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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Head-up-Display zur Überwachung eines Verkehrsraums in der Umgebung eines Fahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Fahrerassistenzsystem sowie ein Verfahren zum Bereitstellen einer Fahrerassistenz für ein Fahrzeug.
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Hintergrund der Erfindung
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Aufgrund des wachsenden Verkehrsaufkommens auf den Straßen gewinnen Fahrerassistenzsysteme beziehungsweise Fahrerassistenzfunktionen für Fahrzeuge zunehmend an Bedeutung. Solche Fahrerassistenzsysteme unterstützen den Fahrer während der Fahrt auf vielfältige Art und Weise. Beispiele hierfür sind Einparkhilfen, Spurhalteassistenten oder Scheibenwischerautomatiken. Vielfach werden in Fahrzeugen heutzutage Head-up-Displays verwendet, die für den Fahrzeugnutzer eine nützliche Assistenzfunktion darstellen können. Beispielsweise kann durch Head-up-Displays ein in Fahrtrichtung vorausliegender Fahrkorridor des Fahrzeugs eingeblendet werden und damit auch etwaige Hindernisse, welchen sich das Fahrzeug während der Fahrt nähert. Zur Informationsbereitstellung für solche Fahrerassistenzsysteme dienen beispielsweise Kameras beziehungsweise Nachtsichtkameras, die am Fahrzeug angebracht sind. Ferner kann durch solche Fahrerassistenzsysteme der Fahrzeugnutzer in seinen Handlungen unterstützt werden, was unter anderem das Stressrisiko während der Fahrt vermindert.
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In der
DE 10 2012 220 191 A1 ist ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers bei der Querführung eines Fahrzeugs bekannt, bei welchem Daten über die Umgebung eines Fahrzeugs über eine nach vorne ausgerichtete Kamera und über seitlich am Fahrzeug angebrachte Abstandssensoren miteinander verknüpft werden, wobei bei einer drohenden Kollision mit einem Objekt ein Lenkeingriff erfolgt.
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Generell kann es bei Fahrerassistenzfunktionen vorkommen, dass aufgrund einer automatischen Steuerung das Fahrzeug ein bestimmtes Fahrmanöver durchführt und im Falle einer Fehlfunktion des Erfassungssystems des Fahrerassistenzsystems der Fahrzeugführer sogar durch die automatischen Lenkeingriffe beziehungsweise Fahrmanöver ausgehebelt werden kann. Aus diesem Grund ist die Verlässlichkeit eines Fahrerassistenzsystems von großer Bedeutung.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Sicherheit im Straßenverkehr zu erhöhen.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Beispielhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Gemäß der Erfindung ist ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug angegeben. Das Fahrerassistenzsystem weist eine Umfeldsensoreinheit, eine Recheneinheit und ein Head-up-Display auf. Die Umfeldsensoreinheit ist dazu ausgeführt, eine Bewegungsinformation eines Objekts in einer Umgebung des Fahrzeugs zu ermitteln. Die Recheneinheit ist dazu ausgeführt, basierend auf der Bewegungsinformation des Objekts und einer Bewegung des Fahrzeugs eine mögliche Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt vorherzusagen. Das Head-up-Display ist dazu ausgeführt, im Falle der möglichen Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt automatisch eine räumliche Anordnung des Fahrzeugs und des Objekts anzuzeigen.
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Eine mögliche Kollision kann darin bestehen, dass sich das Objekt dem Fahrzeug nähert, beispielsweise bei einem Überholvorgang. Nähert sich also das Objekt bis auf eine bestimmte Entfernung an das Fahrzeug, so kann die räumliche Anordnung des Fahrzeugs und des Objekts im Head-up-Display aufgrund der erkannten möglichen Kollision des Objekts mit dem Fahrzeug angezeigt werden. Der Fahrzeugnutzer kann sich dadurch einen Überblick über die Verkehrssituation verschaffen und somit rechtzeitig ein entsprechendes Ausweichmanöver vornehmen. Beispielsweise kann der Fahrzeugnutzer durch die Anzeige der Verkehrssituation im Head-up-Display rechtzeitig von einem Spurwechselvorgang abgebracht werden. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn sich das Objekt auf einer Nachbarspur dem Fahrzeug mit großer Geschwindigkeit von hinten nähert. Da in einem solchen Fall eine Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt möglich wäre, wird dem Fahrzeugnutzer bei einer bestimmten Entfernung zwischen Fahrzeug und Objekt eine räumliche Anzeige der Verkehrssituation über das Head-up-Display bereitgestellt.
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Mit einem solchen Fahrerassistenzsystem kann erreicht werden, dass bei einer bevorstehenden Kollision dem Fahrer ein Bild von der Verkehrssituation beziehungsweise des umliegenden Verkehrsraums frühzeitig angezeigt werden kann. Das bedeutet, dass der Fahrer bei einer möglichen Kollision zum Beispiel durch eigene Handlung rechtzeitig ein Ausweichmanöver einleiten kann. Ein solches Ausweichmanöver wird dadurch unterstützt, dass der Fahrzeugnutzer des Fahrzeugs durch den im Head-up-Display angezeigten Verkehrsraum beziehungsweise durch die im Head-up-Display angezeigte Verkehrssituation einen Überblick gewinnt und aufgrund dessen das Ausweichmanöver eingeleitet werden kann oder ein beabsichtigter Wechsel der Fahrspur unterlassen wird, damit die Gefahr erst gar nicht aufkommt.
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Ferner kann die Recheneinheit dazu ausgeführt sein, basierend auf der ermittelten Bewegungsinformation des Objekts eine zukünftige Bewegungstrajektorie des Objekts zu bestimmen und basierend auf der bestimmten Bewegungstrajektorie des Objekts und einer bestimmten Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs, eine bevorstehende Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt vorherzusagen. Das Head-up-Display kann wiederum im Falle der möglichen oder bevorstehenden Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt automatisch eine räumliche Anordnung des Fahrzeugs und des Objekts anzeigen.
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Aufgrund einer bestimmten Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs sowie umliegender Objekte und entsprechender Geschwindigkeitsinformationen kann auch ein bevorstehender Kollisionsort sowie eine bevorstehende Kollisionszeit bestimmt werden, so dass dem Fahrer die Gefahrensituation in einem beliebigen Zeitraum vor dem Kollisionszeitpunkt angezeigt werden kann.
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Die Umfeldsensoreinheit ist beispielsweise im oder am Fahrzeug angebracht, wobei durch die Umfeldsensoreinheit ein Objekt in einer beliebigen Reichweite vom Fahrzeug detektiert werden kann. Beispielsweise kann ein weiteres Objekt in einem Umkreis von 5 m, 10 m, 15 m oder 50 m um das Fahrzeug herum detektiert werden. Es ist ebenfalls möglich, dass durch die Umfeldsensoreinheit mehrere Objekte gleichzeitig detektiert werden können. Das Fahrzeug ist ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen. Die Recheneinheit kann ebenfalls im Fahrzeug vorgesehen sein und sowohl mit der Umfeldsensoreinheit als auch mit dem Head-up-Display verbunden sein, so dass eine Datenübertragung zwischen der Umfeldsensoreinheit, der Recheneinheit und dem Head-up-Display stattfinden kann. Eine solche Datenübertragung kann zum Beispiel kabelgestützt und/oder kabellos erfolgen.
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Die kabellose Übertragung beziehungsweise der kabellose Empfang der Daten erfolgt per Bluetooth, WLAN (z. B. WLAN 802.11a/b/g/n oder WLAN 802.11p), ZigBee oder WiMax oder aber auch zellulärer Funksysteme wie GPRS, UMTS oder LTE. Es ist auch die Verwendung anderer Übertragungsprotokolle möglich. Die genannten Protokolle bieten den Vorteil der bereits erfolgten Standardisierung. Das Head-up-Display ist eine Anzeigeeinheit, die es dem Fahrer erlaubt, seine Kopfhaltung beziehungsweise Blickrichtung beibehalten zu können, weil die Informationen über die räumliche Anordnung der umliegenden Objekte und des Fahrzeugs in das Sichtfeld des Fahrzeugnutzers projiziert werden. Das Head-up-Display kann somit als eine projizierte Frontscheibenanzeige betrachtet werden. Beispielsweise kann eine räumliche Anordnung des Fahrzeugs und des Objekts oder der Objekte im Sichtfeld des Fahrzeugnutzers virtuell angezeigt werden.
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Die Umfeldsensoreinheit kann innerhalb eines detektierbaren Umkreises die Bewegungsinformation des Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs ermitteln. Das bedeutet, dass die aktuelle Lage und/oder Ausrichtung eines Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs bestimmt werden kann. Somit kann auch die Bewegungsrichtung des Objekts zu einem bestimmten Zeitraum bestimmt werden. Die aktuelle Lage und die Bewegungsrichtung und somit auch die Bewegungsinformation des Objekts können ständig neu bestimmt werden. Die Bestimmung kann dabei in beliebigen Zeitabständen erfolgen, so dass eine plötzliche Änderung der Bewegungsrichtung des Objekts von der Umfeldsensoreinheit schnell erfasst werden kann. Die Zeitabstände können beliebig klein gewählt werden, um somit eine möglichst hohe Informationsgüte bezüglich der Bewegungsinformationen des Objekts gewinnen zu können.
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Die ermittelten Bewegungsinformationen des Objekts können von der Umfeldsensoreinheit an die Recheneinheit per Datenübertragung übertragen werden. Die Recheneinheit kann dann aufgrund der Bewegungsinformation des Objekts beispielsweise die zukünftige Bewegungstrajektorie des Objekts bestimmen. Das bedeutet, dass die Recheneinheit aus der aktuellen Lage sowie der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs, welche von der Umfeldsensoreinheit festgestellt wurden, die zukünftige Bewegungstrajektorie, das heißt den zukünftigen Bewegungspfad oder die Richtung des Objekts bestimmen kann. Dabei kann sich die Bewegungstrajektorie in Abhängigkeit der aktuellen Bewegungsrichtung des Objekts in der Umgebung des Fahrzeuges ständig verändern. Mit anderen Worten kann aus einer aktuellen Bewegungsinformation unter Berücksichtigung der Lage und der Bewegungsrichtung des Objekts auch eine zukünftige Bewegungsrichtung beziehungsweise Bewegungstrajektorie des Objekts bestimmt werden.
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Ferner kann die Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs selbst durch die Recheneinheit bestimmt werden. Eine solche Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs kann zum Beispiel aufgrund von Fahrdaten des Fahrzeugs erfolgen. Beispiele hierfür sind Geschwindigkeitsinformationen, Informationen über die Ausrichtung des Fahrzeuges als auch Informationen eines Satellitennavigationssystems. Aus diesen Fahrdaten kann somit auch die Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs bestimmt werden. Die bestimmte Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs stellt somit ebenfalls eine zukünftige Bewegungstrajektorie beziehungsweise einen zukünftigen Bewegungspfad des Fahrzeugs dar. Auf Basis der bestimmten zukünftigen Bewegungstrajektorie des Objekts und der bestimmten zukünftigen Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs kann durch die Recheneinheit eine bevorstehende Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt bestimmt beziehungsweise vorhergesagt werden. Die bevorstehende Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt kann sich beispielsweise daraus ergeben, dass sich die Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs mit der Bewegungstrajektorie des Objekts schneidet. Insbesondere wird die mögliche Kollision dadurch bestimmt, dass sich das Objekt und das Fahrzeug zu einem bestimmten Zeitpunkt am selben Ort befinden. Dies ist beispielsweise der Schnittpunkt der Bewegungstrajektorien. Da sich jedoch die aktuellen Bewegungsinformationen bezüglich Lage und Bewegungsrichtung des Fahrzeugs und des Objekts ständig ändern können, ändern sich auch deren zukünftige Bewegungstrajektorien. Die Recheneinheit berechnet daher aufgrund ständig neu ermittelter Bewegungsinformationen des Objekts und aufgrund ständig neu ermittelter Bewegungsinformationen des Fahrzeugs die jeweiligen Bewegungstrajektorien und somit eine möglicherweise bevorstehende Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt. Sowohl die Ermittlung der Bewegungsinformation des Objekts und des Fahrzeugs durch die Umfeldsensoreinheit als auch die Bestimmung der Bewegungstrajektorien des Objekts und des Fahrzeugs durch die Recheneinheit können in beliebigen Zeitabständen erfolgen. Diese Zeitabstände liegen beispielsweise im Sekunden- oder im Millisekundenbereich.
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Wird eine mögliche Kollision durch die Recheneinheit vorhergesagt beziehungsweise bestimmt, dann kann durch das Head-up-Display eine räumliche Anordnung des Fahrzeugs und des Objekts angezeigt werden. Die räumliche Anordnung beziehungsweise die Verkehrssituation kann dem Fahrzeugnutzer somit effektiv in sein Sichtfeld eingeblendet werden, so dass er schnell einen Überblick über die Verkehrssituation erlangt. Die Anzeige der räumlichen Darstellung des Fahrzeugs und des Objekts werden bei möglicher Kollision automatisch im Headup-Display angezeigt. Das bedeutet, dass der Fahrer keine weiteren Schritte unternehmen muss, um einen Überblick über die Verkehrssituation zu erhalten. Die im Head-up-Display angezeigte Verkehrssituation beziehungsweise räumliche Darstellung des Fahrzeuges und Objekts kann ferner einen bestimmten geometrischen Umkreis um das Fahrzeug herum umfassen. Insbesondere ist es möglich, dass das Fahrerassistenzsystem dazu ausgeführt ist, die Bewegungstrajektorien mehrerer sich im Umkreis des Fahrzeugs befindenden Objekte zu bestimmen und daraus wiederum eine mögliche Kollision des Fahrzeugs mit zumindest einem der Objekte vorherzusagen und aufgrund der Vorhersage eine automatische Anzeige der räumlichen Anordnung des Fahrzeugs und der Objekte im Head-up-Display herbeizuführen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs ein weiteres Fahrzeug.
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Das weitere Fahrzeug ist zum Beispiel ein Kraftfahrzeug, insbesondere jedoch ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen. Im Falle, dass mehrere Objekte von der Umfeldsensoreinheit in der Umgebung des Fahrzeugs erfasst werden, können auch alle weiteren Objekte Fahrzeuge sein. Eine solche Situation ergibt sich beispielsweise auf einer Straße. Insbesondere auf viel befahrenen Straßen kann es erforderlich sein, dass die Bewegungstrajektorien mehrerer weiterer Fahrzeuge in der Umgebung des Fahrzeugs gleichzeitig bestimmt werden müssen, um so eine mögliche Kollisionsgefahr des Fahrzeugs mit zumindest einem dieser weiteren Fahrzeuge feststellen zu können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Umfeldsensoreinheit zur Bestimmung der Bewegungsinformation des Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs wenigstens eine am Fahrzeug angebrachte Kamera und/oder wenigstens einen am Fahrzeug angebrachten Abstandssensor auf.
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Die Kamera kann beispielsweise auch eine Nachtsichtkamera sein. Sowohl die Kamera als auch der Abstandssensor können an verschiedenen Positionen am Fahrzeug angebracht sein, so dass ein sich in der Umgebung des Fahrzeugs befindendes Objekt in allen Richtungen um das Fahrzeug herum erfasst werden kann. Aufgrund der von der Kamera und dem Abstandssensor ermittelten Bewegungsinformationen des Objekts oder der Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs kann anschließend die Bewegungstrajektorie des Objekts oder der Objekte bestimmt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Recheneinheit dazu ausgeführt, Bewegungsinformationen oder Bewegungstrajektorien basierend auf Informationen bereitzustellen, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Informationen von wenigstens einem Abstandssensor, Informationen von wenigstens einer Kamera oder Informationen von einem Satellitennavigationssystem.
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Durch die Gewinnung der Informationen über die Bewegungstrajektorien, zum Beispiel des Fahrzeugs und/oder des Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs aus unterschiedlichen Quellen kann die Redundanz des Fahrerassistenzsystems erhöht werden. Somit kann wiederum die Informationsgüte bezüglich der Bewegungsinformationen des Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs oder des Fahrzeugs selbst erhöht werden. Beispielsweise kann durch das Satellitennavigationssystem eine Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs oder der Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs aufgrund einer bevorstehenden Spurverengung vorhergesagt werden. Eine solche Spurverengung kann ein mögliches Kollisionsrisiko darstellen, so dass in einem bestimmten Zeitraum vor Erreichen der Spurverengung dem Fahrzeugnutzer die Verkehrssituation automatisch in das Head-up-Display eingeblendet wird. Diese angezeigte Verkehrssituation umfasst die räumliche Anordnung des Fahrzeugs und der Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs sowie deren Bewegungstrajektorien, so dass mögliche Kollisionsorte und/oder Kollisionszeitpunkte dem Fahrzeugnutzer über das Head-up-Display angezeigt werden können.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Head-up-Display dazu ausgeführt, eine Draufsicht der räumlichen Anordnung des Fahrzeugs und des Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs anzuzeigen.
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Dadurch kann dem Fahrzeugnutzer die Verkehrssituation in einer übersichtlichen Weise dargestellt werden, da in der Draufsicht zumindest die räumliche Anordnung des Fahrzeugs und des Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs oder der Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs dargestellt werden können. Ebenfalls kann in der Draufsicht die jeweilige Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs beziehungsweise des Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs dargestellt sein sowie ein möglicher Kollisionsort aufgrund der sich schneidenden Bewegungstrajektorien. Da diese Draufsicht im Head-up-Display im Sichtfeld des Fahrzeugnutzers eingeblendet wird, kann sich dieser bei gleichzeitiger Konzentration auf das Verkehrsgeschehen einen Überblick über die umliegende Verkehrssituation verschaffen. Die Draufsicht kann beispielsweise auch Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs umfassen, die sich hinter dem Fahrzeug selbst befinden. Es ist auch möglich, dass die Einblendung der Draufsicht mittels eines im Fahrzeug vorhandenen Displays, beispielsweise in einem Display der Fahrzeugarmatur, erfolgen kann. Ferner ist es möglich, dass die Gefahrensituation, das heißt die räumliche Anordnung der Objekte und des Fahrzeugs, mittels eines Bildschirms eines Navigationssystems oder aber über ein virtuelles Cockpit im Fahrzeug des Fahrzeugnutzers angezeigt wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Head-up-Display dazu ausgeführt, die Draufsicht der räumlichen Anordnung des Fahrzeugs und des Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs anzuzeigen, wenn sich während eines Lenkmanövers des Fahrzeugs das Objekt in einem Totwinkel des Fahrzeugs befindet.
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Dabei ist der Totwinkel des Fahrzeugs durch einen Bereich gekennzeichnet, in dem der Fahrzeugnutzer ein sich in der Umgebung des Fahrzeugs befindendes Objekt nicht sehen kann. Mit anderen Worten kann der Fahrzeugnutzer das sich im Totwinkel des Fahrzeugs befindende Objekt auch nicht im Rückspiegel erkennen. Dies betrifft zum Beispiel einen seitlichen Totwinkel, bei dem sich das Objekt neben dem Fahrzeug bewegt und für den Fahrzeugnutzer nicht sichtbar ist. Die Recheneinheit kann bei einem Lenkmanöver des Fahrzeugs die räumliche Anordnung des Fahrzeugs und des sich im Totwinkel befindenden Objekts unmittelbar, das heißt unverzüglich, über das Head-up-Display anzeigen, so dass der Fahrzeugnutzer das Lenkmanöver rechtzeitig abbrechen kann. Es ist ferner möglich, dass das Fahrerassistenzsystem aufgrund eines im Totwinkel des Fahrzeugs befindlichen Objekts das Lenkmanöver automatisch abbricht, beispielsweise durch ein automatisches Gegenlenken.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Head-up-Display dazu ausgeführt, die Draufsicht der räumlichen Anordnung des Fahrzeugs und des Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs anzuzeigen, wenn sich bei Aktivieren eines Blinkers des Fahrzeugs das Objekt in einem Totwinkel des Fahrzeugs befindet.
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Durch Aktivieren eines Blinkers deutet der Fahrzeugnutzer einen bevorstehenden Spurwechsel des Fahrzeugs an. Ein solcher Spurwechsel kann jedoch aufgrund des sich im Totwinkel des Fahrzeugs befindenden Objekts zu einer Kollision führen, so dass schon bei Aktivieren des Blinkers die Draufsicht der räumlichen Anordnung des Fahrzeugs und des Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs frühzeitig angezeigt werden kann. Somit kann der Fahrzeugnutzer in die Lage versetzt werden, seinen bevorstehenden Spurwechsel rechtzeitig abzubrechen, bevor es zu einer Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt kommt. Dies resultiert insbesondere aus der Tatsache, dass dem Fahrer durch die Draufsicht im Head-up-Display auch das Objekt, welches sich im Totwinkel des Fahrzeugs befindet, sichtbar gemacht wird. Eine solche Verkehrssituation wird in der Figurenbeschreibung noch genauer erläutert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Head-up-Display dazu ausgeführt, die Draufsicht der räumlichen Anordnung des Fahrzeugs und des Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs über mehrere aufeinanderfolgende zeitlich voneinander getrennte Zeiträume anzuzeigen.
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Mit anderen Worten wird die Draufsicht blinkend oder pulsierend im Head-up-Display angezeigt, wodurch die Aufmerksamkeit des Fahrzeugnutzers zusätzlich erhöht wird. Blinkend oder pulsierend bedeutet, dass die Draufsicht in bestimmten Zeiträumen angezeigt wird, wobei diese Zeiträume durch weitere Zeiträume unterbrochen werden, in denen die Draufsicht nicht gezeigt wird. Eine weitere Aufmerksamkeitserhöhung des Fahrzeugnutzers kann zum Beispiel dadurch erzielt werden, dass die Anzeige der Draufsicht im Head-up-Display durch ein akustisches und/oder haptisches Warnsignal unterstützt wird. Diese unterstützenden akustischen und/oder haptischen Warnsignale sind derart ausgelegt, dass sie vom Fahrzeugnutzer unmittelbar registriert werden können. Ein akustisches Warnsignal kann beispielsweise über einen Lautsprecher im Fahrzeug ausgegeben werden. Ein haptisches Warnsignal kann zum Beispiel durch Vibration des Lenkrads des Fahrzeugnutzers oder auf ähnliche Weise erzeugt werden. In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, dass das Head-up-Display dazu ausgeführt ist, die Draufsicht der räumlichen Anordnung des Fahrzeugs und des Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs anzuzeigen, wenn das Fahrzeug einen Spurwechsel einleitet, um somit eine Spurwechselassistenz bereitzustellen. Insbesondere wird eine solche Spurwechselassistenz unmittelbar vor dem Spurwechsel bereitgestellt, so dass eine Kollision verhindert werden kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Head-up-Display dazu ausgeführt, die Draufsicht der räumlichen Anordnung des Fahrzeugs und des Objekts in der Umgebung des Fahrzeugs in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt und/oder einer verbleibenden Zeit bis zur Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt anzuzeigen.
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Beispielsweise wird die Draufsicht im Head-up-Display umso eher angezeigt, je größer die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt ist. Dies resultiert daraus, dass bei einer hohen Geschwindigkeitsdifferenz weniger Reaktionszeit für den Fahrzeugnutzer bleibt, um einer möglichen Kollision auszuweichen. Dementsprechend kann die Draufsicht im Head-up-Display umso eher angezeigt werden, je kürzer die verbleibende Zeit bis zur Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt ist.
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Gemäß der Erfindung ist ein Fahrzeug mit einem Fahrerassistenzsystem angegeben. Das Fahrzeug ist ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen.
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Gemäß der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Bereitstellen einer Fahrerassistenz für ein Fahrzeug angegeben. Das Verfahren weist mehrere Schritte auf. In einem Schritt des Verfahrens erfolgt ein Ermitteln einer Bewegungsinformation eines Objekts in einer Umgebung des Fahrzeugs durch eine Umfeldsensoreinheit. In einem weiteren Schritt erfolgt ein Vorhersagen einer möglichen Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt durch die Recheneinheit basierend auf der bestimmten Bewegungsinformation des Objekts und einer Bewegung des Fahrzeugs. Ferner wird in einem weiteren Schritt ein automatisches Anzeigen einer räumlichen Anordnung des Fahrzeugs und des Objekts durch ein Head-up-Display im Falle der möglichen Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt herbeigeführt. Es sei angemerkt, dass die Verfahrensschritte des beschriebenen Verfahrens in einer beliebigen Reihenfolge durchgeführt werden können.
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Mit einem solchen Verfahren beziehungsweise mit dem beschriebenen Fahrerassistenzsystem kann der Fahrzeugführer, das heißt der Fahrzeugnutzer, die Gefahrensituation wegen der virtuellen Draufsicht der räumlichen Anordnung visuell erfassen und somit besser wahrnehmen. Ferner kann der Fahrzeugführer die Gefahrensituation über ein drohendes Kollisionsrisiko besser wahrnehmen, da mittels der Einblendung oder überlagerten Einblendung der Draufsicht eine aktive Veränderung im Sichtbereich stattfindet. Die Einblendung der Draufsicht, welche im Übrigen auch als Top-View-Ansicht bezeichnet wird, erfolgt zum Beispiel nur, wenn eine Gefahr besteht, wodurch eine bessere Wahrnehmung im Gefahrenfall erreicht werden kann.
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Generell kann mit dem beschriebenen Fahrerassistenzsystem beziehungsweise mit dem beschriebenen Verfahren eine verbesserte Wahrnehmung einer Gefahrensignalisierung über das Head-up-Display erreicht werden. Insbesondere kann dem Fahrzeugnutzer eine visuelle Darstellung einer Gefahrenrichtung vermittelt werden. Dies führt letztendlich zu einer leichteren Erfassung der Verkehrssituation für den Fahrzeugführer beziehungsweise Fahrzeugnutzer.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 zeigt eine Verkehrssituation gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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2 zeigt eine Draufsicht einer Verkehrssituation in einem Head-up-Display eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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3 zeigt eine weitere Verkehrssituation gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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4 zeigt eine Draufsicht einer weiteren Verkehrssituation in einem Head-up-Display eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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5 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Bereitstellen einer Fahrerassistenz für ein Fahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
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1 zeigt eine Verkehrssituation 1 mit einem Fahrzeug 2 und zwei weiteren Fahrzeugen 3 und 4. Dabei bewegen sich alle Fahrzeuge entlang einer Fahrbahn 5. Die in 1 dargestellte Verkehrssituation 1 beschreibt das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem am Beispiel von Fahrzeugen, die sich auf einer Autobahn mit unterschiedlichen Fahrbahnen 5 und 7 bewegen. Das Fahrzeug 2 weist eine Umfeldsensoreinheit, eine Reicheneinheit sowie ein Head-up-Display auf. Die Umfeldsensoreinheit ist zum Beispiel eine am Fahrzeug 2 angebrachte Kamera oder ein ebenfalls am Fahrzeug 2 angebrachter Abstandssensor. Mithilfe des Abstandssensors und der Kamera können die sich auf derselben Straße, jedoch auf unterschiedlichen Spuren befindenden Fahrzeuge 3 und 4 verortet werden. Mit anderen Worten kann durch die Umfeldsensoreinheit jeweils eine Bewegungsinformation des Fahrzeugs 3 und des Fahrzeugs 4 ermittelt werden. Diese Bewegungsinformation basiert auf aktuellen Bewegungsinformationen, wie beispielsweise die Geschwindigkeit und/oder die Bewegungsrichtung der Fahrzeuge 3 und 4. Aufgrund dieser Bewegungsinformationen kann durch die Recheneinheit des Fahrzeugs 2 jeweils eine Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs 3 sowie des Fahrzeugs 4 ermittelt werden. Ferner kann durch die Recheneinheit des Fahrzeugs 2 auch die Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 2 ermittelt werden. Somit sind die Bewegungstrajektorien aller sich in einem bestimmten Umkreis befindenden Fahrzeuge bekannt, so dass eine möglicherweise bevorstehende Kollision durch die Recheneinheit prognostiziert werden kann. Zum besseren Verständnis sind die Bewegungsrichtungen der Fahrzeuge auf den beiden Straßen 5 und 7 durch Pfeile 8 gekennzeichnet. Entscheidet sich der Fahrzeugnutzer des Fahrzeugs 2 für einen Spurwechsel und befindet sich gleichzeitig das Fahrzeug 3 in einem Totwinkel des Fahrzeugs 2, so wird durch die Recheneinheit eine Kollisionsgefahr detektiert, wodurch automatisch eine Draufsicht der Verkehrssituation beziehungsweise der räumlichen Anordnung der Fahrzeuge 2, 3 und 4 erzeugt wird. Eine solche Draufsicht kann zum Beispiel in dem im Fahrzeug 2 vorhandenen Head-up-Display angezeigt werden. Ein bevorstehender Spurwechsel kann dabei beispielsweise durch die Recheneinheit aufgrund einer Lenkbewegung des Fahrzeugnutzers des Fahrzeugs 2 sowie einer Betätigung eines Blinkers des Fahrzeugs 2 frühzeitig erkannt werden. In einem solchen Falle errechnet die Recheneinheit eine Kollisionsgefahr und zeigt unmittelbar nach Erkennung der Kollisionsgefahr die aktuelle Verkehrssituation per Draufsicht in dem Head-up-Display des Fahrzeugs 2 an. Es ist jedoch auch möglich, dass allein durch die Anwesenheit des Fahrzeugs 3 im Totwinkel des Fahrzeugs 2 eine mögliche Kollision detektiert wird, woraufhin die räumliche Anordnung als Draufsicht im Head-up-Display angezeigt wird. Mit anderen Worten wird der Fahrzeugnutzer des Fahrzeugs 2 mittels einer virtuellen Einblendung einer Draufsicht im Head-up-Display des Fahrzeugs 2 auf die Gefahr im hier gezeigten rechtsseitigen Totwinkel davor gewarnt, eine Fahrspuränderung 6 vorzunehmen. Der Fahrzeugnutzer des Fahrzeugs 2 wird somit in die Lage versetzt, sich einen schnellen Überblick über die Verkehrssituation zu verschaffen, wobei dieser die Blickrichtung aufgrund der Darstellung im Head-up-Display nicht von der Windschutzscheibe wegzurichten braucht. Der Fahrzeugnutzer kann somit auch schnell entscheiden, ein bestimmtes Fahrmanöver, wie zum Beispiel das Wechseln der Fahrspur, rechtzeitig abzubrechen.
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In der 2 ist eine solche virtuelle Darstellung einer Draufsicht 10 in dem Head-up-Display des Fahrzeugs 2 gezeigt. Dabei wird eine Draufsicht 10 generiert, die einen bestimmten Umkreis um das Fahrzeug 2 umfasst. Beispielsweise werden weitere Fahrzeuge 3 und 4 angezeigt, insbesondere jedoch diejenigen Fahrzeuge, mit denen eine Kollisionsgefahr besteht. Bei einem möglicherweise bevorstehenden Spurwechsel besteht im dargestellten Beispiel in der 2 eine Kollisionsgefahr des Fahrzeugs 2 mit dem Fahrzeug 3. Das Fahrzeug 3 befindet sich dabei beispielsweise in einem Totwinkel des Fahrzeugs 2. Durch die Draufsicht kann dem Fahrzeugnutzer des Fahrzeugs 2 die mögliche oder bevorstehende Kollision mit dem Fahrzeug 3 durch ein Hinweiszeichen 9 angezeigt werden. Die Einblendung der Draufsicht erfolgt automatisch, nachdem die Recheneinheit eine Kollision vorhergesagt hat beziehungsweise nachdem die Recheneinheit sich schneidende Bewegungstrajektorien des Fahrzeugs 2 und des Fahrzeugs 3 berechnet hat. Der Fahrer beziehungsweise der Fahrzeugnutzer kann also bei Einblendung des Hinweiszeichens 9 den Spurwechsel sofort abbrechen, so dass eine Kollision mit dem Fahrzeug 3 vermieden werden kann.
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Eine weitere Verkehrssituation 20 ist in der 3 beschrieben. Dabei bewegen sich ein Fahrzeug 2 sowie ein Fahrzeug 3 und ein Fahrzeug 4 auf derselben Fahrbahn 5. Ferner ist eine zweite Fahrbahn 7 in der 3 gezeigt, auf der sich die Fahrzeuge in einer Gegenrichtung bewegen. Die Verkehrssituation 20 beschreibt zum Beispiel die Bewegung von Fahrzeugen auf einem Autobahnabschnitt. Die Pfeile 8 kennzeichnen wiederum die Bewegungsrichtung der einzelnen Fahrzeuge. Für den Fall, dass sich das Fahrzeug 2 mit einer höheren Geschwindigkeit bewegt als das Fahrzeug 4, kann die Recheneinheit des Fahrzeugs 2 eine bevorstehende Kollision des Fahrzeugs 2 mit dem Fahrzeug 4 vorhersagen. Eine solche Verkehrssituation 20 erfordert einen Spurwechsel des Fahrzeugs 2, damit eine Kollision mit dem Fahrzeug 4 vermieden wird. Da sich im hier dargestellten Beispiel ein weiteres Fahrzeug 3, zum Beispiel in einem Totwinkel des Fahrzeugs 2 befindet, kann durch die Recheneinheit eine Kollisionsgefahr zwischen dem Fahrzeug 2 und dem Fahrzeug 3 detektiert werden, sobald der Fahrzeugnutzer des Fahrzeugs 2 einen Spurwechsel durch ein entsprechendes Lenkmanöver vornimmt. Jedoch kann auch allein aufgrund der Anwesenheit des Fahrzeugs 3 im Totwinkel des Fahrzeugs eine mögliche Kollision vorhergesagt werden. In diesem Falle kann durch das im Fahrzeug 2 angebrachte Head-up-Display unverzüglich eine Draufsicht der Verkehrssituation 20 anzeigen, wodurch der Fahrzeugnutzer des Fahrzeugs 2 über das sich im Totwinkel des Fahrzeugs 2 befindende Fahrzeug 3 rechtzeitig informiert wird. Es kann vorgesehen sein, dass die Verkehrssituation 20 im Head-up-Display des Fahrzeugs 2 nur dann dargestellt wird, wenn die Recheneinheit des Fahrzeugs 2 eine Kollision mit einem der beiden Fahrzeuge 3 oder 4 vorhersagt beziehungsweise prognostiziert. Jedoch kann auch vorgesehen sein, dass allein durch die Betätigung des Blinkers des Fahrzeugs 2 ein Spurwechsel angenommen wird, so dass die Recheneinheit schon bei Betätigung des Blinkers die Draufsicht der Verkehrssituation 20 im Head-up-Display darstellt. Dadurch kann der Fahrzeugnutzer des Fahrzeugs 2 rechtzeitig von seinem Vorhaben, einen Spurwechsel durchzuführen, abgebracht werden. Mit anderen Worten wird in dem in 3 dargestellten Beispiel eine virtuelle Einblendung einer Draufsicht im Head-up-Display des Fahrzeugs 2 dem Fahrzeugnutzer angezeigt und auf die Gefahr im linksseitigen Totwinkel, in dem sich das Fahrzeug 3 befindet, gewarnt, so dass der Fahrzeugnutzer von einer Fahrspuränderung auf der Straße 5 beziehungsweise einen Überholvorgang zum Überholen des Fahrzeugs 4 absieht.
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Eine entsprechende Anzeige einer Draufsicht 30 im Head-up-Display ist in 4 dargestellt. Wird eine Kollisionsgefahr durch die Recheneinheit des Fahrzeugs 2 ermittelt, kann in der Draufsicht auch ein Hinweiszeichen 9 angezeigt werden, der den Fahrzeugnutzer des Fahrzeugs 2 vor der möglicherweise bevorstehenden Kollision mit dem Fahrzeug 3 warnt. Es ist ebenfalls möglich, dass die Verkehrssituation 20 als Draufsicht 30 in einem Head-up-Display 30 angezeigt wird, wenn das Fahrzeug 2 eine höhere Geschwindigkeit aufweist als das Fahrzeug 4, so dass auch hier eine Kollisionsgefahr zwischen dem Fahrzeug 2 und dem Fahrzeug 4 besteht. Jedenfalls wird die Draufsicht 30 im Head-up-Display angezeigt, sobald die Recheneinheit eine mögliche Kollision prognostiziert.
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5 zeigt ein Flussdiagramm für ein Verfahren zum Bereitstellen einer Fahrerassistenz für ein Fahrzeug. In einem Schritt S1 des Verfahrens erfolgt ein Ermitteln einer Bewegungsinformation eines Objekts in einer Umgebung des Fahrzeugs durch eine Umfeldsensoreinheit. In einem weiteren Schritt S2 erfolgt ferner ein Vorhersagen einer möglichen Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt durch die Recheneinheit basierend auf der Bewegungsinformation des Objekts und einer Bewegung des Fahrzeugs. In einem weiteren Schritt S3 des Verfahrens erfolgt ein automatisches Anzeigen einer räumlichen Anordnung des Fahrzeugs und des Objekts durch ein Head-up-Display im Falle der möglichen Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt.
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Es sei angemerkt, dass durch die Umfeldsensoreinheit nicht nur ein einziges Objekt, sondern insbesondere eine Vielzahl von Objekten gleichzeitig detektiert werden kann. Entsprechend ist auch das Bestimmen von Bewegungsinformationen und damit auch von Bewegungstrajektorien einer Vielzahl von Objekten durch die Recheneinheit möglich.
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Es sei ferner darauf hingewiesen, dass der Fahrzeugnutzer im Fahrzeug 2 sein eigenes Fahrzeug 2 im Head-up-Display als solches sieht oder erkennt. Somit kann der Fahrzeugnutzer mühelos auch komplexe Verkehrssituationen virtuell sehr einfach erfassen, da dieser zum Beispiel die Gefahrenrichtung, das heißt diejenige Richtung, aus welcher die Kollisionsgefahr besteht, automatisch mit erfassen kann.
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Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012220191 A1 [0003]
