DE102012025468A1

DE102012025468A1 - Verfahren zum Bestimmen eines Zeitpunkts für das Bereitstellen einer Funktionalität mittels eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs, Fahrerassistenzsystem und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102012025468A1
Application number: DE102012025468.7A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2012-12-28
Publication date: 2014-07-03
Also published as: EP2938526A2; WO2014102190A3; WO2014102190A2; EP2938526B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Funktionalität mittels eines Fahrerassistenzsystems (3) eines Kraftfahrzeugs (1) durch Detektieren eines Objekts (7) in einem Umgebungsbereich (6) des Kraftfahrzeugs (1) anhand von Sensordaten einer Sensoreinrichtung (4) des Fahrerassistenzsystems (3); Bestimmen eines aktuellen Abstands (d) des Objekts (7) von dem Kraftfahrzeug (1); und Bestimmen eines Zeitpunkts (t1, t2, t3) für das Bereitstellen der Funktionalität abhängig von dem aktuellen Abstand (d). Eine Reaktionszeit (RT) eines Fahrers wird bestimmt, welche der Fahrer zum Vornehmen einer Handlung aufgrund des Objekts (7) benötigt, wobei der Zeitpunkt (t1, t2, t3) für das Bereitstellen der Funktionalität abhängig von der Reaktionszeit (RT) bestimmt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen einer Funktionalität mittels eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs. In einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs wird ein Objekt anhand von Sensordaten einer Sensoreinrichtung des Fahrerassistenzsystems detektiert. Es wird ein aktueller Abstand des Objekts von dem Kraftfahrzeug bestimmt, und ein Zeitpunkt für das Bereitstellen der Funktionalität wird abhängig von dem aktuellen Abstand festgelegt. Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrerassistenzsystem zum Durchführen eines solchen Verfahrens sowie ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem.
Fahrerassistenzsysteme für Kraftfahrzeuge sind bereits aus dem Stand der Technik in vielfältiger Ausgestaltung bekannt. Das Interesse richtet sich vorliegend auf ein Fahrerassistenzsystem, welches zur Vermeidung von Kollisionen des Kraftfahrzeugs mit anderen Objekten dient, wie beispielsweise mit einem anderen Kraftfahrzeug. Es geht insbesondere um ein Fahrerassistenzsystem, welches zum automatischen Abbremsen des Kraftfahrzeugs aufgrund einer ermittelten Gefahr ausgebildet ist. Bei solchen Systemen wird mittels einer Sensoreinrichtung der Abstand zu einem Hindernis, typischerweise zu einem vorausfahrenden Fahrzeug, erfasst, das sich vor dem Kraftfahrzeug befindet. Abhängig von dem gemessenen Abstand wird dann ein Gefahrengrad bestimmt, insbesondere die sogenannte „Zeit bis zur Kollision” (Time to Collision, TTC). Abhängig von der TTC kann dann gegebenenfalls ein automatischer Bremsvorgang des Kraftfahrzeugs eingeleitet werden und/oder es können andere Maßnahmen getroffen werden, wie beispielsweise Ausgeben eines akustischen und/oder optischen und/oder haptischen Warnsignals. Unterschreitet die TTC eine vorgegebene Schwelle, wird zumindest eine der genannten Funktionalitäten bereitgestellt.
Im Stand der Technik wird zwischen vollautomatischen Systemen einerseits sowie semi-autonomen Systemen andererseits unterschieden. Bei vollautonomen Systemen wird der Bremsvorgang vollständig durch das Fahrerassistenzsystem gesteuert, ohne dass der Fahrer eingreifen muss. Das Fahrzeug wird so abgebremst, dass keine Kollision stattfindet. Demgegenüber wird bei semi-autonomen Systemen das Kraftfahrzeug lediglich teilweise durch das Fahrerassistenzsystem abgebremst, und es wird zusätzlich ein optisches und/oder haptisches und/oder akustisches Warnsignal an den Fahrer abgegeben. Der Fahrer kann dann den Bremsvorgang selbst vollenden und das Kraftfahrzeug vollständig mittels des Bremspedals abbremsen oder aber erlauben, dass das Fahrerassistenzsystem die Aufprallenergie bei der Kollision mit dem Hindernis reduziert. Es sind außerdem Systeme bekannt, bei denen ausschließlich Warnsignale ausgegeben werden.
Insbesondere bei semi-autonomen Systemen stellt die Reaktionszeit des Fahrers eine wesentliche Rolle dar. Der vollständige Anhalteweg, den das Kraftfahrzeug bis zum Stillstand zurücklegt, setzt sich nämlich einerseits aus einem Reaktionsweg und andererseits aus dem Bremsweg zusammen. Der Reaktionsweg bezeichnet dabei die Strecke, die das Kraftfahrzeug während der Zeitdauer zurücklegt, die der Fahrer braucht, um die gefährliche Situation zu erkennen und anzufangen, das Bremspedal zu betätigen. Der Bremsweg bezeichnet demgegenüber die Strecke, die das Kraftfahrzeug während der Zeit vom Drücken des Bremspedals bis zum Stillstand zurücklegt. Es wird also ersichtlich, dass der gesamte Anhalteweg (Stopping Distance) nicht nur von dem Bremsweg des Kraftfahrzeugs abhängt, sondern ist vielmehr auch von der Reaktionszeit des Fahrers abhängig.
Aus dem Dokument DE 42 01 970 A1 ist ein Fahrerassistenzsystem für Kraftfahrzeuge bekannt, welches zur unterstützenden Führung bei schlechten Sichtverhältnissen, insbesondere bei Nebel, dient. Eine Detektionsvorrichtung ermittelt das Vorhandensein eines Hindernisses mit Hilfe einer Infrarotstrahlung. Das Fahrerassistenzsystem hat auch eine Messvorrichtung, welche die Reichweite der Detektionsvorrichtung für die Erfassung des Hindernisses bei den aktuellen Sichtverhältnissen ermittelt. Mittels einer Signalauswerteeinrichtung wird bei Erfassung des Hindernisses aus der aktuell ermittelten Reichweite ein Warnsignal oder aber ein Bremssignal zum Abbremsen des Kraftfahrzeugs abgegeben.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung der Zeitpunkt für das Bereitstellen der Funktionalität derart abhängig von der jeweils aktuellen Situation bestimmt werden kann, dass eine Kollision mit dem Objekt möglichst verhindert werden kann, die Funktionalität jedoch auch nicht zu früh bereitgestellt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch ein Fahrerassistenzsystem sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Bereitstellen einer Funktionalität mittels eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs. Als Funktionalität kann beispielsweise ein automatisches Abbremsen eingeleitet und/oder ein Warnsignal ausgegeben werden. Anhand von Sensordaten einer Sensoreinrichtung des Fahrerassistenzsystems wird in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs ein Objekt detektiert, wie beispielsweise ein vorausfahrendes Fahrzeug. Anhand der Sensordaten wird auch der aktuelle Abstand zum Objekt bestimmt. Abhängig von dem aktuellen Abstand wird ein Zeitpunkt für das Bereitstellen der Funktionalität festgelegt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine Reaktionszeit eines Fahrers bestimmt wird, welche der Fahrer zum Ausführen eines Manövers bzw. zum Vornehmen einer Handlung aufgrund des Objekts benötigt, und dass der Zeitpunkt für das Bereitstellen der Funktionalität abhängig von der Reaktionszeit des Fahrers bestimmt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Bereitstellung der Funktionalität zu einem optimalen Zeitpunkt unter Berücksichtigung der Reaktionszeit des Fahrers. Einerseits kann somit die Funktionalität so frühzeitig bereitgestellt werden, dass eine Kollision mit dem Objekt verhindert werden kann. Andererseits wird auch eine zu frühe Bereitstellung der Funktionalität und somit eine Beeinträchtigung des Fahrkomforts verhindert. Die Reaktionszeit des Fahrers hängt dabei von unterschiedlichsten Parametern ab, wie beispielsweise der Objektphotometrie (Kontrast) und/oder der Straßengeometrie und/oder von atmosphärischen Bedingungen (Nebel und/oder Regen) und/oder von dem Helligkeitsgrad der Umgebung. Solche Parameter können beispielsweise anhand von Bilddaten einer Kamera ermittelt werden. Die Reaktionszeit ist jedoch auch von Eigenschaften des Fahrers abhängig, wie beispielweise dem Alter und/oder der aktuellen Müdigkeit und/oder dem aktuellen Konzentrationsgrad des Fahrers. Wird insgesamt eine große Reaktionszeit bestimmt, so kann die Funktionalität früher als bei einer kleineren Reaktionszeit bereitgestellt werden, so dass der Fahrer noch genügend Zeit hat, um entsprechende Handlungen vorzunehmen.
Unter der Reaktionszeit wird dabei ein Zeitintervall verstanden, welches der Fahrer braucht, um die gefährliche Situation – nämlich das Objekt – zu erkennen und eine entsprechende Handlung vorzunehmen, wie beispielsweise das Bremspedal zu betätigen.
Diese Reaktionszeit beeinflusst den Reaktionsweg, welcher zusammen mit dem Bremsweg des Kraftfahrzeugs insgesamt den genannten Anhalteweg ergibt.
Als Zeitpunkt für das Bereitstellen der Funktionalität wird vorzugsweise ein Grenzwert für die Zeit bis zur Kollision TTC verstanden. Unterschreitet die TTC diesen Grenzwert, so wird die Funktionalität bereitgestellt.
Vorzugsweise wird die Reaktionszeit des Fahrers gemäß dem Piéron-Gesetz bestimmt. Das Piéron-Gesetz beschreibt dabei die Abhängigkeit der Reaktionszeit von einer Größe, die die Wahrnehmungsfähigkeit des Objekts durch den Fahrer angibt. Gemäß dem Piéron-Gesetz kann die Reaktionszeit des Fahrers besonders präzise und situationsabhängig bestimmt werden, nämlich insbesondere abhängig von den aktuellen Umgebungsbedingungen und dergleichen.
Vorzugsweise wird dabei eine Stimulusintensität (stimulus intensity) des Objekts für den Fahrer bestimmt, und die Reaktionszeit wird in Abhängigkeit von dieser Stimulusintensität – insbesondere gemäß dem Piéron-Gesetz – bestimmt. Die Stimulusintensität ist dabei die Intensität, mit welcher das Objekt auf die optische Wahrnehmung des Fahrers wirkt bzw. mit welcher der Fahrer das Objekt optisch wahrnehmen kann. Diese Stimulusintensität beeinflusst in starker Maße die Reaktionszeit des Fahrers, so dass die Reaktionszeit mit sehr hoher Genauigkeit abhängig von der Stimulusintensität ermittelt werden kann.
Als Stimulusintensität kann vorzugsweise ein Sichtbarkeitsgrad (visibility level) des Objekts bestimmt werden, der insbesondere anhand von Bilddaten einer Kamera und/oder anhand von Sensordaten eines Infrarotsensors und/oder anhand von Sensordaten eines Lidar-Sensors ermittelt werden kann. Die wissenschaftliche Literatur hat sich bereits mit der Bestimmung des Sichtbarkeitsgrades von Objekten anhand von digitalen Bilddaten beschäftigt. Die Bestimmung des Sichtbarkeitsgrades eines Objekts ist beispielsweise in dem folgenden Dokument beschrieben: Joulan, K. et al „Contrast Sensitivity Functions for Road Visibility Estimation an Digital Images", IFSTTAR, Paris, France.
In einer Ausführungsform wird der Sichtbarkeitsgrad des Objekts in Abhängigkeit von zumindest einem der folgenden Parameter bestimmt: Abhängig von einer Objektphotometrie, insbesondere einem Kontrast des Objekts bezüglich des Hintergrunds (kann beispielsweise anhand von Bildern einer Kamera bestimmt werden) und/oder abhängig von atmosphärischen Bedingungen in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs und/oder abhängig von einer Straßengeometrie und/oder von dem Vorhandensein einer Straßeninfrastruktur. Die Objektphotometrie ist dabei abhängig von dem optischen Kontrast des Objekts relativ zum Hintergrund. Je größer dieser Kontrast ist, desto besser kann das Objekt durch den Fahrer wahrgenommen werden und desto kleiner ist die Reaktionszeit des Fahrers. Im Rahmen der Bestimmung von atmosphärischen Bedingungen wird vorzugsweise eine Entfernung ermittelt, bis zu welcher ein Objekt bei den gegebenen atmosphärischen Bedingungen durch den Fahrer überhaupt wahrgenommen und erkannt werden kann. Auch die Straßengeometrie hat einen gewissen Einfluss auf die Wahrnehmung des Objekts durch den Fahrer. Auch das Vorhandensein einer Straßeninfrastruktur, wie beispielsweise einer Leitplanke und/oder einer akustischen Schallwand kann die Sichtbarkeit des Objekts beeinflussen. Das Objekt kann nämlich zumindest bereichsweise durch eine Straßeninfrastruktur verdeckt werden.
Die Stimulusintensität – insbesondere als Sichtbarkeitsgrad des Objekts – wird vorzugsweise anhand von Bilddaten einer Kamera und/oder anhand von Sensordaten eines Infrarotsensors und/oder anhand von Sensordaten eines Lidar-Sensors bestimmt. Insbesondere die Bestimmung der Stimulusintensität anhand von Bilddaten sorgt für eine hohe Genauigkeit bei der Bestimmung der Reaktionszeit des Fahrers. Allgemein gesamt kann die Stimulusintensität anhand von Sensordaten eines optischen Sensors bestimmt werden.
Auch die Detektion des Objekts in dem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs kann anhand von Bilddaten einer Kamera und/oder anhand von Sensordaten eines Infrarotsensors und/oder anhand von Sensordaten eines Lidar-Sensors erfolgen. Allgemein gesamt kann das Objekt anhand von Sensordaten eines optischen Sensors detektiert werden.
Die Detektion des Objekts erfolgt vorzugsweise mittels ein und derselben Sensoreinrichtung, mittels welcher auch die Stimulusintensität bestimmt wird. Diese Sensoreinrichtung kann vorzugsweise eine optische Sensoreinrichtung sein.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die Reaktionszeit gemäß der folgenden Formel berechnet wird: RT = R₀ + β·I^–α, wobei RT die zu bestimmende Reaktionszeit, I die Stimulusintensität (vorzugsweise den Sichtbarkeitsgrad des Objekts) und R₀, α und β jeweils einen Parameter bezeichnen, welcher als Konstante und/oder als Variable entsprechend eingestellt werden kann. Die oben genannte Gleichung beschreibt grundsätzlich das Piéron-Gesetz und ermöglicht die Bestimmung der Reaktionszeit mit hoher Präzision abhängig von der momentanen Situation.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Reaktionszeit in Abhängigkeit von einem Helligkeitsgrad des Umgebungsbereiches bestimmt wird. Der Helligkeitsgrad kann dabei ebenfalls anhand von Bilddaten einer Kamera bestimmt werden. Wird die oben genannte Formel zur Berechnung der Reaktionszeit verwendet, so kann der Parameter α in Abhängigkeit von dem Helligkeitsgrad des Umgebungsbereiches eingestellt werden. Es kann zwischen drei Helligkeitsgraden unterschieden werden, nämlich zwischen skotopischem Sehen (Scotopic Vision), mesopischem Sehen (Mesopic Vision) und photopischem Sehen (Photopic Vision). Abhängig von dem aktuellen Helligkeitsgrad der Umgebung wird dann der Parameter α entsprechend angepasst. Dies ermöglicht die Berechnung der Reaktionszeit in Abhängigkeit von dem aktuellen Helligkeitsgrad der Umgebung und folglich mit einer hohen Genauigkeit.
In einer Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, dass die Reaktionszeit in Abhängigkeit von zumindest einer Eigenschaft des Fahrers bestimmt wird. Diese Eigenschaft kann optional im Betrieb des Fahrzeugs erfasst werden und/oder sie kann in dem Fahrerassistenzsystem abgespeichert sein. Als Eigenschaft des Fahrers kann beispielsweise das Alter (kann abgespeichert sein) und/oder der momentane Müdigkeitsgrad (kann im Betrieb erfasst werden) und/oder der momentane Konzentrationsgrad (kann ebenfalls erfasst werden) berücksichtigt werden. Verfahren zur Erfassung des Müdigkeitsgrades und des Konzentrationsgrades des Fahrers sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Wird die obige Formel verwendet, so können diese Eigenschaften optional die übrigen Parameter R₀ und/oder β beeinflussen. Somit ist die Reaktionszeit nicht nur von den externen und somit vom Fahrer selbst unabhängigen Bedingungen abhängig, sondern zusätzlich auch von dem konkreten Fahrer, der momentan das Kraftfahrzeug führt. Die Genauigkeit der Bestimmung der Reaktionszeit kann somit weiterhin erhöht werden.
Das Bereitstellen der Funktionalität mittels des Fahrerassistenzsystems kann beinhalten, dass das Kraftfahrzeug zumindest partiell automatisch abgebremst wird und/oder ein Warnsignal mittels einer elektronischen Ausgabeeinrichtung im Innenraum des Fahrzeugs ausgegeben wird. Vorzugsweise ist das Fahrerassistenzsystem ein semi-automatisches Bremssystem, mittels welchem Eingriffe in die Bremsanlage des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden können und/oder ein Warnsignal an den Fahrer ausgegeben werden kann.
Zur Bestimmung des Zeitpunkts für das Bereitstellen der Funktionalität kann auch ein aktueller Straßenzustand der Fahrbahn bestimmt werden. Der Zeitpunkt für das Bereitstellen der Funktionalität kann dann abhängig von dem aktuellen Straßenzustand bestimmt werden. Der aktuelle Straßenzustand kann insbesondere anhand von Bilddaten einer Kamera ermittelt werden. Dabei können zunächst atmosphärische Bedingungen ermittelt werden, und es kann festgestellt werden, ob das Kraftfahrzeug bei Nebel und/oder bei Regen geführt wird. Abhängig von diesen atmosphärischen Bedingungen kann dann auf den Straßenzustand zurückgeschlossen werden, insbesondere darauf, ob momentan eine glatte Fahrbahn vorliegt oder nicht und somit ob eine Rutschgefahr momentan gegeben ist oder nicht. Auch dies kann die Bestimmung des optimalen Zeitpunkts. für die Bereitstellung der Funktionalität beeinflussen. Der Straßenzustand hat nämlich einen großen Einfluss auf den Bremsweg des Kraftfahrzeugs.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug, wobei das System zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße System sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 in schematischer Darstellung eine Straßensituation mit einem Kraftfahrzeug gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
3 eine Abhängigkeit einer Reaktionszeit von einer Stimulusintensität gemäß dem Piéron-Gesetz.
In 1 ist eine Straßensituation gezeigt, bei welcher sich ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung auf einer Straße 2 befindet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Fahrerassistenzsystem 3, welches im Ausführungsbeispiel als semi-automatisches Bremssystem ausgebildet ist. Das Fahrerassistenzsystem 3 umfasst eine Kamera 4 als Sensoreinrichtung sowie eine elektronische Steuereinrichtung 5 in Form eines digitalen Signalprozessors und/oder Mikrocontrollers. Die Steuereinrichtung 5 ist mit der Kamera 4 elektrisch gekoppelt.
Die Kamera 4 ist beispielsweise eine CCD-Kamera oder eine CMOS-Kamera. Sie ist eine Videokamera, welche eine Vielzahl von einzelnen Bildern pro Sekunde aufnehmen kann. Die Kamera 4 ist eine Frontkamera, welche Bilder eines Umgebungsbereiches 6 in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug 1 bereitstellt.
Die Steuereinrichtung 5 kann im Kraftfahrzeug 1 zumindest eine Funktionalität bereitstellen, welche zur Verhinderung einer Kollision mit einem Objekt dient, insbesondere mit einem vorausfahrenden Fahrzeug 7. Diese Funktionalität kann beispielsweise automatisches Abbremsen und/oder die Ausgabe von Warnsignalen im Kraftfahrzeug 1 umfassen.
Anhand von Bilddaten der Kamera 4 kann die Steuereinrichtung 5 das Objekt 7 detektieren und einen Abstand d zum Objekt 7 (zum vorausfahrenden Fahrzeug 7) bestimmen. Zur Bestimmung des Abstands d kann gegebenenfalls auch eine andere Sensoreinrichtung verwendet werden, wie beispielsweise ein Infrarotsensor und/oder ein Lidar-Sensor und/oder ein Radarsensor.
Aus dem Abstand d kann die Steuereinrichtung 5 die aktuelle Zeit bis zur Kollision TTC ermitteln. Diese Zeit bis zur Kollision TTC stellt einen Gefahrengrad und somit das Risiko einer Kollision mit dem Fahrzeug 7 dar. Wird eine Gefahr erkannt, so können dann unterschiedliche Sicherheitsmaßnahmen getroffen und somit unterschiedliche Funktionalitäten bereitgestellt werden.
Für die Bereitstellung unterschiedlicher Funktionalitäten können dabei unterschiedliche Zeitpunkte t1, t2, t3 bestimmt werden. Im Ausführungsbeispiel können drei verschiedene Gruppen von Funktionalitäten definiert werden, welche zu unterschiedlichen Zeitpunkten t1, t2, t3 vor einer theoretischen Kollision mit dem Fahrzeug 7 bereitgestellt werden. Diese Gruppen können folgendermaßen definiert sein:
Die erste Gruppe von Funktionalitäten kann zum Zeitpunkt t1 (wenn TTC = t1 oder wenn TTC > t2) bereitgestellt werden. Diese Gruppe kann folgende Funktionalitäten beinhalten:

– Verbesserung der Sichtbarkeit durch Einschalten einer zusätzlichen Lichtquelle, insbesondere eines Scheinwerfers,
– Aktivierung eines Scheibenwischers und
– Vorbereitung einer Strategie für weiteres Vorgehen.

Eine zweite Gruppe von Funktionalitäten kann zum Zeitpunkt TTC = t2 (oder wenn t3 < TTC < t2) bereitgestellt werden. Diese zweite Gruppe von Funktionalitäten kann folgende Maßnahmen umfassen:

– Ausgeben eines Warnsignals an den Fahrer, beispielsweise eines optischen und/oder akustischen und/oder haptischen Warnsignals,
– Betätigen der Bremsanlage und somit Einleiten eines automatischen Bremsvorgangs sowie
– Bestimmung möglicher Manöver zur Verhinderung der Kollision.

Die dritte Gruppe von Funktionalitäten kann zum Zeitpunkt t3 (TTC = t3) bereitgestellt werden. Zu dieser dritten Gruppe können folgende Funktionalitäten gehören:

– Automatisches Notbremsen des Kraftfahrzeugs 1 mittels der Steuereinrichtung 5 sowie
– Durchführen der zuvor ermittelten Manöver zur Verhinderung der Kollision.

Diese Zeitpunkte t1, t2, t3 werden in Abhängigkeit von einer ermittelten Reaktionszeit RT des Fahrers festgelegt. Diese aktuelle Reaktionszeit RT kann beispielsweise fortlaufend und somit „online” im Betrieb des Fahrerassistenzsystems 3 bestimmt werden. Ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf 2 näher erläutert.
In einem ersten Schritt S1 stellt die Kamera 4 Bilddaten des Umgebungsbereiches 6 bereit und übermittelt die Bilddaten an die Steuereinrichtung 5. In einem zweiten Schritt S2 ermittelt die Steuereinrichtung 5 anhand der aktuellen Bilddaten eine Stimulusintensität I des Objekts 7, also eine Intensität, mit welcher das Objekt 7 auf die optische Wahrnehmung des Fahrers wirkt. Als Stimulusintensität I wird dabei eine Visibilität bzw. ein Sichtbarkeitsgrad des Objekts 7 bestimmt. Dieser Sichtbarkeitsgrad wird in Abhängigkeit von den folgenden Parametern ermittelt:

– abhängig von einem anhand der Bilddaten ermittelten Kontrast des Objekts bezüglich des Hintergrunds,
– abhängig von anhand der Bilddaten ermittelten aktuellen atmosphärischen Bedingungen in dem Umgebungsbereich 6 (Nebel, Regen und dergleichen) sowie
– optional abhängig von einer Straßengeometrie und/oder dem Vorhandensein einer Straßeninfrastruktur.

Der Sichtbarkeitsgrad kann jedoch grundsätzlich auf beliebige Art und Weise ermittelt werden, beispielsweise auch gemäß dem Verfahren, wie es in dem Dokument Joulan, K. et al „Contrast Sensitivity Functions for Road Visibility Estimation an Digital Images”, IFSTTAR, Paris, France, beschrieben ist.
In einem weiteren Schritt S3 berechnet die Steuereinrichtung 5 in Abhängigkeit von der Stimulusintensität I die Reaktionszeit RT des Fahrers. Diese Reaktionszeit RT wird gemäß der folgenden Formel berechnet: RT = R₀ + β·I^–α.
RT bezeichnet dabei die zu bestimmende Reaktionszeit, während I die Stimulusintensität und somit den Sichtbarkeitsgrad des Objekts 7 bezeichnet. R₀, α und β sind Parameter, welche im Betrieb eingestellt oder als Konstante vorgegeben werden können.
Die Berechnung der Reaktionszeit RT erfolgt demnach gemäß dem Piéron-Gesetz, welches die Abhängigkeit der Reaktionszeit RT von der Stimulusintensität I beschreibt. Diese Abhängigkeit ist in 3 wiedergegeben, wobei auf der y-Achse die Reaktionszeit RT und auf der x-Achse die Stimulusintensität I (Sichtbarkeitsgrad) aufgetragen sind. Wie aus 3 hervorgeht, ist die Reaktionszeit RT umso kleiner, je größer der Sichtbarkeitsgrad des Objekts 7 ist. Die Unterschiede in der Reaktionszeit RT können dabei sogar größer als 100 ms sein.
Bei der Bestimmung der Reaktionszeit RT gemäß Schritt S3 wird auch der aktuelle Helligkeitsgrad des Umgebungsbereiches 6 berücksichtigt. Abhängig von dem Helligkeitsgrad der Umgebung wird der oben genannte Parameter α eingestellt. In 3 sind dabei drei verschiedene Bereiche der Kurve für drei verschiedene Helligkeitsgrade des Umgebungsbereiches 6 dargestellt, nämlich für photopisches Sehen PS (Tagsehen), für mesopisches Sehen MS (geringer Helligkeitsgrad, jedoch keine Dunkelheit) sowie für skotopisches Sehen SS (sehr geringer Helligkeitsgrad).
Zusätzlich kann die Reaktionszeit RT optional auch abhängig von zumindest einer Eigenschaft des Fahrers berechnet werden. Hierbei kann zwischen aktuell ermittelten Eigenschaften einerseits sowie festen Eigenschaften andererseits unterschieden werden. Als feste Eigenschaft kann beispielsweise das Alter und/oder die Sehstärke berücksichtigt werden. Als variable Eigenschaften können demgegenüber der aktuelle Müdigkeitsgrad und/oder der aktuelle Konzentrationsgrad des Fahrers im Betrieb ermittelt werden. Die Eigenschaften des Fahrers können dann beispielsweise die Parameter β und R₀ beeinflussen.
Mit erneutem Bezug auf 2 wird in einem Schritt S4 die aktuelle Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs 1 ermittelt. In einem Schritt S5 wird ein Straßenzustand der Straße 2 ermittelt. Dieser kann beispielsweise anhand der Umgebungsbedingungen bestimmt werden, welche anhand der Bilddaten der Kamera 4 bestimmt werden. In einem Schritt S6 erfolgt die Detektion des Objekts 7, nämlich beispielsweise eines vorausfahrenden Fahrzeugs.
In einem weiteren Schritt S7 ermittelt die Steuereinrichtung 5 die TTC und überprüft des Weiteren, ob eine Kollision mit dem Objekt 7 überhaupt droht oder nicht. Droht momentan keine Kollision (befindet sich das Objekt 7 beispielsweise außerhalb der Trajektorie des Kraftfahrzeugs 1), so endet das Verfahren in einem Schritt S8. Wird eine mögliche Kollision erkannt, so werden die oben genannten Zeitpunkte t1, t2, t3 in Abhängigkeit von der Reaktionszeit RT sowie von dem Straßenzustand festgelegt, nämlich in den Schritten S9, S10 und S11.
Zum Zeitpunkt t1, also wenn TTC = t1, erfolgt dann die Bereitstellung der ersten Gruppe G1 von Funktionalitäten gemäß Schritt S12. Gemäß Schritt S13 erfolgt zum Zeitpunkt t2 (wenn TTC = t2) die Bereitstellung der zweiten Gruppe G2 von Funktionalitäten. Entsprechend erfolgt zum Zeitpunkt t3 (TTC = t3) im Schritt S14 die Bereitstellung der dritten Gruppe G3 von Funktionalitäten.
Die Abhängigkeit von der Reaktionszeit RT besteht dabei darin, dass bei größerer Reaktionszeit RT die jeweiligen Funktionalitäten früher (bei größerer TTC) als bei einer kleineren Reaktionszeit RT bereitgestellt werden. Diese Abhängigkeit kann beispielsweise eine lineare Abhängigkeit sein.
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 4201970 A1 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Joulan, K. et al „Contrast Sensitivity Functions for Road Visibility Estimation an Digital Images”, IFSTTAR, Paris, France [0015]

Claims

Verfahren zum Bereitstellen einer Funktionalität mittels eines Fahrerassistenzsystems (3) eines Kraftfahrzeugs (1), mit den Schritten: – Detektieren eines Objekts (7) in einem Umgebungsbereich (6) des Kraftfahrzeugs (1) anhand von Sensordaten einer Sensoreinrichtung (4) des Fahrerassistenzsystems (3), – Bestimmen eines aktuellen Abstands (d) des Objekts (7) von dem Kraftfahrzeug (1) und – Bestimmen eines Zeitpunkts (t1, t2, t3) für das Bereitstellen der Funktionalität abhängig von dem aktuellen Abstand (d), dadurch gekennzeichnet, dass eine Reaktionszeit (RT) eines Fahrers bestimmt wird, welche der Fahrer zum Vornehmen einer Handlung aufgrund des Objekts (7) benötigt, und dass der Zeitpunkt (t1, t2, t3) für das Bereitstellen der Funktionalität abhängig von der Reaktionszeit (RT) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass gemäß dem Piéron-Gesetz die Reaktionszeit (RT) des Fahrers bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stimulusintensität (I) des Objekts (7) für den Fahrer bestimmt wird und die Reaktionszeit (RT) in Abhängigkeit von der Stimulusintensität (I), insbesondere gemäß dem Piéron-Gesetz, bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als die Stimulusintensität (I) ein Sichtbarkeitsgrad des Objekts (7) bestimmt wird, der in Abhängigkeit von zumindest einem der folgenden Parameter bestimmt wird: – abhängig von einer Objektphotometrie, insbesondere einem Kontrast des Objekts (7) bezüglich eines Hintergrunds und/oder – abhängig von atmosphärischen Bedingungen in dem Umgebungsbereich (6) des Kraftfahrzeugs (1) und/oder – abhängig von einer Straßengeometrie und/oder dem Vorhandensein einer Straßeninfrastruktur.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stimulusintensität (I) anhand von Bilddaten einer Kamera und/oder anhand von Sensordaten eines Infrarotsensors und/oder anhand von Sensordaten eines Lidar-Sensors als Sensoreinrichtung (4) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt (7) anhand von Bilddaten einer Kamera und/oder anhand von Sensordaten eines Infrarotsensors und/oder anhand von Sensordaten eines Lidar-Sensors als Sensoreinrichtung (4) detektiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionszeit (RT) gemäß der folgenden Formel berechnet wird: RT = R₀ + β·I^–α, wobei RT die zu bestimmende Reaktionszeit, I die Stimulusintensität und R₀, α und β jeweils einen Parameter bezeichnen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionszeit (RT) in Abhängigkeit von einem Helligkeitsgrad des Umgebungsbereichs (6) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reaktionszeit (RT) in Abhängigkeit von zumindest einer Eigenschaft des Fahrers, insbesondere abhängig vom Alter und/oder von einem momentanen Müdigkeitsgrad und/oder von einem momentanen Konzentrationsgrad des Fahrers, bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bereitstellen der Funktionalität mittels des Fahrerassistenzsystems (3) umfasst, dass das Kraftfahrzeug (1) zumindest partiell automatisch abgebremst wird und/oder ein Warnsignal mittels einer elektronischen Ausgabeeinrichtung ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Fahrerassistenzsystems (3), insbesondere anhand von Bilddaten einer Kamera (4), ein aktueller Straßenzustand bestimmt wird und der Zeitpunkt (t1, t2, t3) für das Bereitstellen der Funktionalität abhängig von dem aktuellen Straßenzustand bestimmt wird.
Fahrerassistenzsystem (3) für ein Kraftfahrzeug (1), wobei das Fahrerassistenzsystem (3) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug (1) mit einem Fahrerassistenzsystem (3) nach Anspruch 12.