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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für die Erkennung der Bewegungsrichtung eines Objekts relativ zu einem Fahrzeug sowie eine Erkennungsvorrichtung für die Erkennung der Bewegungsrichtung eines Objekts relativ zu einem Fahrzeug.
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Es ist grundsätzlich bekannt, dass Fahrzeuge mit Ausleuchtvorrichtungen in Form von Scheinwerfern ausgeführt sind. Moderne Fahrzeuge weisen eine Scheinwerfervorrichtung auf, die eine regelbare Ausleuchtsituation vorweisen kann. Insbesondere bezieht sich die Regelbarkeit auf einen entblendeten Bereich, um vorausfahrende sowie entgegenkommende Fahrzeuge zu entblenden. Dabei wird insbesondere von einem sogenannten selektiven bzw. dynamischen oder adaptiven Fernlicht gesprochen. Damit kann die Ausleuchtung vor dem jeweiligen Fahrzeug verbessert werden und sozusagen um das vorausfahrende oder entgegenkommende Fahrzeug herum geleuchtet werden. Dabei ist es entscheidend, ob für den entblendeten Bereich das Fahrzeug vor dem eigenen Fahrzeug vorausfährt oder ein entgegenkommendes Fahrzeug ist. Dies ist insbesondere auf die Art der Regelung anzuwenden.
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Nachteilig bei bekannten Verfahren ist es, dass diese sehr unzuverlässig und ungenau arbeiten. Dies führt bei bekannten Fahrzeugen dazu, dass häufig eine von zwei Lösungen eingesetzt wird, um für sämtliche Entblendungssituationen die Entblendung zu gewährleisen. Dies ist zum einen ein Mitführen nur eines Scheinwerfers mit der Hell-Dunkel-Grenze zum Entblenden des jeweiligen Objekts und damit ein Auseinanderscheren der beiden Scheinwerferausleuchtbereiche. Dies kann in Kurvensituationen dazu führen, dass ein unnötig großer Entblendungsbereich eingestellt wird, welcher störend und irritierend auf den Fahrer wirkt. Eine Alternative ist es, dass bei bekannten Fahrzeugen zwingend beide Scheinwerfer gemeinsam mit dem entblendeten Bereich mitgeführt werden. Dies kann jedoch auf geraden Streckendazu führen, dass der gesamte Ausleuchtbereich z. B. beim entgegenkommenden Fahrzeug schnell mit diesem mit bewegt wird und damit der eigene, vorausliegende Fahrbahnabschnitt entleuchtet wird und sich die Sichtverhältnisse für den Fahrer dramatisch reduzieren. Dies ist jedoch ohne eine Berücksichtigung der Bewegungsrichtung von Objekten nicht anders zu gewährleisten.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren für die Erkennung der Bewegungsrichtung eines Objekts relativ zu einem Fahrzeug sowie eine Erkennungsvorrichtung für die Erkennung der Bewegungsrichtung eines Objekts relativ zu einem Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, welche in kostengünstiger, sicherer und einfacher Weise die Bewegungsrichtung des Objekts erkennen können.
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Voranstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Erkennungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung und jeweils umgekehrt, so dass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient der Erkennung der Bewegungsrichtung eines Objekts relativ zu einem Fahrzeug. Ein solches Verfahren weist gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden Schritte auf:
- – Überwachen der Umgebung des Fahrzeugs,
- – Erkennen von wenigstens einem bewegten Objekt,
- – Überwachen der Objekthorizontalwinkel des zumindest einen Objekts relativ zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs,
- – Bestimmen des Öffnungswinkels des Objekts,
- – Bestimmen der Änderung des Öffnungswinkels,
- – Auswerten der Änderung des Öffnungswinkels hinsichtlich der Geschwindigkeit der Änderung mit Bezug auf die Bewegungsrichtung des Objekts.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren stellt also eine Möglichkeit zur Verfügung, um in sicherer, einfacher und kostengünstiger Weise die Bewegungsrichtung eines Objekts relativ zu einem Fahrzeug zu bestimmen. Insbesondere wird es damit möglich zu unterscheiden, ob sich das Objekt auf das Fahrzeug zu bewegt oder gemeinsam mit dem Fahrzeug in die gleiche Richtung fährt. Mit Bezug auf ein weiteres Fahrzeug als Objekt kann also unterschieden werden zwischen einem vorausfahrenden Fahrzeug und einem entgegenkommenden Fahrzeug.
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Die Überwachung der Umgebung des Fahrzeugs erfolgt vorzugsweise kontinuierlich, so dass konstant das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Dabei ist zu unterscheiden, dass bei dieser Überwachung für das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise ausschließlich Objekte überwacht werden, welche sich selbst bewegen. Statische Objekte, wie Randbebauung, Leitplanken oder ähnliche Randobjekte in der Umgebung des Fahrzeugs werden bei einem erfindungsgemäßen Verfahren nicht beachtet.
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Für jedes Objekt lassen sich zumindest zwei Objekthorizontalwinkel definieren. Diese sind definiert durch die Relation zwischen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und der Ausrichtung des jeweiligen Objekts. Dabei ist das jeweilige Objekt hinsichtlich seiner Ausrichtung insbesondere durch seine Ecken bzw. Kanten definiert. Fährt beispielsweise ein Objekt als Fahrzeug vor dem eigenen Fahrzeug voraus, so sind die beiden Rückleuchten zugehörig zu den beiden hinteren Ecken des Fahrzeugs. Nun lässt sich ausgehend vom eigenen Fahrzeug zu jeder dieser Ecken eine Gerade definieren, welche jeweils mit der Fahrtrichtung des Fahrzeugs einen eigenen Horizontalwinkel einschließt. Mit anderen Worten befindet sich jeder Objekthorizontalwinkel innerhalb der Horizontalebene vor dem Fahrzeug ausgerichtet und spannt sich zwischen der Fahrtrichtung und der direkten Verbindung des Fahrzeugs mit einer Ecke des Objekts auf. Gemeinsam bilden die beiden Objekthorizontalwinkel den Öffnungswinkel des Objekts aus.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird nicht nur dieser Öffnungswinkel einzeln bestimmt, sondern weiter über die Zeitdauer der Durchführung des Verfahrens überwacht. Somit kann die Änderung des Öffnungswinkel über den Zeitverlauf bestimmt werden. Aus dieser Bestimmung der Änderung kann nun eine Auswertung der Änderung erfolgen, so dass die Änderungsgeschwindigkeit als Relation zur Bewegungsrichtung des Objekts mit Bezug auf das Fahrzeug eingesetzt werden kann. Fährt ein Objekt als Fahrzeug vor dem eigenen Fahrzeug voraus, so ist davon auszugehen, dass sich der Abstand und auch in Kurvenabschnitten der Öffnungswinkel nur im geringen Maße ändern. Es kann also eine kleine Änderungsgeschwindigkeit angesetzt werden, welche für diesen Einsatzfall spezifisch ist. Handelt es sich bei dem Objekt um ein entgegenkommendes Fahrzeug, so ändern sich der Abstand und dementsprechend auch der Öffnungswinkel sehr schnell. Damit kann eine deutliche Unterscheidung durch die Änderungsgeschwindigkeit des Öffnungswinkels definiert werden, welcher als Schwellenwert vorzugsweise eine Unterscheidung zwischen entgegenkommenden Objekt und vorausfahrendem Objekt erlaubt.
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Alternativ kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren auch die Überwachung des Objekts auf seine Lichtanlage erfolgen. So kann durch Auswertung bildgebender Sensorik eine Unterscheidung zwischen Frontscheinwerfern und Heckleuchten durchgeführt werden. Durch diese kann die Ausrichtung des Objekts und damit mit hoher Wahrscheinlichkeit auch dessen Bewegungsrichtung erkannt werden.
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Die Fahrtrichtung eines Fahrzeugs kann im Sinne der vorliegenden Erfindung insbesondere auch als Fahrzeugachse bzw. als Fahrzeuglängsachse bezeichnet werden. Ein erfindungsgemäßes Verfahren baut insbesondere auf einer Sensorvorrichtung auf, die für die erfindungsgemäße Überwachung der Umgebung in der Lage ist. Dabei kann es sich z. B. um Kamerasysteme oder auch um Radarsensorik handeln. Jedoch handelt es sich bevorzugt um Kamerasysteme, da in einem solchen Fall eine größere Reichweite erzielt wird. Selbstverständlich ist es möglich, dass über die Bildauswertung das erfindungsgemäße Verfahren mit entsprechenden Eingangsgrößen versorgt wird.
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Es kann von Vorteil sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Überwachung von zwei Objekthorizontalwinkeln zugehörig zu zwei Ecken des Objekts erfolgt. Wie bereits erläutert, kann es sich bei dem Objekt z. B. um ein weiteres Fahrzeug handeln. Dieses weitere Fahrzeug weist sowohl am Heck, als auch an seiner Front jeweils zwei Ecken bzw. Kanten auf. Diese sind in dämmrigen bzw. dunklen Situationen besonders leicht zu erkennen, da sie durch entsprechende Lichtanzeiger in Form von den Rückleuchten oder den Scheinwerfern markiert werden. Diese Rückleuchten und Scheinwerfer werden jedoch nun im Gegensatz zu bekannten Verfahren nicht mehr anhand ihrer spezifischen Ausbildung analysiert, sondern dienen ausschließlich zur Erkennung und Markierung der Kanten bzw. Ecken. Für jede Ecke des Objekts erfolgt eine eigene Überwachung und damit auch eine Bestimmung des zugehörigen Objekthorizontalwinkels. Damit kann auch die Änderungsgeschwindigkeit der beiden Objekthorizontalwinkel gemeinsam mitgeschrieben werden und für die Bestimmung des Öffnungswinkels eingesetzt werden. Auf diese Weise kann ein erfindungsgemäßes Verfahren mit noch größerer Sicherheit hinsichtlich der Erkennung der Bewegungsrichtung des Objekts durchgeführt werden.
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Vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Auswertung der Änderung des Öffnungswinkels hinsichtlich der Geschwindigkeit der Änderung durch Vergleich mit zumindest einem Schwellenwert für die Geschwindigkeit der Änderung des Objekthorizontalwinkels erfolgt. Ein solcher Schwellenwert ist insbesondere ein vordefinierter Schwellenwert oder kann in einer Datenbank der jeweiligen Fahrsituation vorgegeben werden. Damit kann in besonders einfacher und schneller Weise durch den Vergleich eine Bestimmung der Bewegungsrichtung des Objekts durchgeführt werden. Bei einem Schwellenwert ist insbesondere eine langsamere Geschwindigkeit der Änderung des Öffnungswinkels mit einem vorausfahrenden Objekt und eine schnellere Geschwindigkeit der Änderung des Öffnungswinkels mit einem entgegenkommenden Objekt korreliert.
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Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren nach dem Schritt der Auswertung die erkannte Bewegungsrichtung des Objekts als Eingangsgröße in der Regelung der Ausleuchtung vor dem Fahrzeug verwendet wird.
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Das bedeutet, dass einem erfindungsgemäßes Verfahren ein Regelungsverfahren für die Ausleuchtung vor dem Fahrzeug vorgeschaltet ist. Wie in der Einleitung bereits erläutert worden ist, gibt es sogenannte adaptive bzw. dynamische Fernlichtsysteme. Diese können einen entblendeten Bereich vorsehen, welcher ein Objekt, sowohl in entgegenkommender als auch in vorausfahrender Bewegungsrichtung, entblendet. Je nachdem welche Bewegungsrichtung durch ein erfindungsgemäßes Verfahren erkannt worden ist, kann nun die nachfolgende Regelung der Ausleuchtung einen an diese Bewegungsrichtung angepassten Regelschritt durchführen. Die in der Einleitung der vorliegenden Erfindung unter anderem beschriebenen Nachteile, dass mit einer einzigen Regelungssystematik Situationen mit schlechter Ausleuchtung der Fahrbahn auftreten können, kann auf diese Weise wirksam vermieden werden.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren kann dahingehend weitergebildet sein, dass zusätzlich ein Schritt zum Ausschließen von Sondersituationen durchgeführt wird. Eine Sondersituation ist insbesondere eine der folgenden Situationen:
- – Objekt weist eine einzelne Lichtquelle auf
- – Bei der Bewegung des Objekts handelt es sich um einen Überholvorgang.
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Die beiden voranstehenden Punkte der nicht abschließenden Liste sind Sondersituationen, in welchen die vordefinierten Schwellenwerte bzw. die vordefinierte Auswertung der Änderungsgeschwindigkeit des Objekthorizontalwinkels nicht mehr greifen. Bei einem Objekt mit einer einzelnen Lichtquelle kann es sich z. B. um ein Motorrad oder einen Fahrradfahrer handeln. In einem solchen Fall müssen möglicherweise andere Regelmechanismen eingreifen, so dass ein erfindungsgemäßes Verfahren hier durch das Erkennen der Sondersituation ausgeschaltet wird. Auch ein Überholvorgang kann durch das plötzliche Auftreten eines Objekts als Sondersituation ausgeschlossen werden, um hektische Lichtbewegungen im Ausleuchtbereich vor dem Fahrzeug zu vermeiden.
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Ein weiterer Vorteil kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich der Verlauf der Fahrbahn in Fahrtrichtung des Fahrzeugs überwacht wird. Dabei werden die weiteren Schritte des Verfahrens nur ausgeführt, wenn die Fahrbahn einen Kurvenradius oberhalb eines vordefinierten Schwellenwerts aufweist.
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Mit anderen Worten wird auf diese Weise ein erfindungsgemäßes Verfahren nur in Kurvenabschnitten einer Fahrbahn verwendet. In allen weiteren Fahrsituationen, also insbesondere auf im Wesentlichen gerader Strecke, kann das Verfahren ausgeschaltet bleiben und somit Rechenaufwand für die Durchführung des Verfahrens gespart werden. Der Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens wird insbesondere auf Risikosituationen, nämlich Kurvensituationen abgestellt.
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Ebenfalls vorteilhaft kann es sein, wenn bei einem erfindungsgemäßen Verfahren dieses für die Erzeugung einer Eingangsgröße eines Ausleuchtbereichs einer Lichtfunktion des Fahrzeugs eingesetzt wird, welche Lichtfunktion zumindest einen Anteil einer Ausleuchtung oberhalb der Horizontalen aufweist. Eine solche Lichtfunktion ist insbesondere die Fernlichtfunktion eines Fahrzeugs. Auch weitere Lichtfunktionen, wie z. B. Abblendlichtfunktionen, welche Ausleuchtbestandteile oberhalb der Horizontalen vor dem Fahrzeug aufweisen, sind im Sinne der vorliegenden Erfindung denkbar.
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Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Erkennungsvorrichtung für die Erkennung der Bewegungsrichtung eines Objekts relativ zu einem Fahrzeug. Diese Erkennungsvorrichtung weist eine Sensorvorrichtung für die Überwachung der Umgebung des Fahrzeugs auf sich bewegende Objekte und die Überwachung der Objekthorizontalwinkel des Objekts auf. Weiter weist die erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung eine Kontrollvorrichtung für die Bestimmung des Öffnungswinkels und weiter die Bestimmung der Änderung des Öffnungswinkelsund die Auswertung der Änderung des Öffnungswinkels hinsichtlich der Geschwindigkeit der Änderung auf die Bewegungsrichtung des Objekts auf. Mit anderen Worten ist eine erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung vorzugsweise mit einer Kontrollvorrichtung ausgestattet, welche für die Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist. Dementsprechend bringt eine erfindungsgemäße Erkennungsvorrichtung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren erläutert worden sind.
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Bei einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung kann es von Vorteil sein, wenn die Sensorvorrichtung eine Kameraeinheit aufweist. Dabei handelt es sich um eine besonders kostengünstige und einfache Möglichkeit der Sensorvorrichtung. Auch kann auf diese Weise eine besonders große Vorausschauweite bis zu ca. 1000 Meter vor dem Fahrzeug zur Verfügung gestellt werden.
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Die vorliegende Erfindung wird näher erläutert anhand der beigefügten Zeichnungsfiguren. Die dabei verwendeten Begrifflichkeiten „links“, „rechts“, „oben“ und „unten“ beziehen sich auf eine Ausrichtung der Zeichnungsfiguren mit normal lesbaren Bezugszeichen. Es zeigen schematisch:
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1a eine erste Situation für ein erfindungsgemäßes Verfahren,
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1b die Situation nach 1a,
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2a eine weitere Situation für ein erfindungsgemäßes Verfahren,
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2b die Situation nach 2a,
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3 eine schematische Darstellung der Objekthorizontalwinkel und
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4 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung.
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In den 1a und 1b wird schematisch eine Situation dargestellt, in welcher sich das Objekt 20 in die gleiche Richtung wie das Fahrzeug 10 bewegt. Bei dem Objekt 20 handelt es sich also um ein vorausfahrendes weiteres Fahrzeug. Die Bewegungsrichtung B und die Fahrtrichtung F sind im Wesentlichen gleichgerichtet.
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In den 2a und 2b ist eine weitere Situation im Fahralltag des Fahrzeugs 10 dargestellt. Hier handelt es sich bei dem Objekt 20 um ein entgegenkommendes Fahrzeug, dessen Bewegungsrichtung B der Fahrtrichtung F des eigenen Fahrzeugs 10 im Wesentlichen entgegengesetzt ist. Das Aufeinanderzufahren der Fahrzeuge ist durch die Korrelation der beiden 2a und 2b zu erkennen.
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In 3 ist die Definition der einzelnen Winkel zu erkennen. So erstreckt sich vor dem Fahrzeug 10 die Fahrtrichtung F. Wird ein Objekt 20 erkannt, so können die zwei Ecken 24a und 24b, z. B. durch die Erkennung von Lichteinheiten, definiert werden. Ausgehend vom Fahrzeug 10 werden nun Geraden an diese Ecken 24a und 24b angelegt, so dass sich zwischen der jeweiligen Geraden und der Fahrtrichtung F jeweils ein Objekthorizontalwinkel 22a und 22b ausbildet. Die Summe aus den Objekthorizontalwinkeln 22a und 22b ist der Öffnungswinkel 26, welcher ebenfalls der 3 zu entnehmen ist.
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Bezug nehmend auf die Objekthorizontalwinkel 22a und 22b, wie sie in 3 definiert sind, unterscheiden sich die Situationen der 1a und 1b von denen der 2a und 2b. Handelt es sich bei dem Objekt 20 um ein vorausfahrendes Fahrzeug, wie in den 1a und 1b, so wird sich der jeweilige Objekthorizontalwinkel 22a und 22b des Objekts 20 und damit auch der Öffnungswinkel 26 nur im geringen Maße über den Verlauf der Zeit ändern. Bei der Situation eines entgegenkommenden Fahrzeugs als Objekt 20 gemäß der 2a und 2b erfolgt eine starke bzw. schnelle Änderung der jeweiligen Objekthorizontalwinkel 22a und 22b und damit des Öffnungswinkels 26.
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In 4 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Erkennungsvorrichtung 100 dargestellt. Diese ist innerhalb eines Fahrzeugs 10 angeordnet und weist eine Sensorvorrichtung 110 und eine Kontrollvorrichtung 120 auf. Die Kontrollvorrichtung 120 führt dabei ein erfindungsgemäßes Verfahren aus und ist in signalkommunizierender Weise mit den Scheinwerfern 12 des Fahrzeugs 10 verbunden. Somit können Eingangsgrößen für die Regelung des Ausleuchtbereichs durch die Scheinwerfer 12 vor dem Fahrzeug 10 zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere kann auf diese Weise eine Regelung der Fernlichtfunktion mit entblendetem Bereich des Fahrzeugs 10 zur Verfügung gestellt werden. Wie ebenfalls zu erkennen ist, weist die Sensorvorrichtung 110 hier eine Kameraeinheit 112 auf, welche mittels Bildauswertung einen Datensatz für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verfügung stellen kann.
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung nur im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen frei miteinander kombiniert werden, sofern dies technisch sinnvoll ist.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeug
- 12
- Scheinwerfer
- 20
- Objekt
- 22a
- Objekthorizontalwinkel
- 22b
- Objekthorizontalwinkel
- 24a
- Ecke des Objekts
- 24b
- Ecke des Objekts
- 26
- Öffnungswinkel
- F
- Fahrtrichtung des Fahrzeugs
- B
- Bewegungsrichtung des Objekts
- 100
- Erkennungsvorrichtung
- 110
- Sensorvorrichtung
- 112
- Kameraeinheit
- 120
- Kontrollvorrichtung
