DE102014213422A1

DE102014213422A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Vermeidung eines Tunnelblicks

Info

Publication number: DE102014213422A1
Application number: DE102014213422.6A
Authority: DE
Inventors: Andreas Voelkel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-07-10
Filing date: 2014-07-10
Publication date: 2016-01-14
Also published as: US9963152B2; US20160009289A1; CN105313903A; CN105313903B

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Vermeidung eines Tunnelblicks (7) eines Kraftfahrzeugführers (2) beschrieben, umfassend das Erkennen einer aktuellen Blickrichtung des Kraftfahrzeugführers (2); das Vergleichen der aktuellen Blickrichtung mit mindestens einer vorherigen Blickrichtung; das Erkennen eines Tunnelblicks (7) bei Unterschreiten einer Änderungsrate zwischen den Blickrichtungen und/oder bei Unterschreiten eines Winkelbereichs (α) der Blickrichtung; und das Stimulieren des Kraftfahrzeugführers (2) zur Vermeidung des Tunnelblicks (7).
Ferner wird eine Vorrichtung (8) zur Vermeidung eines Tunnelblicks (7) eines Kraftfahrzeugführers (2) vorgeschlagen mit einer Kamera (10) zur Erfassung einer aktuellen Blickrichtung des Kraftfahrzeugführers (2), einem Steuergerät (9), das eingerichtet ist zum Vergleich der aktuellen Blickrichtung mit mindestens einer vorherigen Blickrichtung und zur Erkennung eines Tunnelblicks (7) bei Unterschreiten einer Änderungsrate zwischen den Blickrichtungen und/oder eines Winkelbereichs (α) der Blickrichtung, und einer Vorrichtung zum Stimulieren (11) des Kraftfahrzeugführers (2) zur Vermeidung des Tunnelblicks (7).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermeidung eines Tunnelblicks eines Kraftfahrzeugführers.
Stand der Technik
In Gefahrensituationen ist die Wahrscheinlichkeit sehr hoch, dass der Fahrer oder Fahrzeugführer eines Kraftfahrzeugs einen Tunnelblick in Richtung der drohenden Kollision entwickelt und daher mögliche Ausweichgassen oder -wege zum Umfahren der Kollision nicht mehr wahrnimmt. Bedingt durch den Tunnelblick ist oftmals ein Ausweichen und Vermeiden der Kollision nicht mehr möglich.
Offenbarung der Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Vermeidung eines Tunnelblicks eines Kraftfahrzeugführers umfasst grundsätzlich folgende Schritte:

– Erkennen einer aktuellen Blickrichtung des Kraftfahrzeugführers;
– Vergleichen der aktuellen Blickrichtung mit mindestens einer vorherigen Blickrichtung;
– Erkennen eines Tunnelblicks bei Unterschreiten einer Änderungsrate zwischen den Blickrichtungen und/oder bei Unterschreiten eines Winkelbereichs der Blickrichtung; und
– Stimulieren des Kraftfahrzeugführers zur Vermeidung des Tunnelblicks.

Der Tunnelblick kann auch als starrer Blick, konzentrische Einengung des Gesichtsfeldes oder Röhrengesichtsfeld bezeichnet werden. Der Tunnelblick wirkt sich als Verengung des Fahrergesichtsfeldes auf eine tatsächliche Gefahrenstelle oder vermeintliche Gefahrenstelle aus. Wird ein Tunnelblick beziehungsweise ein entstehender Tunnelblick erkannt, dann wird der Fahrer stimuliert beziehungsweise Reizen ausgesetzt, welche den Tunnelblick vermeiden. Die Stimulation kann präventiv bei entstehendem Tunnelblick und/oder bei bereits vorhandenem Tunnelblick erfolgen, um so den Tunnelblick zu vermeiden. So lassen sich vorteilig Kollisionen vermeiden, die darauf beruhen, dass der Fahrer einen Tunnelblick entwickelt, der den Fahrer daran hindert mit einer korrekten Blickführung selbst diese Kollision zu vermeiden.
In einer besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kraftfahrzeugführer stimuliert wird, wenn zusätzlich ein prädiktives Sicherheitssystem des Kraftfahrzeugs eine Gefahr in einem aktuellen Fahrweg des Kraftfahrzeugs erkennt. Während ein Tunnelblick allein bereits kritisch ist, so ist er in Kombination mit einer durch ein oder mehrere Sicherheitssysteme erkannten Gefahr- und/oder Kollisionswahrscheinlichkeit hochkritisch. Entsprechend können in diesem Fall stärkere oder zusätzliche Stimulationen verwendet werden. Auch ist es möglich, in dieser Situation andere Vergleichs- oder Grenzwerte zum Erkennen des Tunnelblicks zu verwenden. Die zusätzliche Einbindung des Sicherheitssystems erhöht die Sicherheit weiter und bietet zudem eine Plausibilisierung der Gefahrensituation.
Weiter ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren in möglicher Kombination mit Umfeldsensorik sehr vorteilhaft, dass das Stimulieren einen Hinweis auf einen kollisionsfreien Fahrweg für das Kraftfahrzeug umfassen kann. Damit wird nicht nur der Tunnelblick durchbrochen, sondern es wird dem Fahrer zugleich eine mögliche Ausweichgasse oder ein alternativer Fahrweg vorgeschlagen beziehungsweise werden seine Blickrichtung und damit seine Aufmerksamkeit dorthin gelenkt. Diese Doppelfunktion erhöht die Sicherheit weiter.
Vorzugsweise ist das Stimulieren ein visuelles Stimulieren. Da diese Stimulation, beispielsweise in Form von Lichtreizen, die vom Tunnelblick betroffenen Sinnesorgane, nämlich die Augen, direkt anspricht, ist sie am effizientesten. Alternativ können andere Sinnesebenen, beispielsweise die Ohren, der Tastsinn (zum Beispiel Vibration im Lenkrad) oder die Haut (zum Beispiel über kurzes Straffen des Sicherheitsgurtes) genutzt werden.
Ein Tunnelblick kann erkannt werden, wenn die Änderungsrate und/oder der Winkelbereich für einen vorgegebenen Zeitraum unterhalb eines Schwellwerts liegen. Über die Zeitdauer kann eine Trägheit des Verfahrens eingestellt werden, sodass die Gefahr von Fehlalarmen reduziert wird. Die Zeitdauer kann im Bereich von wenigen Sekunden, vorzugsweise ein bis drei Sekunden, liegen oder sich auf Millisekunden verringern.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass aus der Blickrichtung ein Blickvektor erzeugt wird und der Blickvektor analysiert wird. Die weitere Verarbeitung oder Analyse eines Vektors, insbesondere dessen räumliche Richtung, kann auf einfache Art und Weise schnell und sicher geschehen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Vermeidung eines Tunnelblicks eines Kraftfahrzeugführers umfasst eine Kamera zur Erfassung einer aktuellen Blickrichtung des Kraftfahrzeugführers, ein Steuergerät, das eingerichtet ist zum Vergleich der aktuellen Blickrichtung mit mindestens einer vorherigen Blickrichtung und zur Erkennung eines Tunnelblicks bei Unterschreiten einer Änderungsrate zwischen den Blickrichtungen und/oder eines Winkelbereichs der Blickrichtung, und eine Vorrichtung zum Stimulieren des Kraftfahrzeugführers zur Vermeidung des Tunnelblicks. Es gelten die gleichen Vorteile und Modifikationen wie zuvor beschrieben.
Die Vorrichtung zum Stimulieren kann eine visuelle Anzeige umfassen. Da eine visuelle Anzeige, beispielsweise in Form von Lichtreizen, die vom Tunnelblick betroffenen Sinnesorgane, nämlich die Augen, direkt anspricht, ist sie am effizientesten.
Vorzugsweise ist die visuelle Anzeige im Bereich einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Dort kann sie direkt vom Fahrer erfasst werden.
In einer besonderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die visuelle Anzeige mindestens eine LED und/oder einen Laser zur Darstellung von Informationen aufweist. Die Information kann beispielsweise einen Hinweis wie eine Richtungsanzeige auf einen kollisionsfreien Ausweichweg darstellen. Die LED oder der Laser kann Bestandteil eines bereits bestehenden Systems wie eines Head Up Displays (HUD) sein.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Vorrichtung zur Vermeidung eines Tunnelblicks; und
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Vermeidung eines Tunnelblicks.
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt in schematischer Darstellung einen vorderen Bereich eines Kraftfahrzeugs 1, das von einem Kraftfahrzeugführer 2 gefahren wird. Der Begriff Kraftfahrzeug umfasst hier landgestützte Kraftfahrzeuge, wie zum Beispiel PKW, LKW, Busse, Motorräder und so weiter, Wasserfahrzeuge, wie zum Beispiel Schiffe oder Fähren, und Luftfahrzeuge, wie zum Beispiel Flugzeuge.
Das Kraftfahrzeug 1 enthält ein prädiktives Sicherheitssystem 3, das Informationen oder Messwerte mindestens eines Sensors 4 auswertet. So werden unter anderem vor dem Kraftfahrzeug 1 befindliche Objekte oder Hindernisse 5, die bei Beibehaltung der Fahrtrichtung zu einer Kollision führen können, erfasst. Weiterhin ist das prädiktive Sicherheitssystem 3 in der Lage, einen alternativen kollisionsfreien Fahrweg 6 zu berechnen, der eine Umfahrung des Hindernisses 5 ermöglicht.
Der Kraftfahrzeugführer 2, der sich mit seinem Kraftfahrzeug 1 dem Hindernis 5 nähert, hat einen auf das Hindernis 5 gerichteten Tunnelblick 7. Der Tunnelblick 7 zeichnet sich dadurch aus, dass die volle Aufmerksamkeit des Fahrzeugführers 2 auf das Hindernis 5 gerichtet ist. Somit ist der Blickbereich oder Blickwinkel des Kraftfahrzeugführers 2 mit einem engen Winkelbereich α auf das Hindernis 5 fokussiert. Der kollisionsfreie Fahrweg 6, der auch als mögliche Ausweichroute bezeichnet werden kann, wird deshalb von dem Kraftfahrzeugführer 2 nicht erkannt.
Um den Tunnelblick 7 zu vermeiden beziehungsweise zu durchbrechen, umfasst das Kraftfahrzeug 1 eine Vorrichtung 8 zur Vermeidung des Tunnelblicks 7 des Kraftfahrzeugführers 2. Die Vorrichtung 8 umfasst ein Steuergerät 9, eine Kamera 10 zur Erfassung der Blickrichtung des Kraftfahrzeugführers 2, und eine Vorrichtung 11 zum Stimulieren des Kraftfahrzeugführers 2 zur Vermeidung des Tunnelblicks 7. Das Steuergerät 9, das ein eigenständiges Steuergerät oder Bestandteil einer weiteren Einheit, wie beispielsweise des Sicherheitssystems 3 oder weiterer Einheiten sein kann, erfasst die Signale der Kamera 10 und wertet diese aus. Weiterhin ist das Steuergerät 9 mit dem Sicherheitssystem 3 verbunden und erhält von diesem Informationen über mögliche Gefahren oder Kollisionen, wie beispielsweise durch das Hindernis 5, und über einen möglichen kollisionsfreien Fahrweg 6.
Basierend auf diesen Informationen erkennt das Steuergerät 9 den Tunnelblick 7 beziehungsweise stellt fest, dass eine kritische Situation vorliegt und aktiviert die Vorrichtung zum Stimulieren 11. Die Vorrichtung 11 ist im Bereich einer Windschutzscheibe 12 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Die Vorrichtung zum Stimulieren 11 erzeugt einen Lichtreiz, beispielsweise durch eine LED oder einen Laser, um so den Tunnelblick 7 des Kraftfahrzeugführers 2 zu durchbrechen und dessen Aufmerksamkeit auf die Stimulation beziehungsweise den visuellen Reiz zu richten.
Zudem kann die Vorrichtung zum Stimulieren 11 eine Information 13 darstellen, die hier zum Beispiel mit einem Laser auf der Windschutzscheibe 12 eingeblendet wird. Diese Information, hier in Form eines Pfeiles, weist dem Kraftfahrzeugführer 2 den Weg zu dem kollisionsfreien Fahrweg 6. Die Information 13 oder der Hinweis kann alternativ oder zusätzlich zu dem Lichtreiz vorgesehen sein. Auch ist es möglich, die Information 13 erst dann anzuzeigen, wenn der Tunnelblick 7 durch Stimulation des Kraftfahrzeugführers 2 durchbrochen ist. Der durchbrochene oder aufgelöste Tunnelblick wird durch die Kamera 10 in Verbindung mit dem Steuergerät 9 erkannt.
Die Vorrichtung 11 kann auch Bestandteil eines bestehenden Systems wie zum Beispiel eines Head-Up-Displays sein.
Im Folgenden wird anhand von 2 das Verfahren zur Vermeidung des Tunnelblicks 7 näher beschrieben.
In einem ersten Schritt 100 wird die Kamera 10 oder Fahrerbeobachtungskamera aktiviert und fängt an, die Augen beziehungsweise Augenbewegungen des Kraftfahrzeugführers 2 aufzuzeichnen. Die Kamera kann Einzelbilder oder Videosignale liefern. Die Signale der Kamera 10 werden dann an das Steuergerät 9 übertragen.
In einem weiteren Schritt 110 findet die Blickrichtungsdetektion statt. Dieser Vorgang wird in dem Steuergerät 9 ausgeführt. Dazu werden aus den Aufnahmen der Kamera 10, die Standbilder oder bewegte Bilder erzeugen kann, Blickvektoren erzeugt, welche die aktuelle Blickrichtung des Kraftfahrzeugführers 2 charakterisieren. Die Blickvektoren beziehungsweise die Blickrichtungen werden in einem Speicher des Steuergeräts 9 gespeichert.
In einem weiteren Schritt 120 wird ein Tunnelblick erkannt oder detektiert. Dazu wird die aktuelle Blickrichtung beziehungsweise der aktuelle Blickvektor mit mindestens einer vorherigen Blickrichtung beziehungsweise einem vorherigen Blickvektor verglichen. Ein vorheriger Wert ist hier ein zeitlich zurückliegender Wert. Dabei ist es möglich, dass der aktuelle Wert lediglich mit dem zeitlich direkt davorliegenden Wert verglichen wird. Andererseits ist es möglich, dass der aktuelle Wert, das heißt Blickrichtung oder Blickvektor, mit mehreren Werten eines vorgegebenen Zeitraums vor dem aktuellen Wert verglichen wird.
In einem weiteren Schritt 130 wird ein Tunnelblick 7 erkannt, wenn eine Änderungsrate oder ein Grenzwert der Änderungsrate zwischen den Blickrichtungen beziehungsweise Blickvektoren unterschritten wird. Die Änderungsrate ist hierbei ein Maß dafür, wie oft der Blick des Kraftfahrzeugführers 2 die Richtung wechselt. Bei einer Fixierung auf einen Gegenstand, wie das Hindernis 5, entsteht ein Tunnelblick 7 mit sehr geringer Änderungsrate der Blickrichtung von zum Beispiel kleiner als 0,1 º/ms, vorzugsweise kleiner 0,05 º/ms. Hierbei ist es auch möglich, dass bei sich verringernder Änderungsrate auf einen unmittelbar bevorstehenden Tunnelblick 7 geschlossen werden kann. Ferner kann der Tunnelblick 7 erkannt werden, wenn ein gewisser Winkelbereich der Blickrichtung unterschritten wird, oder anders ausgedrückt, wenn der Winkel α des Blickfeldes des Kraftfahrzeugführers 2 einen bestimmten Winkel oder Grenzwert von zwischen 10º und 50º, vorzugsweise von 30º unterschreitet. Der Tunnelblick 7 kann erkannt werden, wenn eine oder beide dieser Kriterien erfüllt ist.
In einem weiteren Zweig des Verfahrens wird nun das prädiktive Sicherheitssystem 3 ausgewertet. In einem Schritt 140 beobachtet das Sicherheitssystem 3 das Umfeld, insbesondere den vor dem Kraftfahrzeug 1 liegenden Bereich.
In einem Schritt 150 wird eine Kollisionsgefahr mit einem Hindernis 5 erkannt. Diese Information wird von dem Sicherheitssystem 3 an das Steuergerät 9 ausgegeben. In dem Schritt 130 kann das Ergebnis des Sicherheitssystems 3 als zusätzliches Kriterium für das Erkennen des Tunnelblicks 7 verwendet werden. Ebenso ist es möglich, diese Information des Sicherheitssystems 3 zur Plausibilisierung der Beobachtung der Blickrichtung des Kraftfahrzeugführers 2 zu verwenden.
Bei erkanntem Tunnelblick wird in einem Schritt 160 die Vorrichtung zum Stimulieren 11 aktiviert, sodass eine visuelle Stimulation des Kraftfahrzeugführers 2 zur Auflösung des Tunnelblicks 7 stattfindet.
In einem Schritt 170 kann das Sicherheitssystem 3 einen möglichen kollisionsfreien Fahrweg 6 zur kollisionsfreien Umfahrung des Hindernisses 5 berechnen oder erkennen. Dieser mögliche kollisionsfreie Fahrweg 6 wird dem Steuergerät 9 zur Verfügung gestellt.
In einem weiteren Schritt 180, der auf den Schritt der visuellen Stimulation 160 folgt, wird der Blick des Kraftfahrzeugführers 2 mittels der Information 13 auf den möglichen kollisionsfreien Fahrweg 6 gelenkt.
In einem weiteren Schritt 190 kann der Kraftfahrzeugführer 2 das Kraftfahrzeug 1 in Richtung des kollisionsfreien Fahrwegs 6 steuern, das Hindernis 5 umfahren und so eine Kollision vermeiden.

Claims

Verfahren zur Vermeidung eines Tunnelblicks (7) eines Kraftfahrzeugführers (2), gekennzeichnet durch die Schritte: – Erkennen einer aktuellen Blickrichtung des Kraftfahrzeugführers (2); – Vergleichen der aktuellen Blickrichtung mit mindestens einer vorherigen Blickrichtung; – Erkennen eines Tunnelblicks (7) bei Unterschreiten einer Änderungsrate zwischen den Blickrichtungen und/oder bei Unterschreiten eines Winkelbereichs (α) der Blickrichtung; und – Stimulieren des Kraftfahrzeugführers (2) zur Vermeidung des Tunnelblicks (7).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kraftfahrzeugführer (2) stimuliert wird, wenn zusätzlich ein prädiktives Sicherheitssystem (3) des Kraftfahrzeugs (1) eine Gefahr (5) in einem aktuellen Fahrweg des Kraftfahrzeugs (1) erkennt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Stimulieren einen Hinweis (13) auf einen kollisionsfreien Fahrweg (6) für das Kraftfahrzeug (1) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Stimulieren ein visuelles Stimulieren ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Tunnelblick (7) erkannt wird, wenn die Änderungsrate und/oder der Winkelbereich (α) für einen vorgegebenen Zeitraum unterhalb eines Schwellwerts liegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei aus der Blickrichtung ein Blickvektor erzeugt wird und der Blickvektor analysiert wird.
Vorrichtung zur Vermeidung eines Tunnelblicks (7) eines Kraftfahrzeugführers (2), gekennzeichnet durch eine Kamera (10) zur Erfassung einer aktuellen Blickrichtung des Kraftfahrzeugführers (2), ein Steuergerät (9), das eingerichtet ist zum Vergleich der aktuellen Blickrichtung mit mindestens einer vorherigen Blickrichtung und zur Erkennung eines Tunnelblicks (7) bei Unterschreiten einer Änderungsrate zwischen den Blickrichtungen und/oder eines Winkelbereichs (α) der Blickrichtung, und eine Vorrichtung zum Stimulieren (11) des Kraftfahrzeugführers (2) zur Vermeidung des Tunnelblicks (7).
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Vorrichtung zum Stimulieren (11) eine visuelle Anzeige umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die visuelle Anzeige im Bereich einer Windschutzscheibe (12) des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die visuelle Anzeige mindestens eine LED und/oder einen Laser zur Darstellung von Informationen aufweist.