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Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem mit einer Einrichtung zum Ermitteln einer Position des Kraftfahrzeugs.
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Üblicherweise weisen Kraftfahrzeuge Fahrerassistenzsysteme, beispielsweise ein Navigationssystem auf. Damit ist es möglich, eine Position des Kraftfahrzeugs in einem Koordinatensystem zu bestimmen und in einer digitalen Karte anzuzeigen. Hierbei wächst die Datenmenge der digitalen Karte, die dem Fahrer mittels eines solchen Fahrerassistenzsystems angezeigt werden kann, stetig. So sind beispielsweise „Points of Interest” oder die zu befahrende Fahrspur anzeigbar.
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Trotz der zahlreichen in der digitalen Karte verzeichneten Objekte kann der Fahrer ein Objekt im Fahrzeugumfeld übersehen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Fahrerassistenzsystem anzugeben, durch das die Sichtbarkeit von sich im Umfeld des Kraftfahrzeugs befindenden Objekten verbessert wird.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Fahrerassistenzsystem der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass es eine Steuerungseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, anhand der ermittelten Position des Kraftfahrzeugs und wenigstens einer Objektinformation einer digitalen Karte eine Beleuchtungseinrichtung anzusteuern, um ein in der digitalen Karte verzeichnetes, sich im Umfeld des Kraftfahrzeug befindendes Objekt mit Licht zu markieren.
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Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem beruht somit auf der Idee, dass Objekte, die sich auf oder in der Nähe eines potenziellen Fahrwegs befinden, in einer hochgenauen digitalen Karte verzeichnet sind. Anhand der Position des Kraftfahrzeugs in der digitalen Karte kann somit bestimmt werden, ob sich im Umfeld des Kraftfahrzeugs ein Objekt, der für das Kraftfahrzeug oder einen Fahrweg relevant ist, befindet. In dieser Anmeldung umfasst der verwendete Begriff „Objekt” auch einen „Bereich”, d. h. eine bestimmte Fläche, die in der digitalen Karte verzeichnet ist. Hierbei kann es sich um sicherheitsrelevante Bereiche wie Kreuzungen, Zebrastreifen, Einfahrten oder relevante Objekte wie Verkehrsschilder, durch die Bebauung bedingte Objekte oder dergleichen handeln.
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Befindet sich ein solches Objekt im Umfeld des Kraftfahrzeugs, kann mittels der Steuerungseinrichtung wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung des Kraftfahrzeugs angesteuert werden, um das Objekt mit Licht zu markieren. Somit wird sichergestellt, dass dem Fahrer das Objekt, das sich im Umfeld des Kraftfahrzeugs befindet, durch Beleuchten angezeigt wird, um zu verhindern, dass das Objekt übersehen wird.
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Gemäß der Erfindung sind somit alle Objekte, mit denen das Kraftfahrzeug kollidieren kann, oder Objekte, die eine besondere Aufmerksamkeit des Fahrers erfordern, in der digitalen Karte verzeichnet. Nähert sich das Kraftfahrzeug einem solchen Objekt, kann dieses mit Licht markiert werden. Selbstverständlich können mehrere Beleuchtungseinrichtungen beziehungsweise mehrere getrennt ansteuerbare Leuchtmittel innerhalb einer Beleuchtungseinrichtung vorgesehen sein, um mehrere Objekte im Umfeld des Kraftfahrzeugs gleichzeitig zu beleuchten.
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Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass das Fahrerassistenzsystem eine Erfassungseinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, wenigstens einen das Umfeld des Kraftfahrzeugs und/oder die Fahrdynamik und/oder die Fahrzeugposition betreffenden Parameter an die Steuerungseinrichtung zu übermitteln. Dies ist vor allem dann zweckmäßig, wenn die Einrichtung zum Ermitteln der Position des Kraftfahrzeugs nicht oder nur beschränkt funktionsfähig ist, beispielsweise in einer Tiefgarage oder in Häuserschluchten, da hier die Signale, die für eine erfolgreiche Positionsbestimmung benötigt werden, wie beispielsweise GPS-Signale oder Signale für funkbasierte Bestimmungsverfahren, wie A-GPS oder Funknavigation (Feldstärke, Richtung, Laufzeit), häufig nicht in ausreichender Qualität empfangen werden können.
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Die Fahrdynamik betreffende Parameter können hierbei Daten zur Bewegung des Kraftfahrzeugs sein, wie beispielsweise die Bewegungsrichtung, die Geschwindigkeit, der Lenkwinkel, die Drehzahl eines Rads, die Position in einem fahrzeugfesten Koordinatensystem, oder weitere Parameter, die dazu geeignet sind eine Bewegung des Kraftfahrzeugs in der digitalen Karte zu bestimmen.
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Die die Fahrzeugposition betreffenden Parameter können von allen dazu geeigneten Sensoren erfasst und zugeführt werden. Beispielsweise ein Kompass, ein Sensor zum Erfassen von Höhendaten, ein Drehzahlsensor, ein Lenkwinkelsensor oder dergleichen.
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Eine weitere Möglichkeit der Erfassung sieht vor, das Umfeld des Kraftfahrzeugs betreffende Parameter an die Steuerungseinrichtung zu übermitteln. Diese können beispielsweise mittels einer Kamera, Radar, Ultraschall, Lidar in Verbindung mit einer Schild- oder Mustererkennungssoftware dazu verwendet werden, die Position des Kraftfahrzeugs in der digitalen Karte zu bestimmen. So kann durch Vermessung der umliegenden Objekte die Position des Kraftfahrzeugs in der Umgebung anhand der digitalen Karte hochgenau bestimmt werden. Dabei werden die aus der Vermessung gewonnenen Daten mit der digitalen Karte abgeglichen und somit die Position des Kraftfahrzeugs bestimmt.
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Es ist selbstverständlich möglich, alle genannten Erfassungswege auch kumulativ oder in beliebigen Kombinationen einzusetzen, um so die Positionsbestimmung so genau wie möglich durchzuführen.
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Es kann zudem vorgesehen sein, dass die Erfassungseinrichtung anhand der Parameter Bereiche festlegt, die gezielt ausgeblendet, also unbeleuchtet bleiben sollen. Dies kann beispielsweise dazu benutzt werden, den Gegenverkehr nicht zu blenden, indem die Lichtverteilung der Beleuchtungseinrichtung so angepasst wird, dass nur der Bereich um das entgegenkommende Fahrzeug herum beleuchtet wird. Dadurch wird verhindert, dass andere Verkehrsteilnehmer geblendet werden.
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Um eine flexible Beleuchtung von sich im Umfeld des Kraftfahrzeugs befindenden Objekten zu ermöglichen, sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, dass das Fahrerassistenzsystem eine Verstelleinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, die Beleuchtungseinrichtung entlang einer oder mehrerer Achsen auf das zu markierende Objekt auszurichten. Es ist somit bei geeigneter Positionierung der Beleuchtungseinrichtung beziehungsweise von mehreren Beleuchtungseinrichtungen möglich, jedes Objekt im Umfeld des Kraftfahrzeugs zu beleuchten und diese Beleuchtung bei jeder möglichen Positionierung des Objekts im Umfeld des Kraftfahrzeugs und bei einer Bewegung des Kraftfahrzeugs aufrecht zu halten. Insbesondere können hierbei auch Objekte beleuchtet werden, die abweichend von der üblichen Ausrichtung von Kraftfahrzeugscheinwerfern angeordnet sind, wie beispielsweise niedrige Durchfahrten oder an Decken von Parkhäusern angebrachte Gegenstände oder lateral zum Kraftfahrzeug versetzte Bereiche oder Objekte.
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Es liegt ferner im Rahmen der Erfindung, dass die Beleuchtungseinrichtung wenigstens ein Leuchtmittel aufweist, das als Laserdiode oder als LED, insbesondere als LED-Matrix, ausgebildet ist. Selbstverständlich kann auch eine beliebige Kombination von Laserdioden oder LEDs benutzt werden. Insbesondere sind hierbei als LED-Matrix oder LED-Cluster ausgebildete Frontscheinwerfer mit einbegriffen, die eine insbesondere regelmäßige Anordnung mehrerer LEDs darstellen. Hierbei ist besonders vorteilhaft, dass die LED-Matrix in der Form ausgebildet ist, dass die einzelnen Elemente der Matrix getrennt voneinander ansteuerbar und entlang einer oder mehrerer Achsen verstellbar sind. Daher kann eine nahezu beliebige Lichtverteilung durch die Beleuchtungseinrichtung realisiert werden. Dadurch kann eine weitgehend beliebige Markierung beziehungsweise Ausblendung von Objekten und Bereichen im Umfeld des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden.
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Besonders vorteilhaft kann das Fahrerassistenzsystem dahingehend weitergebildet werden, dass die Beleuchtungseinrichtung dazu ausgebildet ist, einer Ansteuerung durch die Steuerungseinrichtung entsprechend Licht zu emittieren, das hinsichtlich seiner räumlichen Verteilung und/oder seiner Intensität einstellbar ist. Somit kann je nach vorherrschenden Lichtverhältnissen und/oder zur Vermeidung der Blendung von anderen Verkehrsteilnehmern die Intensität der Beleuchtung verringert oder erhöht werden. Die Lichtverhältnisse können beispielsweise ebenfalls durch die vorhandene Erfassungseinrichtung ermittelt und an die Steuerungseinrichtung übermittelt werden. Es ist ebenso möglich, eine Steuerung der Beleuchtungseinrichtung derart vorzusehen, dass das emittierte Licht hinsichtlich seiner Wellenlänge verändert wird. Dadurch könnten beispielsweise dem Kraftfahrzeug besonders nahe Objekte farblich, insbesondere mit rotem Licht markiert werden.
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Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems kann darin bestehen, dass die wenigstens eine Objektinformation der digitalen Karte mittels Car2X oder Funk oder aus einem Speicher dem Fahrerassistenzsystem zuführbar sind. Car2X bezeichnet hierbei die Kommunikation von Fahrzeug zu Fahrzeug (Car2Car) sowie die Kommunikation eines Fahrzeugs mit einer Infrastruktur, unter Verwendung von z. B. WLAN und/oder Mobilfunk. Es ist selbstverständlich ebenfalls möglich, alle genannten Wege zur Zuführung der wenigstens einen Objektinformation kumulativ zu verwenden.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug umfassend ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug weist somit alle im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem genannten Merkmale auf.
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Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems mit einer Einrichtung zum Erfassen einer Position des Kraftfahrzeugs. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Fahrerassistenzsystem eine Steuerungseinrichtung aufweist, die eine Beleuchtungseinrichtung des Kraftfahrzeugs ansteuert, um in Abhängigkeit der Position des Kraftfahrzeugs und wenigstens einer Objektinformation einer digitalen Karte ein in der digitalen Karte verzeichnetes, sich im Umfeld des Kraftfahrzeugs befindendes Objekt mit Licht zu markieren. Das Fahrerassistenzsystem wird demnach derart betrieben, dass die Steuerungseinrichtung anhand der Position des Kraftfahrzeugs in einer digitalen Karte ermittelt, ob sich ein Objekt im Umfeld des Kraftfahrzeugs befindet und falls dies der Fall ist, die Beleuchtungseinrichtung ansteuert, um das Objekt mit Licht zu markieren.
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Als Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass von einer Erfassungseinrichtung wenigstens ein das Umfeld des Kraftfahrzeugs und/oder die Fahrdynamik und/oder die Fahrzeugposition betreffender Parameter an die Steuerungseinrichtung übermittelt wird. Dadurch kann die Position des Kraftfahrzeugs hochgenau, beispielsweise anhand einer Ausgangsposition innerhalb der digitalen Karte und Veränderungen, die aus den Parametern der Fahrdynamik resultieren, bestimmt werden. Es ist zudem möglich, das Umfeld des Kraftfahrzeugs mittels der Erfassungseinrichtung beispielsweise mittels Radar, Lidar oder einer Kamera zu erfassen, um so mittels Mustererkennung die Erfassung der Position des Kraftfahrzeugs in der Karte zu ermöglichen oder zu verbessern.
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Um auch Objekte im Kraftfahrzeugumfeld zu beleuchten, die sich nicht exakt vor einer Beleuchtungseinrichtung befinden, ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass die Steuerungseinrichtung durch Ansteuern einer Verstelleinrichtung die Beleuchtungseinrichtung entlang einer oder mehrerer Achsen auf das Objekt ausrichtet. Somit kann die Markierung auch bei einem beweglichen Kraftfahrzeug auf dem Objekt verbleiben.
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Es ist dazu vorteilhaft, dass die Steuerungseinrichtung die Beleuchtungseinrichtung derart ansteuert, dass diese Licht emittiert, wobei das emittierte Licht hinsichtlich seiner räumlichen Verteilung und/oder seiner Intensität einstellbar ist. Die Steuerungseinrichtung steuert die Beleuchtungseinrichtung demnach so an, dass abhängig von den vorherrschenden Lichtverhältnissen oder abhängig davon, ob die Gefahr der Blendung anderer Verkehrsteilnehmer besteht, die Intensität und die räumliche Verteilung angepasst wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
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1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs;
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2 eine Draufsicht erfindungsgemäßer Kraftfahrzeuge in verschiedenen Fahrsituationen; und
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3 ein Flussdiagram des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt eine Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs 1 mit einem Fahrerassistenzsystem 2, das eine Steuerungseinrichtung 3 aufweist, die dazu ausgebildet ist anhand der Position des Kraftfahrzeugs 1 und wenigstens einer Objektinformation einer digitalen Karte wenigstens eine Beleuchtungseinrichtung 4, 5, 6 anzusteuern, um ein in der digitalen Karte verzeichnetes, sich im Umfeld des Kraftfahrzeugs 1 befindendes Objekt mit Licht zu markieren.
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Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine Einrichtung zum Ermitteln einer Position 7 und eine Erfassungseinrichtung 8, die dazu ausgebildet ist, wenigstens einen das Umfeld des Kraftfahrzeugs und/oder die Fahrdynamik und/oder die Fahrzeugposition betreffenden Parameter an die Steuerungseinrichtung 3 zu übermitteln. Die Beleuchtungseinrichtungen 4, 5, 6 weisen jeweils eine Verstelleinrichtung 9 auf, die dazu ausgebildet ist, die Beleuchtungseinrichtung 4, 5, 6 entlang einer oder mehrerer Achsen auf ein zu markierendes Objekt auszurichten.
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Es ist somit möglich anhand der digitalen Karte, die der Steuerungseinrichtung 3 aus einem Speicher des Kraftfahrzeugs 1, der nicht dargestellt ist, zuführbar ist, die Verstelleinrichtungen 9 und die Beleuchtungseinrichtungen 4, 5, 6 anzusteuern, um ein Objekt, das im Umfeld des Kraftfahrzeugs 1 erfasst wurde, mit Licht zu markieren.
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2 zeigt Kraftfahrzeuge 10 bis 14, die sich in unterschiedlichen Fahrsituationen befinden. Das Kraftfahrzeug 10 befindet sich in einer Fahrsituation, bei der die Fahrspur, die anhand der digitalen Karte der Steuerungseinrichtung 3 zugeführt wurde. Mittels der Beleuchtungseinrichtung 4, die sich an der Front des Kraftfahrzeugs 10 befindet, wird eine Lichtverteilung 15 erzeugt und die Fahrspur ausgeleuchtet wird. Die Position des Kraftfahrzeugs 10 wird hierbei mittels GPS und A-GPS bestimmt. Mittels der Erfassungseinrichtung 8 wird das Umfeld des Kraftfahrzeugs 10 mittels Radar, Lidar und einer Kamera erfasst. Die Kamera erfasst zum einen das entgegenkommende Fahrzeug 16, wodurch die Lichtverteilung 15 im entsprechenden Bereich ausgeblendet wird. Zusätzlich wird der Fußgänger 17 durch die Kamera mittels Infrarotauswertung erfasst, die ebenfalls Bestandteil der Erfassungseinrichtung 8 ist. Dadurch wird mittels der Beleuchtungseinrichtung 4 durch eine Verstellung mit der Verstelleinrichtung 9 der Fußgänger 17 mit Licht markiert. Dementsprechend ist der „beleuchtete” Fußgänger 17 für den Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 besser erkennbar, insbesondere falls er die Fahrbahn betritt.
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Das Kraftfahrzeug 11 befindet sich vor einer Kreuzung. Diese ist ebenfalls in der digitalen Karte verzeichnet, wodurch die Steuerungseinrichtung 3 die Beleuchtungseinrichtung 4 derart ansteuert, dass die als Matrix-LED ausgebildeten Leuchtmittel durch eine gezielte Verstellung der einzelnen LEDs eine breite Lichtverteilung 19 erzeugen, die den Kreuzungsbereich so weitgehend wie möglich ausleuchtet, um potentiell auftretenden Querverkehr so früh wie möglich zu erkennen.
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Das Kraftfahrzeug 12 befindet sich vor einem Zebrastreifen 20, auf den das Schild 21 hinweist. Der Zebrastreifen ist in der digitalen Karte verzeichnet, sodass die Steuerungseinrichtung 3 die Beleuchtungseinrichtung 4 derart ansteuert, dass diese durch eine zugehörige Ansteuerung der Verstelleinrichtung 9 eine Lichtverteilung 22 nach unten auf den Zebrastreifen erzeugt.
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Zusätzlich erfasst die Erfassungseinrichtung 8 das Verkehrsschild 21, das auf den Zebrastreifen hinweist. Mittels der Steuerungseinrichtung 3 wird, unter Ansteuerung der Verstelleinrichtung 9, ein Teil der Matrix-LEDs der Beleuchtungseinrichtung 4 gesteuert, um das Verkehrsschild 21 zu beleuchten. Die Verstelleinrichtung 9 muss dazu eine Lichtverteilung 23 erzeugen, die höher liegt als die ursprüngliche Leuchtrichtung der Beleuchtungseinrichtung 4.
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Zusätzlich ist das Kraftfahrzeug 13 dargestellt, das in ein Parkhaus eingefahren ist. Das Parkhaus ist hierbei in der digitalen Karte hochgenau verzeichnet. Demzufolge sind Säulen 24 als Gebäudebestandteile des Parkhauses ebenfalls in der digitalen Karte verzeichnet. Die Steuerungseinrichtung 3 steuert daher die Verstelleinrichtung 9 derart an, dass die Beleuchtungseinrichtung 4 des Kraftfahrzeugs 13 die Lichtverteilung 25 erzeugt, um die Säulen 24, die sich im Umfeld des Kraftfahrzeugs 13 befinden, mit Licht zu markieren.
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Eine Einfahrt 27 des Parkhauses ist ebenfalls in der digitalen Karte verzeichnet. Um die Aufmerksamkeit des Fahrers auf diesen engen Durchgang zu richten, wird die Beleuchtungseinrichtung 6, die sich am Heck des Kraftfahrzeugs 13 befindet, über die zugehörige Verstelleinrichtung 9 derart angesteuert, dass diese die Beleuchtungsverteilung 26 erzeugt, die die enge Einfahrt 27 des Parkhauses mit Licht markiert.
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Das Kraftfahrzeug 14 zeigt die Position, die nach dem Einfahren in das Parkhaus vorliegt. Da hierbei die Einrichtung 7 zum Ermitteln einer Position keinen Empfang hat, muss die Positionsbestimmung mittels der Erfassungseinrichtung 8 erfolgen. Die Erfassungseinrichtung 8 bestimmt hierbei die Position des Kraftfahrzeugs anhand der zuletzt bekannten Position in der digitalen Karte, die vor dem Befahren des Parkhauses beispielsweise an der Position des Kraftfahrzeugs 12 vorlag. Die weiteren Veränderungen der Position werden mittels der Erfassungseinrichtung 8 über die Drehzahl der Räder, den Lenkeinschlag sowie einen Vergleich der digitalen Karte mit Messdaten von Radar, Lidar und Kameras ermittelt. Dadurch ist es möglich, die Position des Kraftfahrzeugs 14 auch innerhalb des Parkhauses hochgenau in der digitalen Karte zu bestimmen.
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Die Säulen 24 des Parkhauses werden dabei durch eine Lichtverteilung 28 mit Licht markiert, die durch die Beleuchtungseinrichtungen 4, 5, 6 durch eine entsprechende Ansteuerung der Steuerungseinrichtung 3 und der zugehörigen Verstelleinrichtungen 9 erzeugt wird. Ein anderer Teil der Beleuchtungseinrichtung 4 wird durch Erfassen eines geparkten Fahrzeugs 29 durch die Steuerungseinrichtung 3 unter Ansteuerung der zugehörigen Verstelleinrichtung 9 derart angesteuert, dass die Beleuchtungseinrichtung 4 eine Lichtverteilung 30 erzeugt und das geparkte Fahrzeug 29 mit Licht markiert.
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3 zeigt ein Flussdiagramm des Verfahrens zum Betrieben eines Fahrzeugassistenzsystems. Das Verfahren startet in Block 31, in dem die Position des Kraftfahrzeugs 1 in einer digitalen Karte ermittelt wird. Dies kann beispielsweise durch die Einrichtung zur Erfassung der Position 7 oder die Erfassungseinrichtung 8 wie zuvor beschrieben erfolgen. Anhand der ermittelten Position des Kraftfahrzeugs kann in Block 32 ermittelt werden, welche Objekte sich im Umfeld des Kraftfahrzeugs 1 befinden. Da diese in der digitalen Karte verzeichnet sind, können die Positionsdaten relativ zur Position des Kraftfahrzeugs 1 durch die Steuerungseinrichtung 3 ausgewertet werden. In Block 33 erfolgt eine Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtungen 4, 5, 6 und der zugehörigen Verstelleinrichtungen 9 um eine Lichtverteilung, die alle sich im Umfeld des Kraftfahrzeugs 1 befindenden Objekte mit Licht markiert, zu erzeugen.
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Da das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt kontinuierlich oder in festgelegten zeitlichen Abständen verläuft, wird nach einer erfolgreichen Ausrichtung beziehungsweise Beleuchtung der sich im Fahrzeugumfeld befindenden Objekte mit Licht wieder in Block 31 mit der Bestimmung der Position des Kraftfahrzeugs 1 innerhalb der digitalen Karte begonnen.
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Es ist selbstverständlich möglich zusätzlich zu den Beleuchtungseinrichtungen 4, 5, 6 weitere Beleuchtungseinrichtungen am Kraftfahrzeug vorzusehen. Es erweist sich als zweckmäßig, bereits am Kraftfahrzeug vorhandene Beleuchtungseinrichtungen, wie Scheinwerfer, Rückleuchten oder Positionslichter für das erfindungsgemäße Verfahren zu verwenden.
