DE102015008263A1

DE102015008263A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102015008263A1
Application number: DE102015008263.9A
Authority: DE
Inventors: Samuel Hahn
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2015-12-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeugs (2). Erfindungsgemäß wird von einer Anzahl in einer Fahrzeugumgebung befindlicher Lichtsignalanlagen (1) jeweils zumindest ein Positionssignal (PS), umfassend eine geografische Position der betreffenden Lichtsignalanlage (1) und/oder eine relative Position der betreffenden Lichtsignalanlage (1) zum Fahrzeug (2), an das Fahrzeug (2) übermittelt und mittels einer Navigationsvorrichtung (8) wird aus der Anzahl der Lichtsignalanlagen (1) in Abhängigkeit des zumindest einen Positionssignals (PS) eine für eine aktuelle Fahrtroute relevante Anzahl von Lichtsignalanlagen (1) ermittelt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung (3) zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeugs (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeugs.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeugs.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeugs bekannt.
Aus der DE 10 2011 115 734 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs in Abhängigkeit von einem mittels einer Steuerungseinrichtung des Fahrzeugs erfassten Lichtsignals oder Lichtsignalwechsels einer Lichtsignalanlage bekannt. In Abhängigkeit des von der Steuerungseinrichtung erfassten Lichtsignals oder Lichtsignalwechsels wird automatisch eine Verzögerung oder Beschleunigung des Fahrzeugs eingeleitet oder aufrechterhalten. Weiterhin wird eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs beschrieben.
Weiterhin in aus der DE 10 2010 038 454 A1 ein Verfahren zur Ansteuerung einer Anzeigeeinheit eines Fahrzeugs bekannt, bei dem bei einer Verzögerung des Fahrbetriebs eine Applikation auf der Anzeigeeinheit dargestellt wird, ein Ende der Verzögerung ermittelt wird und das Ende der Verzögerung signalisiert wird. Das Ende der Verzögerung wird anhand eines externen Signals ermittelt, wobei das externe Signal eine von einer Kommunikationseinheit bereitgestellte Information umfasst. Die Kommunikationseinheit stellt dem Fahrzeug die Information über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle bereit. Die Kommunikationseinheit ist eine eine Verkehrsinformation bereitstellende Lichtzeichenanlage, auch als Ampel bezeichnet, welche das Fahrzeug über die drahtlose Kommunikationsschnittstelle über einen eigenen Status sowie über eine verbleibende Zeitdauer in dem jeweiligen Status informiert. Weiterhin bestimmt das Fahrzeug die Nähe zu einer Lichtzeichenanlage mittels eines Positionsvergleichs und stellt somit fest, wo sich das Fahrzeug relativ zur Lichtzeichenanlage befindet. Hierzu wird eine Positionsinformation und Orientierung von der Lichtzeichenanlage bereitgestellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeugs anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich der Vorrichtung durch die im Anspruch 8 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeugs zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass von einer Anzahl in einer Fahrzeugumgebung befindlicher Lichtsignalanlagen jeweils zumindest ein Positionssignal, umfassend eine geografische Position der betreffenden Lichtsignalanlage und/oder eine relative Position der betreffenden Lichtsignalanlage zum Fahrzeug, an das Fahrzeug übermittelt wird. Mittels einer Navigationsvorrichtung wird aus der Anzahl der Lichtsignalanlagen in Abhängigkeit des zumindest einen Positionssignals eine für eine aktuelle Fahrtroute relevante Anzahl von Lichtsignalanlagen ermittelt.
Aufgrund der Übermittlung des Positionssignals von der betreffenden Lichtsignalanlage an das Fahrzeug hat die Navigationsvorrichtung stets, insbesondere unabhängig von Wetterbedingungen und daraus folgenden Sichtbedingungen, Kenntnis über die geografische Position der betreffenden Lichtsignalanlage und/oder die relative Position der betreffenden Lichtsignalanlage zum Fahrzeug. Die daraus resultierend sehr zuverlässig durchführbare der Ermittlung der für die aktuelle Fahrtroute relevanten Anzahl von Lichtsignalanlagen ermöglicht in besonders vorteilhafter Weise, dass stets nur die Lichtsignalanlagen berücksichtigt werden, welche auch relevant für das Fahrzeug sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 schematisch eine Draufsicht auf eine Straßenkreuzung.
In der einzigen 1 ist in einer Draufsicht eine Straßenkreuzung mit einem vor einer Lichtsignalanlage 1, auch als Lichtzeichenanlage oder Verkehrsampel bezeichnet, wartenden Fahrzeug 2 dargestellt.
Aufgrund von Fahrzeuggeometrien und sowie Eigenschaften der Lichtsignalanlage 1 kann eine Sicht eines Fahrzeuginsassen, insbesondere eines Fahrers, auf die Lichtsignalanlage 1 eingeschränkt sein, so dass dieser eine unkomfortable Körperhaltung einnehmen muss, um freie Sicht auf die Lichtsignalanlage 1 zu haben.
Zur Lösung dieses Problems umfasst das Fahrzeug 2 eine Vorrichtung 3 zur Unterstützung des Fahrers beim Führen des Fahrzeugs 2. Die Vorrichtung 3 umfasst zumindest einen Sensor 4, welcher zur Erfassung der Lichtsignalanlage 1 und mittels dieser erzeugter Lichtsignale ausgebildet ist. Der Sensor 4 ist beispielsweise ein Lichtsensor oder eine Kamera und im Fahrzeuginnenraum hinter einer Windschutzscheibe angeordnet. In nicht näher dargestellten Ausführungsbeispielen kann der Sensor 4 auch an anderen Positionen innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs 2 angeordnet sein. Auch können mehrere solcher Sensoren 4 und/oder zumindest ein in seiner Lage und/oder Ausrichtung veränderlicher Sensor 4 vorgesehen sein. Somit wird eine Erfassung von links- und rechtsseitig vom Fahrzeug 2 befindlichen Lichtsignalanlagen 1 ermöglicht oder verbessert.
Mittels des Sensors 4 werden die Lichtsignalanlage 1 und mittels dieser erzeugte Lichtsignale, d. h. ein Lichtsignalstatus LS erfasst. Ergebnisse dieser Erfassung werden auf einer innerhalb des Fahrzeugs 2 angeordneten Anzeigeeinheit 5 der Vorrichtung 3, beispielsweise einem Bildschirm oder einem so genannten Head-up-Display, dargestellt.
In einer möglichen Ausgestaltung wird der Lichtsignalstatus LS mittels eines akustischen Signals ausgegeben. Insbesondere kann ein Nutzer wählen, ob eine derartige Funktion aktiv sein soll. Dabei wird beispielsweise bei rotem Lichtsignal ein Piepton ausgegeben. Bei gelbem Lichtsignal werden beispielsweise zwei kurzzeitig aufeinanderfolgende Pieptöne und bei rotem Lichtsignal drei kurzzeitig aufeinanderfolgende Piptöne ausgegeben. Alternativ umfasst das akustische Signal eine Sprachausgabe der jeweiligen Farbe des Lichtsignals. Bei einem Sondersignal, wie beispielsweise einem gelb blinkenden Lichtsignal, wird beispielsweise ein aus vier kurzzeitig aufeinanderfolgenden Pieptönen gebildetes akustisches Signal oder ein Sprachsignal, beispielsweise mit dem Begriff ”Achtung” und gegebenenfalls einer Erläuterung, ausgegeben.
Zusätzlich wird in einer möglichen Ausgestaltung eine Empfehlung zum Verhalten des Fahrers ausgegeben, wie beispielsweise ein Hinweis zum Anfahren bei grünem Lichtsignal, ein Hinweis zum Anhalten bei rotem Lichtsignal oder ein Hinweis zur Erhöhung einer Aufmerksamkeit des Fahrers bei gelb bzw. orange blinkendem Lichtsignal. Zusätzlich kann auch ein entsprechendes akustisches Signal ausgegeben werden. Erfolgt beispielsweise bei grünem Lichtsignal kein Anfahren des Fahrers oder keine Reaktion, wird ein automatisches akustisches Signal den Fahrer ausgegeben, um diesen daran zu erinnern, die Fahrt fortzusetzen. Fährt der Fahrer beispielsweise auf eine Lichtsignalanlage 1 mit rotem Lichtsignal zu und leitet keine Bremsung, kann zusätzlich zu einem optischen und/oder akustischen Hinweis beispielsweise auch eine automatische Einleitung eines Bremsvorgangs erfolgen. Auch ist es möglich, in Abhängigkeit des aktuellen Lichtsignalstatus LS, d. h. in Abhängig des aktuell von der Lichtsignalanlage 1 ausgegebenen Lichtsignals, eine automatische Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs 2 durchzuführen und somit eine autonome oder teilautonome Fahrt des Fahrzeugs 2 zu verbessern.
Um auch bei schlechten Sichtbedingungen, beispielsweise tief stehender Sonne, Nebel oder Niederschlag, stets eine Erfassung der Lichtsignalanlage 1 sicherzustellen, umfasst die Lichtsignalanlage 1 eine Sendeeinheit 6 zur Übermittlung des Lichtsignalstatus LS an eine Empfangseinheit 7 des Fahrzeugs 2. Dieser Sendevorgang erfolgt in einer möglichen Ausgestaltung kontinuierlich ausgehend von der Lichtsignalanlage 1. Der Lichtsignalstatus LS wird von allen Fahrzeugen 2 empfangen, welche sich in einem vorgegebenen Umkreis um die Lichtsignalanlage 1 in deren Umgebung befinden. Hierdurch ist es möglich, dass dem Fahrer des Fahrzeugs 2 schon bei einer größeren Entfernung zur Lichtsignalanlage 1 der Lichtsignalstatus LS bekannt ist, so dass dieser seine Fahrweise, beispielsweise durch Verringerung einer Gaspedalstellung, an den jeweiligen Lichtsignalstatus LS anpassen kann. Ein im Fahrzeug 2 vorhandenes, nicht näher dargestelltes Wirtschaftlichkeitsprogramm kann in Abhängigkeit des empfangenen Lichtsignalstatus LS auch Empfehlungen zu einem wirtschaftlichen Fahrverhalten an den Fahrer ausgeben. Befindet sich die Lichtsignalanlage 1 beispielsweise hinter einer Kurve, sind dem Fahrer trotz der Nicht-Sichtbarkeit der Lichtsignalanlage 1 schon vor der Durchfahrung der Kurve deren Vorhandensein und deren Lichtsignalstatus LS bekannt.
Auch ist bei der beschriebenen autonomen oder teilautonomen Fahrt des Fahrzeugs 2 eine frühzeitige Anpassung der Längs- und/oder Querführung möglich, so dass frühzeitig Bremsvorgänge oder eine Schubabschaltung aktiviert werden können und beispielsweise durch entsprechende Längssteuerung ein Anhalten des Fahrzeugs 2 vor der Lichtsignalanlage 1 vermieden werden kann, da diese bei Ankunft des Fahrzeugs 2 bereits wieder ein grünes Lichtsignal ausgibt.
Auch ist es möglich, dass eine Schaltung der Lichtsignalanlage 1 automatisch an ein Verkehrsaufkommen angepasst wird. So wird beispielsweise bei mehreren autonom betriebenen und miteinander vernetzten und kommunizierenden Fahrzeugen 2 sowie mit diesen vernetzten und kommunizierenden Lichtsignalanlagen 1 die Schaltung der Lichtsignalanlagen 1 derart angepasst, dass bei zwei sich einer Straßenkreuzung nähernden Fahrzeugen 2 mit unterschiedlichem Abstand zu einer zugeordneten Lichtsignalanlage 1 ein grünes Lichtsignal für das Fahrzeug 2 mit geringerem Abstand zur Lichtsignalanlage 1 erzeugt wird. Unmittelbar nach dem Passieren der Kreuzung durch dieses Fahrzeug 2 schaltet die Lichtsignalanlage 1 auf Rot. Die für das ursprünglich weiter entfernte Fahrzeug 2 relevante weitere Lichtsignalanlage 1 wird sodann auf Grün geschaltet. Dadurch wird ein Anhalten der Fahrzeuge 2 verhindert, wodurch ein Verkehrsfluss und Komfort für Fahrzeuginsassen verbessert und ein Kraftstoffverbrauch verringert wird.
Um auch bei mehreren in der Umgebung des Fahrzeugs 2 und/oder mehreren an einer Straßenkreuzung befindlichen Lichtsignalanlagen 1 ermitteln zu können, welche dieser Lichtsignalanlagen 1 relevant für das Fahrzeug 2 ist, d. h. welche dieser Lichtsignalanlagen 1 sich auf einer Fahrtroute des Fahrzeug 2 befindet, sendet die Lichtsignalanlage 1 mittels der Sendeeinheit 6 weiterhin ein Positionssignal PS an die Empfangseinheit 7 des Fahrzeugs 2. Das Positionssignal PS umfasst dabei eine geografische Position der Lichtsignalanlage 1 und/oder eine relative Position der Lichtsignalanlage 1 zum Fahrzeug 2.
Zusätzlich wird in einer möglichen Ausgestaltung von der Sendeeinheit 6 ein Wirkrichtungssignal WS an die Empfangseinheit 7 des Fahrzeugs 2 übermittelt, wobei das Wirkrichtungssignal WS eine Wirkrichtung der Lichtsignalanlage 1, d. h. eine Leuchtrichtung der Leuchtsignale, beschreibt.
Die Empfangseinheit 7 des Fahrzeugs 2 ist mit einer Navigationsvorrichtung 8 desselben gekoppelt, wobei die Navigationsvorrichtung 8 aus einer Anzahl von Lichtsignalanlagen 1 in Abhängigkeit von empfangenen Positionssignalen PS und insbesondere zusätzlich in Abhängigkeit der empfangenen Wirkrichtungssignale WS eine für eine aktuelle Fahrtroute des Fahrzeugs 2 relevante Anzahl von Lichtsignalanlagen 1 ermittelt.
Beispielsweise ist es möglich, dass eine Ortung der Lichtsignalanlagen 1 mittels eines Navigationssatellitensystems erfolgt, wobei die Sendeeinheiten 6 der Lichtsignalanlagen 1 und die Empfangseinheiten 7 der Fahrzeuge 2 zum Senden und/oder zum Empfang entsprechender Signale ausgebildet sind. Alternativ oder zusätzlich ist die Empfangseinheit 7 des Fahrzeugs 2 derart ausgebildet, dass diese zumindest ein Wirkrichtungssignal WS der betreffenden Lichtsignalanlage 1 verfolgt und die Position derselben anhand des sich ändernden Wirkrichtungssignals WS ermittelt.
Eine möglich Ausgestaltung sieht alternativ zum kontinuierlichen Senden der Signale durch die Sendeeinheit 6 der Lichtsignalanlage 1 vor, dass sämtliche Lichtsignalanlagen 1 und deren Position sowie Wirkrichtung in der fahrzeuginternen Navigationsvorrichtung 8 hinterlegt sind. Ist dies der Fall, fragt das Fahrzeug 2 bei einer Annäherung an die entsprechende Lichtsignalanlage 1 selbsttätig deren Lichtsignalstatus LS ab. Hierbei geht eine Kommunikation zwischen der Lichtsignalanlage 1 und dem Fahrzeug 2 vom Fahrzeug 2 aus.
In Abhängigkeit der erfassten Lichtsignalstatus LS der Lichtsignalanlagen 1 kann mittels der Navigationsvorrichtung 8 zusätzlich zur beschriebenen optischen oder akustischen Ausgabe von Hinweisen eine aktuelle Fahrtroute angepasst oder geändert werden.
In möglichen Ausgestaltungen erfolgt bei einer autonomen, teilautonomen oder vollständig von einem Fahrer gesteuerten Fahrt beim Warten mehrerer untereinander vernetzter und miteinander kommunizierender Fahrzeuge 2 vor der gleichen Lichtsignalanlage 1 ein automatisches Anfahren oder die Ausgabe eines Hinweises zum Anfahren erst dann, wenn mindestens zwei Fahrzeuge 2 ein grünes Lichtsignal bestätigen. Wenn der Fahrer unabhängig vom angezeigten Lichtsignal losfahren möchte, muss er die Vorrichtung 1 deaktivieren. Hierdurch wird eine vorrichtungsinterne Sicherungseinrichtung geschaffen. Sind die Fahrzeuge 2 untereinander vernetzt wird in einer weiteren Ausgestaltung zusätzlich geprüft, ob an anderen Lichtsignalanlagen 1 an der gleichen Straßenkreuzung wartende Fahrzeuge 2 ein rotes Lichtsignal signalisiert bekommen. Ist dies nicht der Fall, wird ein Einfahren der Fahrzeuge 2, welche das grüne Lichtsignal erfassen, in die Straßenkreuzung verhindert oder ein entsprechender Hinweis wird ausgegeben. Auch diese Funktion ist manuell deaktivierbar.
In einer weiteren Ausgestaltung wird von der Sendeeinheit 6 der Lichtsignalanlage 1 ein Zeitsignal TS an das Fahrzeug 2 oder eine Mehrzahl in der Umgebung befindlicher Fahrzeuge 2 gesendet, wobei das Zeitsignal TS Informationen umfasst, welche eine noch verbleibende Dauer eines aktuellen Lichtsignalstatus LS beschreiben. Somit sendet die Lichtsignalanlage 1 mit dem Zeitsignal TS ein Signal, welches eine Zeitdauer bis zum nächsten Umschalten auf einen anderen Lichtsignalstatus LS beinhaltet. In geeigneten Algorithmen wird mittels des Fahrzeugs 2, beispielsweise mittels der Navigationsvorrichtung 8, anhand eines Abstands des Fahrzeugs 2 zur Lichtsignalanlage 1 und einer Fahrzeuggeschwindigkeit eine Zeit ermittelt, welche dieses bis zum Erreichen der Lichtsignalanlage 1 benötigt. Daraus folgend kann Lichtsignalstatus LS der Lichtsignalanlage 1 bei Erreichen derselben durch das Fahrzeug 2 ermittelt werden. Eine zugehörige Information und eine entsprechende Fahrempfehlung werden beispielsweise optisch und/oder akustisch ausgegeben, so dass der Fahrer das Fahrzeug 2 frühzeitig derart steuern kann, dass ein Warten vor der Lichtsignalanlage 1 vermieden und ein Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs 2 verringert wird. Bei autonom oder teilautonom betriebenen Fahrzeugen 2 erfolgt eine automatische Längsführung dieser ebenfalls in Abhängigkeit des Zeitsignals TS derart, dass ein Warten vor der Lichtsignalanlage 1 vermieden und ein Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs 2 verringert wird.
Bezugszeichenliste

1: Lichtsignalanlage
2: Fahrzeug
3: Vorrichtung
4: Sensor
5: Anzeigeeinheit
6: Sendeeinheit
7: Empfangseinheit
8: Navigationsvorrichtung
LS: Lichtsignalstatus
PS: Positionssignal
TS: Zeitsignal
WS: Wirkrichtungssignal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011115734 A1 [0004]
DE 102010038454 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeugs (2), dadurch gekennzeichnet, dass – von einer Anzahl in einer Fahrzeugumgebung befindlicher Lichtsignalanlagen (1) jeweils zumindest ein Positionssignal (PS), umfassend eine geografische Position der betreffenden Lichtsignalanlage (1) und/oder eine relative Position der betreffenden Lichtsignalanlage (1) zum Fahrzeug (2), an das Fahrzeug (2) übermittelt wird und – mittels einer Navigationsvorrichtung (8) aus der Anzahl der Lichtsignalanlagen (1) in Abhängigkeit des zumindest einen Positionssignals (PS) eine für eine aktuelle Fahrtroute relevante Anzahl von Lichtsignalanlagen (1) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – zusätzlich von der Anzahl der Lichtsignalanlagen (1) jeweils zumindest ein Wirkrichtungssignal (WS), umfassend eine Wirkrichtung der betreffenden Lichtsignalanlage (1), an das Fahrzeug (2) übermittelt wird und – mittels der Navigationsvorrichtung (8) bei der Ermittlung der für die aktuelle Fahrtroute relevanten Anzahl von Lichtsignalanlagen (1) berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass von der Anzahl der Lichtsignalanlagen (1) jeweils zumindest ein aktueller Lichtsignalstatus (LS) an das Fahrzeug (2) übermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei einem Warten des Fahrzeugs (2) vor einer Lichtsignalanlage (1) der aktuelle Lichtsignalstatus (LS) auf einer optischen Anzeigeeinheit (5) des Fahrzeugs (2) ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest bei einem Warten des Fahrzeugs (2) vor einer Lichtsignalanlage (1) der aktuelle Lichtsignalstatus (LS) mittels eines akustischen Signals ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des zumindest einen aktuellen Lichtsignalstatus (LS) die aktuelle Fahrtroute geändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit des zumindest einen aktuellen Lichtsignalstatus (LS) eine automatische Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs (2) gesteuert wird.
Vorrichtung (3) zur Unterstützung eines Fahrers beim Führen eines Fahrzeugs (2), dadurch gekennzeichnet, dass – eine Anzahl in einer Fahrzeugumgebung befindlicher Lichtsignalanlagen (1) jeweils zumindest eine Sendeeinheit (6) zur Übermittlung eines Positionssignals (PS) an das Fahrzeug (2) umfasst, – wobei das Positionssignal (PS) eine geografische Position der betreffenden Lichtsignalanlage (1) und/oder eine relative Position der betreffenden Lichtsignalanlage (1) zum Fahrzeug (2) umfasst, und – das Fahrzeug (2) eine Empfangseinheit (7) zum Empfang des Positionssignals (PS) umfasst, – wobei die Empfangseinheit (7) mit einer Navigationsvorrichtung (8) gekoppelt ist, welche ausgebildet ist, aus der Anzahl der Lichtsignalanlagen (1) in Abhängigkeit des zumindest einen Positionssignals (PS) eine für eine aktuelle Fahrtroute relevante Anzahl von Lichtsignalanlagen (1) zu ermitteln.