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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorhersagen der Intention des Fahrers eines Fahrzeugs, welches sich einer Kreuzung nähert.
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Solch eine Vorrichtung ist zum Beispiel aus der
JP 2010-097 335 A bekannt. Auf Grundlage der Position des Fahrzeugs, welche durch ein globales Positionssystem (GPS) sowie durch Kartendaten, welche durch eine in dem Fahrzeug gespeicherte Kartendatenbank bereitgestellt sind, erfasst wird, bestimmt die bekannte Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung, ob sich das Fahrzeug einer Kreuzung nähert oder nicht, und sagt, in dem Fall, in dem der Fahrer es verpasst, den Blinker des Fahrzeugs zu betätigen, die Fahrer-Intention auf Grundlage der Blickrichtung des Fahrers vorher, und teilt, falls erforderlich, das Vorhersage-Ergebnis an andere Fahrzeuge in der Umgebung des Fahrzeugs mit.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gelöst, welche dazu eingerichtet ist, die Fahrer-Intention an einer Kreuzung vorherzusagen, umfassend eine Kreuzungs-Situations-Identifikations-Einheit, welche dazu eingerichtet ist, Kreuzungs-Situations-Informationen zu empfangen, dazu eingerichtet ist, die Kreuzungs-Situation auf Grundlage der empfangenen Kreuzungs-Situations-Informationen zu identifizieren, und dazu eingerichtet ist, eine Kreuzungs-Situations-Identifikations-Ausgabe bereitzustellen, wenigstens eine Indikator-Bereitstellungs-Einheit, welche dazu eingerichtet ist, wenigstens ein Sensor-Signal zu empfangen, und dazu eingerichtet ist, einen Fahrer-Intentions-Indikator auf Grundlage des wenigstens einen empfangenen Sensor-Signals bereitzustellen, wenigstens zwei Vorhersage-Einheiten, wobei jede dazu eingerichtet ist, eine Fahrer-Intentions-Vorhersage-Ausgabe auf Grundlage des wenigstens einen Fahrer-Intentions-Indikators bereitzustellen, welcher durch die wenigstens eine Indikator-Bereitstellungs-Einheit bereitgestellt ist, und eine Auswahl-Einheit, welche dazu eingerichtet ist, eine der Vorhersage-Einheiten auf Grundlage der Kreuzungs-Situations-Identifikations-Ausgabe auszuwählen, um die Fahrer-Intentions-Vorhersage-Ausgabe der ausgewählten Vorhersage-Einheit als das Fahrer-Intentions-Vorhersage-Ergebnis der Vorrichtung bereitzustellen.
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Die vorliegende Erfindung wurde auf Grundlage der Tatsache gemacht, dass der/die Erfinder sich bewusst wurde/wurden, dass das Verhalten des Fahrers an einer Kreuzung von der spezifischen Situation der Kreuzung abhängt. Zum Beispiel ist es einfach zu verstehen, dass das Verhalten des Fahrers abhängig davon, ob an der Kreuzung Ampeln vorhanden sind, ob an der Kreuzung Verkehrsschilder sind oder ob das Vorfahrtsrecht auf Grund der ”rechts vor links”-Regel entschieden wird, unterschiedlich sein wird. Die Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung analysiert die Kreuzungs-Situation, identifiziert die spezifische Kreuzungs-Situation und wählt, in Abhängigkeit des Identifikations-Ergebnisses, die am besten geeignete Vorhersage-Einheit zum Vorhersagen der Fahrer-Intention in dieser spezifischen Kreuzungs-Situation aus. Dementsprechend stellt die Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ein zuverlässigeres Vorhersage-Ergebnis bereit.
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Es sei erwähnt, dass sich der Ausdruck ”Fahrer-Intention” in dem Kontext der vorliegenden Erfindung beispielsweise darauf beziehen kann, ob der Fahrer an der Kreuzung nach links oder nach rechts abbiegen wird oder weiter geradeaus fahren wird, und/oder ob der Fahrer sein Fahrzeug beschleunigen oder abbremsen wird oder mit einer unveränderten Geschwindigkeit weiterfahren wird.
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Die Kreuzungs-Situations-Informationen können Informationen über die stationäre Situation der Kreuzung als solche umfassen, vorzugsweise wie aus der Richtung gesehen, in der sich das Fahrzeug des Fahrers der Kreuzung nähert. In dem Kontext der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Ausdruck ”stationäre Situation der Kreuzung als solche” auf Charakteristiken der Kreuzung, welche sich über die Zeit nicht ändern, zum Beispiel, wie viele Straßen sich an der Kreuzung treffen, und/oder ob es getrennte und/oder kombinierte Spuren für die möglichen Richtungen gibt oder nicht (z. B. eine Spur für ”links-geradeaus-rechts” oder zwei Spuren, und zwar eine erste Spur für ”links-geradeaus” und eine zweite Spur für ”rechts” oder eine erste Spur für ”links” und eine zweite Spur für ”geradeaus-rechts” oder drei Spuren, und zwar eine erste Spur für ”links”, eine zweite Spur für ”geradeaus” und eine dritte Spur für ”rechts”), und/oder ob Ampeln an der Kreuzung vorhanden sind oder nicht, und/oder ob es getrennte Ampeln für getrennte Spuren gibt oder nicht, und/oder ob es an der Kreuzung Verkehrsschilder gibt oder nicht, und/oder welche Art von Straßenschildern an der Kreuzung vorgesehen sind, und ähnliche Informationen.
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Zusätzlich oder alternativ können die Kreuzungs-Situations-Informationen Informationen über die vergängliche Situation der Kreuzung als solche umfassen, vorzugsweise wie aus der Richtung gesehen, in der sich das Fahrzeug des Fahrers der Kreuzung nähert. In dem Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Ausdruck ”vergängliche Situation der Kreuzung als solche” auf Charakteristiken der Kreuzung, welche sich über die Zeit unbeachtlich der Verkehrssituation an der Kreuzung ändern können, z. B. ob die Ampeln in Betrieb sind oder nicht und/oder wie der aktuelle Zustand der Ampeln ist (rot-gelb-grün), und dergleichen Informationen.
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Zusätzlich oder alternativ können die Kreuzungs-Situations-Informationen Informationen über das Fahrzeug des Fahrers umfassen, welches sich der Kreuzung nähert. Zum Beispiel kann das Verhalten des Fahrers von dem Spurtyp abhängen, auf welcher sich das Fahrzeug des Fahrers der Kreuzung nähert.
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Zusätzlich oder alternativ können die Kreuzungs-Situations-Informationen Informationen über andere sich bewegende Objekte umfassen. Zum Beispiel kann das Verhalten des Fahrers davon abhängen, ob es andere sich bewegende Objekte gibt oder nicht, z. B. PKWs, Motorräder, Fahrräder, Fußgänger und dergleichen, und/oder von der Position und/oder Richtung der Bewegung der anderen sich bewegenden Objekte und dergleichen.
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Es sei jedoch erwähnt, dass wenigstens manche dieser Informationen, z. B. die zuletzt genannten Informationen, welche die Anwesenheit anderer sich bewegender Objekte betreffen, nicht in Betracht gezogen werden müssen, wenn die Kreuzungs-Situation identifiziert wird. Stattdessen können diese Informationen verwendet werden, wenn die Fahrer-Intention vorhergesagt wird, da für jedes Manöver, welches der Fahrer möglicherweise beabsichtigen könnte vorzunehmen, andere sich bewegende Objekte, z. B. ein Fahrzeug, welches in einer sich zu der Fahrtrichtung des Fahrzeugs des Fahrers schneidend erstreckenden Richtung fährt, Vorfahrt haben könnten.
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Um wenigstens manche der voranstehend erwähnten Informationen zu erhalten, kann die Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung eine Schnittstelle zum Erhalten von Kreuzungs-Situations-Informationen von einer Fahrzeug-Positions-Erfassungs-Vorrichtung und/oder einer Kartendatenbank umfassen.
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Zusätzlich oder alternativ können wenigstens manche der voranstehend erwähnten Informationen durch ein Evaluieren von Bildern erhalten werden, welche durch eine in dem Fahrzeug des Fahrers angeordnete Kamera aufgenommen werden. Folglich kann die Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung ferner eine Schnittstelle zum Erhalten von Kreuzungs-Situations-Informationen von einer Muster-Erkennungs-Vorrichtung umfassen, welche Bilder von einer Kamera empfängt.
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Zusätzlich oder alternativ können wenigstens manche der voranstehend erwähnten Informationen von der Kreuzung selbst erhalten werden, falls die Kreuzung mit einem intelligenten Kreuzungs-Technologie-System ausgestattet ist.
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Wenigstens eine Indikator-Bereitstellungs-Einheit kann den Fahrer-Intentions-Indikator auf Grundlage des wenigstens einen empfangenen Sensor-Signals berechnen.
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Gemäß einem ersten Beispiel kann eine Indikator-Bereitstellungs-Einheit ein Sensor-Signal empfangen, welches Informationen über den Kopfschwenkwinkel bereitstellt, dieses Signal für eine vorbestimmte Zeitdauer oder für eine vorbestimmte Fahrtstrecke des Fahrzeugs akkumulieren und den durchschnittlichen Kopfschwenkwinkel als einen der Fahrer-Intentions-Indikatoren bereitstellen. Zum Beispiel könnte ein durchschnittlicher Kopfschwenkwinkel α von –15° < α < +15° als eine Indikation genommen werden, dass der Fahrer beabsichtigt, weiter geradeaus zu fahren, wobei ein durchschnittlicher Kopfschwenkwinkel α von α < –15° als eine Indikation genommen werden könnte, dass der Fahrer beabsichtigt, nach rechts abzubiegen, und ein durchschnittlicher Kopfschwenkwinkel α von α > +15° als eine Indikation genommen werden könnte, dass der Fahrer beabsichtigt, nach links abzubiegen.
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Die Informationen über den Kopfschwenkwinkel können beispielsweise durch ein Evaluieren von Bildern des Fahrers, unter Verwendung von Muster-Erkennungs-Verfahren, erhalten werden, welche durch eine on-board-Kamera des Fahrzeugs des Fahrers aufgenommen werden. In ähnlicher Weise kann eine durchschnittliche Fahrer-Blickrichtung als einer der Fahrer-Intentions-Indikatoren bereitgestellt werden.
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Andere Beispiele von Fahrer-Intentions-Indikatoren können sein:
- • eine geschätzte Zeit bis zu der Kreuzung, welche auf der Grundlage des Abstands zu der Kreuzung und der momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs des Fahrers berechnet werden kann,
- • ein Gangwechsel-Vorgang, welcher auf Grundlage der Variation eines Sensor-Signals über die Zeit bestimmt wird, welches Informationen über den momentanen Gang des Fahrzeugs des Fahrers bereitstellt,
- • eine Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Geschwindigkeitsänderung, welche auf Grundlage von Informationen über die momentane Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder die momentane longitudinale Beschleunigung des Fahrzeugs und/oder die momentane Betätigungsmenge des Gaspedals des Fahrzeugs und/oder den momentanen Bremsdruck und/oder den momentanen Gang und/oder die geschätzte lokale Krümmung der Straße, welche zu der Kreuzung führt, und/oder den momentanen Zustand der Ampeln bestimmt sind,
- • das Fahrzeug-Folge-Verhalten, welches auf Grundlage von Informationen über den Abstand zu und/oder die relative Geschwindigkeit in Bezug auf ein vorausfahrendes Fahrzeug bestimmt wird,
- • der Typ von Fahrbahnmarkierung (z. B. ”gestrichelt” oder ”durchgezogen”), welche zum Beispiel durch eine Muster-Erkennungs-Vorrichtung bestimmt werden kann, welche Bilder von einer Kamera empfängt,
- • das Vorliegen einer oder mehrerer benachbarter Spuren, welches auf Grundlage der Informationen über die Position und/oder die relative Geschwindigkeit und/oder den Bewegungszustand eines oder mehrerer Objekte bestimmt wird, welche von einem Radar erfasst werden.
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Es sei erwähnt, dass ein und dasselbe Sensor-Signal gemäß unterschiedlicher Evaluierungs-Verfahren evaluiert werden kann, um zwei oder mehrere verschiedene Fahrer-Intentions-Indikatoren bereitzustellen. Zum Beispiel könnte die Fahrzeuggeschwindigkeit evaluiert werden, um einen momentanen Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einen momentanen Wert der Beschleunigung/Verzögerung des Fahrzeugs bereitzustellen.
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Zusätzlich oder alternativ kann wenigstens eine Indikator-Bereitstellungs-Einheit das Sensor-Signal wie empfangen als den Fahrer-Intentions-Indikator bereitstellen. Zum Beispiel kann der momentane Gang, wie von einem Gangwechsel- (oder Gangschaltungs-)Sensor erhalten, oder der Blinker-Zustand, wie von einem Blinker-Sensor erhalten, als einer der Fahrer-Intentions-Indikatoren bereitgestellt werden.
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Die Auswahl-Einheit bestimmt, auf Grundlage der spezifischen Charakteristiken der Kreuzungs-Situation, welche durch die Kreuzungs-Situations-Identifikations-Einheit identifiziert wird, welche der Vorhersage-Einheiten für eine Vorhersage der Fahrer-Intention am besten geeignet ist.
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In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass eine Ähnlichkeit einer Mehrzahl von Kreuzungs-Situationen in der gleichen Vorhersage-Einheit resultieren kann, welche für eine Mehrzahl von verschiedenen Kreuzungs-Situationen ausgewählt wird. Zum Beispiel ist das Verhalten an einer geraden Vorfahrtstraße an einer Kreuzung mit Verkehrszeichen identisch zu dem Verhalten an einer Kreuzung mit grünen Ampeln: In allen Situationen hat das Fahrzeug des Fahrers das Vorfahrtsrecht für ein Geradeaus-Fahren und für ein Rechtsabbiegen, wobei es Vorfahrt gewähren muss, falls es links abbiegt. Daher kann für all diese Situationen die gleiche Vorhersage-Einheit ausgewählt werden. Folglich kann die Mehrzahl von möglichen Kreuzungs-Situationen in eine kleinere Mehrzahl von Kreuzungs-Situations-Klassen unterteilt werden, wobei für jede davon eine spezifische Vorhersage-Einheit ausgewählt werden kann.
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Ferner sei erwähnt, dass für eine spezifische Kreuzungs-Situation nicht alle Fahrer-Intentions-Indikatoren erforderlich sein können, um ein verlässliches Vorhersage-Ergebnis bereitzustellen.
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Gemäß einem ersten Beispiel stellt der Gangwechsel keinen Vorteil an einer Kreuzung ohne Ampeln, aber mit einem Stoppschild oder einem Vorfahrtgewähren-Schild oder an einer Kreuzung ohne Ampeln und ohne Verkehrszeichen, d. h. an einer Kreuzung, an der die ”rechts vor links”-Regel herrscht, bereit. In jeder dieser Situationen wird ein Verlangsamen auf eine Geschwindigkeit von nahezu null oder sogar ein Anhalten des Fahrzeugs begleitet mit einem Herunterschalten in den ersten oder zweiten Gang auf Grund der Vorfahrtsregulierung erforderlich sein.
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Gemäß einem zweiten Beispiel stellt die Geschwindigkeit und die Geschwindigkeitsänderung an einer Kreuzung ohne Ampeln, aber mit einem Stoppschild oder einem Vorfahrt-gewähren-Schild keinen Vorteil bereit. In dieser Situation wird ein Verlangsamen oder sogar ein Anhalten des Fahrzeugs auf Grund der Vorfahrtsregulierung erforderlich sein.
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Gemäß einem dritten Beispiel stellt das Fahrzeug-Folge-Verhalten keinen Vorteil an einer Kreuzung ohne Ampeln, aber mit einem Stoppschild oder einem Vorfahrt-gewähren-Schild bereit. In dieser Situation wird das Verhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs durch die Vorfahrtsregulierung bestimmt werden.
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Gemäß einem vierten Beispiel stellt die Fahrbahnmarkierung an einer Kreuzung ohne Ampeln, aber mit einem Stoppschild oder einem Vorfahrtgewähren-Schild, an einer Kreuzung ohne Ampeln und ohne Verkehrsschilder, d. h. an einer Kreuzung, an der die ”rechts vor links”-Regel gilt, keinen Vorteil bereit. In diesen Situationen weist die Straße, auf welcher sich das Fahrzeug der Kreuzung nähert, üblicherweise nur eine Spur pro Fahrtrichtung auf. Darüber hinaus stellt die Fahrbahnmarkierung an einer Kreuzung ohne Ampeln, aber mit Verkehrszeichen, welcher sich der PKW des Fahrers auf einer Vorfahrtstraße, die nach rechts abbiegt, nähert, keinen Vorteil bereit, da die Fahrbahnmarkierungs-Erfassung für Straßen mit einer großen Krümmung fehlschlägt.
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Gemäß einem fünften Beispiel stellt das Vorhandensein benachbarter Spuren an einer Kreuzung ohne Ampeln, aber mit einem Stoppschild oder einem Vorfahrt-gewähren-Schild, an einer Kreuzung ohne Ampeln und ohne Verkehrszeichen, d. h. an einer Kreuzung, an welcher die ”rechts vor links”-Regel gilt, keinen Vorteil bereit. In diesen Situationen weist die Straße, auf welcher sich das Fahrzeug der Kreuzung nähert, üblicherweise nur eine Spur pro Fahrtrichtung auf. Folglich gibt es keine benachbarte Spur. Darüber hinaus stellt das Vorhandensein einer benachbarten Spur an einer Kreuzung ohne Ampeln, aber mit Verkehrsschildern, welcher sich der PKW des Fahrers auf einer Vorfahrtstraße nähert, die nach rechts abbiegt, keinen. Vorteil bereit, da die Nachbarspur-Erfassung durch einen Radar für Straßen mit einer großen Krümmung auf Grundlage von fehlenden Informationen über den weiteren Verlauf der Straße nicht zuverlässig ist.
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Generell wäre es denkbar, nichtsdestotrotz alle verfügbaren Fahrer-Intentions-Indikatoren an alle vorliegenden Vorhersage-Einheiten bereitzustellen, und sich auf die Tatsache zu verlassen, dass die irrelevanten Fahrer-Intentions-Indikatoren automatisch ausgeschlossen werden, wenn die Vorhersage-Einheiten trainiert werden. Um die Komplexität der Vorhersage-Einheiten zu reduzieren, ist es jedoch bevorzugt, an jede der Vorhersage-Einheiten nur die jeweils relevanten Fahrer-Intentions-Indikatoren weiterzuleiten.
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Gemäß einer ersten Alternative kann die Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine zweite Auswahl-Einheit umfassen, welche dazu eingerichtet ist, die Kreuzungs-Situations-Identifikations-Ausgabe von der Kreuzungs-Situations-Identifikations-Einheit und die Fahrer-Intentions-Indikatoren von den wenigstens zwei Indikator-Bereitstellungs-Einheiten zu empfangen, und dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Fahrer-Intentions-Indikator auf Grundlage der Kreuzungs-Situations-Identifikations-Ausgabe an die durch die erste Auswahl-Einheit ausgewählte Vorhersage-Einheit bereitzustellen. Gemäß dieser ersten Alternative weisen die Vorhersage-Einheiten eine variable Verbindung mit den Indikator-Bereitstellungs-Einheiten auf, und daher kann die Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine reduzierte Anzahl an Vorhersage-Einheiten umfassen, da ein und dieselbe Vorhersage-Einheit für verschiedene Kreuzungs-Situationen unter Verwendung verschiedener Sätze von Fahrer-Intentions-Indikatoren für jede der Kreuzungs-Situationen verwendet werden kann.
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Gemäß einer zweiten Alternative ist es jedoch auch denkbar, dass jede Vorhersage-Einheit mit wenigstens einer zugeordneten Indikator-Bereitstellungs-Einheit permanent verbunden ist.
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Gemäß einer spezifischen Ausführungsform kann wenigstens eine Vorhersage-Einheit ein Bayesian-Netzwerk umfassen. Bayesian-Netzwerke stellen eine kompakte Wiedergabe von erforderlichen Daten bereit und können unter Verwendung von Maschinen-Lern-Verfahren auf Grundlage von im echten Leben erhaltenen Daten trainiert werden. Generell kann jedoch jeglicher anderer geeigneter Typ von Klassifikations-Vorrichtung verwendet werden, z. B. eine Klassifikations-Vorrichtung auf Grundlage einer Fuzzy-Logik, eine Klassifikations-Vorrichtung auf Grundlage einer Support-Vektor-Machine, eine Klassifikations-Vorrichtung auf Grundlage eines künstlichen neuronalen Netzwerks, um nur ein paar Typen geeigneter Klassifikations-Vorrichtungen zu nennen. Welcher Typ von Klassifikations-Vorrichtung am besten geeignet ist, um als eine Vorhersage-Einheit für eine spezifische Klasse von Kreuzungs-Situationen verwendet zu werden, kann zum Beispiel mit Bezug auf die Kompaktheit der Wiedergabe der benötigten Daten und/oder der Komplexität deren Trainings entschieden werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dazu eingerichtet sein, das Fahrer-Intentions-Vorhersage-Ergebnis an wenigstens eine Fahrassistenz-Vorrichtung auszugeben. Ein erster Typ von Fahrassistenz-Vorrichtung kann eine aktive Fahrassistenz-Vorrichtung sein, welche dem Fahrer aktiv assistiert, zum Beispiel durch Aktivieren des Blinkers, falls der Fahrer es versäumt haben sollte, denselben zu aktivieren, und/oder durch Aktivieren der Bremsen, falls es das Risiko gibt, dass der Fahrer das Vorfahrtsrecht eines anderen Fahrzeugs missachten könnte, wohingegen ein zweiter Typ von Fahrerassistenz eine passive Fahrassistenz-Vorrichtung sein kann, welche dem Fahrer passiv assistiert, zum Beispiel dadurch, ihn auf eine potentiell gefährliche Situation, z. B. durch optische und/oder akustische Signale, aufmerksam zu machen.
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Gemäß einer weiteren Ausführurgsform kann die Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Auslöse-Vorrichtung umfassen, welche dazu eingerichtet, ist den Start des Betriebs der Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung auszulösen, falls eine vorbestimmte Bedingung erfüllt worden ist. Zum Beispiel kann der Betrieb der Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung ausgelöst werden, falls der Abstand zu einer Kreuzung, welcher sich das Fahrzeug des Fahrers nähert, geringer ist als ein vorbestimmter Abstand, z. B. geringer als 20 m. Der Abstand zu der Kreuzung kann beispielsweise auf Grundlage von Daten bestimmt werden, welche von einer Fahrzeug-Positions-Erfassungs-Vorrichtung und/oder einer Kartendatenbank und/oder durch Evaluieren von durch eine in dem Fahrzeug des Fahrers angeordnete Kamera aufgenommenen Bildern und/oder von der Kreuzung selbst, falls die Kreuzung mit einer intelligenten Kreuzungs-Technologie versehen ist, erhalten werden. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann der Betrieb der Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung jedoch ausgelöst werden, falls die Zeit bis zu der Kreuzung, welcher sich das Fahrzeug des Fahrers nähert, geringer ist als eine vorbestimmte Zeit.
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Gemäß einem anderen Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Vorhersagen der Fahrer-Intention an einer Kreuzung, umfassend die Schritte Empfangen von Kreuzungs-Situations-Informationen, Identifizieren der Kreuzungs-Situation auf Grundlage der empfangenen Kreuzungs-Situations-Informationen, Empfangen wenigstens eines Sensor-Signals, Bereitstellen wenigstens eines Fahrer-Intentions-Indikators auf Grundlage des wenigstens einen empfangenen Sensor-Signals, Auswählen eines aus einer Mehrzahl von Vorhersage-Verfahren auf Grundlage der Kreuzungs-Situations-Identifikations-Ausgabe, Vorhersagen der Fahrer-Intention auf Grundlage der identifizierten Kreuzungs-Situation und des wenigstens einen bereitgestellten Fahrer-Intentions-Indikators unter Verwendung des ausgewählten Vorhersage-Verfahrens.
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Weitere Ausführungsformen des Fahrer-Intentions-Vorhersage-Verfahrens gemäß der Erfindung können der obigen Beschreibung der Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung entnommen werden.
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Im Gegensatz zu den Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtungen, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind, sieht die vorliegende Erfindung eine kontext-basierte Vorhersage durch Identifizieren der Kreuzungs-Situation vor, wobei die am besten geeignete Vorhersage-Einheit auf Grundlage der identifizierten Kreuzungs-Situation ausgewählt wird und die ausgewählte Vorhersage-Einheit mit dem am besten geeigneten Satz von Fahrer-Intentions-Indikatoren auf Grundlage der identifizierten Kreuzungs-Situation gespeist wird. Dies erlaubt es, die zukünftige Fahrtrichtung vorherzusagen, sogar falls noch keine physische Änderung der Trajektorie des Fahrzeugs vorliegt.
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Im Folgenden werden zwei Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in größerem Detail mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen erklärt werden.
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1 zeigt ein Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform einer Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform einer Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
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3 bis 11 zeigen eine Mehrzahl von spezifischen Kreuzungs-Situationen,
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3 zeigt eine Kreuzung mit zwei Spuren für die drei möglichen Fahrtrichtungen des Fahrzeugs des Fahrers, und zwar eine erste Spur für ein Linksabbiegen und eine zweite Spur für ein Geradeaus-Fahren oder ein Rechtsabbiegen, und mit getrennten Ampeln für die getrennten Spuren, wobei nur die Ampel zum Linksabbiegen gezeigt ist;
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4 zeigt eine Kreuzung mit drei Spuren für die drei möglichen Fahrtrichtungen des Fahrzeugs des Fahrers, und zwar eine erste Spur für ein Linksabbiegen, eine zweite Spur für ein Geradeaus-Fahren und eine dritte Spur für ein Rechtsabbiegen, und mit getrennten Ampeln für die getrennten Spuren, wobei nur die Ampel zum Linksabbiegen gezeigt ist;
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5 zeigt eine Kreuzung mit drei Spuren für die drei möglichen Fahrtrichtungen des Fahrzeugs des Fahrers, und zwar eine erste Spur für ein Linksabbiegen, eine zweite Spur für ein Geradeaus-Fahren und eine dritte Spur für ein Rechtsabbiegen, und mit einer gemeinsamen Ampel für alle Spuren, wobei das grüne Licht leuchtet;
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6 zeigt eine Kreuzung mit einer kombinierten Spur für die drei möglichen Fahrtrichtungen des Fahrzeugs des Fahrers und mit einer gemeinsamen Ampel für alle Spuren;
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7 zeigt eine Kreuzung ohne Ampeln, aber mit Verkehrszeichen, und zwar einem generellen Vorfahrtschild oder (angezeigt durch einen Schrägstrich) einem Vorfahrt-an-dieser-Kreuzung-Schild für die Fahrtrichtung des Fahrzeugs des Fahrers;
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8 zeigt eine Kreuzung ohne Ampeln, aber mit Verkehrszeichen, und zwar einem Stoppschild oder (angezeigt durch einen Schrägstrich) einem Vorfahrtgewähren-Schild für die Fahrtrichtung des Fahrzeugs des Fahrers;
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9 zeigt eine Kreuzung an welcher die Vorfahrt auf Grundlage der ”rechts vor links”-Regel entschieden wird;
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10 zeigt eine Kreuzung mit Ampeln, wobei das rote Licht aufleuchtet, und mit einem Grüner-Pfeil-auf-schwarzem-Grund-Zeichen für die Fahrtrichtung des Fahrzeugs des Fahrers; und.
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11 zeigt eine Kreuzung, an welcher die Vorfahrtstraße eine Rechtsbiegung macht.
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Gemäß 1 umfasst eine Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung 10 eine Kreuzungs-Situations-Identifikations-Einheit 12.
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An ihrer Eingabe-Seite, welche an ihrer linken Seite gezeigt ist, ist die Kreuzungs-Situations-Identifikations-Einheit 12 mit Eingabe-Vorrichtungen 14, 16 und 18 verbunden. Als ein nicht-limitierendes Beispiel kann die Eingabe-Vorrichtung 14 eine Fahrzeug-Positions-Erfassungs-Vorrichtung, z. B. eine GPS-Vorrichtung, sein, kann die Eingabe-Vorrichtung 16 eine Kartendatenbank-Vorrichtung sein und kann die Eingabe-Vorrichtung 18 eine Muster-Erkennungs-Vorrichtung sein, welche von einer in dem Fahrzeug V des Fahrers angeordneten Kamera (nicht gezeigt) empfangene Bilder evaluiert (siehe 3 bis 11).
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Die Kreuzungs-Situations-Informationen können Informationen über die stationäre Situation der Kreuzung als solche umfassen.
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Wie oben erwähnt, bezieht sich der Ausdruck „stationäre Situation der Kreuzung als solche” auf Charakteristiken der Kreuzung, welche sich nicht über die Zeit ändern, zum Beispiel, wie viele Straßen sich an der Kreuzung treffen (siehe z. B. 3), und/oder ob oder ob nicht getrennte und/oder kombinierte Spuren für die möglichen Richtungen vorliegen, z. B. eine Spur für „links-geradeaus-rechts” (siehe z. B. 6, 8 und 9) oder zwei Spuren, nämlich eine erste Spur für „links-geradeaus” und eine zweite Spur für „rechts” (siehe z. B. 10) oder eine erste Spur für „links” und eine zweite Spur für „geradeaus-rechts” (siehe z. B. 3) oder drei Spuren, nämlich eine erste Spur für „links”, eine zweite Spur für „geradeaus” und eine dritte Spur für „rechts” (siehe z. B. 4 und 5), und/oder ob oder ob nicht an der Kreuzung Ampeln vorhanden sind (siehe z. B. 3 bis 6 und 10), und/oder ob oder ob nicht getrennte Ampeln für getrennte Spuren vorhanden sind (siehe z. B. 3 und 4), und/oder ob oder ob nicht Straßenschilder an der Kreuzung vorhanden sind (siehe z. B. 7 bis 9 und 11), und/oder welcher Typ von Straßenschildern an der Kreuzung bereitgestellt ist, und ähnliche Informationen.
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Die Kreuzungs-Situations-Informationen über die stationäre Situation der Kreuzung als solche können zum Beispiel von der Fahrzeug-Positions-Erfassungs-Vorrichtung 14 und der Kartendatenbank-Vorrichtung 16 erhalten werden. Sie können jedoch auch von der Muster-Erkennungs-Vorrichtung 18 erhalten werden.
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Ferner können die Kreuzungs-Situations-Informationen Informationen über die vergängliche Situation der Kreuzung als solche umfassen.
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Wie oben erwähnt, bezieht sich der Ausdruck „vergängliche Situation der Kreuzung als solche” auf Charakteristiken der Kreuzung, welche sich über die Zeit, ungeachtet der Verkehrssituation an der Kreuzung, ändern können, z. B. ob oder ob nicht die Ampeln in Betrieb sind und/oder was der momentane Zustand der Ampeln ist (rot-gelb-grün, siehe z. B. 5 und 10), und ähnliche Informationen.
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Die Kreuzungs-Situations-Informationen über die vergängliche Situation der Kreuzung als solche können zum Beispiel durch die Muster-Erkennungs-Vorrichtung 18 bereitgestellt werden.
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Ferner können die Kreuzungs-Situations-Informationen Informationen über das Fahrzeug V des Fahrers umfassen, welches sich der Kreuzung nähert.
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Wie oben erwähnt, kann das Verhalten des Fahrers von dem Spur-Typ abhängen, auf welcher sich das Fahrzeug V des Fahrers der Kreuzung nähert (siehe z. B. 3 bis 5 und 10).
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Wie oben erwähnt, können die Informationen über das Fahrzeug V des Fahrers, welches sich der Kreuzung nähert, zum Beispiel durch die Muster-Erkennungs-Vorrichtung 18 bereitgestellt werden.
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Das Kreuzungs-Situations-Identifikations-Ergebnis wird an eine erste Auswahl-Einheit 20 und eine zweite Auswahleinheit 22 weitergeleitet, welche mit der Ausgabe-Seite der Kreuzungs-Situations-Identifikations-Einheit 12 verbunden sind, welche auf der rechten Seite davon gezeigt sind.
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Auf Grundlage des Kreuzungs-Situations-Identifikations-Ergebnisses, welches von der Kreuzungs-Situations-Identifikations-Einheit 12 erhalten wird, bestimmt die erste Auswahl-Einheit 20, welche der Vorhersage-Einheiten 24, 26 und 28 am besten geeignet ist, um eine zuverlässige Vorhersage der Fahrer-Intention an der Kreuzung bereitzustellen. Die Vorhersage-Einheiten 24, 26 und 28 können durch jeglichen bekannten Typ von Klassifikations-Vorrichtung gebildet sein, z. B. eine Klassifikations-Vorrichtung, welche ein Bayesian-Netzwerk umfasst, eine Klassifikations-Vorrichtung auf Grundlage einer Fuzzy-Logik, eine Klassifikations-Vorrichtung auf Grundlage einer Support-Vektor-Maschine, eine Klassifikations-Vorrichtung auf Grundlage eines künstlichen neuronalen Netzwerks, um nur ein paar Typen von passenden Klassifikations-Vorrichtungen aufzulisten. Ferner sei erwähnt, dass die Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist, drei Vorhersage-Einheiten zu umfassen. Stattdessen kann sie weniger als drei oder mehr als drei Vorhersage-Einheiten umfassen.
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An ihrer Eingabe-Seite, welche an ihrer linken Seite gezeigt ist, ist die zweite Auswahl-Einheit 22 mit einer Mehrzahl von Indikator-Bereitstellungs-Einheiten 30, 32 und 34 verbunden, welche wiederum an ihren jeweiligen Eingabe-Seiten, welche an ihren jeweiligen linken Seiten gezeigt sind, mit Eingabe-Signal-Bereitstellungs-Einheiten 36 und 38 verbunden sind. Es sei wiederum erwähnt, dass die Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist, drei Indikator-Bereitstellungs-Einheiten zu umfassen. Stattdessen kann sie weniger als drei oder mehr als drei Indikator-Bereitstellungs-Einheiten umfassen. Darüber hinaus ist sie nicht darauf beschränkt, zwei Eingabe-Signal-Bereitstellungs-Einheiten zu umfassen. Stattdessen kann sie mehr als zwei Eingabe-Signal-Bereitstellungs-Einheiten umfassen.
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Die Eingabe-Signal-Bereitstellungs-Einheit 36 ist mit zwei Indikator-Bereitstellungs-Einheiten 30 und 32 verbunden, um mittels eines nichtbegrenzenden Beispiels darzustellen, dass ein und dasselbe Eingabe-Signal gemäß unterschiedlichen Evaluierungs-Verfahren evaluiert werden kann, um zwei oder mehr unterschiedliche Fahrer-Intentions-Indikatoren bereitzustellen. Zum Beispiel könnte die Fahrzeuggeschwindigkeit evaluiert werden, um einen momentanen Wert der Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder einen momentanen Wert der Beschleunigung/Verzögerung des Fahrzeugs bereitzustellen.
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Es ist jedoch auch denkbar, ein spezifisches Eingabe-Signal nur in einem spezifischen Weg zu evaluieren, um einen spezifischen Fahrer-Intentions-Indikator bereitzustellen. Zum Beispiel kann die Indikator-Bereitstellungs-Einheit 34 ein Eingabe-Signal empfangen, welches Informationen über den Kopfschwenkwinkel des Kopfes des Fahrers bereitstellt, dieses Sensor-Signal für eine vorbestimmte Zeitperiode oder für eine vorbestimmte Fahrtstrecke des Fahrzeugs akkumulieren und den durchschnittlichen Kopfschwenkwinkel als einen der Fahrer-Intentions-Indikatoren bereitstellen. Die Informationen über den Kopfschwenkwinkel können zum Beispiel von einer Muster-Erkennungs-Einheit 38 erhalten werden, welche durch eine on-board-Kamera des Fahrzeugs des Fahrers aufgenommene Bilder des Fahrers unter Verwendung von Muster-Erkennungs-Verfahren evaluiert. In ähnlicher Weise kann eine durchschnittliche Fahrer-Blickrichtung als einer der Fahrer-Intentions-Indikatoren bereitgestellt werden.
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Ferner sei erwähnt, dass wenigstens eine Indikator-Bereitstellungs-Einheit das Sensor-Signal wie von der Sensor-Einheit empfangen, d. h. ohne jegliche Berechnung, als den Fahrer-Intentions-Indikator bereitstellen kann. Zum Beispiel kann der momentane Gang, wie von einem Gangwechsel-Sensor erhalten, oder der Blinker-Zustand, wie von einem Blinker-Sensor erhalten, als einer der Fahrer-Intentions-Indikatoren bereitgestellt werden.
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Von dem oben stehenden ist klar, dass eine Eingabe-Signal-Bereitstellungs-Einheit entweder eine Sensor-Einheit, z. B. ein Gangschaltungs-Sensor, ein Blinker-Sensor, ein Fahrzeug-Geschwindigkeits-Sensor oder dergleichen, oder eine Evaluations-Einheit sein kann, welche die Ausgabe-Signale evaluiert, die durch wenigstens eine Sensor-Einheit bereitgestellt werden, z. B. eine Muster-Erkennungs-Einheit, welche durch eine on-board-Kamera aufgenommene Bilder des Fahrers evaluiert, um einen Kopfschwenkwinkel bereitzustellen.
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Ein weiterer Typ von Eingabe-Signal kann Informationen über andere sich bewegende Objekte O umfassen (siehe z. B. 9 und 10), da das Verhalten des Fahrers davon abhängen wird, ob sein Fahrzeug V (siehe z. B. 9) oder eines der anderen sich bewegenden Objekte O (siehe z. B. 10) das Vorfahrtsrecht hat.
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Auf Grundlage des Kreuzungs-Situations-Identifikations-Ergebnisses, welches von der Kreuzungs-Situations-Identifikations-Einheit 12 empfangen wird, bestimmt die zweite Auswahl-Einheit 22, welcher der durch die Indikator-Bereitstellungs-Einheiten 30, 32 und 34 bereitgestellten Indikatoren an welche der Vorhersage-Einheiten 24, 26 und 28 weitergeleitet werden soll. Das bedeutet, dass, abhängig von dem Kreuzungs-Situations-Identifikations-Ergebnis, ein und dieselbe Vorhersage-Einheit verschiedene Sätze von Indikatoren empfangen kann.
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Abschließend gibt die Vorhersage-Einheit, welche durch die erste Auswahl-Einheit 20 ausgewählt ist, das Fahrer-Intentions-Vorhersage-Ergebnis an wenigstens eine Fahrassistenz-Vorrichtung aus. Als ein nicht-begrenzendes Beispiel ist in 1 nur eine Fahrassistenz-Vorrichtung 40 gezeigt. Ein erster Typ von Fahrassistenz-Vorrichtung kann eine aktive Fahrassistenz-Vorrichtung sein, welche dem Fahrer aktiv assistiert, zum Beispiel durch Aktivieren des Blinkers, falls der Fahrer es versäumt hat, diesen zu aktivieren, und/oder durch Aktivieren der Bremsen, falls es das Risiko gibt, dass der Fahrer das Vorfahrtsrecht eines anderen Fahrzeugs missachten könnte, wohingegen ein zweiter Typ von Fahrassistenz eine passive Fahrassistenz-Vorrichtung sein kann, welche dem Fahrer passiv assistiert, zum Beispiel dadurch, ihn auf eine potentiell gefährliche Situation aufmerksam zu machen, z. B. durch optische und/oder akustische Signale.
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Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass die Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Auslöse-Vorrichtung 42 umfasst, welche dazu eingerichtet ist, den Beginn des Betriebs der Kreuzungs-Situations-Identifikations-Einheit 12 auszulösen, und daher der gesamten Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung 10, falls eine vorbestimmte Bedingung erfüllt worden ist. Zum Beispiel kann der Betrieb ausgelöst werden, falls der Abstand zu einer Kreuzung, welcher sich das Fahrzeug des Fahrers nähert, geringer ist als ein vorbestimmter Abstand, z. B. geringer als 20 m. Der Abstand zu der Kreuzung kann zum Beispiel auf Grundlage von Daten bestimmt werden, welche von einer Fahrzeug-Positions-Erfassungs-Vorrichtung und/oder einer Kartendatenbank und/oder durch Evaluieren von durch eine in dem Fahrzeug des Fahrers angeordnete Kamera aufgenommenen Bildern und/oder von der Kreuzung selbst erhalten werden, falls die Kreuzung mit einer intelligenten Kreuzungs-Technologie ausgerüstet ist.
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2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, welche sich nur geringfügig von der Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung 10, welche in 1 gezeigt ist, unterscheidet. Daher werden Komponenten der zweiten Ausführungsform, welche Komponenten der ersten Ausführungsform entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet, jedoch erhöht um 100. Darüber hinaus wird die Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung 110 nach 2 nur insofern beschrieben werden, als sie sich von der Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung 10 nach 1 unterscheidet. Für die restliche Beschreibung sei hiermit explizit auf die Beschreibung nach 1 Bezug genommen.
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Die Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung 110, welche in 2 gezeigt ist, unterscheidet sich von der Fahrer-Intentions-Vorhersage-Vorrichtung 10, welche in 1 gezeigt ist, nur darin, dass sie nicht eine zweite Auswahl-Einheit, entsprechend der zweiten Auswahl-Einheit 22 nach 1, umfasst. Stattdessen sind die Indikator-Bereitstellungs-Einheiten 130, 132 und 134 mit den entsprechenden Vorhersage-Einheiten 124, 126 und 128 permanent verbunden.
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Das bedeutet, dass jede der Vorhersage-Einheiten 124, 126 und 128 stets den gleichen Satz von Indikatoren empfängt, welche durch die Indikator-Bereitstellungs-Einheiten 130, 132 und 134 auf Grundlage der Eingabe-Signale bereitgestellt werden, welche von den Eingabe-Signal-Bereitstellungs-Einheiten 136 und 138 empfangen werden.
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Mit Bezug auf das Auslösen des Betriebs der Kreuzungs-Situations-Identifikations-Einheit 112 durch die Auslöse-Einheit 142, mit Bezug auf die Identifikation der Kreuzungs-Situation durch die Kreuzungs-Situations-Identifikations-Einheit 112 auf Grundlage der Eingabe-Signale, welche durch die Eingabe-Vorrichtungen 114, 116 und 118 bereitgestellt werden, mit Bezug auf die Auswahl der am besten geeigneten Vorhersage-Einheit durch die Auswahl-Einheit 120, und mit Bezug auf die Ausgabe des Vorhersage-Ergebnisses an die Fahrassistenz-Vorrichtung 140, sei auf die Beschreibung der Ausführungsform nach 1 Bezug genommen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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