DE102012112395A1

DE102012112395A1 - Assistenzsystem

Info

Publication number: DE102012112395A1
Application number: DE201210112395
Authority: DE
Inventors: Johann Kelsch; Matthias Heesen; Julian Schindler; Anna Schieben; Tobias Hesse
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2032-12-18
Also published as: DE102012112395B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Unterstützungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge zur Unterstützung der Quer- und/oder Längsführung des Kraftfahrzeuges, wobei ein äußeres Gefahrenfeld, ein inneres Handlungsfeld sowie eine Feldgrenze zwischen dem äußeren Gefahrenfeld und dem inneren Handlungsfeld ermittelt wird. Anschließend wird die Feldgrenze auf einer Anzeigeeinheit intuitiv dargestellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterstützungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge zur Unterstützung der Quer- und/oder Längsführung des Kraftfahrzeuges sowie ein Verfahren hierzu.
Die Entwicklung moderner Fahrzeuge wird durch neue technische Errungenschaften, z.B. im Bereich der schnelleren Datenverarbeitung und zuverlässigeren Sensoren, zunehmend mehr beeinflusst. Dies eröffnet nicht zuletzt den Entwicklern die Möglichkeit, bessere und sichere Assistenzsysteme zu entwickeln, die mittlerweile sogar teilweise oder vollständig der Quer- und Längsführung eines Kraftfahrzeuges übernehmen können. Primäres Ziel ist es jedoch, den Fahrer bei der Quer- und Längsführung seines Kraftfahrzeuges möglichst weit zu unterstützen, ohne ihn jedoch zu bevormunden.
Allerdings geht dieser technische Fortschritt mit dem Problem einher, dass durch die zunehmende Verbreitung von Assistenzsystemen in einem Fahrzeug die Handhabe und Bedienung zunehmen komplexer und schwieriger wird. Nach Wiener Konvention braucht jedes Kraftfahrzeug einen Fahrer, der jederzeit in der Lage sein muss, die Kontrolle über das Fahrzeug zu übernehmen, was nicht zuletzt voraussetzt, dass der Fahrer eines Kraftfahrzeuges ein konkretes Verständnis von der Umwelt, der Umgebung sowie der aktuellen Verkehrssituation und den Aktionen der Assistenzsysteme hat. Zwar wird dem Fahrzeugführer zum Teil durch Interaktionen mit den Fahrerassistenzsystemen ermöglicht, ein konkretes Verständnis der Situation und der Aktionen des Assistenzsystems zu erhalten. Allerdings sind insbesondere bei komplex vernetzten Assistenzsystemen häufig die Probleme zu beobachten, dass in schwierigen Verkehrssituationen die Interaktion mit dem Assistenzsystem eine derart hohe psychologische Komplexität aufweist, dass die Situation nicht richtig verstanden wird.
Ist der Fahrer jedoch durch die Situation bereits stark gefordert, so können komplexe und schwierig zu verstehende Darstellungen den Fahrer in schwierigen Situationen schnell überfordern, was nicht zuletzt zu Fehlentscheidungen und schweren Unfällen führen kann. Das Assistenzsystem, das den Fahrzeugführer an sich bei der Quer- und Längsführung seines Kraftfahrzeuges unterstützen soll, wirkt dabei aufgrund der komplexen Interaktion eher kontraproduktiv und nachteilig zur Lösung der Situation.
Aus dem Stand der Technik sind daher Bestrebungen bekannt, sowohl die Situation als auch die von einem Assistenzsystem durchgeführten Aktionen sowie die Interaktion mit dem Assistenzsystem möglichst intuitiv und einfach zu gestalten. So ist aus der DE 10 2009 014 544 A1 ein Verfahren und Anordnung zur Zustandsanzeige von Fahrerassistenzsystem-Informationssystemen bekannt, bei denen der Zustand eines Unterstützungssystems anhand von Piktogrammen, die um eine dargestellte Vogelperspektive eines Kraftfahrzeuges angeordnet werden, angezeigt werden sollen. Dabei werden verschiedene Symbole verwendet, die je nach Zustand des Assistenzsystems verändert werden.
Aus der DE 103 54 641 A1 wird ebenfalls eine intuitive Anzeige für Unterstützungssysteme offenbart, bei dem die Objekte in der Anzeige lagerichtig dargestellt werden. So werden beispielsweise Verkehrszeichen an dem rechten Straßenrand auf der Anzeige dargestellt.
Aus der DE 101 31 478 A1 ist ebenfalls eine Anzeigevorrichtung für fortbewegungsmittelbezogene Unterstützungssysteme bekannt, bei der durch Informationskomprimierung durch Bezug auf die Stellteile der Zustand, in dem sich das Endsystem befindet, auf individuellem Wege angezeigt werden soll.
Aus der DE 10 2006 058 413 A1 ist darüber hinaus ein Verfahren zur Anzeige eines Betriebszustandes eines Fahrerassistenzsystems bekannt, bei dem auf einer Anzeige mit Hilfe von Piktogrammen die Betriebsgrenzen des Assistenzsystems dargestellt werden sollen.
Des Weiteren ist aus der DE 10 2008 055 876 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Darstellen von Zuständen von Assistenzsystemen bekannt, bei dem Zustände durch Piktogramme, die um eine Vogelperspektive eines Kraftfahrzeuges angeordnet sind, dargestellt werden sollen.
Der Nachteil derartiger Assistenzsysteme und ihrer Darstellungen liegt in der Tatsache, dass die erfassten Daten der Assistenzsysteme bzw. deren Zustände direkt mit Hilfe von Piktogrammdarstellungen angezeigt werden sollen, was letztlich nur eine andere Sichtweise auf die dem Assistenzsystem zugrundeliegenden technischen Daten bedeutet. Diese Sicht auf die technischen Daten anstelle der Situation muss demnach von dem Fahrzeugführer interpretiert werden, um die für die vorliegende Situation notwendigen Handlungen ableiten zu können. In schwierigen Verkehrssituationen ist dies nur bedingt möglich.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte Unterstützungsvorrichtung sowie ein Verfahren zur Unterstützung des Kraftfahrzeugführers zur Quer- und/oder Längsführung eines Kraftfahrzeuges anzugeben, bei dem die Aufbereitung der Daten, die Datenfusion sowie die Darstellung und Präsentation der Daten sich näher an der Situation als an den technischen und physikalischen Daten orientiert.
Die Aufgabe wird mit der Unterstützungsvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst mit

– einer Gefahrenfeld-Ermittlungseinrichtung, die eingerichtet ist, in einer Umgebung des Kraftfahrzeuges befindlichen Objekten ein Gefahrenpotential zuzuweisen und ein äußeres Gefahrenfeld der Umgebung des Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit von den zugewiesenen Gefahrenpotentialen der jeweiligen Objekte zu ermitteln,
– einer Handlungsprognoseeinrichtung zum Ermitteln von in die Zukunft prognostizierten Handlungsalternativen hinsichtlich der Quer- und/oder Längsführung des Kraftfahrzeuges,
– einer Handlungsfeld-Ermittlungseinrichtung, die eingerichtet ist, ein inneres Handlungsfeld des Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit von einem Gefahrenpotential des Kraftfahrzeuges unter Berücksichtigung der in die die Zukunft prognostizierten Handlungsalternativen zu ermitteln,
– einer Auswerteeinheit, die zum Ermitteln einer Feldgrenze zwischen dem äußeren Gefahrenfeld und dem inneren Handlungsfeld eingerichtet ist, und
– einer Darstellungseinrichtung zum optischen, akustischen und/oder haptischen Darstellen der ermittelten Feldgrenze.

Demnach wird vorgeschlagen, aus einem äußeren Gefahrenfeld der Umgebung des Kraftfahrzeuges und einem inneren Handlungsfeld des Kraftfahrzeuges eine Feldgrenze zwischen dem äußeren Gefahrenfeld und dem inneren Handlungsfeld zu ermitteln und diese dann optisch, akustisch und/oder haptisch dem Fahrzeugführer darzustellen.
Das äußere Gefahrenfeld wird dabei mit Hilfe einer Gefahrenfeld-Ermittlungseinrichtung ermittelt, und zwar derart, dass zunächst die in der Umgebung des Kraftfahrzeuges befindlichen Objekte ermittelt, diesen Objekten ein entsprechendes Gefahrenpotential zugewiesen und anschließend das äußere Gefahrenfeld der Umgebung in Abhängigkeit von den zugewiesenen Gefahrenpotentialen der jeweiligen Objekte ermittelt wird. Dabei wurde erkannt, dass jedem Objekt aus der Umwelt ein Gefahrenpotential zugewiesen werden kann, so dass sich hieraus ein Gefahrenfeld in der Umgebung des Kraftfahrzeuges abgeleitet werden kann.
Solche Objekte können dabei alle Objekte sein, die für die Sicherheit des Kraftfahrzeuges relevant sein können. Objekte können demnach beispielsweise Bäume, andere Verkehrsteilnehmer wie Fahrzeuge, Fußgänger, LKWs, der Straßenrand, Gebäude, Laternen, Ampeln, Verkehrsschilder, Kurven, etc. sein.
Parallel hierzu wird ein inneres Handlungsfeld des Kraftfahrzeuges ermittelt. Dazu werden mit Hilfe einer Handlungsprognose in die Zukunft prognostizierte Handlungsalternativen hinsichtlich der Quer- und/oder Längsführung des Kraftfahrzeuges ermittelt, um so mögliche Entscheidungen und Handlungen eines Fahrzeugführers und/oder eines Assistenzsystems hinsichtlich der Quer- und/oder Längsführung des Kraftfahrzeuges ableiten zu können. Derartige Handlungsalternativen können beispielsweise auf Basis von Daten eines Navigationsgerätes, der aktuellen Verkehrssituation sowie den Zustand des Egofahrzeuges ermittelt werden. Dabei werden nicht nur Handlungsalternativen ermittelt, die der Fahrzeugführer durchführen könnte, sondern auch solche, die getan werden sollten, um bspw. kritische Situationen zu entschärfen. Dies gilt insbesondere auch für Assistenzsysteme, die zum Teil oder vollständig die Quer- und Längsführung des Fahrzeuges übernehmen.
Eine Handlungsfeld-Ermittlungseinrichtung ermittelt dann ein inneres Handlungsfeld in Abhängigkeit von dem Gefahrenpotential des Kraftfahrzeuges bzw. Egofahrzeuges unter Berücksichtigung der in die Zukunft prognostizierten Handlungsalternativen, so dass sich auch hier ein räumliches Gefahrenfeld in Bezug auf das Egofahrzeug aufbauen lässt.
Unter dem Begriff des äußeren Gefahrenfeldes im Sinne der vorliegenden Erfindung wird dabei dasjenige Gefahrenfeld verstanden, auf dem der Fahrzeugführer des Egofahrzeuges keinen Einfluss nehmen kann und das von äußeren Faktoren her bestimmt wird. Ein Assistenzsystem und/oder der Fahrzeugführer haben auf das äußere Gefahrenfeld keinen Einfluss, da es durch äußere Faktoren bestimmt wird. Im Gegensatz dazu wird unter dem inneren Handlungsfeld im Sinne der vorliegenden Erfindung das Gefahrenfeld verstanden, das von dem Egofahrzeug (Assistenzsystem und/oder Fahrzeugführer) selber ausgeht und bei dem die möglichen Handlungsalternativen des Fahrzeugführers mit berücksichtigt werden. Auf dieses innere Handlungsfeld hat ein Assistenzsystem des Kraftfahrzeuges und/oder der Fahrzeugführer selber von innen heraus Einfluss.
So kann bspw. das innere Gefahrenfeld durch die Fahrer- und/oder Fahrzeugdynamik beschränkt sein. Hierdurch werden evtl. Handlungsalternativen eingeschränkt, da auf Grund der Fahrer- und/oder Fahrzeugdynamik bestimmte Handlungsalternativen nicht sicher durchführbar wären. Es würde zu einem Schnitt mit dem äußeren Gefahrenfeld kommen.
Mit Hilfe einer Auswerteeinheit wird nun eine Feldgrenze zwischen dem äußeren Gefahrenfeld und dem inneren Handlungsfeld ermittelt, die dann mit Hilfe einer Darstellungseinrichtung optisch, akustisch und/oder haptisch dargestellt wird. Eine derartige Feldgrenze zwischen dem äußeren Gefahrenfeld und dem inneren Handlungsfeld stellt somit hinsichtlich einer räumlichen und/oder zeitlichen Komponente die Grenze zwischen den Feldern dar, die ausgehend von dem Egofahrzeug die konfliktfreie Steuerung des Fahrzeuges ermöglicht.
Darüber hinaus wird mit Hilfe der ermittelten Feldgrenze zwischen äußerem Gefahrenfeld und innerem Handlungsfeld zu den jeweiligen möglichen, prognostizierten Handlungsalternativen das jeweilige Gefahrenpotential dargestellt, da die jeweilige Feldgrenze bezüglich einer Handlungsalternative und dem für diese Handlungsalternative von dem Egofahrzeug ausgehendem Gefahrenpotential gleichzeitig auf das äußere Gefahrenfeld der Umgebung angewendet wird. Ist dies konfliktfrei nicht möglich, so ist dies in dem Verlauf der Feldgrenze erkennbar und lässt sich so intuitiv für den Fahrzeugführer des Egofahrzeuges darstellen.
Vorteilhafterweise weist die Unterstützungsvorrichtung eine Objekterfassungseinrichtung auf, die zum Erfassen der in der Umgebung des Kraftfahrzeuges befindlichen Objekte ausgebildet ist. Eine solche Objekterfassungseinrichtung kann beispielsweise mit Hilfe von Sensoren (Radar, Leader, Laserscanner etc.) die Objekte in der Umgebung des Kraftfahrzeuges selbstständig erfassen, was beispielsweise zur Erfassung von anderen Verkehrsteilnehmern aus dem Stand der Technik bekannt ist. Denkbar ist auch, dass Objekte wie Gebäude oder der Straßenrand, Laternen oder Ampelanlagen aus in Datenbanken hinterlegten digitalen Karten abgeleitet werden. Auch ist ein Kamerasystem denkbar, mit dem die Umgebung des Fahrzeuges aufgenommen und dann hinsichtlich der Objekterkennung ausgewertet wird, um so beispielsweise Bäume, Spurbegrenzungslinien oder ähnliches erfassen zu können.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird von der Gefahrenfeld-Ermittlungseinrichtung ein räumlich zeitliches äußeres Gefahrenfeld ermittelt, bei dem das äußere Gefahrenfeld nicht nur eine räumliche Ausdehnung aufweist, sondern hierzu auch eine zeitliche Komponente eingeführt wird. Das Einführen der zeitlichen Komponente erfolgt dabei unter Berücksichtigung von dynamischen Eigenschaften der jeweiligen Objekte, wie beispielsweise Geschwindigkeit von anderen Verkehrsteilnehmern, ihre Trägheit und dergleichen. Hierdurch kann sich die räumliche Ausdehnung eines äußeren Gefahrenfeldes beispielsweise in Bezug auf andere Verkehrsteilnehmer wesentlich verändern, da durch die zeitliche Komponente ein weiterer Faktor in Bezug auf das Konfliktpotential eingeführt wird.
In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls ganz besonders vorteilhaft, wenn die Handlungsfeld-Ermittlungseinrichtung zur Ermittlung eines räumlichzeitlichen inneren Handlungsfeldes unter Berücksichtigung von dynamischen Komponenten des Kraftfahrzeuges und/oder des Fahrzeugführers eingerichtet ist. Derartige dynamische Komponenten des Kraftfahrzeuges und/oder des Kraftfahrzeugführers, die dem inneren Handlungsfeld eines räumlich-zeitliche Dimension verschaffen, können beispielsweise maximale Beschleunigungswerte des Kraftfahrzeuges, die Eigengeschwindigkeit, der Fahrstil des Fahrzeugführers oder ähnliches sein. Auch Verzögerungswerte des Eigenfahrzeuges können eine solche dynamische Komponente darstellen. Auch in der nahen Zukunft antizipierbaren Handlungen und Zustände des Fahrers bzw. der fahrzeugseitigen Assistenz (Müdigkeit/möglicher Sensorausfall, Unsicherheit des Fahrers/des der Automationsberechnung zugrunde liegenden Modells etc.) sind hier gleichermaßen als die beiden Felder und die Grenze dazwischen beeinflussende dynamische Vorgänge zu sehen.
In einer weiteren Ausführungsform ist es vorteilhaft, wenn für jedes Objekt, dem ein Gefahrenpotential zugewiesen wurde, ein Teil-Gefahrenfeld in der Umgebung des Fahrzeuges ermittelt und das äußere Gefahrenfeld dann durch Zusammenführen aller Teil-Gefahrenfelder der Objekte zu einem gemeinsamen Gefahrenfeld ermittelt wird. So lässt sich das äußere Gefahrenfeld an aktuelle Ereignisse dynamisch anpassen, wobei der Aufbau des äußeren Gefahrenfeldes so schnell und zielgerichtet durchgeführt werden kann.
Es ist nun ganz besonders vorteilhaft, wenn die Darstellungseinrichtung zur Darstellung der ermittelten Feldgrenzen ein Display aufweist, auf dem in der Vogelperspektive das Egofahrzeug abgebildet ist. Die ermittelte Feldgrenze wird nun durch die Darstellungseinrichtung des anders abgebildeten Kraftfahrzeuges auf dem Display herum dargestellt, so dass einfach und intuitiv für den Fahrzeugführer das Konfliktpotential sowie gleichzeitig mögliche Handlungsalternativen aus dieser dargestellten Feldgrenze ableiten lassen. So werden beispielsweise konfliktfreie Handlungsalternative durch eine konvexe Wölbung der Feldgrenze in die jeweilige räumliche Richtung dargestellt, da hier die Feldgrenze weit nach hinten geschoben ist und die Handlungsalternative hier nur eine schwache oder keine Begrenzung hat. Im Gegensatz dazu werden konfliktbehaftete Handlungsalternativen bzw. Handlungen mit einer konkaven Wölbung dargstellt, so dass die Feldgrenze dicht an dem Fahrzeug verläuft und so signalisiert wird, dass diese Handlung konfliktfrei nicht möglich ist. Je nach Grad der konvexen und konkaven Wölbung kann daraus intuitiv die gewünschte Information erfasst werden.
Somit wird die ermittelte Feldgrenze als ein verformbarer Ring um das Eigenfahrzeug dargestellt, und zwar derart, dass die Felddarstellung selber durch das Zusammenwirken des äußeren Gefahrenfeldes und des inneren Handlungsfeldes stets asymmetrisch gestaltet ist, was zu einer intuitiveren Wahrnehmung führt.
In einer weiteren alternativen oder ergänzenden Ausführungsform ist es auch denkbar, dass die Darstellungseinrichtung eine Mehrzahl von in dem Innenraum des Kraftfahrzeuges verteilt angeordnete Leuchtquellen aufweist, die durch die Darstellungseinrichtungen in Abhängigkeit der ermittelten Feldgrenze angesteuert werden können. Hierdurch lässt sich die ermittelte aktuelle Feldgrenze durch Verändern der Leuchtintensität und/oder Farbe (z. B. grün-rot verlauf) der einzelnen Leuchtquellen darstellen, was ebenfalls zu einer intuitiveren Wahrnehmung der Feldgrenze führt.
Die Aufgabe wird im Übrigen auch mit einem Verfahren der eingangs genannten Art gemäß Patentanspruch 8 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert.
Es zeigen:
1 schematische Darstellung eines äußeren Gefahrenfeldes;
2 schematische Darstellung eines inneren Handlungsfeldes;
3, 4 schematische Darstellung der Feldgrenzen mittels eines asymmetrisch verformbaren Ringes;
5a, 5b schematische Darstellung einer komplexen Verkehrssituation mit entsprechend asymmetrischer Felddarstellung;
6 schematische Darstellung des Unterstützungssystems.
1 zeigt schematisch ein äußeres Gefahrenfeld in Bezug auf ein Egofahrzeug 1. Das Egofahrzeug 1 fährt auf einer Straße, deren Straßenrand 2 ein Objekt im Sinne der vorliegenden Erfindung darstellt. An einer Seite des Straßenrandes 2 befinden sich Bäume 3 als weitere Objekte. Auf der Fahrspur, die von dem Egofahrzeug 1 befahren wird, befindet sich voraus ein weiteres Kraftfahrzeug 4.
Jedem dieser Objekte 2 bis 4 wird nun ein Gefahrenpotential zugewiesen mit der Eigenschaft, ein Gefahrenfeld auszustrahlen. So lassen sich dann für die Objekte 2 bis 4 jeweils ein Teil-Gefahrenfeld ermitteln, das zusammen das gesamte Gefahrenfeld GF darstellt.
Aufgrund des Gefahrenpotentials, das von am Straßenrand befindlichen Bäumen 3 ausgeht, erhalten diese nunmehr ein räumliches Feld 3a, welches das jeweilige Teil-Gefahrenfeld für die Bäume darstellt. Dieses Teil-Gefahrenfeld 3a der Bäume 3 gibt dabei in räumlicher Hinsicht an, dass innerhalb des Feldes 3a ein Konflikt mit anderen Objekten entstehen könnte.
In genau der gleichen Art und Weise erhalten nun die Objekte Straßenrand ein Teil-Gefahrenfeld 2a sowie das sowie das Fahrzeug 4 ebenfalls ein Teil-Gefahrenfeld 4a.
Das Teil-Gefahrenfeld 4a des Fahrzeuges 4 erhält dabei noch eine räumliche Komponente, aufgrund der dynamischen Eigenschaft des Fahrzeuges 4, so dass sich das Gefahrenfeld 4a des Fahrzeuges 4 in Fahrtrichtung nach vorne erstreckt.
In ähnlicher Weise kann das Handlungsfeld aufgebaut werden, so wie dies in 2 schematisch dargestellt ist. Auch hier ist wieder die Situation in der Gestalt, dass ein Egofahrzeug auf ein vorausfahrendes, auf derselben Fahrspur befindliches Kraftfahrzeug 4 auffährt. Der Fahrzeugführer des Egofahrzeuges 1 hat nunmehr die Möglichkeit, die Geschwindigkeit zu verringern und hinter dem Fahrzeug 4 zu verbleiben oder die Fahrspur zu wechseln.
Diese beiden Handlungsalternativen können von dem Egofahrzeug 1 mit Hilfe einer Handlungsprognoseeinrichtung in die Zukunft prognostiziert werden, wobei die erste Handlungsalternative H1 das Verbleiben auf der Fahrspur meint, während die Handlungsalternative H2 den Spurwechsel vorsieht.
Derlei Handlungsalternativen können dabei anhand der Verkehrssituation, Daten aus Navigationsgeräten, digitalen Karten, dem Fahrziel, dem Zustand des Fahrers, der Fahrweise des Fahrers, den Eigenschaften des Egofahrzeuges und anderen Daten ermittelt werden.
Darüber hinaus verfügt das Egofahrzeug 1 ebenfalls über ein nach außen strahlendes Gefahrenfeld für andere, wobei unter Berücksichtigung der ermittelten Handlungsalternativen H1 und H2 und dem möglichen Gefahrenfeld des Egofahrzeuges 1 ein Handlungsfeld 1a, 1b definiert werden kann, das letztendlich ein Gefahrenfeld in Bezug auf mögliche Handlungsalternativen darstellt. Dabei ist das Handlungsfeld 1a, 1b als ein gesamtes Handlungsfeld zu verstehen, wobei der Teil, der auf 1a zeigt, das Gefahrenfeld der Handlungsalternative H1 darstellt, während der Teil des Handlungsfeldes 1b auf das Gefahrenfeld bezüglich der Handlungsalternative H2 zeigt.
Wird nun das äußere Gefahrenfeld, wie aus 1 bekannt, und das innere Handlungsfeld, wie aus 2 bekannt, zusammengeführt, so kann auf mögliche Feldgrenzen geschlossen werden. Durch das "Übereinanderlegen" von Gefahrenfeld und Handlungsfeld können schnell und intuitiv mögliche Konfliktpotentiale festgestellt werden, nämlich immer dann, wenn Handlungsfeld und Gefahrenfeld sich überschneiden.
Die so ermittelte Feldgrenze zwischen dem äußeren Gefahrenfeld und dem inneren Handlungsfeld kann nun mit Hilfe einer grafischen Darstellung dem Fahrzeugführer angezeigt werden, so wie dies beispielsweise in 3 und 4 gezeigt ist. In den 3 und 4 ist dabei eine Darstellung gewählt, bei dem das Egofahrzeug 1 in einer Vogelperspektive gezeigt wird. Ein darunterliegendes Koordinatensystem K zeigt die verschiedenen Richtungen und intuitive Aktionen, die der Fahrzeugführer des Egofahrzeuges 1 durchführen kann, an. So kann der nach vorne zeigende Bereich (K1) nicht nur als räumliche Komponente vor dem Egofahrzeug 1 verstanden werden, sondern auch als Beschleunigungsaktion verstanden werden. Im Gegensatz dazu wird der hintere Bereich des Egofahrzeuges 1 (K2) nicht nur als der Heckbereich verstanden, sondern auch mit einer Bremsung intuitiv verbunden.
Um das Fahrzeug herum ist nun die Feldgrenze 5 angeordnet, die als symmetrisches oder asymmetrisches Band um das Egofahrzeug herum dargestellt ist. Im vorderen Bereich der Feldgrenze 5 ist eine konvexe Wölbung 5a vorgesehen, die anzeigt, dass eine Fahrt geradeaus nicht nur von einer Automation bevorzugt wird, sondern auch konfliktfrei möglich ist. Die konvexe Wölbung 5a der Feldgrenze 5 enthält hierbei zwei Informationen, nämlich zum einen, dass die Fahrt geradeaus konfliktfrei möglich ist, und zum anderen, dass es sich hierbei um eine mögliche Handlungsalternative handelt, die von einer fahrzeugseitigen Automation auch priorisiert worden wäre.
Würde vor dem Egofahrzeug 1 nun ein weiteres Kraftfahrzeug auf der gleichen Fahrspur auftauchen, so würde sich die Situation verändern und somit die Feldgrenze ebenfalls, da nunmehr das äußere Gefahrenfeld und das innere Handlungsfeld, nicht mehr konfliktfrei übereinander gelegt werden könnten. Ein solcher Fall ist in 4 dargestellt. Die konvexe Wölbung 5a im vorderen Bereich des Koordinatensystems wird flacher und flacher, wodurch angezeigt werden soll, dass diese Handlungsalternative immer weniger priorisiert würde, da sie zukünftig nicht mehr konfliktfrei möglich ist. Allerdings würde ein Fahrspurwechsel als alternative Handlungsoption in Betracht kommen, der sich durch die konvexe Wölbung 5b im linken Bereich des Koordinatensystems der Feldgrenze 5 darstellt, sofern ein Fahrspurwechsel konfliktfrei möglich ist.
Während des Verlaufes würde sich die Feldgrenze 5 nunmehr asymmetrisch an die kontinuierlich ermittelte Feldgrenze angepasst, so dass immer aktuell klar und deutlich die möglichen Handlungsoptionen intuitiv darstellbar sind.
Die 5a und 5b zeigen nun eine komplexe Verkehrssituation und die daraus resultierende Darstellung der Feldgrenze in 5b.
Die in 5a dargestellte Verkehrssituation ist in der Gestalt, dass das Egofahrzeug 1 auf der mittleren Spur einer dreispurigen Straße fährt, wobei dem Egofahrzeug voraus ein weiteres Fahrzeug 10 auf der gleichen Fahrspur fährt, welches seine Geschwindigkeit momentan verzögert. Auf der rechten Fahrspur befindet sich ein Fahrzeug 11, das in etwa die gleiche Geschwindigkeit hat wie das Egofahrzeug 1. Auf der linken Fahrspur befindet sich ein Fahrzeug 12, das eine wesentlich höhere Geschwindigkeit hat als das Egofahrzeug 1.
Unter den gegebenen Umständen der komplexen Verkehrssituation in 5a existieren nunmehr zwei vernünftige Handlungsoptionen, um sich dieser Verkehrssituation anzupassen: a) er könnte die Geschwindigkeit des Egofahrzeuges 1 ebenfalls verzögert oder b) die Fahrspur wechselt. Ein Verbleiben des Egofahrzeuges 1 auf der momentanen Fahrspur ohne Zustandsänderung, d.h. ohne Bremsen, würde unweigerlich zu einem Konflikt mit dem Fahrzeug 10 führen.
Genau diese komplexe Verkehrssituation ist mit Hilfe der Feldgrenze 5 in 5b dargestellt. Die konvexe Wölbe 5c in 5b nach hinten zeigt die Handlungsoption des Bremsens des Egofahrzeuges 1 an, die konfliktfrei möglich wäre. Alternativ kann auch die Fahrspur gewechselt werden, was durch die konvexen Wölbungen 5d und 5e auf der linken und der rechten Seite der Feldgrenze 5 dargestellt ist. Die konkave Wölbung 5f im vorderen Bereich des Egofahrzeuges zeigt hingegen, dass ein unverändertes Weiterfahren keine tatsächliche Option ist, da dies unweigerlich zu einem Konflikt mit dem Fahrzeug 10 führen würde.
So lässt sich beispielsweise mit der Länge der Verformung die von der Automation berechnete Priorisierung für die jeweilige Handlungsalternative darstellen. Hierbei gilt, dass je länger die Verformung ist, umso mehr wird aus Sicht der Automation diese Handlung empfohlen. Um einen besseren Bezug zu den entsprechenden Fahrmanövern herzustellen, ist es möglich im Display zusätzlich zum Eigenfahrzeug eine ikonisierte Straße darzustellen.
Schließlich sei noch auf 6 verwiesen, die eine schematische Darstellung der Unterstützungsvorrichtung 100 zeigt. Mit Hilfe einer Gefahrenfeld-Ermittlungseinrichtung 110 kann das äußere Gefahrenfeld der Umgebung des Kraftfahrzeuges ermittelt werden. Hierzu steht die Gefahrenfeld-Ermittlungseinrichtung 110 beispielsweise mit einem Sensorsystem 120 signaltechnisch in Verbindung. Mit Hilfe einer Handlungsfeld-Ermittlungseinrichtung 130 wird das innere Handlungsfeld ermittelt, wobei die Handlungsfeld-Ermittlungseinrichtung 130 mit einer Handlungsprognoseeinrichtung 140 signaltechnisch in Verbindung steht, die zum Ermitteln von in die Zukunft prognostizierten Handlungsalternativen eines Fahrzeugführers hinsichtlich der Quer- und Längsführung des Kraftfahrzeuges eingerichtet ist.
Sowohl das äußere Gefahrenfeld als auch das innere Handlungsfeld finden Eingang in eine Auswerteeinheit 150, welche die Feldgrenze zwischen dem äußeren Gefahrenfeld und dem inneren Handlungsfeld ermittelt. Die von der Auswerteeinheit 150 ermittelte Feldgrenze wird dann an eine Darstellungseinrichtung 160 weitergeleitet, die dann die Feldgrenze optisch, akustisch und/oder haptisch darstellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009014544 A1 [0005]
DE 10354641 A1 [0006]
DE 10131478 A1 [0007]
DE 102006058413 A1 [0008]
DE 102008055876 A1 [0009]

Claims

Unterstützungsvorrichtung (100) für Kraftfahrzeuge (1) zur Unterstützung der Quer- und/oder Längsführung des Kraftfahrzeuges (1) mit – einer Gefahrenfeld-Ermittlungseinrichtung (110), die eingerichtet ist, in einer Umgebung des Kraftfahrzeuges (1) befindlichen Objekten (2, 3, 4) ein Gefahrenpotential zuzuweisen und ein äußeres Gefahrenfeld (GF) der Umgebung des Kraftfahrzeuges (1) in Abhängigkeit von den zugewiesenen Gefahrenpotentialen der jeweiligen Objekte zu ermitteln, – einer Handlungsprognoseeinrichtung (140) zum Ermitteln von in die Zukunft prognostizierten Handlungsalternativen (H₁, H₂) hinsichtlich der Quer- und/oder Längsführung des Kraftfahrzeuges (1), – einer Handlungsfeld-Ermittlungseinrichtung (130), die eingerichtet ist, ein inneres Handlungsfeld (1a, 1b) des Kraftfahrzeuges (1) in Abhängigkeit von einem Gefahrenpotential des Kraftfahrzeuges (1) unter Berücksichtigung der in die die Zukunft prognostizierten Handlungsalternativen (H₁, H₂) zu ermitteln, – einer Auswerteeinheit (150), die zum Ermitteln einer Feldgrenze (5) zwischen dem äußeren Gefahrenfeld und dem inneren Handlungsfeld eingerichtet ist, und – einer Darstellungseinrichtung (160) zum optischen, akustischen und/oder haptischen Darstellen der ermittelten Feldgrenze (5).
Unterstützungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Objekterfassungseinrichtung (120) vorgesehen ist, die zum Erfassen der in der Umgebung des Kraftfahrzeuges (1) befindlichen Objekte ausgebildet ist.
Unterstützungsvorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrenfeld-Ermittlungseinrichtung (110) eingerichtet ist, ein räumlich-zeitliches äußeres Gefahrenfeld der Umgebung des Kraftfahrzeuges weiterhin unter Berücksichtigung von dynamischen Eigenschaften der jeweiligen Objekte zu ermitteln.
Unterstützungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrenfeld-Ermittlungseinrichtung (110) eingerichtet ist, für jedes Objekt, dem ein Gefahrenpotential zugewiesen wurde, ein Teil-Gefahrenfeld zu ermitteln und das äußere Gefahrenfeld durch Zusammenführen aller Teil-Gefahrenfelder zu einem gemeinsamen Gefahrenfeld zu ermitteln.
Unterstützungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Handlungsfeld-Ermittlungseinrichtung (130) eingerichtet ist, ein räumlich-zeitliches inneres Handlungsfeld unter Berücksichtigung von dynamischen Komponenten des Kraftfahrzeuges und/oder des Fahrzeugführers zu ermitteln.
Unterstützungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellungseinrichtung (160) ein Display aufweist, auf dem aus der Vogelperspektive das Kraftfahrzeug abgebildet ist, wobei die Darstellungseinrichtung zum Darstellen der ermittelten Feldgrenze um das abgebildete Kraftfahrzeug auf dem Display eingerichtet ist.
Unterstützungsvorrichtung (100) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellungseinrichtung (160) eingerichtet ist, konfliktfreie Handlungsalternativen in Form von konkaven Wölbungen der Feldgrenze und konfliktbehaftete Handlungsalternativen in Form von konvexen Wölbungen der Feldgrenze in Bezug auf das abgebildete Kraftfahrzeug darzustellen.
Unterstützungsvorrichtung (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellungseinrichtung eine Mehrzahl von in dem Innenraum des Kraftfahrzeuges verteilt angeordneten Leuchtquellen aufweist, wobei die Darstellungseinrichtung zum Darstellen der ermittelten Feldgrenze durch Verändern der Leuchtintensität der einzelnen Leuchtquellen eingerichtet ist.
Verfahren zur Unterstützung der Quer- und/oder Längsführung eines Kraftfahrzeuges mit den Schritten: – Zuweisen eines Gefahrenpotentials zu in einer Umgebung des Kraftfahrzeuges befindlichen Objekten und Ermitteln eines äußeren Gefahrenfeldes der Umgebung des Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit von den zugewiesenen Gefahrenpotentialen der jeweiligen Objekte durch eine Gefahrenfeld-Ermittlungseinrichtung, – Ermitteln von in die Zukunft prognostizierten Handlungsalternativen hinsichtlich der Quer- und/oder Längsführung des Kraftfahrzeuges durch eine Handlungsprognoseeinrichtung, – Ermitteln eines inneren Handlungsfeldes des Kraftfahrzeuges in Abhängigkeit von einem Gefahrenpotential des Kraftfahrzeuges unter Berücksichtigung der in die Zukunft prognostizierten Handlungsalternativen durch eine Handlungsfeld-Ermittlungseinrichtung, – Ermitteln einer Feldgrenze zwischen dem äußeren Gefahrenfeld und dem inneren Handlungsfeld durch eine Auswerteeinheit, und – Darstellen der Feldgrenze in optischer, akustischer und/oder haptischer Form durch eine Darstellungseinrichtung.
Verfahren nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Erfassen der in der Umgebung des Kraftfahrzeuges befindlichen Objekte durch eine Objekterfassungseinrichtung.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein räumlich-zeitliches äußeres Gefahrenfeld der Umgebung des Kraftfahrzeuges weiterhin unter Berücksichtigung von dynamischen Eigenschaften der jeweiligen Objekte durch die Gefahrenfeld-Ermittlungseinrichtung ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes Objekt, dem ein Gefahrenpotential zugewiesen wurde, ein Teil-Gefahrenfeld und das äußere Gefahrenfeld durch Zusammenführen aller Teil-Gefahrenfelder zu einem gemeinsamen Gefahrenfeld durch die Gefahrenfeld-Ermittlungseinrichtung ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein räumlich-zeitliches inneres Handlungsfeld unter Berücksichtigung von dynamischen Komponenten des Kraftfahrzeuges und/oder des Fahrzeugführers durch die Handlungsfeld-Ermittlungseinrichtung ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Display der Darstellungseinrichtung ein Kraftfahrzeug aus der Vogelperspektive abgebildet ist, wobei die ermittelte Feldgrenze um das abgebildete Kraftfahrzeug auf dem Display durch die Darstellungseinrichtung dargestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelte Feldgrenze durch Verändern der Leuchtintensität von im Innenraum des Kraftfahrzeuges verteilt angeordneten Leuchtquellen durch die die Darstellungseinrichtung dargestellt wird.
Computerprogramm mit Programmcodemitteln eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 9 bis 15, wenn das Computerprogramm auf einem Rechner ausgeführt wird.