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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Absichern eines Erkennens einer Falschfahrt, insbesondere einer Geisterfahrt, eines Ego-Fahrzeugs durch eine Sicherheitseinrichtung oder ein Sicherheitssystem des Ego-Fahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, welches ausgebildet ist ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen; eine Recheneinheit oder eine Verarbeitungseinrichtung, bevorzugt ein Steuergerät oder eine Steuereinrichtung für ein Fahrzeug; sowie eine Sicherheitseinrichtung oder ein Sicherheitssystem für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug.
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Stand der Technik
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Die aktive Sicherheit ist einer der Schwerpunkte bei der Entwicklung aktueller und auch zukünftiger Kraftahrzeugsysteme. Bekannte Sicherheits- oder Fahrerassistenzsysteme im Bereich der aktiven Sicherheit von Kraftfahrzeuginsassen, d. h. zur Unfallvermeidung des betreffenden Kraftfahrzeugs, sind beispielsweise die elektromechanische Servolenkung EPS (Electronic Power Steering) mit automatischen Lenkeingriff, das elektronische Stabilitätsprogramm ESP (Electronic Stability Programme) zur Stabilisierung des Kraftfahrzeugs durch Bremseingriffe im fahrdynamischen Grenzbereich sowie VDM (Vehicle Dynamic Management) als Erweiterung des ESP durch zusätzliche Lenkeingriffe. Eine bekannte Sicherheitseinrichtung eines solchen Sicherheitssystems ist z. B. ein Ausweichassistent für das Kraftfahrzeug.
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Ein Falschfahren eines Fahrzeugs auf einer Autobahn oder einer Bundesstraße mit getrennten Fahrbahnen und einer Mehrzahl von Fahrspuren bzw. -streifen je Fahrbahn, ein sogenanntes Geisterfahren, wird in der Gesellschaft als Phänomen verstärkt wahrgenommen und erhält steigende Bedeutung. Als nicht seltene Folge einer Geisterfahrt ergeben sich aufgrund hoher Relativgeschwindigkeiten der beteiligten Kraftfahrzeuge besonders schwere Unfälle (Frontalaufprall), deren Wahrscheinlichkeiten mit einer Zeitdauer der Falschfahrt des betreffenden Kraftfahrzeugs zunehmen. Einem Erkennen bzw. Detektieren einer Falschfahrt eines Kraftfahrzeugs kommt daher eine wichtige Bedeutung zu. – Ein zeitlich erstes Erkennen einer Falschfahrt erfolgt aufgrund kartenbasierter Navigation des Kraftfahrzeugs (GPS (Global Positioning System) und Karteninformationen), wofür Zusatzinformationen hinsichtlich Straßenkategorie, Richtungskennung und verkehrsregelnden Zeichen in die Karteninformationen integriert sind.
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Bei einem solchen Erkennen der Falschfahrt ergeben sich Abweichungen eines elektronisch abgelegten, virtuellen Straßenverlaufs in Bezug auf einen tatsächlichen Straßenverlauf von bis zu 150m. Eine Positionsbestimmung durch das GPS unterliegt ebenfalls einer Toleranz, die 10 bis 15m betragen kann. Ferner können Straßenkategorien in den Karteninformationen falsch codiert sein und/oder sich mit der Zeit ändern, was insbesondere bei älterem Kartenmaterial problematisch ist. Es können sich bauliche und/oder temporäre Änderungen des Straßenverlaufs sowie der Straßenkategorie ergeben. Darüber hinaus werden Verkehrsschilder zur Verhinderung einer Falschauffahrt auf eine Autobahn von einer Umfeldsensorik des betreffenden Kraftfahrzeugs nicht immer sicher erkannt und/oder eine Detektion der Straßenkategorie arbeitet nicht immer fehlerfrei.
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Aufgabenstellung
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Absichern eines Erkennens einer Falschfahrt, insbesondere einer Geisterfahrt, eines Ego-Fahrzeugs anzugeben. Das erfindungsgemäße Verfahren soll dabei mit einem bereits bestehenden Falschfahrtassistent oder ähnlichem zusammenarbeiten können, um dessen Wirksamkeit zu erhöhen. Das erfindungsgemäße Verfahren soll sicher und zuverlässig arbeiten sowie in dessen Umsetzung kostengünstig sein. Hierbei soll das Verfahren mit einer bereits in einem Kraftfahrzeug verbauten Sensorik umsetzbar sein. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung, diesem entsprechend ein Computerprogramm, eine Recheneinheit oder eine Verarbeitungseinrichtung, und eine Sicherheitseinrichtung oder ein Sicherheitssystem für das Ego-Fahrzeug anzugeben.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Absichern eines Erkennens einer Falschfahrt, insbesondere einer Geisterfahrt, eines Ego-Fahrzeugs durch eine Sicherheitseinrichtung oder ein Sicherheitssystem des Ego-Fahrzeugs, gemäß Anspruch 1; mittels eines Computerprogrammprodukts gemäß Anspruch 8; mittels einer Recheneinheit oder einer Verarbeitungseinrichtung, bevorzugt einem Steuergerät oder einer Steuereinrichtung für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 9; und mittels einer Sicherheitseinrichtung oder einem Sicherheitssystem für ein Fahrzeug, insbesondere einem Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug, gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst eine Falschfahrt oder ein Verdacht auf eine Falschfahrt des Ego-Fahrzeugs ermittelt. In einem zeitlichen Anschluss daran ist durch das Ego-Fahrzeug zusätzlich eine charakteristische Einrichtung an der befahrenen Straße detektierbar, wobei bei einem Erfassen oder Erkennen einer solchen charakteristischen Einrichtung eine Falschfahrt-Information generiert werden kann, falls die erhaltene Information mit einer Falschfahrt korrespondiert. Hierbei kann es genügen, die charakteristische Einrichtung lediglich zu erfassen ohne einen Richtungssinn der charakteristischen Einrichtung detektieren zu müssen, d. h. zu erkennen. Ein weitergehendes Erkennen der charakteristischen Einrichtung kann z. B. durch Zuordnen eines Falschfahrt-Merkmals (Richtungssinn, Name der Einrichtung etc.) zur charakteristischen Einrichtung erfolgen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann durch das Ego-Fahrzeug in dessen Fahrtrichtung vorausschauend ein hinteres Falschfahrt-Merkmal der charakteristischen Einrichtung und/oder zurückschauend ein vorderes Falschfahrt-Merkmal der charakteristischen Einrichtung detektiert werden, wobei bei einem Vorliegen des hinteren und/oder vorderen Falschfahrt-Merkmals eine Falschfahrt-Information generiert wird. Ferner kann ein Falschfahrt-Merkmal erzeugt und davon ausgehend die Falschfahrt-Information generiert werden, wenn vorausschauend und/oder zurückschauend ein seitenvertauschtes und/oder seitenverkehrtes Detektieren der charakteristischen Einrichtung auftritt. – Bei Vorliegen der Falschfahrt-Information wird an einen Fahrzeugführer des Ego-Fahrzeugs und/oder einen Fahrzeugführer eines Fremd-Fahrzeugs bevorzugt eine Warnung ausgegeben und/oder bevorzugt an dessen Fahrzeug eine Intervention eingeleitet.
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Gemäß der Erfindung wird z. B. das hintere Falschfahrt-Merkmal an der aktual befahrenen Straße von einer vorausschauenden Sensorik des Ego-Fahrzeugs sensiert bzw. von einer Fahrzeugelektronik des Ego-Fahrzeugs detektiert. Analog kann z. B. das vordere Falschfahrt-Merkmal an der aktual befahrenen Straße von einer zurückschauenden Sensorik des Ego-Fahrzeugs sensiert bzw. von einer Fahrzeugelektronik des Ego-Fahrzeugs detektiert werden. – D. h. auf Basis einer Information der vorausschauenden Sensorik wird bei Vorliegen des hinteren Falschfahrt-Merkmals die Falschfahrt-Information erzeugt, wohingegen auf Basis einer Information der zurückschauenden Sensorik bei Vorliegen des vorderen Falschfahrt-Merkmals die Falschfahrt-Information erzeugt wird.
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Gemäß der Erfindung kann das hintere Falschfahrt-Merkmal ein vorausschauendes Detektieren der charakteristischen Einrichtung von hinten an der befahrenen Straße sein. Analog dazu kann das vordere Falschfahrt-Merkmal ein zurückschauendes Detektieren der charakteristischen Einrichtung von vorne an der befahrenen Straße sein. – Die charakteristische Einrichtung an der vom Ego-Fahrzeug befahrenen Straße kann eine Doppelaufstellung identischer Verkehrsschilder, eine Position eines Verkehrsschilds, ein Mautaufbau, ein spezielles Brückensystem, eine Verkehrsleiteinrichtung, eine Informationseinrichtung, eine Leitplanke, eine Fahrbahnmarkierung und/oder ein Verlauf der Straße etc. sein. – In Ausführungsformen der Erfindung kann bei Vorliegen des Falschfahrt-Merkmals das Generieren der Falschfahrt-Information durch Vorliegen wenigstens eines zweiten Falschfahrt-Merkmals plausibilisiert werden.
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Beispielsweise bei Vorliegen des hinteren Falschfahrt-Merkmals kann das Generieren der Falschfahrt-Information durch Vorliegen eines vorderen, also zweiten Falschfahrt-Merkmals plausibilisiert werden, was z. B. auf eine einzige Doppelaufstellung von Verkehrsschildern angewendet werden kann. In einem solchen Fall abreitet das erfindungsgemäße Verfahren sehr schnell. Umgekehrt kann bei Vorliegen eines vorderen Falschfahrt-Merkmals das Generieren der Falschfahrt-Information durch Vorliegen eines hinteren Falschfahrt-Merkmals plausibilisiert werden. Ferner kann das Vorliegen eines hinteren Falschfahrt-Merkmals durch Vorliegen eines zweiten hinteren Falschfahrt-Merkmals überprüft werden. Dies ist natürlich auch auf das Vorliegen zweier vorderer Falschfahrt-Merkmale anwendbar.
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Eine solche Kombination zweier Falschfahrt-Merkmale kann analog auf das seitenvertauschte und/oder seitenverkehrte (rechts statt links bzw. links statt rechts) Detektieren zweier charakteristischer Einrichtungen angewendet werden. Auch eine Kombination eines vorderen und/ oder hinteren Falschfahrt-Merkmals mit einem Falschfahrt-Merkmal aus dem seitenvertauschten und/oder seitenverkehrten Detektieren einer charakteristischen Einrichtung ist natürlich anwendbar. – Gemäß der Erfindung kann das Verfahren nur dann durchgeführt werden, wenn eine entsprechende Straßenkategorie oder ein anderer Hinweis auf eine Befahrbarkeit der baulich abgegrenzten Fahrspur(en) in nur einer Richtung, wie eine Fahrbahn mit einer Mehrzahl von Fahrspuren oder eine Auffahrt zu dieser Fahrbahn, ermittelt und/oder detektiert ist. Ferner ist die charakteristische Einrichtung an der vom Ego-Fahrzeug befahrenen Straße bevorzugt eine in Bezug auf die Straße dauerhaft fest vorgesehene Einrichtung; d. h. ein anderer Verkehrsteilnehmer wird gemäß der Erfindung nicht als Einrichtung berücksichtigt.
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Die Warnung an den Fahrzeugführer des Ego-Fahrzeugs und/oder des Fremd-Fahrzeugs kann optisch, akustisch, haptisch und/oder oder über Funk, z. B. C2X (Car-to-X-Communication) oder andere, ausgegeben werden. Die Intervention am/im Ego-Fahrzeug und/oder am/im Fremd-Fahrzeug kann ein Lenkeingriff und/oder ein Bremseingriff sein, der ggf. vom betreffenden Fahrzeugführer negierbar ist. Im Fall eines Lenkeingriffs kann hier auch von einem Über- oder Gegensteuern gesprochen werden. – Ferner kann sich ein übergeordnetes Verfahren zum Erkennen einer Falschfahrt auf Informationen einer kartenbasierten Navigation, insbesondere aufgrund von GPS mit Karteninformationen, und/oder auf videobasierte Informationen stützen.
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Gemäß der Erfindung kann das Verfahren zum Absichern eines Erkennens einer Falschfahrt in einem Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs zum Erhöhen der Verkehrssicherheit verwendet werden. – Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt weist Programmcodemittel auf, welche ausgebildet sind ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen, wenn die Programmcodemittel auf einer Verarbeitungseinrichtung ablaufen und/oder einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind. – Die erfindungsgemäße Recheneinheit oder Verarbeitungseinrichtung, bevorzugt das Steuergerät oder die Steuereinrichtung, ist derart ausgebildet, dass dadurch ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist und/oder ein erfindungsgemäßes Computerprogramm abarbeitbar ist.
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Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung oder das erfindungsgemäße Sicherheitssystem für das Fahrzeug, insbesondere ein Fahrerassistenzsystem für das Kraftfahrzeug, ist derart eingerichtet, dass dadurch ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist. Ferner kann die Sicherheitseinrichtung oder das Sicherheitssystem ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt und/oder eine erfindungsgemäße Recheneinheit oder eine erfindungsgemäße Verarbeitungseinrichtung aufweisen. Eine solche Sicherheitseinrichtung in einem Fahrerassistenzsystem kann z. B. in einem Falschfahrtassistent implementiert sein.
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Gemäß der Erfindung kann ein bereits bestehendes Verfahren zum Erkennen einer Falschfahrt eines Ego-Fahrzeugs durch das erfindungsgemäße Verfahren zum Absichern eines Erkennens der Falschfahrt des Ego-Fahrzeugs ergänzt und somit sicherer gemacht werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einen bereits bestehenden Falschfahrtassistent integriert werden oder mit einem betreffenden Verfahren zusammenarbeiten, um dessen Effizienz zu erhöhen. Das erfindungsgemäße Verfahren kann sicher und zuverlässig arbeiten und ist in dessen Umsetzung kostengünstig, da das Verfahren mit einer bereits in einem Kraftfahrzeug verbauten Sensorik umsetzbar ist.
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Ausführungsformen der Erfindung
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Eine kartenbasierte Navigation, meist GPS in Verbindung mit elektronischen Karteninformationen, bildet eine Grundlage für eine aktuale Ortsbestimmung eines fahrenden oder stehenden Kraftfahrzeugs, wobei Zusatzinformationen in die Karteninformation integriert sind. Ferner stehen dem Kraftfahrzeug videobasierte oder anderweitig basierte Informationen, z. B: eine Verkehrsschilderkennung, eine Umfelderfassung (Umfeldsensorik), eine Detektion einer Straßenkategorie (Straßenklasse) etc., zu Verfügung. D. h. ein System des Kraftfahrzeugs hat eine Befahrbarkeit der baulich abgegrenzten Fahrspur(en) in nur einer Richtung der Straße festgestellt, was z. B. aus der Straßenkategorie bzw. -klasse ableitbar ist. – Ein Ziel der Erfindung ist ein sicheres Erkennen eines Falschfahrens eines Kraftfahrzeugs, im Folgenden Ego-Fahrzeug genannt, zur Einleitung einer Warnung oder einer Intervention für den Falschfahrer (Fahrzeugführer, Ego-Fahrzeug), und/oder zur Einleitung einer Warnung oder einer Intervention für potentielle Unfallgegner (Fahrzeugführer, Fremd-Fahrzeug) des Falschfahrers.
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Im Stand der Technik kommen für Verfahren zum Erkennen einer Falschfahrt eines Ego-Fahrzeugs meist zwei Schritte zur Anwendung. Erstens ein möglichst sicheres Erkennen der Straßenkategorie mit Relevanz für eine Falschfahrt (Autobahn, Bundesstraße, getrennte Fahrbahnen mit mehr als einer Fahrspur etc.) und zweitens ein möglichst sicheres Erkennen einer Fahrbewegung des Ego-Fahrzeugs in eine falsche Richtung auf dieser Straßenkategorie. Hierbei ergeben sich Barrieren für beide Verfahrensschritte auf Basis heutiger Systeme und Algorithmen, welche genommen werden müssen, um eine Falschfahrt mit ausreichender Sicherheit detektieren zu können. Insbesondere bei Interventionen in ein Fahrzeug aufgrund einer detektierten Falschfahrt muss diese mit hoher Sicherheit detektiert werden können, denn Fehler können hier zu weiteren problematischen Situationen führen. – Diese Barrieren betreffen die aktuellen Navigationssysteme sowie die Umfelderfassung der Ego-Fahrzeuge.
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Die Nachteile aktueller Navigationssysteme sind hohe Ungenauigkeiten bzw. Toleranzen des Straßenverlaufs, die bis zu 150m betragen können (Fangradius). Ferner ergeben sich Ungenauigkeiten einer GPS-Positionsbestimmung aufgrund von Witterung und/oder anderer Aspekte, welche bis zu 15m betragen können. Hieraus resultiert ein Risiko einer Verwechslung einer Straße. Ferner sind Straßenkategorien zum Teil falsch kodiert oder ändern sich mit der Zeit. Darüber hinaus ergeben sich bauliche und/oder temporäre Änderungen eines Straßenverlaufs und einer Straßenkategorie. Hieraus wiederum resultiert ein Verwechslungsrisiko aufgrund fehlerhafter Zuordnung der Straßenkategorie. – Die Nachteile aktueller Umfeldsensorik sind insbesondere Fehler und Toleranzen bei einer Erkennung von Verkehrsschildern, z. B. aufgrund einer Güte der Verkehrsschilder (Reflexion(-sabnahme), Erosion usw.) und Witterung (Regen, Sonnenschrägstand, Verschmutzung, Schneetreiben, Nebel etc.). Hierdurch werden Verkehrsschilder z. B. zur Verhinderung einer Auffahrt auf Autobahnen z. T. nicht sicher erkannt.
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Die Erfindung hat zum Ziel, ein sicheres Erkennen der Straßenkategorie (einspurige Befahrung) mit einer Relevanz für eine Falschfahrt und/oder ein sicheres Erkennen einer Fahrbewegung des Ego-Fahrzeugs in eine falsche Richtung zu verbessern, d. h. für obige Wahrscheinlichkeiten der Erkennung sinnvolle weitere Plausibilisierungen anzugeben. – Dies erfolgt gemäß der Erfindung durch Auswertung wenigstens eines Merkmals einer charakteristischen Einrichtung an der befahrenen Fahrbahn der Straße für eine Falschfahrt, d. h. eine Fahrt des Ego-Fahrzeugs auf entsprechender Straßenkategorie in entgegengesetzter Richtung. – So kann gemäß der Erfindung eine doppelte, d. h. parallele Aufstellung von Verkehrsschildern links und rechts der Fahrbahn mit gleichem Richtungssinn (z. B. Verkehrsschildern für eine Geschwindigkeitsbegrenzung) ausgewertet werden. Eine solche Konstellation kann z. B. durch Videosysteme erfasst und ggf. erkannt werden.
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Hierbei kann ausgenutzt werden, dass auch Verkehrsschilder von hinten ein typisches Muster liefern, da diese ggf. ebenfalls immer eine bestimmte Färbung aufweisen. Für Deutschland ist dies das sogenannte Verkehrsgrau (A: RAL 7042, B: RAL 7043). Hinzugenommen werden kann eine parallele Aufstellung der Verkehrsschilder sowie weitere Merkmale, wie z. B. eine fehlende Reflexion etc. Ferner kann eine Radarsensorik genutzt werden, um eine Doppellaufstellung zu detektieren. – Für Ego-Fahrzeuge mit einer Rückfahrkamera kann z. B. zeitlich nach einem Überfahren eines Doppelverkehrsschildes eine solche Konstellation ebenfalls ausgewertet werden. Die Rückfahrkamera kann auch asymmetrische Merkmale, wie z. B. einseitig aufgestellte Verkehrsschilder als Falschfahrtmerkmal erkennen, da die in aktuell entgegengesetzter Fahrtrichtung lesbare Verkehrsschilder direkt auf eine Falschfahrt hinweisen. Auch wenn für ein Rückfahrsystem typischerweise ein Nahfeldsystem eingesetzt wird, können Doppelverkehrsschilder in Verbindung mit einem durch eine Frontkamera erfassten Merkmal der charakteristischen Einrichtung (Doppelverkehrsschild) plausibilisiert werden.
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Weiterhin können charakteristische Einrichtungen bzw. Strukturen erfasst und ggf. erkannt werden, z. B. durch eine Frontsensorik, wie eine Frontkamera, und/oder durch eine Heck- oder Rückfahrsensorik, wie eine Rückfahrkamera des Ego-Fahrzeugs. Auch eine Datenfusion aus Front- und Heck-/Rückfahrsensorik eines Merkmals einer charakteristischen Einrichtung, welche nur auf den benannten Straßenkategorien eingesetzt werden, ist natürlich möglich. Hierzu können auch Seitenkameras eingebunden werden soweit diese die beschriebenen Merkmale erfassen. Solche nur auf diesen Straßenkategorien eingesetzten Einrichtungen sind z. B. Mautaufbauten, spezielle Brückensysteme, Verkehrsleit- und Informationseinrichtungen bzw. die Kombination aus derartigen Merkmalen. Ferner eignet sich als charakteristische Einrichtung eine Leitplanke, eine Fahrbahnmarkierung, Seitenpfosten, Reflektoren, Farbmarkierungen, ein Verlauf der Straße selbst etc. – Auf Basis eines gesicherten Erfassens und/oder Erkennens von Straßenkategorie und Falschfahrt kann eine Warnung oder Intervention für einen Fahrzeugführer des Ego-Fahrzeugs, und/oder eine Warnung oder Intervention für potentielle Unfallgegner (Fahrzeugführer, Fremd-Fahrzeug) des Falschfahrers eingeleitet werden.