DE102014107917A1

DE102014107917A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Vermeiden einer Kollision eines ein Kraftfahrzeug und einen Anhänger umfassenden Gespanns mit einem Hindernis

Info

Publication number: DE102014107917A1
Application number: DE102014107917.5A
Authority: DE
Inventors: Frank Blinkle
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2015-09-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermeiden einer Kollision eines ein Kraftfahrzeug (1) und einen Anhänger (3) umfassenden Gespanns mit einem Hindernis (4), bei welchem mit zumindest einem Entfernungssensor (9) das Hindernis (4) in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs (1) fortlaufend erfasst wird, mit einem Bewegungssensor (12) fortlaufend eine Bewegung des Kraftfahrzeugs (1) erfasst wird, zumindest ein eine äußere Abmessung des Kraftfahrzeugs (1) beschreibender Kraftfahrzeugabmessungswert sowie zumindest ein eine äußere Abmessung des Anhängers (3) beschreibender Anhängerabmessungswert ermittelt werden und mit einer Steuereinrichtung (5) anhand des erfassten Hindernisses (4), der erfassten Bewegung, dem zumindest einen Kraftfahrzeugabmessungswert und dem zumindest einen Anhängerabmessungswert eine Möglichkeit der Kollision fortlaufend ermittelt wird, wobei der zumindest eine Anhängerabmessungswert mit einer optischen Erfassungseinrichtung (6) des Kraftfahrzeugs (1) ermittelt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermeiden einer Kollision eines ein Kraftfahrzeug und einen Anhänger umfassenden Gespanns mit einem Hindernis, bei welchem mit zumindest einem Entfernungssensor das Hindernis in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs fortlaufend erfasst wird, mit einem Bewegungssensor fortlaufend eine Bewegung des Kraftfahrzeugs erfasst wird, zumindest ein eine äußere Abmessung des Kraftfahrzeugs beschreibender Kraftfahrzeugabmessungswert sowie zumindest ein eine äußere Abmessung des Anhängers beschreibender Anhängerabmessungswert ermittelt werden und mit einer Steuereinrichtung anhand des erfassten Hindernisses, der erfassten Bewegung, dem Kraftfahrzeugabmessungswert und dem Anhängerabmessungswert eine Möglichkeit einer Kollision fortlaufend ermittelt wird. Überdies betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Vermeiden einer Kollision eines ein Kraftfahrzeug und einen Anhänger umfassenden Gespanns mit einem Hindernis. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
Das Interesse richtet sich vorliegend insbesondere auf ein Verfahren, mit dem eine Kollision eines Kraftfahrzeugs sowie eines mit dem Kraftfahrzeug gekoppelten Anhängers mit einem Hindernis vermieden werden kann. In diesem Zusammenhang sind beispielsweise aus dem Stand der Technik sogenannte Einparkhilfen bekannt, bei welchen im vorderen und hinteren Bereich des Kraftfahrzeugs Sensoren vorgesehen sind, mit denen Hindernisse erfasst werden können. Bei derartigen Einparkhilfe-Systemen wird dem Fahrer auf der Basis von Sensorwerten beispielsweise ein akustisches oder visuelles Warnsignal bereitgestellt. Ziel ist es hierbei, dem Fahrer ein möglichst präzises Einparken zu ermöglichen, ohne dass eine Gefahr eines Zusammenstoßes mit angrenzenden Objekten verursacht wird.
Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik sogenannte Flankenschutzassistenten bekannt, die ein Objekt im seitlichen Umgebungsbereichs des Kraftfahrzeugs erfassen können und somit insbesondere bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs eine Kollision zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Hindernis vermeiden können. Hierzu beschreibt die EP 1 447 271 A1 eine Vorrichtung zur Überwachung eines Nahbereichs eines Kraftfahrzeugs zur Vermeidung von Kollisionen mit Hindernissen. Die Vorrichtung umfasst mindestens einen Entfernungssensor, einen Lenkwinkelsensor und eine Recheneinrichtung zur Verarbeitung von erfassten Sensorwerten und weiteren Informationen. Des Weiteren ist ein Wegsensor zur Erfassung einer zurückgelegten Wegstrecke am Kraftfahrzeug vorgesehen. Der mindestens eine Entfernungssensor ist im Bereich einer Flankenseite des Kraftfahrzeugs zur Überprüfung von seitlichen Hindernissen vorgesehen. Dabei ist die Recheneinrichtung bevorzugt derart angepasst, dass eine fortlaufende Ermittlung von einer Kollisionsgefahr auf Basis von Entfernungs-, Lenkwinkel- und Weginformationen ermöglicht wird.
Falls das Kraftfahrzeug zusätzlich mit einem Anhänger gekoppelt ist, stellt das Manövrieren dieses Gespanns aus Kraftfahrzeug und Anhänger für den Fahrer üblicherweise eine Herausforderung dar, bei der er unterstützt werden soll. Hierzu schlägt die EP 1 447 271 A1 vor, dass in der dort vorhandenen Recheneinheit die Außenkonturen und weitere Charakteristika verschiedener Anhängertypen abgelegt sind. Damit lässt sich auch der von dem Kraftfahrzeug gezogene Anhänger auf Kollision überwachen. Dabei kann es auch vorgesehen sein, dass der Anhänger eine eigene Speicher- und/oder Recheneinheit aufweist, in der die Außenkontur und weitere Charakteristika des jeweiligen Anhängers gespeichert sind. Beim Anhängen des Anhängers an das Kraftfahrzeug werden die anhängerspezifischen Daten der Recheneinheit des Kraftfahrzeugs mitgeteilt.
Ferner beschreibt die DE 101 28 792 A1 ein System zur Vermeidung von Kollisionen eines Fahrzeugs mit Hindernissen. Dabei werden von Sensoren am Fahrzeug Bereiche der räumlichen Umgebung des Fahrzeugs erfasst und deren Signale von einer Datenverarbeitungseinrichtung für eine Berechnung eines vorhandenen hindernisfreien Fahrraums ausgewertet. Dabei ist es auch vorgesehen, dass andere Sensoren zusätzlich die Lage und Position aller beweglichen Fahrzeugteile, insbesondere eines Anhängers, sowie dynamische Parameter der aktuellen Fahrsituation ermitteln. Anhand dieser Daten wird über die Datenverarbeitungseinrichtung der bei Fortsetzung der Fahrt in den nächsten Zeitabschnitt benötigte Fahrraum vorausgerechnet und mit dem erfassten tatsächlichen vorhandenen hindernisfreien Fahrraum verglichen. Anhand dieses Vergleichs kann eine mögliche Kollision ermittelt werden.
Weiterhin beschreibt die DE 10 2004 050 149 A1 ein Verfahren zur Bestimmung mindestens eines Deichselwinkels und des Trailerwinkels eines Anhängers eines Gelenkzuges. Hierbei werden aus einem Videostrom eines bildgebenden Sensors charakteristische Kanten und Linien mindestens der Deichsel und der Vorderseite des Anhängers ermittelt. Aus deren geometrischen Verhältnissen und/oder relativen Lagen zueinander können der mindestens eine Deichselwinkel und der Trailerwinkel des Anhängers bestimmt werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung aufzuzeigen, wie ein Fahrer eines Gespanns der eingangs genannten Gattung, das ein Kraftfahrzeug und einen Anhänger umfasst, zuverlässiger vor einer Kollision mit einem Hindernis geschützt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, durch eine Vorrichtung, sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Vermeiden eines ein Kraftfahrzeug und einen Anhänger umfassenden Gespanns mit einem Hindernis. Hierbei wird mit zumindest einem Entfernungssensor das Hindernis in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs fortlaufend erfasst. Darüber hinaus wird mit einem Bewegungssensor fortlaufend eine Bewegung des Kraftfahrzeugs erfasst. Zudem werden zumindest ein eine äußere Abmessung des Kraftfahrzeugs beschreibender Kraftfahrzeugabmessungswert sowie zumindest ein eine äußere Abmessung des Anhängers beschreibender Anhängerabmessungswert ermittelt. Anhand des erfassten Hindernisses, der erfassten Bewegung, dem zumindest einen Kraftfahrzeugsabmessungswert und dem zumindest einen Anhängerabmessungswert wird mittels einer Steuereinrichtung eine Möglichkeit der Kollision fortlaufend ermittelt. Erfindungsgemäß wird der zumindest eine Anhängerabmessungswert mit einer Kamera des Kraftfahrzeugs ermittelt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Abmessungen des Anhängers im Allgemeinen nicht genau bekannt sind. Moderne Kraftfahrzeuge sind zunehmend mit optischen Erfassungseinrichtungen, insbesondere Kameras, ausgestattet. Diese können beispielsweise dazu verwendet werden, eine Bildsequenz des Umgebungsbereichs des Kraftfahrzeugs zu erfassen, in dem sich der Anhänger befindet. Mit einem entsprechenden Bildverarbeitungsprogramm der optischen Erfassungseinrichtung kann zumindest eine äußere Abmessung des Anhängers und hieraus der zumindest eine Anhängerabmessungswert ermittelt werden. Damit muss der zumindest eine Anhängerabmessungswert nicht in einer Speichereinheit der Steuereinrichtung hinterlegt sein. Die Abmessungen des Anhängers können somit auf einfache Weise ermittelt werden und bei der Kollisionsüberwachung mittels der Steuereinrichtung herangezogen werden.
Bevorzugt wird als der zumindest eine Anhängerabmessungswert eine Breite des Anhängers mit der optischen Erfassungseinrichtung ermittelt. Mit der optischen Erfassungseinrichtung, die insbesondere als Kamera ausgebildet ist, die sich in einem Heckbereich des Kraftfahrzeugs befindet, kann eine äußere Seitenfläche des Anhängers, welche dem Heckbereich des Kraftfahrzeugs im Wesentlichen zugewandt ist, erfasst werden. Anhand der geometrischen Abmessungen dieser äußeren Seitenfläche kann die Breite des Anhängers bestimmt werden. Diese Information kann von der Steuereinrichtung als der zumindest eine Anhängerabmessungswert genutzt werden, um eine Gefahr der Kollision des Gespanns aus Anhänger und Kraftfahrzeug und dem Hindernis zu überwachen.
Weiterhin hat es sich vorteilhaft gezeigt, wenn anhand der ermittelten Breite des Anhängers eine Breite von Radkästen des Anhängers bestimmt wird. Diesem Aspekt liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die maximale Breite des Anhängers größer sein kann als die Breite der äußeren Seitenfläche, die dem Heckbereich des Kraftfahrzeugs zugewandt ist. Üblicherweise ragen die Radkästen über den Anhängeraufbau hinaus. Dies trifft insbesondere für Anhänger zu, die eine verhältnismäßig geringe Breite aufweisen. Bei sehr breiten Anhängern, wie beispielsweise Wohnanhängern, sind die Radkästen üblicherweise im Gesamtaufbau integriert. So kann je nach erfasster Breite ein vorbestimmter Wert für die Breite der Radkästen zu der erfassten Breite hinzu addiert werden und bei der Kollisionsüberwachung berücksichtigt werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird zusätzlich ein Anhängerwinkel zwischen einer Längsachse des Kraftfahrzeugs und einer Längsachse des Anhängers ermittelt. Zusätzlich zu den Abmessungen des Kraftfahrzeugs und den Abmessungen des Anhängers kann die relative Lage des Anhängers zu dem Kraftfahrzeug von der Steuereinrichtung bei der Kollisionsüberwachung berücksichtigt werden. Somit kann eine mögliche Kollision des Gespanns mit dem Hindernis zuverlässiger vermieden werden.
Bevorzugt wird der Anhängerwinkel mittels der optischen Erfassungseinrichtung anhand der Lage einer Deichsel des Anhängers ermittelt. Die Deichsel des Anhängers ist üblicherweise zwischen dem Anhängeraufbau und dem Kraftfahrzeug angeordnet. Die Deichsel ist mit einer Anhängerkupplung des Kraftfahrzeugs verbunden. Mit der optischen Erfassungseinrichtung kann die aktuelle Position der Deichsel, beispielsweise bezüglich einer (verlängerten) Längsachse des Kraftfahrzeugs ermittelt werden. Anhand dieser Information kann beispielsweise mit der Steuereinrichtung einfach auf den Anhängewinkel rückgeschlossen werden.
Vorzugsweise wird das Kraftfahrzeug entlang zumindest einer Bahn bewegt und hierbei die Breite des Anhängers und/oder der Anhängerwinkel ermittelt und eine Länge des Anhängers wird anhand der ermittelten Breite und/oder des ermittelten Anhängerwinkels bestimmt. Hierzu kann eine oder mehrere Bahnen vorgegeben werden, die jeweils vorbestimmte Kurvenradien aufweisen. Während der jeweiligen Fahrt auf diesen Bahnen kann insbesondere die Breite des Anhängers und der Anhängerwinkel mittels der Kamera erfasst werden. Anhand der geometrischen Zusammenhänge zwischen dem Kurvenradius der jeweiligen Bahn, des ermittelten Anhängerwinkels und der ermittelten Breite kann auf die Länge des Anhängers rückgeschlossen werden. Die Fahrt entlang der zumindest einen Bahn kann auch im Normalbetrieb des Gespanns aus Anhänger und Kraftfahrzeug erfolgen. Hierbei kann die Länge des Anhängers erst nach einer bestimmten Fahrtdauer ermittelt werden. Auf diese Weise kann auch eine Information über die Länge des Anhängers bei der Kollisionsüberwachung berücksichtigt werden.
Bevorzugt wird eine Position des Hindernisses mit dem Entfernungssensor ermittelt und auf einer digitalen Karte, die in einer Speichereinheit der Steuereinrichtung hinterlegt ist, gespeichert. Zu diesem Zweck kann zunächst die Position des Kraftfahrzeugs erfasst werden. Hierzu kann beispielsweise ein satellitengestütztes Positionsbestimmungssystem genutzt werden. Die erfasste Position kann in der digitalen Karte eingetragen werden. Zudem kann ein Kartenabgleich mittels Objekten, die mit dem Entfernungssensor im Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs erfasst wurden und die in der digitalen Karte hinterlegt sind, durchgeführt werden. Mit dem Entfernungssensor kann zudem die Entfernung des Hindernisses zu dem Kraftfahrzeug ermittelt werden. Die Position bzw. die Lage des Hindernisses kann somit zusätzlich in der digitalen Karte hinterlegt werden. Diese Positionsinformation kann bei der Kollisionsüberwachung berücksichtigt werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn mit der Steuereinrichtung eine Fahrtrajektorie für das mit dem Anhänger gekoppelte Kraftfahrzeug anhand des zumindest einen ermittelten Anhängerabmessungswerts und/oder des ermittelten Anhängerwinkels bestimmt wird. Mit der Steuereinrichtung kann anhand der Abmessungen des Anhängers und des Winkels zwischen Anhänger und Kraftfahrzeug eine Fahrtrajektorie bzw. ein Fahrschlauch ermittelt werden, auf dem das Fahrzeug bewegt werden soll, so dass eine Kollision mit dem Hindernis vermieden wird.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn das mit dem Anhänger gekoppelte Kraftfahrzeug zumindest semi-autonom entlang der ermittelten Fahrtrajektorie manövriert wird. Zu diesem Zweck kann beispielsweise mittels der Steuereinrichtung ein entsprechendes Steuersignal an die Lenkung des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden. Auf diese Weise kann die Lenkung des Kraftfahrzeugs anhand der ermittelten Fahrtrajektorie angesteuert werden. In diesem Fall bedient der Fahrer weiterhin das Gaspedal und die Bremse. Alternativ dazu kann es auch vorgesehen sein, dass das Gespann aus Anhänger und Kraftfahrzeug autonom entlang dieser Fahrtrajektorie geführt wird. Hierbei kann der Steuereinrichtung auch ein entsprechendes Steuersignal eine Antriebseinrichtung und eine Bremseinlage des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden.
In einer weiteren Ausgestaltung wird mit einer Ausgabeeinrichtung des Kraftfahrzeugs ein akustisches und/oder ein visuelles Warnsignal ausgegeben, falls mit der Steuereinrichtung eine bevorstehende Kollision erkannt wird. Die Ausgabeeinrichtung kann insbesondere in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Sie kann beispielsweise einen Lautsprecher umfassen, mit dem ein entsprechendes Warnsignal ausgegeben wird. Bevorzugt umfasst die Ausgabeeinrichtung ein Anzeigeelement bzw. einen Bildschirm, auf welchem dem Fahrer ein optischer Warnhinweis ausgegeben werden kann. Auf diese Weise kann ein sicheres Manövrieren des Gespanns ermöglicht werden.
Vorzugsweise ist die optische Erfassungseinrichtung in einem Heckbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet und zum Erfassen des zumindest einen Anhängerabmessungswerts und/oder des Anhängerwinkels wird die optische Erfassungseinrichtung von einem Normalbetriebsmodus in einen Erfassungsbetriebsmodus geschaltet. Die optische Erfassungseinrichtung ist insbesondere als Rückfahrkamera ausgebildet. Diese dient im Normalbetrieb dem Fahrer dazu, einen Bereich hinter dem Kraftfahrzeug visuell darzustellen. In einem Erfassungsmodus bzw. Anhängermodus kann die Rückfahrkamera entsprechend umgeschaltet werden, um den Anhänger erfassen zu können. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein spezielles Bildverarbeitungsprogramm der Kamera genutzt werden. Weiterhin ist es auch denkbar, dass die Kamera mechanisch verschwenkt wird.
In einer Ausführungsform wird zum Erfassen der Bewegung des Kraftfahrzeugs eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, eine mit dem Kraftfahrzeug zurückgelegte Wegstrecke und/oder ein Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs bestimmt. Auf diese Weise kann die Bewegung und insbesondere eine Bewegungsänderung des Kraftfahrzeugs zuverlässig erfasst werden und bei der Kollisionsüberwachung berücksichtigt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung wird das Hindernis in einem seitlichen Bereich neben dem Kraftfahrzeug mittels des Entfernungssensors erfasst. Der Entfernungssensor kann insbesondere zumindest einen Ultraschallsensor umfassen. Der Entfernungssensor kann in einem seitlichen Außenbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Auf diese Weise kann mit dem Entfernungssensor insbesondere ein seitlicher Bereich des Kraftfahrzeugs vor der Kollision mit dem Hindernis geschützt werden.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Vermeiden einer Kollision eines ein Kraftfahrzeug und einen Anhänger umfassenden Gespanns mit einem Hindernis umfasst zumindest einen Entfernungssensor zum fortlaufenden Erfassen des Hindernisses in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs, einen Bewegungssensor zum fortlaufenden Erfassen einer Bewegung des Kraftfahrzeugs und eine Steuereinrichtung zum Erfassen zumindest eines eine äußere Abmessung des Kraftfahrzeugs beschreibenden Kraftfahrzeugabmessungswert sowie zumindest einen eine äußere Abmessung beschreibenden Anhängerabmessungswert, wobei die Steuereinrichtung zum fortlaufenden Ermitteln einer Möglichkeit einer Kollision des erfassten Hindernisses, der erfassten Bewegung, dem zumindest einen Kraftfahrzeugsabmessungswert und dem zumindest einen Anhängerabmessungswert ausgelegt ist und wobei die Vorrichtung eine optische Erfassungseinrichtung aufweist, welche dazu ausgelegt ist, den zumindest einen Anhängerabmessungswert zu ermitteln.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst die erfindungsgemäße Vorrichtung. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung zum Vermeiden einer Kollision des mit einem Anhänger gekoppelten Kraftfahrzeugs mit einem Hindernis; und
2 in schematischer Darstellung eine Bewegung des mit dem Anhänger gekoppelten Kraftfahrzeugs bezüglich des Hindernisses.
1 zeigt in schematischer Darstellung ein Kraftfahrzeug 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kraftfahrzeug 1 ist in dem vorliegenden Fall als Personenkraftwagen ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst eine Vorrichtung 2 zum Vermeiden einer Kollision des mit einem Anhänger 3 gekoppelten Kraftfahrzeugs 1 mit einem Hindernis 4. Es soll also vermieden werden, dass während der Fahrt mit dem Kraftfahrzeug 1 eine Kollision zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Hindernis 4 sowie zwischen dem Anhänger 3, der von dem Kraftfahrzeug 1 gezogen wird, und dem Hindernis 4 erfolgt.
Die Vorrichtung 2 umfasst eine Steuereinrichtung 5, die beispielsweise ein Steuergerät des Kraftfahrzeugs 1 sein kann, die auch als Electronic Control Unit (ECU) bezeichnet wird. Des Weiteren umfasst die Vorrichtung 2 eine optische Erfassungseinrichtung 6, die in einem Heckbereich 7 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist. Die optische Erfassungseinrichtung 6 ist insbesondere als Kamera ausgebildet und dient dazu, eine Bildsequenz eines hinteren Umgebungsbereichs 8 des Kraftfahrzeugs 1 zu erfassen. Die optische Erfassungseinrichtung 6 kann auch als sogenannte Rückfahrkamera ausgebildet sein. Diese kann insbesondere dazu verwendet werden, dem Fahrer bei einer Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs 1 Videodaten von dem hinteren Umgebungsbereichs 8 des Kraftfahrzeugs 1 darzustellen. Die optische Erfassungseinrichtung 6 umfasst zudem eine entsprechende hier nicht dargestellte Bildverarbeitungseinrichtung, mit der die Bildsequenzen entsprechend ausgewertet bzw. bearbeitet werden können. Anhand entsprechender Bildverarbeitungsalgorithmen können beispielsweise Objekte in den aufgezeichneten Bildsequenzen erkannt werden. Die Bildverarbeitungseinrichtung ist auch dazu ausgebildet, Abmessungen der erfassten Objekte aus den Bildsequenzen zu ermitteln.
Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 2 zwei Entfernungssensoren 9. Die beiden Entfernungssensoren 9 sind jeweils an den Seitenflanken 10 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die Erfassungssensoren 9 umfassen zumindest einen Ultraschallsensor, der ein Ultraschallsignal aussenden kann und anhand eines von dem Hindernis 4 reflektierten Ultraschallsignals eine Entfernung von dem Kraftfahrzeug 1 zu dem Hindernis 4 bestimmen kann. Mit den Entfernungssensoren 9 kann somit ein Hindernis 4 in den seitlichen Bereichen 11 des Kraftfahrzeugs 1 erfasst werden. Es können auch mehrere Ultraschallsensoren vorgesehen sein, die gleichmäßig verteilt an den Seitenflanken des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet sind.
Weiterhin umfasst die Vorrichtung 2 einen Bewegungssensor 12. Mit dem Bewegungssensor 12 kann eine Bewegung des Kraftfahrzeugs kontinuierlich erfasst werden. Mit dem Bewegungssensor 12 kann eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1, beispielsweise anhand der Raddrehzahl, ermittelt werden. Der Bewegungssensor 12 kann auch ein GPS-Modul aufweisen, mit dem die Position des Kraftfahrzeugs anhand eines satellitengestützten Positionsbestimmungssystems ermittelt werden kann. Der Bewegungssensor 12 kann zudem einen Lenkwinkelsensor umfassen, mit dem ein Lenkwinkeleinschlag erfasst werden kann. Anhand dieser Daten kann der Bewegungssensor 12 eine zurückgelegte Wegstrecke des Kraftfahrzeugs 1 zuverlässig erfassen.
Die Steuereinrichtung 5 ist dazu ausgebildet, eine Kollision des Kraftfahrzeugs 1 mit dem Hindernis 4 zu vermeiden. Zu diesem Zweck nutzt die Steuereinrichtung 5 Positionsdaten des Hindernisses 4, die mit den beiden Entfernungssensoren 9 an die Steuereinrichtung 5 übertragen werden. Des Weiteren nutzt die Steuereinrichtung 5 die Bewegungsdaten des Kraftfahrzeugs 1, die von dem Bewegungssensor 12 an die Steuereinrichtung 5 übertragen werden, und zumindest einen Kraftfahrzeugabmessungswert, der in einer hier nicht dargestellten Speichereinheit der Steuereinrichtung 5 gespeichert ist. Der zumindest eine Kraftfahrzeugabmessungswert beschreibt zumindest eine äußere Abmessung des Kraftfahrzeugs. So kann beispielsweise als der zumindest eine Kraftfahrzeugabmessungswert die Länge oder die Breite des Kraftfahrzeugs 1 hinterlegt sein. Anhand dieser Daten kann die Steuereinrichtung 5 berechnen, ob bei der Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 eine Kollision mit dem Hindernis 4 droht. Die Steuereinrichtung 5 ist auch dazu ausgelegt, eine Fahrtrajektorie bzw. einen Fahrschlauch für die Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 zu ermitteln, entlang der das Kraftfahrzeug 1 bewegt werden soll, so dass eine Kollision mit dem Hindernis 4 vermieden wird.
Wenn nun das Kraftfahrzeug 1 zusätzlich mit dem Anhänger 3 gekoppelt ist, wird die Kollisionsüberwachung mittels der Steuereinrichtung 5. Dies ist schematisch in 2 verdeutlicht. Hierbei ist das Gespann aus Kraftfahrzeug 1 und Anhänger 3 an einer ersten Position 13 gezeigt. Weiterhin ist das Gespann aus Kraftfahrzeug 1 und Anhänger 3 in einer zweiten Position 14 gezeigt, an der sich das Gespann ausgehend von der ersten Position 13 nach einer vorbestimmten Zeit befindet.
Mit der Vorrichtung 2 des Kraftfahrzeugs 1, die in 2 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist, wird beispielsweise das Hindernis 4 an der ersten Position 13 mit den Entfernungssensoren 9 erfasst. Das Hindernis 4 wird weiterhin während der Fahrt des Kraftfahrzeugs 1 kontinuierlich erfasst. Zudem wird während der Fahrt des Kraftfahrzeugs 1 kontinuierlich die Bewegung des Kraftfahrzeugs 1 mit dem Bewegungssensor 12 erfasst. Anhand dieser Informationen und des zumindest einen Kraftfahrzeugabmessungswert berechnet die Steuereinrichtung 5 des Kraftfahrzeugs 1 einen Fahrschlauch 15, auf dem das Kraftfahrzeug 1 bewegt werden soll, um eine Kollision mit dem Hindernis 4 zu vermeiden.
In diesem Fall wurde bei der Berechnung des Fahrschlauchs 15 der Anhänger 3 nicht berücksichtigt. Dies würde in dem vorliegenden Fall dazu führen, dass der Anhänger 3 bei der Fahrt des Kraftfahrzeugs 1 entlang des Fahrschlauchs 15 mit dem Hindernis 4 kollidiert. Dies ist vorliegend durch die Bewegungsbahn 16 des Radkastens 17 des Anhängers 3 verdeutlicht.
Um den Anhänger 3 bei der Kollisionsüberwachung, die mit der Steuereinrichtung 5 durchgeführt wird, zu berücksichtigen, müssen die äußeren Abmessungen des Anhängers 3 bekannt sein. Zu diesem Zweck wird vorliegend die optische Erfassungseinrichtung 6 bzw. die Rückfahrkamera des Kraftfahrzeugs 1 verwendet. Zum Erfassen der äußeren Abmessung bzw. zumindest eines Anhängerabmessungswerts, der zumindest eine äußere Abmessung des Anhängers 3 beschreibt, kann die optische Erfassungseinrichtung 6 in einen speziellen Erfassungsmodus bzw. Anhängermodus versetzt werden. Hierbei kann beispielsweise der Erfassungsbereich der optischen Erfassungseinrichtung 6 verändert werden.
Während der Fahrt des Kraftfahrzeugs 1 mit dem Anhänger 3 kann mittels der optischen Erfassungseinrichtung 6 die Breite b des Anhängers 3 erfasst werden. Zudem kann mit der optischen Erfassungseinrichtung 6 ein Anhängerwinkel Θ zwischen einer (verlängerten) Längsachse 18 des Kraftfahrzeugs 1 und einer (verlängerten) Längsachse 19 des Anhängers 3 ermittelt werden. Zu diesem Zweck kann mit der optischen Erfassungseinrichtung 6 die Position bzw. die Lage einer Deichsel 20 des Anhängers 3 erfasst werden.
Wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 gezeigt, werden bei der Bestimmung der Breite b des Anhängers 3 mittels der optischen Erfassungseinrichtung 6 die Radkästen 17 nicht berücksichtig, da diese außerhalb des Erfassungsbereichs der optischen Erfassungseinrichtung 6 liegen. Bei kleineren Anhängern 3, die einen vorbestimmten Schwellenwert für die Breite b nicht überschreiten, sind üblicherweise Radkästen 17 verbaut. Bei größeren Anhängern 3, die einen vorbestimmten Schwellenwert für die Breite b überschreiten, sind die Radkästen 17 üblicherweise in dem Anhängeraufbau integriert. Solche Anhänger können beispielsweise Wohnanhänger sein. Wenn mit der optischen Erfassungseinrichtung 6 die Breite b des Anhängers 3 optisch erfasst wird, wird die erfasste Breite b mit dem Schwellenwert verglichen, der beispielsweise in einer Speichereinheit der Steuereinrichtung 5 hinterlegt ist. Wenn die erfasste Breite b den Schwellenwert unterschreitet, wird zusätzlich die jeweilige Breite br der Radkästen 17 zusätzlich zu der Breite b bei der Kollisionsüberwachung mittels der Steuereinrichtung 5 berücksichtigt. Falls die erfasste Breite b größer als der Schwellenwert ist, wird die jeweilige Breite br der Radkästen 17 nicht zu der Breite b hinzuaddiert.
Zudem soll auch die Länge l des Anhängers 3 bei der Kollisionsüberwachung mittels der Steuereinrichtung 5 berücksichtigt werden. Zu diesem Zweck kann das Kraftfahrzeug 1 auf mehreren vorbestimmten Bahnen bewegt werden, wobei die Bahnen jeweils unterschiedliche Kurvenradien aufweisen. Während der jeweiligen Fahrt des Kraftfahrzeugs 1 auf der Bahn wird die Breite b des Anhängers und der Anhängerwinkel Θ kontinuierlich gemessen. Anhand des jeweiligen Kurvenradius, des erfassten Anhängerwinkels Θ und der erfassten Breite b kann die Steuereinrichtung 5 die Länge l des Anhängers 3 berechnen.
Anhand des Abstandes zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Hindernis 4, der Bewegungsdaten des Kraftfahrzeugs, des zumindest einen Kraftfahrzeugabmessungswert und des zumindest einen Anhängerabmessungswerts kann nun eine Fahrtrajektorie oder ein Fahrschlauch bestimmt werden, entlang der das Gespann aus Kraftfahrzeug 1 und Anhänger 3 gelenkt werden soll, um eine Kollision mit dem Hindernis 4 zu vermeiden. Dabei ist es auch denkbar, dass das Kraftfahrzeug 1 und der Anhänger 3 entlang dieser Fahrtrajektorie bzw. des Fahrschlauchs zumindest semi-autonom manövriert werden.
Die Fahrtrajektorie bzw. der Fahrschlauch kann dem Fahrer auf einer Ausgabeeinrichtung 21 des Kraftfahrzeugs 1 (vgl. 1) angezeigt werden. Zu diesem Zweck kann die Ausgabeeinrichtung 21 des Kraftfahrzeugs 1 einen entsprechenden Bildschirm bzw. ein Display umfassen. So kann dem Fahrer auf der Ausgabeeinrichtung 21 auch ein Draufsichtbild dargestellt werden, indem das Kraftfahrzeug 1, der Anhänger 3 und das Hindernis 4 – ähnlich der Darstellung in 2 – angezeigt sind. Auf diese Weise kann eine mögliche Kollision des Gespanns aus Kraftfahrzeug 1 und Anhänger 3 mit dem Hindernis 4 zuverlässig vermieden werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1447271 A1 [0003, 0004]
DE 10128792 A1 [0005]
DE 102004050149 A1 [0006]

Claims

Verfahren zum Vermeiden einer Kollision eines ein Kraftfahrzeug (1) und einen Anhänger (3) umfassenden Gespanns mit einem Hindernis (4), bei welchem mit zumindest einem Entfernungssensor (9) das Hindernis (4) in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs (1) fortlaufend erfasst wird, mit einem Bewegungssensor (12) fortlaufend eine Bewegung des Kraftfahrzeugs (1) erfasst wird, zumindest ein eine äußere Abmessung des Kraftfahrzeugs (1) beschreibender Kraftfahrzeugabmessungswert sowie zumindest ein eine äußere Abmessung des Anhängers (3) beschreibender Anhängerabmessungswert ermittelt werden und mit einer Steuereinrichtung (5) anhand des erfassten Hindernisses (4), der erfassten Bewegung, dem zumindest einen Kraftfahrzeugabmessungswert und dem zumindest einen Anhängerabmessungswert eine Möglichkeit der Kollision fortlaufend ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Anhängerabmessungswert mit einer optischen Erfassungseinrichtung (6) des Kraftfahrzeugs (1) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass als der zumindest eine Anhängerabmessungswert eine Breite (b) des Anhängers (3) mit der optischen Erfassungseinrichtung (6) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der ermittelten Breite (b) des Anhängers (3) einen Breite (br) von Radkästen (17) des Anhängers (3) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Anhängerwinkel (Θ) zwischen eine Längsachse (18) des Kraftfahrzeugs (1) und einer Längsachse (19) des Anhängers (3) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anhängerwinkel (Θ) mittels der optischen Erfassungseinrichtung (6) anhand einer Lage einer Deichsel (20) des Anhängers (3) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) entlang zumindest einer Bahn mit einem vorbestimmten Kurvenradius bewegt wird und während der Bewegung des Kraftfahrzeugs (1) entlang der zumindest einen Bahn die Breite (b) des Anhängers (3) und/oder der Anhängerwinkel (Θ) ermittelt werden und eine Länge (l) des Anhängers (3) anhand des ermittelten Breite (b) und/oder des ermittelten Anhängerwinkels (Θ) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Position des Hindernisses (4) mit dem Entfernungssensor (9) ermittelt wird und auf einer digitalen Karte, die in einer Speichereinheit der Steuereinrichtung (5) hinterlegt ist, gespeichert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Steuereinrichtung (5) eine Fahrtrajektorie für das Gespann anhand des zumindest einen ermittelten Anhängerabmessungswerts und/oder des ermittelten Anhängerwinkels (Θ) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gespann zumindest semi-autonom entlang der bestimmten Fahrtrajektorie manövriert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Ausgabeeinrichtung (21) eine akustisches und/oder visuelles Warnsignal ausgegeben wird, falls mit der Steuereinrichtung (5) eine bevorstehende Kollision erkannt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Erfassungseinrichtung (6) in einem Heckbereich (7) des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist und zum Erfassen des zumindest einen Anhängerabmessungswerts und/oder des Anhängerwinkels (Θ) von einem Normalbetriebsmodus in einen Erfassungsbetriebsmodus geschaltet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen der Bewegung des Kraftfahrzeugs (1) eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (1), eine mit dem Kraftfahrzeug (1) zurückgelegte Wegstrecke und/oder ein Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs (1) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hindernis (4) in einem seitlichen Umgebungsbereich (11) neben dem Kraftfahrzeug (1) mit dem zumindest einen Entfernungssensor (9) erfasst wird.
Vorrichtung (2) zum Vermeiden einer Kollision eines ein Kraftfahrzeug (1) und einen Anhänger (3) umfassenden Gespanns mit einem Hindernis (4), mit zumindest einem Entfernungssensor (9) zum fortlaufenden Erfassen des Hindernisses (4) in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs (1), mit einem Bewegungssensor (12) zum fortlaufenden Erfassen einer Bewegung des Kraftfahrzeugs (1) und mit einer Steuereinrichtung (5) zum Erfassen zumindest eines eine äußere Abmessung des Kraftfahrzeugs (1) beschreibenden Kraftfahrzeugabmessungswerts sowie zumindest eines eine äußere Abmessung des Anhängers (3) beschreibenden Anhängerabmessungswerts, wobei die Steuereinrichtung (5) zum fortlaufenden Ermitteln einer Möglichkeit der Kollision anhand des erfassten Hindernisses (4), der erfassten Bewegung, dem zumindest einen Kraftfahrzeugabmessungswert und dem zumindest einen Anhängerabmessungswert ausgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) eine optische Erfassungseinrichtung (6) aufweist, welche dazu ausgelegt ist, den zumindest einen Anhängerabmessungswert zu ermitteln.
Kraftfahrzeug (1) mit einer Vorrichtung (2) nach Anspruch 14.