inf und/oder Warnungen W1 bis W3 als optische und akustische Fahrerhinweise richtungsbezogen ausgegeben mittels der Lichtquelle 8 und des Lautsprechers 4. Bei einem im vorderen rechten Bereich des Fahrzeugs 1 befindlichen kollisionsrelevanten Verkehrsteilnehmer V1 werden die Information Inf und Warnungen W1 bis W3 im Bereich der rechten A-Säule im Inneren des Fahrzeugs 1 ausgegeben.
4 zeigt eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit des Fahrzeugs 1, wobei alle Lautsprecher 2 bis 4 und Lichtquellen 5 bis 8 in aktiviertem Zustand dargestellt sind. Bei einem im vorderen zentralen Bereich des Fahrzeugs 1 befindlichen kollisionsrelevanten Verkehrsteilnehmer V1 werden die Information Inf und Warnungen W1 bis W3 im Bereich zwischen der linken und rechten A-Säule mittels der Lichtquellen 6, 7 und des Lautsprechers 3 im Inneren des Fahrzeugs 1 ausgegeben.
5 zeigt eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit des Fahrzeugs 1. Zur Lenkung der Aufmerksamkeit und Blickrichtung R in die linke Richtung wird zunächst als Vorwarnung der Lautsprecher 2, welcher vorzugsweise in eine Verkleidung der linken A-Säule integriert ist, aktiviert und es wird in Abhängigkeit der Eskalationsstufe ein akustisches Signal ausgegeben. Anschließend wird mittels der Lichtquelle 5 das entsprechende optische Signal erzeugt. Die Lichtquelle 5 ist insbesondere in einem Grenzbereich zwischen der Windschutzscheibe und der A-Säule angeordnet.
In 6 ist eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit des Fahrzeugs 1 dargestellt. Zur Lenkung der Aufmerksamkeit und Blickrichtung R in die rechte Richtung wird zunächst als Vorwarnung der Lautsprecher 4, welcher vorzugsweise in eine Verkleidung der rechten A-Säule integriert ist, aktiviert und es wird in Abhängigkeit der Eskalationsstufe ein akustisches Signal ausgegeben. Anschließend wird mittels der Lichtquelle 8 das entsprechende optische Signal erzeugt. Die Lichtquelle 8 ist insbesondere in einem Grenzbereich zwischen der Windschutzscheibe und der A-Säule angeordnet.
7 zeigt eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit des Fahrzeugs 1. Zur Lenkung der Aufmerksamkeit und Blickrichtung in eine zentrale Richtung vor das Fahrzeug 1 wird zunächst als Vorwarnung der Lautsprecher 3 aktiviert und es wird in Abhängigkeit der Eskalationsstufe ein akustisches Signal ausgegeben. Anschließend werden mittels der Lichtquellen 6, 7 die entsprechenden optischen Signale erzeugt.
In 8 sind mehrere Verkehrszeichen 14 dargestellt. Um dem Fahrer des Fahrzeugs 1 je nach Verkehrssituation richtungsgebunden auszugeben und diesen somit auf Gefahren hinzuweisen, umfasst die Fahrerassistenzvorrichtung des Fahrzeugs 1 zusätzlich oder alternativ zu den Lichtquellen 5 bis 8 Anzeigeeinheiten 9 bis 12, welche in 9 näher dargestellt sind.
9 zeigt eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit des Fahrzeugs 1. Bei den Anzeigeeinheiten 9 bis 12 handelt es sich um so genannte transparente organische Leuchtdioden, auch als transparente OLEDs bezeichnet, welche als so genannte Overlay-Folien auf die entsprechenden Bereiche der Windschutzscheibe aufgebracht sind. Diese sind im Randbereich der Windschutzscheibe des Fahrzeugs außerhalb des Sichtfelds des Fahrers angeordnet und weisen im inaktiven Zustand insbesondere eine Transparenz von 70% bis 75% auf. Im aktivierten Zustand sind mittels der Anzeigeeinheiten 9 bis 12 beliebige Symbole Z1 bis Zv, beispielsweise die Verkehrszeichen 14 darstellbar. Auch sind die von den Anzeigeeinheiten 9 bis 12 bedeckten Bereiche der Windschutzscheibe in beliebigen Farben markierbar.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird zur Lenkung der Aufmerksamkeit und Blickrichtung in eine zentrale Richtung vor das Fahrzeug 1 zunächst als Vorwarnung der Lautsprecher 3 aktiviert. Dabei wird in Abhängigkeit der Eskalationsstufe ein akustisches Signal ausgegeben. Anschließend werden mittels der Anzeigeeinheiten 10, 11 die entsprechenden optischen Signale erzeugt, wobei im Gefahrbereich die Symbole Z1 bis Zv als Hinweis ausgegeben werden. Diese Symbole Z1 bis Zv weisen den Fahrer auf die Art der Gefahr hin.
In 10 ist eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit des Fahrzeugs 1 dargestellt. Zur Lenkung der Aufmerksamkeit und Blickrichtung R in die rechte Richtung wird zunächst als Vorwarnung der Lautsprecher 4, welcher vorzugsweise in eine Verkleidung der rechten A-Säule integriert ist, aktiviert und es wird in Abhängigkeit der Eskalationsstufe ein akustisches Signal ausgegeben. Anschließend wird mittels der Anzeigeeinheit 12 das entsprechende optische Signal erzeugt und die Symbole Z1 bis Zv werden ausgegeben.
11 zeigt eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit des Fahrzeugs 1. Zur Lenkung der Aufmerksamkeit und Blickrichtung R in die linke Richtung wird zunächst als Vorwarnung der Lautsprecher 2, welcher vorzugsweise in eine Verkleidung der linken A-Säule integriert ist, aktiviert und es wird in Abhängigkeit der Eskalationsstufe ein akustisches Signal ausgegeben. Anschließend wird mittels der Anzeigeeinheit 12 das entsprechende optische Signal erzeugt und die Symbole Z1 bis Zv werden ausgegeben.
In 12A sind eine erste Situation zwischen dem Fahrzeug 1 und einem dem Fahrzeug 1 entgegenkommenden Verkehrsteilnehmer V1 sowie dem Fahrzeug 1 und dem Verkehrsteilnehmer V1 zugehörige Mengen M1, M2 von Bewegungshypothese-Trajektorien T1₁ bis Tm₁, T1₂ bis Tn₂ dargestellt. Das Fahrzeug 1 und der Verkehrsteilnehmer V1 bewegen sich beispielsweise innerhalb einer geschlossenen Ortschaft mit Geschwindigkeiten zwischen 30 km/h und 50 km/h.
Zur Ermittlung einer in den 12B und 12C näher dargestellten Gefahrenwahrscheinlichkeit P(C) der Situation zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Verkehrsteilnehmer V1 werden zukünftige Bewegungstrajektorien des Fahrzeugs 1 und des Verkehrsteilnehmers V1 prognostiziert, indem die Bewegungshypothese-Trajektorien T1₁ bis Tm₁, T1₂ bis Tn₂ des Fahrzeugs 1 und des Verkehrsteilnehmers V1 erzeugt werden.
Dabei werden in einer ersten Verfahrensstufe, hier „Risikobewertung in Raum-Zeit” genannt, anhand der Positionsdaten des Fahrzeugs 1 und des Verkehrsteilnehmers V1, Bewegungsdaten des Fahrzeugs 1 und des Verkehrsteilnehmers V1 und Umgebungsinformationen des Fahrzeugs 1 und des Verkehrsteilnehmers V1 die Manöverabsichten des Fahrers des Fahrzeugs 1 und des Verkehrsteilnehmers V1 erkannt und anhand die Schnittpunkte von der paarweise kombinierten Manöverabsichten die potentielle Kollisionsgefahr ermittelt. Die Belegung der Gitterzellen in Raum-Zeit in Kombination mit Kontext-Informationen, inklusive Vorrangsregeln, liefert die reale Kollisionsgefahr.
In einer zweiten Verfahrensstufe, hier „Feel-Safe-Zone” genannt, werden anhand der Bewegungszustände des Fahrzeugs 1 und des Verkehrsteilnehmers V1 und der Steuergrößen des Fahrerprofils alle möglichen gegenseitigen Schnittpunkte der Bewegungshypothese-Trajektorien T1₁ bis Tm₁, T1₂ bis Tn₂ ermittelt und die Gefahrenwahrscheinlichkeit für reale bzw. akute Kollision und verfügbaren Bewegungsspielraum berechnet.
Die Ermittlung der Positionsdaten für beide Verfahren erfolgt insbesondere anhand eines globalen Positionsbestimmungssystems, beispielsweise dGPS (differential GPS), oder einer digitalen Karte mit Landmarken.
Die Ermittlung der Bewegungsdaten erfolgt ebenfalls anhand des globalen Positionsbestimmungssystems und/oder mittels fahrzeugeigener Sensorik, beispielsweise mittels zumindest eines Geschwindigkeitssensors, Lenkratensensors, Gierratensensors, Beschleunigungssensors, einer Umgebungserfassungseinheit und/oder eines Kompasses.
Die Umgebungsinformationen des Fahrzeugs 1 und des Verkehrsteilnehmers V1 werden mittels der zumindest einen Umgebungserfassungseinheit erfasst. Diese Umgebungserfassungseinheit ist eine Bilderfassungseinheit, welche einen Erfassungsbereich von insbesondere 360° aufweist. Alternativ oder zusätzlich werden die Umgebungsinformationen aus Kartendaten einer digitalen Straßenkarte, einer Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation und/oder einer Fahrzeug-zu-Verkehrsteilnehmer-Kommunikation ermittelt. Aus den Umgebungsinformationen wird wiederum abgeleitet, ob sich in der Umgebung des Fahrzeugs 1 und des Verkehrsteilnehmers V1 Gefahrenstellen und/oder Konfliktbereiche befinden.
Zur Ermittlung der Fahrerabsichten FA1 bis FA3 werden das Fahrzeug 1 und der Verkehrsteilnehmer V1 auf ihrer Fahrspur lokalisiert. Dabei werden eine relative Geschwindigkeit eines vorausfahrenden Fahrzeugs auf der gleichen Fahrspur zusammen mit einer relativen Geschwindigkeit eines nachfolgenden Fahrzeugs auf der gleichen Fahrspur und einer relativen Geschwindigkeit eines entgegenkommenden Fahrzeugs auf einer benachbarten Fahrspur oder der gleichen Fahrspur berücksichtigt. Auch werden die Fahrerabsichten FA1 bis FA3 aus Bewegungsmustern und Lichtzeichen, wie beispielsweise aus einer Aktivierung eines Fahrtrichtungsanzeigers bzw. aus der Orientierung und Lenkrate als Indikation der beabsichtigten Fahrtrichtung, abgeleitet.
Die möglichen gegenseitigen Schnittpunkte der Manöveroptionen stellen Positionen potenzieller Kollisionen zwischen den in den Konfliktbereichen erwarteten und paarweise betrachteten Fahrzeug 1 und Verkehrsteilnehmer V1 dar, so dass anhand der Schnittpunkte in der ersten Verfahrensstufe weiterhin die potenziellen Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Verkehrsteilnehmer V1 ermittelt werden.
Die Risikobewertung wird abgeleitet aus der kognitiven Kombination der Ereignisse:
Potenzielle Kollisionsgefahr, gleichzeitige Belegung der Konfliktbereiche und Befolgung von Vorrangsregeln. Sie wird als Hinweis auf die reale Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr in Raum-Zeit berücksichtigt.
In einer zeitlich nach der ersten Verfahrensstufe „Risikobewertung in Raum-Zeit” folgenden zweiten Verfahrensstufe „Feel-Safe-Zone” werden anhand der ermittelten realen Kollisionsgefahr mögliche kollisionsfreie Bewegungshypothese-Trajektorie-Paare des Fahrzeugs 1 und des Verkehrsteilnehmers V1 ermittelt und bewertet. Die möglichen kollisionsfreien Bewegungshypothese-Trajektorie-Paare stellen dabei Manöveroptionen des Fahrers des Fahrzeugs 1 und des Verkehrsteilnehmers V1 für die jeweilige Situation dar, welche ohne Kollision durchgeführt werden können. Diese werden als Eingangsgrößen der kollisionsfreien Fahrbahnplanung verwendet.
Bei der Bewertung der kollisionsfreien Bewegungshypothesen-Trajektorien-Paare werden die jeweiligen Bewegungsspielräume zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Verkehrsteilnehmer V1 ermittelt und in Abhängigkeit einer Größe des jeweiligen Bewegungsspielraums wird die Gefahrenwahrscheinlichkeit P(C) ermittelt. Bei der Bewertung der Bewegungsspielräume wird der Fahrerzustand und/oder eine Fahrer-Voreinstellung berücksichtigt, wobei zur Ermittlung des Fahrerzustands ein Aufmerksamkeitsgrad und Vitaldaten des Fahrers erfasst werden. Die Fahrer-Voreinstellung beinhaltet den allgemeinen Wunsch des Fahrers selbstständig oder mit Unterstützung des Fahrerassistenzsystems einer aktuell erfassten Situation, bei der Bewegungsspielraum vorhanden ist, zu begegnen. Dabei unterscheidet das System ob ein Bewegungsspielraum – ohne- bzw. mit extremen Manövern – vorhanden ist. Falls der berechnete Bewegungsspielraum einen anderen Verkehrsteilnehmer (auf komfortable und sichere Art) zu passieren erlaubt und die Fahrer-Voreinstellung den Wunsch auf selbständige Steuerung beinhaltet, wird dem Fahrer die Möglichkeit gegeben, selbst ein Korrekturmanöver durchzuführen, nachdem die zweite System-Warnung ausgegeben wurde. Falls der Fahrer korrekt handelt, ist die Situation entschärft, ohne Bedarf für eine Systemintervention. Falls der Fahrer nicht korrekt handelt, d. h. der vorhandene Bewegungsspielraum wird nicht ausgenutzt, bzw. die Voreinstellung auf „Systemunterstützung bei Kollisionsgefahr” ist oder falls kein Bewegungsspielraum vorhanden ist, wird eine dritte Warnung ausgegeben, gefolgt von einer Systemintervention, die eine Kollision verhindert oder entschärft.
Die Ermittlung der Gefahrenwahrscheinlichkeit P(C) sowie der Bewegungsspielräume, hier als „Feel-Safe-Zone” referenziert, wird anhand eines stochastischen Modells gemäß dem in der DE 10 2011 106 176 A1 beschriebenen Verfahren durchgeführt. Somit basiert die Gefahrenbewertung auf einer Prognose von allen möglichen fahrbaren und steuerbaren Trajektorien für das Fahrzeug 1 und den Verkehrsteilnehmer V1. Die Prognose weist insbesondere eine Vorlaufzeit von 2 s auf. Mit anderen Worten: Die prognostizierten Trajektorien sind 2 s vor Eintritt des wirklichen Ereignisses bekannt.
Das bedeutet – die Kombination der beiden Verfahren – „Risikobewertung in Raum-Zeit” und die Berechnung der Gefahrenwahrscheinlichkeit P(C) und verfügbarer Bewegungsspielräume (d. h. „Feel-Safe-Zone”) – liefert die übergreifende kontextabhängige Ableitung der realen Kollisionsgefahr mit dem verfügbaren Bewegungsspielraum für die Kollisionsvermeidung. Beide Verfahren – Risikobewertung der potentielle und reale Kollisionsgefahr sowie „Feel-Safe-Zone” zur Ermittlung der realen und akuten Kollisionsgefahr mit dem verfügbaren Bewegungsspielraum – laufen parallel zur Situationsanalyse im Quer-, Längs- und Gegenverkehr. Beide Verfahren liefern zu verschiedene Zeitpunkten die Trigger für die vier Eskalationstufen des Systems: Information, Warnungen (W1 bis W3) und/oder aktive Intervention/aktiver Eingriff in die Längs- bzw. Querdynamik.
Bei der Ermittlung der Gefahrenwahrscheinlichkeit P(C) werden bei der dargestellten Situation ein Handeln des Fahrers des Fahrzeugs 1 und des Verkehrsteilnehmers V1 im Gegenverkehr, insbesondere innerhalb geschlossener Ortschaften in beliebigen Geschwindigkeitsbereichen berücksichtigt. Ferner werden Überholmanöver mit und ohne Gegenverkehr sowie ein Ausscheren und Einscheren, Einfädeln/Ausfädeln, bzw. ein Spurwechsel sowohl innerhalb geschlossener Ortschaften als auch außerhalb geschlossener Ortschaften auf Autobahnen, Kraftfahrtstraßen und Landstraßen berücksichtigt. Auch werden gekrümmte Straßenprofile berücksichtigt, wobei die Krümmung der Straßenprofile insbesondere aus der Gierrate des Fahrzeugs 1 und des Verkehrsteilnehmers V1 abgeleitet wird.
12B zeigt eine Gefahrenwahrscheinlichkeitsverteilung in Abhängigkeit einer Längsbeschleunigung a und einer Lenkrate l des Fahrzeugs 1. Die Gefahrenwahrscheinlichkeitsverteilung ist dabei in vier Gefahrenbereiche B1 bis B4 unterteilt, wobei die Gefahrenwahrscheinlichkeit P(C) vom ersten Gefahrenbereich B1 bis zum vierten Gefahrenbereich B4 zunimmt. Dabei beträgt die Gefahrenwahrscheinlichkeit P(C) im ersten Gefahrenbereich B1 insbesondere bis zu 25%, im zweiten Gefahrenbereich B2 25% bis 50%, im dritten Gefahrenbereich B3 50% bis 75 % und im vierten Gefahrenbereich B4 75% bis 100%.
Aus der Gefahrenwahrscheinlichkeitsverteilung wird ersichtlich, dass bei zunehmender Beschleunigung a und einer zunehmenden Lenkrate l in eine linke Richtung die Gefahrenwahrscheinlichkeit P(C) einer Kollision mit dem Verkehrsteilnehmer V1 ansteigt.
In 12C ist die Gefahrenwahrscheinlichkeitsverteilung der gleichen Situation für den Verkehrsteilnehmer V1 dargestellt. Auch hierbei ist die Gefahrenwahrscheinlichkeitsverteilung in die vier Gefahrenbereiche B1 bis B4 unterteilt. Es wird ersichtlich, dass bei zunehmender Beschleunigung a und einer zunehmenden Lenkrate l in eine linke Richtung die Gefahrenwahrscheinlichkeit P(C) einer Kollision mit dem Fahrzeug 1 ansteigt.
In den 13 bis 16 ist eine Ausgabe der Information Inf und Warnungen W1 bis W3 in den verschiedenen Eskalationsstufen im Innenraum des Fahrzeugs 1 für die erste Situation zwischen dem Fahrzeug 1 und dem dem Fahrzeug 1 entgegenkommenden Verkehrsteilnehmer V1 dargestellt, wobei die akustischen Signale mittels des Lautsprechers 3 und die optischen Signale mittels der Anzeigeeinheit 10 ausgegeben werden.
In allen Eskalationsstufen wird dem Fahrer zum Hinweis auf die Gefahr das entsprechende Symbol Z1 ausgegeben.
17 zeigt eine zweite Verkehrssituation zwischen dem Fahrzeug 1 und mehreren Verkehrsteilnehmern V1 bis Vn mit möglichen Einfädeltrajektorien und Ausfädeltrajektorien, welche jeweils mit einem Spurwechsel verbunden sind.
In Abhängigkeit von Gefahren werden im Innenraum des Fahrzeugs 1 und vorzugsweise auch in den Innenräumen der Fahrzeuge ausgebildeten Verkehrsteilnehmer V1 bis Vn die Information Inf und Warnungen W1 bis W3 richtungsbezogen ausgegeben.
In 18 ist eine zweite Verkehrssituation zwischen dem Fahrzeug 1 und einem Verkehrsteilnehmer V1 dargestellt. Die Fahrerabsicht des Verkehrsteilnehmers V1 liegt darin, von seiner Fahrspur in die Fahrspur des Fahrzeugs 1 zu wechseln. In Abhängigkeit von der jeweiligen Eskalationsstufe werden dem Fahrer des Fahrzeugs 1 und insbesondere auch dem Verkehrsteilnehmer V1 die Informationen Inf und Warnungen W1 bis W3 aus der Richtung ausgegeben, in welcher sich der Verkehrsteilnehmer V1 bzw. das Fahrzeug 1 relativ zum Fahrzeug 1 bzw. zum Verkehrsteilnehmer V1 befindet.
Die 19A bis 19F zeigen einen Ausschervorgang eines Fahrzeugs 1 zu verschiedenen Zeitpunkten.
Zu einem ersten Zeitpunkt gemäß 19A wird dem Fahrer des ersten Fahrzeugs 1 eine Information Inf ausgegeben, dass eine Kollisionsgefahr zu dem Verkehrsteilnehmer V1 besteht. Diese Information Inf erfolgt beispielsweise 3,5 s vor einer potenziellen Kollision.
Bei realer Kollisionsgefahr wird dem Fahrer des Fahrzeugs 1 gemäß 19A die erste Warnung W1 insbesondere 2,5 s vor der realen Kollisionsgefahr ausgegeben.
Bei weiterhin realer Kollisionsgefahr wird dem Fahrer des Fahrzeugs 1 gemäß 19B insbesondere 1,5 s vor der realen Kollision die zweite Warnung W2 ausgegeben. Dies erfolgt insbesondere dann, wenn das Fahrzeug 1 und der Verkehrsteilnehmer V1 sich im gleichen Straßensegment und somit in einem gemeinsamen Konfliktbereich befinden und/oder der zur Verfügung stehende Bewegungsspielraum einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet.
Bei akuter Kollisionsgefahr wird dem Fahrer des Fahrzeugs 1 gemäß 19C insbesondere 0,5 s vor der akuten Kollisionsgefahr die dritte Warnung W3 ausgegeben. Dies erfolgt insbesondere dann, wenn das Fahrzeug 1 und der Verkehrsteilnehmer V1 sich im gleichen Straßensegment und somit in einem gemeinsamen Konfliktbereich befinden und/oder der zur Verfügung stehende Bewegungsspielraum einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet. Weiterhin erfolgt ein autonomer Eingriff in die Längs- und Quersteuerung des Fahrzeugs 1.
Die 19D bis 19F zeigen die Verkehrssituation zu den Zeitpunkten bei der Kollision (6D), 0,5 s nach der Kollision (6E) und 1 s nach der Kollision (6F), wenn der Fahrer des Fahrzeugs 1 nicht ausweicht und/oder kein autonomer Eingriff in die Längs- und Quersteuerung des Fahrzeugs 1 erfolgt.
20 zeigt eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit des Fahrzeugs 1. Zur Lenkung der Aufmerksamkeit und Blickrichtung R in die rechte Richtung werden der Lautsprecher 4 und die Anzeigeeinheit 12 in beschriebener Weise aktiviert, wobei der Fahrer des Fahrzeugs 1 auf die Gefahr des vor einer Lichtzeichenanlage 13 wartenden bzw. notfallsgeparkten Verkehrsteilnehmers V1 hingewiesen wird.
In 21A ist eine vierte Verkehrssituation aus einer Vogelperspektive dargestellt. Die vierte Verkehrssituation beschreibt die in 20 aus der Perspektive des Fahrzeugs 1 dargestellte Verkehrssituation in einem Kreuzungsbereich.
21B zeigt die vierte Verkehrssituation aus der Perspektive des Verkehrsteilnehmers V2.
In 22 ist eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit des Fahrzeugs 1 dargestellt, wobei sich das Fahrzeug 1 auf einer Landstraße befindet. Die Windschutzscheibe des Fahrzeugs 1 ist vorzugsweise vollständig mit den als Overlay-Folie ausgebildeten transparenten OLEDs beschichtet, so dass der jeweilige Gefahrenhinweis für den Fahrer an der entsprechenden Position der Windschutzscheibe optisch ausgebbar ist. Am rechten Fahrbahnrand befindet sich ein Verkehrszeichen 14, welches vor Fahrradfahrern warnt. Zur Hervorhebung dieses Bereichs werden der Lautsprecher 4 und die Anzeigeeinheit 12 in beschriebener Weise aktiviert, um den Fahrer des Fahrzeugs 1 auf die Gefahr hinzuweisen und seine Aufmerksamkeit in die Gefahrenrichtung zu lenken. Der Hinweis auf die Gefahr erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel insbesondere als Information Inf.
23 zeigt eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit des Fahrzeugs 1, wobei sich das Fahrzeug 1 auf eine Kreuzung zu bewegt. Von der rechten Seite nähert sich dem Fahrzeug 1 in einer Entfernung ein als Radfahrer ausgebildeter Verkehrsteilnehmer V1. Die Windschutzscheibe des Fahrzeugs 1 ist vorzugsweise vollständig mit den als Overlay-Folie ausgebildeten transparenten OLEDs beschichtet. Zur Lenkung der Aufmerksamkeit des Fahrers in den Bereich des Verkehrsteilnehmers V1 werden der Lautsprecher 4 und die Anzeigeeinheit 12 in beschriebener Weise aktiviert. Der Hinweis auf die Gefahr erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel insbesondere als erste Warnung W1.
In 24 ist eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit des Fahrzeugs 1 dargestellt, wobei sich das Fahrzeug 1 auf einer Landstraße befindet. Dem Fahrzeug 1 kommt auf der gleichen Fahrspur ein als Lastkraftwagen ausgebildeter weiterer Verkehrsteilnehmer V1 entgegen. Die Windschutzscheibe des Fahrzeugs 1 ist vorzugsweise vollständig mit den als Overlay-Folie ausgebildeten transparenten OLEDs beschichtet. Zur Lenkung der Aufmerksamkeit des Fahrers in den Bereich des Verkehrsteilnehmers V1 werden der Lautsprecher 3 und die Anzeigeeinheit 10 in beschriebener Weise aktiviert. Der Hinweis auf die Gefahr erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel insbesondere als zweite Warnung W2, wenn die beschriebenen Steuergrößen des Bewegungspielraums vorhanden sind, welche es ohne Durchführung eines Extremmanövers ermöglichen, kollisionsfrei und komfortabel, d. h. in typischem Fahrerstil, an dem Verkehrsteilnehmer V1 vorbeizufahren. 25 zeigt eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit des Fahrzeugs 1, wobei sich das Fahrzeug 1 auf eine Kreuzung zu bewegt. Der Kreuzung nähert sich relativ zum Fahrzeug 1 von links ein weiterer Verkehrsteilnehmer V1. Die ermittelte Fahrerabsicht FA2 des Verkehrsteilnehmers V1 besteht darin, die Kreuzung relativ zum Fahrzeug 1 zu queren.
Die Windschutzscheibe des Fahrzeugs 1 ist vorzugsweise vollständig mit den als Overlay-Folie ausgebildeten transparenten OLEDs beschichtet. Zur Lenkung der Aufmerksamkeit des Fahrers in den Bereich des Verkehrsteilnehmers V1 werden der Lautsprecher 2 und die Anzeigeeinheit 9 in beschriebener Weise aktiviert. Der Hinweis auf die Gefahr erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel als Information Inf. Gleichzeitig besteht aufgrund der vollflächigen Beschichtung der Windschutzscheibe mit den transparenten OLEDs die Möglichkeit, sowohl die eigenen prognostizierten Fahrerabsichten FA1 als auch die Fahrerabsichten FA2 des weiteren Verkehrsteilnehmers V1 in Pfeilform für den Fahrer darzustellen. Dies ist insbesondere bei verdeckten und für den Fahrer des Fahrzeugs 1 nicht oder nur schwer erkennbaren Verkehrsteilnehmern V1 bis Vn besonders vorteilhaft.
In 26 ist eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit des Fahrzeugs 1 dargestellt, wobei sich das Fahrzeug 1, auf einer Vorfahrtsstraße befindlich, auf eine Kreuzung zu bewegt. Der Kreuzung nähert sich relativ zum Fahrzeug 1 von links ein weiterer Verkehrsteilnehmer V1 und von vorn ein weiterer Verkehrsteilnehmer V2. Die ermittelte Fahrerabsicht FA2 des Verkehrsteilnehmers V1 besteht darin, die Kreuzung relativ zum Fahrzeug 1 zu queren. Die ermittelte Fahrerabsicht FA3 des Verkehrsteilnehmers V1 besteht darin, die Kreuzung in einer Geradeausfahrt zu überqueren.
Die Windschutzscheibe des Fahrzeugs 1 ist vorzugsweise vollständig mit den als Overlay-Folie ausgebildeten transparenten OLEDs beschichtet. Zur Lenkung der Aufmerksamkeit des Fahrers in den Bereich des Verkehrsteilnehmers V1 werden der Lautsprecher 2 und die Anzeigeeinheit 9 in beschriebener Weise aktiviert. Der Hinweis auf die Gefahr erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel als zweite Warnung W2.
Zur Lenkung der Aufmerksamkeit des Fahrers in den Bereich des Verkehrsteilnehmers V2 werden der Lautsprecher 2 und die Anzeigeeinheit 10 in beschriebener Weise aktiviert. Der Hinweis auf die Gefahr erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel als dritte Warnung W3, da eine Zeit bis zu einer potenziellen Kollision weniger als 1 s beträgt.
Gleichzeitig besteht aufgrund der vollflächigen Beschichtung der Windschutzscheibe mit den transparenten OLEDs die Möglichkeit, sowohl die eigenen prognostizierten Fahrerabsichten FA1 als auch die Fahrerabsichten FA2, FA3 der weiteren Verkehrsteilnehmer V1, V2 in Pfeilform mit Farbe, welche zu der entsprechende Eskalationsstufe passt, für den Fahrer darzustellen. Beispielweise, werden die Pfeile transparent gefärbt: Inf hellgrün, W1 hellgelb, W2 hellorange und W3 hellrot.
27 zeigt eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit des Fahrzeugs 1, wobei sich das Fahrzeug 1 auf eine Kreuzung zu bewegt. Der Kreuzung nähert sich relativ zum Fahrzeug 1 von vorn ein weiterer Verkehrsteilnehmer V1. Die ermittelte Fahrerabsicht FA2 des Verkehrsteilnehmers V1 besteht darin, vor dem Fahrzeug 1 der Vorfahrtsstraße zu folgen und nach links, vom Fahrzeug 1 aus gesehen nach rechts, abzubiegen.
Zur Lenkung der Aufmerksamkeit des Fahrers in den Bereich des Verkehrsteilnehmers V1 werden der Lautsprecher 2 und die Anzeigeeinheit 10 in beschriebener Weise aktiviert. Der Hinweis auf die Gefahr erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel als zweite Warnung W2.
Die Windschutzscheibe ist wiederum vollflächig mit den transparenten OLEDs beschichtet, so dass sowohl die eigenen prognostizierten Fahrerabsichten FA1 als auch die Fahrerabsichten FA2 des weiteren Verkehrsteilnehmers V1 in Pfeilform mit Farbe, welche zu der entsprechende Eskalationsstufe: Inf, W1 bis W3 passt, für den Fahrer darzustellen.
In 28 ist eine weitere perspektivische Sicht auf ein Cockpit des Fahrzeugs 1 dargestellt, wobei sich das Fahrzeug 1 auf eine Kreuzung zu bewegt. Der Kreuzung nähert sich relativ zum Fahrzeug 1 von rechts vorn ein Verkehrsteilnehmer V1. Die ermittelte Fahrerabsicht FA2 des Verkehrsteilnehmers V1 besteht darin, die Kreuzung relativ zum Fahrzeug 1 von rechts zu queren.
Zur Lenkung der Aufmerksamkeit des Fahrers in den Bereich des Verkehrsteilnehmers V1 werden der Lautsprecher 4 und die Anzeigeeinheit 11 in beschriebener Weise aktiviert. Der Hinweis auf die Gefahr erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel als erste Warnung W1.
Die Windschutzscheibe ist wiederum vollflächig mit den transparenten OLEDs beschichtet, so dass sowohl die eigenen prognostizierten Fahrerabsichten FA1 als auch die Fahrerabsichten FA2 des weiteren Verkehrsteilnehmers V1 in Pfeilform mit Farbe, welche zu der entsprechende Eskalationsstufe passt, für den Fahrer darzustellen. Dies ist bei der dargestellten Verkehrssituation von besonderem Vorteil, da der Verkehrsteilnehmer V1 verdeckt und somit für den Fahrer des Fahrzeugs 1 nicht vollständig und nur schwer erfassbar ist. Somit wird dem Fahrer die Gefahr von rechts anhand der Darstellung der Fahrerabsichten FA2 des weiteren Verkehrsteilnehmers V1 bewusst.
Obgleich die vorliegende Erfindung vorhergehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben worden ist, versteht es sich, dass verschiedene Änderungen und Ausgestaltungen durchgeführt werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie er in den beiliegenden Ansprüchen beschrieben ist.
Bezüglich weiterer Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wird insbesondere auf die Offenbarung der Zeichnung verwiesen.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2 bis 4: Lautsprecher
5 bis 8: Lichtquelle
9 bis 12: Anzeigeeinheit
13: Lichtzeichenanlage
14: Verkehrszeichen
a: Längsbeschleunigung
B1 bis B4: Gefahrenbereich
FA1 bis FA3: Fahrerabsicht
l: Lenkrate
Inf: Information
M1, M2: Menge
P(C): Gefahrenwahrscheinlichkeit
R: Blickrichtung
T1₁ bis Tm₁: Bewegungshypothese-Trajektorie
T1₂ bis Tn₂: Bewegungshypothese-Trajektorie
V1 bis Vn: Verkehrsteilnehmer
W1 bis W3: Warnung
Z1 bis Zv: Symbol

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 102011120117 [0002]
DE 102011113019 [0047]
DE 102011106176 A1 [0047, 0052, 0090]
DE 102012005272 [0052]

Claims

Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeugs (1), wobei in Abhängigkeit einer prognostizierten zukünftigen potenziellen, realen oder akuten Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr und/oder einer Gefahrenwahrscheinlichkeit (P(C)) mit Bewertung eines verfügbaren Spielraums zwischen dem Fahrzeug (1) und anderen Verkehrsteilnehmern (V1 bis Vn) innerhalb des Fahrzeugs (1) Fahrerhinweise ausgegeben werden, welche dem Fahrer eine Richtung der potenziellen, realen oder akuten Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr darstellen, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrer mittels der Fahrerhinweise in Abhängigkeit eines ermittelten Fahrerzustands in mehreren Eskalationsstufen informiert wird und/oder gewarnt wird, wobei zumindest in einer letzten Eskalationsstufe ein automatischer Eingriff in eine Längs- und/oder Quersteuerung des Fahrzeugs (1) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrerzustand anhand eines Aufmerksamkeitsgrades, anhand eines Ablenkungsgrades, anhand eines Müdigkeitsgrades, anhand von Stress und/oder anhand von Vitalparametern des Fahrers ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine angenommene Fahrerreaktionszeit bei Verringerung des Aufmerksamkeitsgrades, Erhöhung des Ablenkungsgrades, Erhöhung des Müdigkeitsgrades, Erhöhung des Stresses und/oder Verschlechterung der Vitalparameter erhöht wird und Fahrer-Voreinstellungen entsprechend des Zeitpunkts eines gewünschten Systemeingriffs bei einer Ausgabe von Hinweisstufen berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Information (Inf) und/oder Warnung (W1 bis W3) bei ermittelter Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr in Abhängigkeit einer relativen Position des zumindest einen Verkehrsteilnehmers (V1 bis Vn) zum Fahrzeug (1) im Innenraum des Fahrzeugs (1) an einer Innenraumposition ausgegeben wird, welche sich vom Fahrer aus im Wesentlichen in einer Richtung befindet, in welcher sich der zumindest eine kollisionsrelevante Verkehrsteilnehmer (V1 bis Vn) relativ zum Fahrzeug (1) befindet.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem im vorderen linken Bereich des Fahrzeugs (1) befindlichen kollisionsrelevanten Verkehrsteilnehmer (V1 bis Vn) die Information (Inf) und/oder Warnung (W1 bis W3) im Bereich einer linken A-Säule im Inneren des Fahrzeugs (1) ausgegeben werden.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem im vorderen rechten Bereich des Fahrzeugs (1) befindlichen kollisionsrelevanten Verkehrsteilnehmer (V1 bis Vn) die Information (Inf) und/oder Warnung (W1 bis W3) im Bereich einer rechten A-Säule im Inneren des Fahrzeugs (1) ausgegeben werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem im vorderen zentralen Bereich des Fahrzeugs (1) befindlichen kollisionsrelevanten Verkehrsteilnehmer (V1 bis Vn) die Information (Inf) und/oder Warnung (W1 bis W3) im Bereich zwischen einer linken und rechten A-Säule im Inneren des Fahrzeugs (1) ausgegeben werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Information (Inf), Warnung (W1 bis W3) und der automatische Eingriff in vier Eskalationsstufen durchgeführt werden, wobei – in einer ersten Eskalationsstufe eine Information (Inf), – in einer zweiten Eskalationsstufe eine erste Warnung (W1), – in einer dritten Eskalationsstufe eine zweite Warnung (W2) und – in einer vierten Eskalationsstufe eine dritte Warnung (W3) und ein automatischer Eingriff in einer Längs- und/oder Quersteuerung des Fahrzeugs erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass – in der ersten Eskalationsstufe zu einem ersten Zeitpunkt eine optische, akustische und/oder haptische Information (Inf) über eine potenzielle Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr des Fahrzeugs (1) mit zumindest einem der Verkehrsteilnehmer (V1 bis Vn) ausgegeben wird, – in einer zweiten Eskalationsstufe zu einem auf den ersten Zeitpunkt folgenden zweiten Zeitpunkt eine optische, akustische und/oder haptische erste Warnung (W1) vor einer realen Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr des Fahrzeugs (1) mit zumindest einem der Verkehrsteilnehmer (V1 bis Vn) ausgegeben wird, – in einer dritten Eskalationsstufe zu einem auf den zweiten Zeitpunkt folgenden dritten Zeitpunkt eine optische, akustische und/oder haptische zweite Warnung (W2) vor einer reale Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr mit verfügbaren Bewegungsspielraum des Fahrzeugs (1) mit zumindest einem der Verkehrsteilnehmer (V1 bis Vn) ausgegeben wird und – in einer vierten Eskalationsstufe zu einem auf den dritten Zeitpunkt folgenden vierten Zeitpunkt eine optische, akustische und/oder haptische dritte Warnung (W3) vor einer akuten Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr mit einem verfügbaren Bewegungsspielraum des Fahrzeugs (1) mit zumindest einem der Verkehrsteilnehmer (V1 bis Vn) ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Art und Intensität der Information (Inf) und/oder Warnung (W1 bis W3) in Abhängigkeit von einem Grad der Kollisionsgefahr und/oder Folgekollisionsgefahr und einem Ablenkungsgrad des Fahrers, eines Vitalzustands des Fahrers und/oder von Fahrer-Voreinstellungen des Fahrers eingestellt werden.