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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Fußgängerschutzsystems eines Fahrzeugs nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Aus dem Stand der Technik sind, wie in der
DE 10 2013 012 778 A1 beschrieben, ein Verfahren zum Detektieren eines sich bewegenden Fußgängers anhand von charakteristischen Merkmalen und optischen Flussvektoren eines Bilds, ein Kamerasystem und ein Kraftfahrzeug bekannt. In dem Verfahren zum Detektieren eines sich in einem Umgebungsbereich eines Kraftfahrzeugs relativ zum Kraftfahrzeug bewegenden Fußgängers anhand einer zeitlichen Sequenz von Bildern des Umgebungsbereichs, welche mittels einer Kamera des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden, werden mittels einer Bildverarbeitungseinrichtung des Kraftfahrzeugs charakteristische Merkmale aus den Bildern extrahiert und zu den charakteristischen Merkmalen von zumindest zwei nacheinander erfassten Bildern der Sequenz werden eine Vielzahl von optischen Flussvektoren bestimmt, die eine Bewegung der jeweiligen charakteristischen Merkmale über die Sequenz angeben. Zum Detektieren des Fußgängers werden mehrere Konfidenzmaße anhand der charakteristischen Merkmale und der optischen Flussvektoren bestimmt. Anhand der Konfidenzmaße wird überprüft, ob ein für die Detektion des Fußgängers notwendiges, vorgegebenes Plausibilisierungskriterium erfüllt ist. Der Fußgänger wird dann als detektiert angenommen, wenn das Plausibilisierungskriterium bezüglich der Konfidenzmaße erfüllt wird.
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In der
DE 10 2015 201 344 A1 wird ein Verfahren zur Vorbereitung eines Start-/Stoppsystems eines Kraftfahrzeugantriebs auf einen zukünftigen Anfahrvorgang beschrieben. In dem Verfahren wird ein zukünftiger Wechselzeitpunkts eines Straßenverkehr-Lichtsignalgebers von Rotlicht auf Grünlicht ermittelt. Ferner wird ein Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugantriebs an einem Startzeitpunkt automatisch gestartet, der um eine vorbestimmte Zeitdauer vor dem zukünftigen Wechselzeitpunkt liegt.
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Aus der
DE 10 2014 006 551 A1 ist ein Verfahren zum Erstellen einer Schaltprognose für eine Ampel bekannt. Es wird ein aktueller Schaltzustand von mehreren Ampeln an einen Server übertragen. Die Schaltprognose für die mehreren Ampeln wird durch den Server anhand der aktuellen Schaltzustände berechnet. Die Schaltprognose für eine bestimmte Ampel wird durch den Server an wenigstens ein sich der Ampel näherndes Kraftfahrzeug über eine Mobilfunkverbindung übertragen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Fußgängerschutzsystems eines Fahrzeugs anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines Fußgängerschutzsystems eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In einem Verfahren zum Betrieb eines Fußgängerschutzsystems eines Fahrzeugs werden zur Vermeidung einer Kollision des Fahrzeugs mit Fußgängern mittels eines Kamerasystems des Fahrzeugs Fußgänger erfasst und Lauftrajektorien der erfassten Fußgänger prädiziert, wobei an einer Kreuzung mit Lichtsignalanlagen mittels zumindest einer Kamera des Fahrzeugs ein Lichtsignal zumindest einer Fußgängerlichtsignalanlage eines einen zukünftigen Fahrweg des Fahrzeugs kreuzenden Fußgängerübergangs erfasst wird und bei der Prädiktion der Lauftrajektorien der Fußgänger berücksichtigt wird.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird der Fußgängerschutz optimiert, da durch die Berücksichtigung des Lichtsignals der Fußgängerlichtsignalanlage die Prädiktion der Lauftrajektorien von Fußgängern verbessert wird. Wird ein grünes Lichtsignal, d. h. ein Freisignal, der Fußgängerlichtsignalanlage erfasst und befinden sich Fußgänger in der Nähe dieser Fußgängerlichtsignalanlage oder bewegen sich darauf zu, so kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens schnell und mit hoher Sicherheit prädiziert werden, dass die Lauftrajektorie dieser Fußgänger über diesen den zukünftigen Fahrweg des Fahrzeugs kreuzenden Fußgängerübergang führen wird. Daraufhin können beispielsweise Komponenten des Fußgängerschutzsystems zur Vermeidung einer Kollision mit diesen Fußgängern vorkonditioniert werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt:
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1 eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation an einer Kreuzung mit Lichtsignalanlagen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation an einer Kreuzung mit Lichtsignalanlagen 1, 2. Im hier dargestellten Beispiel sind Fahrzeuglichtsignalanlagen 1 und Fußgängerlichtsignalanlagen 2 vorhanden. Derartige Lichtsignalanlagen 1, 2 werden auch als Lichtzeichenanlage oder Ampel bezeichnet. Im vorliegenden Beispiel führen vier Fahrbahnen zu dieser Kreuzung, wobei jede Fahrbahn eine Rechtsabbieger- und Geradeausfahrspur RS, eine Linksabbiegerfahrspur LS und eine Gegenfahrspur GS aufweist. Die Lichtsignalanlagen 1, 2 sind in Kreuzungseckbereichen angeordnet, wobei in jedem Kreuzungseckbereich die Fahrzeuglichtsignalanlagen 1 für sich auf den jeweiligen Fahrbahnen bewegende Fahrzeuge 3 und Fußgängerlichtsignalanlagen 2 für die jeweilige Fahrbahn kreuzende Fußgänger F vorgesehen sind.
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Ein Fahrzeug 3, welches sich auf einer der Fahrbahnen befindet, im hier dargestellten Beispiel auf der Rechtsabbieger- und Geradeausfahrspur RS dieser Fahrbahn, weist ein Kamerasystem mit zumindest einer zur Erfassung einer Umgebung des Fahrzeugs 3 vorgesehenen Kamera 4 auf. Ein Erfassungsbereich dieser zumindest einen Kamera 4 ist derart groß, insbesondere breit, dass mittels der Kamera 4 nicht nur die Umgebung unmittelbar vor dem Fahrzeug 3 und Lichtsignale der der Rechtsabbieger- und Geradeausfahrspur RS zugeordneten und daher für das Fahrzeug 3 unmittelbar relevanten Fahrzeuglichtsignalanlage 1 erfasst werden, sondern zusätzlich Lichtsignale weiterer Lichtsignalanlagen 1, 2 der Kreuzung, wie durch gestrichelte Linien zwischen der Kamera 4 des Fahrzeugs 3 und den von der Kamera 4 erfassten Lichtsignalanlagen 1, 2 schematisch angedeutet. Des Weiteren werden mittels dieser zumindest einen Kamera 4 auch Fußgänger F in der Umgebung des Fahrzeugs 3 erfasst.
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Durch das Erfassen der Lichtsignale der anderen, nicht unmittelbar für das Fahrzeug 3 relevanten Lichtsignalanlagen 1, 2 können ein Motormanagement des Fahrzeugs 3 und aktive Sicherheitssysteme des Fahrzeugs 3, insbesondere ein Fußgängerschutzsystem zur Vermeidung von Kollisionen mit Fußgängern F, optimiert werden.
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Beispielsweise werden mittels einer Vielzahl von Fahrzeugen 3 mit derartigen Kamerasystemen die Lichtsignale der Lichtsignalanlagen 1, 2 der Kreuzung und insbesondere von jeweiligen Lichtsignalphasen der Lichtsignalanlagen 1, 2 erfasst, an einen fahrzeugexternen Server gesendet und dort zweckmäßigerweise in einer lernenden digitalen Landkarte als Lichtsignaldaten der jeweiligen Kreuzung gespeichert. Das Fahrzeug 3 kann auf diese auf dem Server gespeicherten Lichtsignaldaten, insbesondere auf die digitale Landkarte mit den darin gespeicherten Lichtsignaldaten, zugreifen, zweckmäßigerweise entsprechend seiner jeweiligen Fahrzeugposition, so dass ihm die Lichtsignaldaten der jeweiligen Kreuzung, an welcher es sich befindet, zur Verfügung stehen.
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Mittels der aktuell von der Kamera 4 des Fahrzeugs 3 erfassten Lichtsignale und der zu dieser Kreuzung über den Server verfügbaren Lichtsignaldaten, insbesondere bezüglich der Lichtsignalphasen der einzelnen Lichtsignalanlagen 1, 2, können auf die erfassten Lichtsignale folgende Lichtsignale prädiziert werden. Insbesondere kann auf diese Weise ein Zeitpunkt einer Lichtsignaländerung der für das Fahrzeug 3 unmittelbar relevanten Fahrzeuglichtsignalanlage 1 prädiziert werden, beispielsweise ein Umschalten von einem Stoppsignal, üblicherweise Rotlicht, in ein Freisignal, üblicherweise Grünlicht.
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Beispielsweise sind die einzelnen Lichtsignalphasen derart geschaltet, dass die Fahrzeuglichtsignalanlagen 1 der Abbiegerfahrspuren LS, RS, d. h. der jeweiligen Linksabbiegerfahrspur LS und insbesondere der jeweiligen Rechtsabbiegerfahrspur RS, auf das Freisignal geschaltet werden, nachdem die Fußgängerlichtsignalanlage 2 für einen Fußgängerübergang, der einen Fahrweg des die jeweilige Abbiegerfahrspur LS, RS nutzenden Fahrzeugs 3 kreuzt, auf das Freisignal geschaltet wurde. So wird im hier dargestellten Beispiel mit dem Fahrzeug 3, welches beabsichtigt, rechts abzubiegen, wie durch aktivierte rechte Fahrtrichtungsanzeiger 5 ersichtlich, die Fußgängerlichtsignalanlage 2 des die rechte Fahrbahn und somit den künftigen Fahrweg des Fahrzeugs 3 kreuzenden Fußgängerübergangs zuerst auf das Freisignal, d. h. auf Grünlicht, geschaltet, so dass der Fußgänger F diese Fahrbahn überqueren kann. Kurze Zeit später wird die der Rechtsabbiegerfahrspur RS des Fahrzeugs 3 zugeordnete Fahrzeuglichtsignalanlage 1 auf das Freisignal, d. h. auf Grünlicht, für das Rechtsabbiegen geschaltet. Da das Fahrzeug 3 diese Reihenfolge der Lichtsignale vom Server übermittelt bekommt, kann es somit den Umschaltzeitpunkt dieser Fahrzeuglichtsignalanlage 1 prädizieren. Dadurch kann beispielsweise das Motormanagement des Fahrzeugs 3 entsprechend angepasst werden. Beispielsweise kann ein Antriebsmotor des Fahrzeugs 3 nach einer automatischen Motorabschaltung bei Stillstand des Fahrzeugs 3 bereits vor dem Umschalten der Fahrzeuglichtsignalanlage 1 auf das Freisignal, d. h. auf Grünlicht, wieder gestartet werden. Dadurch wird ein verzögertes Anfahren des Fahrzeugs 3 vermieden und somit ein Verkehrsfluss verbessert.
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Des Weiteren kann auf diese Weise bei einer Annäherung des Fahrzeugs 3 an die Kreuzung beispielsweise auch prädiziert werden, dass die Fahrzeuglichtsignalanlage 1 vor dem Erreichen der Kreuzung auf das Stoppsignal umschalten wird oder bei bereits aktiviertem Stoppsignal nicht vor dem Erreichen der Kreuzung auf das Freisignal umschalten wird. Dadurch kann das Motormanagement des Fahrzeugs 3 beispielsweise derart angepasst werden, dass ein Motormoment und dadurch ein Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß reduziert wird und zudem ein Bremsenverschleiß reduziert wird, da ein weniger starkes Abbremsen des Fahrzeugs 3 an der Kreuzung erforderlich ist. Vorteilhafterweise kann das Motormoment derart stark reduziert werden und/oder ein Hinweis an einen Fahrzeugführer, beispielsweise mit einer Geschwindigkeitsempfehlung, generiert werden, so dass das Fahrzeug 3 die Kreuzung nicht vor dem Umschalten auf das Freisignal erreicht. Dadurch wird vorteilhafterweise ein rollender Verkehr erreicht und ein Anhalten und ein daraufhin erforderliches erneutes Anfahren, welches mit einem erhöhten Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß verbunden ist, werden vermieden.
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In besonders vorteilhafter Weise kann die oben beschriebene Erfassung der Lichtsignale anderer, nicht unmittelbar für das Fahrzeug 3 relevanter Lichtsignalanlagen 1, 2 und gegebenenfalls zusätzlich die auf dem Server gespeicherten Lichtsignaldaten zur Optimierung aktiver Sicherheitssysteme des Fahrzeugs 3, insbesondere eines Fußgängerschutzsystem zur Vermeidung von Kollisionen mit Fußgängern F, verwendet werden, wie oben bereits angesprochen. Vorteilhafterweise werden hierzu in einem Verfahren zum Betrieb eines solchen Fußgängerschutzsystems mittels des Kamerasystems des Fahrzeugs 3 und dessen zumindest einer Kamera 4 Fußgänger F erfasst und durch eine Bildauswertung mittels einer Auswerteeinheit des Kamerasystems werden Lauftrajektorien der erfassten Fußgänger F prädiziert, im hier dargestellten Beispiel eine Lauftrajektorie des rechts neben dem Fahrzeug 3 positionierten Fußgängers F.
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Des Weiteren wird auf die oben beschriebene Weise mittels der Kamera 4 des Fahrzeugs 3 das Lichtsignal der Fußgängerlichtsignalanlage 2 des den zukünftigen Fahrweg des Fahrzeugs 3 kreuzenden Fußgängerübergangs erfasst, im hier dargestellten Beispiel somit das Lichtsignal der Fußgängerlichtsignalanlage 2 des Fußgängerübergangs über die rechte Fahrbahn, auf welche das Fahrzeug 3 abbiegen möchte, und bei der Prädiktion der Lauftrajektorien der erfassten Fußgänger F, im hier dargestellten Beispiel bei der Lauftrajektorie des rechts neben dem Fahrzeug 3 dargestellten Fußgängers F, berücksichtigt. Dadurch wird der Fußgängerschutz optimiert, da durch die Berücksichtigung des Lichtsignals der Fußgängerlichtsignalanlage 2 die Prädiktion der Lauftrajektorien von Fußgängern F verbessert wird. Wird ein grünes Lichtsignal, d. h. ein Freisignal, der Fußgängerlichtsignalanlage 2 erfasst und befinden sich Fußgänger F in der Nähe dieser Fußgängerlichtsignalanlage 2 oder bewegen sich darauf zu, so kann mittels dieses Verfahrens schnell und mit hoher Sicherheit prädiziert werden, dass die Lauftrajektorie dieser Fußgänger F über diesen den zukünftigen Fahrweg des Fahrzeugs 3 kreuzenden Fußgängerübergang führen wird. Insbesondere die Lauftrajektorien von den zukünftigen Fahrweg des Fahrzeugs 3 schnell kreuzenden Fußgängern F können auf diese Weise schnell prädiziert werden, so dass ausreichend Zeit verbleibt, um eine Kollision mit diesen Fußgängern F zu vermeiden.
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Resultierend aus einer derartigen Prädiktion können beispielsweise eine oder mehrere Komponenten des Fußgängerschutzsystems zur Vermeidung einer Kollision des Fahrzeugs 3 mit dem jeweiligen Fußgänger F vorkonditioniert werden. Beispielsweise kann ein Bremssystem des Fahrzeugs 3 hinsichtlich einer erforderlichen Bremsung des Fahrzeugs 3 vorkonditioniert werden. Dadurch wird beispielsweise ein Bremsdruck erhöht und/oder ein Abstand von Bremsbelägen zu Bremsscheiben wird reduziert, um ein schnelles Abbremsen des Fahrzeugs 3 zu ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Warnmeldung an den Fahrzeugführer generiert werden, mittels welcher er auf den zukünftigen Fahrweg des Fahrzeugs 3 kreuzende Fußgänger F aufmerksam gemacht wird. Alternativ oder zusätzlich kann ein reversibler Gurtstraffer eines Sicherheitsgurts eines jeweiligen Fahrzeuginsassen aktiviert werden, um bei einer erforderlichen starken Bremsung des Fahrzeugs 3 zur Vermeidung einer Kollision mit dem jeweiligen Fußgänger F eine Gefährdung oder Verletzung der Fahrzeuginsassen zu vermeiden.
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Die oben beschriebene Vorgehensweise bezüglich Fußgängern F kann auf analoge Weise auch auf andere die Fahrbahnen kreuzende Verkehrsteilnehmer, insbesondere Radfahrer, angewendet werden. Des Weiteren können, alternativ oder zusätzlich zu den oben beschriebenen Lichtsignalanlagen 1, 2 auch andere an der Kreuzung vorhandene Lichtsignalanlagen auf die oben beschriebene Weise mittels der zumindest einen Kamera 4 des Fahrzeugs 3 erfasst und ausgewertet werden, insbesondere Fahrradfahrerlichtsignalanlagen und/oder für öffentliche Verkehrsmittel vorgesehene Lichtsignalanlagen, beispielsweise Lichtsignalanlagen für Straßenbahnen und/oder Omnibusse.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeuglichtsignalanlage
- 2
- Fußgängerlichtsignalanlage
- 3
- Fahrzeug
- 4
- Kamera
- 5
- Fahrtrichtungsanzeiger
- F
- Fußgänger
- GS
- Gegenfahrspur
- LS
- Linksabbiegerfahrspur
- RS
- Rechtsabbieger- und Geradeausfahrspur
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013012778 A1 [0002]
- DE 102015201344 A1 [0003]
- DE 102014006551 A1 [0004]
