DE102016200683A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung eines Hindernisses - Google Patents

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Abstract

Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung und ein Verfahren beansprucht, bei dem ein Hindernis auf einer Fahrbahn erkannt wird, welches sich in Fahrtrichtung eines Fahrzeugs, z. B. eines Zweirads, befindet. Dabei soll als Hindernis jedes Objekt erkannt werden, welches das Passieren der entsprechenden Stelle durch das Fahrzeug behindert oder erschwert. So können als Hindernis sowohl ein Ast als auch eine Beschädigung der Fahrbahn, beispielweise durch ein Schlagloch erkannt werden. Das Erkennen des Hindernisses erfolgt dabei über die Erfassung des Zustands der Fahrbahn in Fahrtrichtung. Hierdurch kann erkannt werden, ob sich auf der Fahrbahn ein Gegenstand befindet oder die Fahrbahn als solches beschädigt ist. In Abhängigkeit eines derartigen für die Fahrt hinderlichen Objekts wird das Hindernis erfindungsgemäß mittels einer Lampe beleuchtet, so dass der Fahrer auf dieses Hindernis aufmerksam wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Erkennung eines Hindernisses in Fahrtrichtung eines Fahrzeugs auf der voraus liegenden Fahrbahn.
  • Stand der Technik
  • Bei einer Nachtfahrt mit einem Fahrzeug, insbesondere mit einem Zweirad, stellen auf der Fahrbahn befindliche Hindernisse eine nicht zu unterschätzende Gefahr da. Werden auf der Fahrbahn liegende Äste oder Löcher in der Fahrbahn zu spät entdeckt, kann es schnell zu einem Sturz kommen. Die üblicherweise gerade bei Zweirädern verwendeten Lampen können die vorausliegende Fahrbahn beleuchten, jedoch ist deren Strahlweite und Helligkeit oftmals begrenzt. Dazu stellen schlechte Witterungs- oder Sichtverhältnisse wie z. B. Regen oder Nebel ebenfalls eine Beeinträchtigung der Sichtbedingungen dar.
  • Um eventuelle Gefahren durch Hindernisse um ein Fahrzeug anzuzeigen, sind Parkassistenten bekannt, bei denen mittels Kamera und/oder Radar- bzw. Ultraschallsensoren die Umgebung erfasst werden. Die so erfassten Informationen über die Umgebung können dann mittels eines Displays dem Fahrer angezeigt werden. Hierbei können die Hindernisse graphisch, beispielsweise durch Farben, oder auch akustisch hervorgehoben werden, um den Fahrer aufmerksam zu machen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung und ein Verfahren beansprucht, bei dem ein Hindernis auf einer Fahrbahn erkannt wird, welches sich in Fahrtrichtung eines Fahrzeugs, z. B. eines Zweirads, befindet. Dabei soll als Hindernis jedes Objekt erkannt werden, welches das Passieren der entsprechenden Stelle durch das Fahrzeug behindert. So können als Hindernis sowohl Äste als auch ein Beschädigungen der Fahrbahn, beispielweise durch ein Schlagloch, erkannt werden. Das Erkennen des Hindernisses erfolgt dabei über die Erfassung des Zustands der Fahrbahn in Fahrtrichtung. Hierdurch kann erkannt werden, ob sich auf der Fahrbahn ein Gegenstand befindet oder die Fahrbahn als solches beschädigt ist. In Abhängigkeit eines derartigen für die Fahrt hinderlichen Objekts wird das Hindernis erfindungsgemäß mittels einer Lampe beleuchtet, so dass der Fahrer auf dieses Hindernis aufmerksam wird.
  • Durch die gezielte Anstrahlung des die Fahrt behindernden Objekts kann der Fahrer rechtzeitig bremsen oder ausweisen, so dass ein Unfall bzw. Sturz verhindert wird.
  • Vorteilhaftweise wird das Hindernis derart beleuchtet, dass es sich von der Umgebung visuell abhebt und so unterscheidbar wird. Dies kann beispielsweise durch eine gesonderte farbige Anstrahlung erfolgen. Geeignet hierfür wäre u. a. die Farbe Rot, die von sich aus schon eine Signalwirkung hat.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung können unterschiedliche Klassen von für die Fahrt gefährlichen Hindernissen erkannt werden. So ist denkbar, dass Gegenstände oder kleinere Schlaglöcher, die die Weiterfahrt nicht oder nur unwesentlich gefährden, zwar ebenfalls angestrahlt werden, jedoch in einer anderen Farbe. Optional kann auch eine spezielle Farbe evtl. in Verbindung mit einem akustischen Signal zum Verscheuchen von Wildtieren vorgesehen sein.
  • Optional kann auch ein Ausweichweg berechnet werden, der um das Hindernis herum führt. Dieser Ausweichweg kann ebenfalls wie das Hindernis auf einem Display des Fahrers angezeigt werden. In einer anderen Ausgestaltung kann der Ausweichweg ebenfalls auf die Fahrbahn projiziert werden, z. B. in grüner Farbe.
  • Als Beleuchtungsmittel können beispielsweise Mikrospiegel verwendet werden, die in kleiner Bauweise realisiert werden können. Mit Hilfe dieser Mikrospiegel lassen sich die entsprechenden Beleuchtungen, der Ausweichweg aber auch Warnhinweise auf die Fahrbahn projizieren. Darüber hinaus kann mit dem Mikrospiegel ein Laserstrahl auf die Fahrbahn projiziert werden, mit dem durch eine schnelle Änderung der Projektion dem Fahrer ein Bild suggeriert wird.
  • Für die Erfassung des Zustands der Fahrbahn können sowohl Radarsensoren, Ultraschallsensoren aber auch (optische) Kameras verwendet werden. Mit den Radarsensoren und den Ultraschallsensoren lassen sich auch bei schlechten Witterungs- und Sichtverhältnissen Fahrbahnen in einer weiten Entfernung abtasten. So sind Fahrbahnübersichten von 70 m kein Problem mehr. Bei der Verwendung von Kameras kann eine Bildanalysesoftware zum Einsatz kommen, mit der Hindernisse erkannt werden können.
  • Die so erhaltenen Informationen über der Fahrbahnzustand oder die erkannten Hindernisse können dem Fahrer zusätzlich auch auf einem Display angezeigt werden. Optional ist auch möglich, dass dem Fahrer über eine haptische Rückmeldung ein bevorstehendes Hindernis mitgeteilt wird. Dies kann beispielsweise durch eine Lenkervibration erfolgen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dem Fahrer durch eine akustische Rückmeldung auf das Hindernis aufmerksam zu machen.
  • Prinzipiell kann die erfindungsgemäß Vorrichtung bzw. das Verfahren bei alle Fahrzeugen Verwendung finden. Besonders interessant wird die Erfindung jedoch bei der Anwendung an oder in einem Motorrad, einem Fahrrad oder jedem anderen Zweirad, da hier ein schnelles Ausweichen aufgrund kurzzeitig auftretender Hindernisse oft mit einem Sturz oder einem Unfall verbunden ist. So kann die Vorrichtung am Lenker befestigt sein oder in diesen integriert sein, um einen möglichst hohen Punkt zur Erfassung der vorausliegenden Fahrbahn zu erhalten. Optional kann die Vorrichtung auch an einem Helm befestigt werden, wobei die Ansteuerung des Beleuchtungsmittels dann per Funk erfolgt.
  • Als Beleuchtungsmittel kann das am Zweirad befindliche Beleuchtungsmittel verwendet werden, welches die oben genannten Eigenschaften zur speziellen Ausleuchtung innerhalb der üblichen Beleuchtung aufweisen muss. Alternativ kann auch ein separates Beleuchtungsmittel vorgesehen sein, z. B. integriert in die Vorrichtung.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine Übersicht der Erfindung. In der 2 wird ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt während 3 eine mögliche Ausführung der Erfindung im Rahmen eines Verfahrens zeigt.
  • Offenbarung der Erfindung
  • In der 1 wird die Erfindung am Beispiel eines Fahrrads 100, z. B. ein Elektrofahrrad, beschrieben. Es soll jedoch deutlich darauf hingewiesen werden, dass die Erfindung auch bei jedem anderen Fahrzeug, insbesondere jedem anderen Zweirad verwendet werden kann.
  • Während das Fahrrad 100 die Fahrbahn befährt, erfasst ein Sensor 120, z. B. ein Radarsensor, ein Ultraschallsensor und/oder eine Kamera, den in Fahrtrichtung befindlichen Abschnitt der Fahrbahn im Bereich 130. Wird aufgrund dieser Sensordaten ein Hindernis erkannt, z. B. ein Loch 110 in der Fahrbahn, wird ein Beleuchtungsmittel angesteuert, welches speziell das Hindernis, d. h. in diesem Fall das Loch, beleuchtet. Um das Hindernis gegenüber der umliegenden Fahrbahn deutlich zu kennzeichnen, kann die Beleuchtung mit einer bestimmten Farbe (z. B. Rot) oder mit einem Symbol erfolgen, so dass der Fahrer schneller darauf aufmerksam wird. Als Beleuchtungsmittel kann die am Fahrrad üblicherweise vorhandene Lampe oder ein eigenständiges Mittel verwendet werden, welches beispielsweise ebenso wie der Sensor am Lenker angeordnet ist. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das Beleuchtungsmittel ebenso wie die Sensorik in der Steuereinheit integriert ist.
  • Zusätzlich kann vorgesehen sein, das ein weiterer Sensor 140 nach hinten, d. h. entgegen der Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Mit diesem Sensor 140 kann ebenfalls über einen Radarsensor, einen Ultraschallsensor und/oder eine Kamera der rückwärtige Bereich erfasst werden. Hierdurch können Verkehrsteilnehmer erkannt werden, die sich hinter dem Fahrrad 100 befinden oder sich auf das Fahrrad 100 zu bewegen. Wird hierbei erkannt, dass sich andere Verkehrsteilnehmer derart auf das Fahrrad 100 zu bewegen, dass eine Gefährdung möglich ist, so kann der Fahrer durch entsprechende Hinweise, die ebenfalls mit dem Beleuchtungsmittel auf die Fahrbahn projiziert werden, darauf hingewiesen werden. So könnte ein Warndreieck oder Ausrufezeichen auf die Seite der Fahrbahn projiziert werden, auf der sich der andere Verkehrsteilnehmer auf das Fahrrad zu bewegt. Optional kann auch vorgesehen sein, dass ein entsprechendes Beleuchtungsmittel, welches am hinteren Teil des Fahrrads befestigt ist, dem nachfolgenden Verkehr Signale auf die Fahrbahn projiziert. Dies könnte beispielsweise bei einem starken Bremsvorgang den nachfolgenden Verkehr daran hindern, aufzufahren.
  • Ein mögliches Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 2 abgebildet. Die Steuereinheit 200 weist dabei eine Verarbeitungseinheit 210 auf, die mit wenigstens einem Sensor 220 verbunden ist. Dieser Sensor 220 kann dabei als Radarsensor, Ultraschallsensor und/oder als Kamera ausgestattet sein. Der Sensor 220 ist dabei dafür vorgesehen, Zustandsinformationen über die vorausliegende Fahrbahn in Fahrtrichtung zu erfassen. Diese Zustandsinformationen können dabei sowohl die Beschaffenheit der Fahrbahn als auch Gegenstände umfassen, die auf der Fahrbahn liegen. Die Verarbeitungseinheit 210 ist dazu eingerichtet, die Zustandsinformationen des Sensors 220 derart aufzubereiten, dass bereits durch den Sensor erkannte oder durch die Sensordaten abgeleitete Beschaffenheiten der Fahrbahn oder darauf befindliche Gegenstände ein Hindernis für die Fahrt darstellen. Hierzu kann auch ein Speicher 270 vorgesehen sein, der als Datenbasis dient. Wird ein Hindernis und somit eine Gefahr für die Fahrt erkannt, wird ein Beleuchtungsmittel 250 angesteuert, welches das Hindernis zusätzlich zu einer bereits vorhandenen Beleuchtung anstrahlt, beispielsweise mit rotem Licht oder einem Warnhinweis. Wie vorstehend bereits geschildert, kann das Beleuchtungsmittel 250 als zusätzliches Element am Fahrrad 100 angebracht sein oder in die übliche am Fahrrad 110 vorhandene Beleuchtung integriert sein. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Hindernis oder ein Hinweis auf dieses Hindernis ebenfalls auf einem Display 240 des Fahrrads angezeigt wird, z. B. einem Tacho oder einer Bedieneinheit eines Elektrofahrrads. Optional kann vorgesehen sein, dass der Hinweis an den Fahrer über ein in Fahrtrichtung befindliches Hindernis auch über eine haptische Einrichtung 260 oder ein akustisches Signal erfolgt. Als haptische Rückmeldung könnte beispielsweise ein Vibrieren des Lenkers oder eines anderen Teils des Fahrrads genutzt werden.
  • Wird ein Hindernis in der Verarbeitungseinheit 210 erkannt, so kann in einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung auch ein Ausweichweg um das Hindernis berechnet werden. Dieser Ausweichweg kann ebenfalls mit dem Beleuchtungsmittel 250 auf die Fahrbahn projiziert werden, z. B. in einer anderen Farbe (grün oder blau) wie die Anstrahlung des Hindernisses oder der normalen Fahrbahnbeleuchtung. Zusätzlich kann dieser Ausweichweg auch auf dem Display 240 angezeigt werden.
  • In einer weiteren Ausführung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass auch eine mögliche Gefahr durch einen herannahenden Verkehrsteilnehmer erkannt wird. Hierzu ist ein weiterer Sensor 230 vorgesehen, welcher den in Fahrtrichtung rückwärtigen Teil der Fahrbahn erfasst. Erkennt die Verarbeitungseinheit 210 einen Verkehrsteilnehmer, der bei Beibehaltung der Geschwindigkeiten sowohl des Verkehrsteilnehmers als auch des Fahrradfahrers zu nahe an das Fahrrad herankommt, so kann mittels des Beleuchtungsmittels 250 ein Warnhinweis auf die Fahrbahn projiziert werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Warndreieck oder Ausrufezeichen handeln. Wird durch den Sensor 230 bzw. die Verarbeitungseinheit 210 zusätzlich die Seite erkannt, auf dem sich der Verkehrsteilnehmer nähert, so kann der Warnhinweis entsprechend auch auf dieser Seite vor dem Fahrradfahrer auf die Fahrbahn projiziert werden.
  • Anhand des Flussdiagramms in 3 soll das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben werden. Nach dem Start des Verfahrens werden in einem Schritt 300 zunächst die Sensordaten des Radarsensors, des Ultraschallsensors oder einer Kamera eingelesen. Optional können in diesem Schritt 300 auch die Sensordaten von mehreren Sensoren erfasst werden, die sich überlappen oder sich ergänzen. Hierdurch wäre eine Plausibilisierung der Sensordaten möglich. Im nächsten Schritt 310 wird aufgrund der eingelesenen Sensordaten erkannt, ob eine Gefährdung durch ein Hindernis oder einen herankommenden Verkehrsteilnehmer vorliegt. Ist das nicht der Fall, kann das Verfahren beendet oder mit dem Einlesen der Sensordaten im Schritt 300 weiterverfolgt werden. Bei der Erkennung eines Hindernisses bzw. einer Gefahr wird im nachfolgenden optionalen Schritt 320 eine entsprechende Warnanzeige in einem Display des Fahrrads angezeigt, um den Fahrer auf das Hindernis bzw. die Gefahr hinzuweisen. Anschließend wird im Schritt 330 mittels des Beleuchtungsmittels das erkannte Hindernis beleuchtet, zum Beispiel in einer Signalfarbe, mit einer Farbe, mit der sich das Hindernis vom Untergrund unterscheiden lässt oder mit einem Warnsymbol. In dem Schritt 330 kann ebenfalls die Gefahr eines von hinten ankommenden weiteren Verkehrsteilnehmer angezeigt werden. Im nächsten optionalen Schritt 340 kann eine Anzeige eines Ausweichwegs vorgesehen sein, mittels dem das Hindernis umfahren werden kann. Dies kann ebenfalls mit dem Beleuchtungsmittel auf der Fahrbahn erfolgen, wobei für das Anzeigen des Ausweichwegs eine von der Anstrahlung des Hindernisses abweichende Farbe verwendet werden sollte, z. B. blau oder grün. Alternativ kann auch eine akustische Warnung vorgenommen werden. Darüber hinaus kann der Ausweichweg auch in einem Display des Tachos oder einer Bedieneinheit des Elektrofahrrads angezeigt werden. Ebenfalls optional ist der letzte Schritt 350, bei dem eine haptische Rückmeldung an den Fahrer erzeugt wird, um ihn auf das Hindernis aufmerksam zu machen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass eine Vibrationseinheit im Lenker angesteuert wird, durch den eine entsprechende Vibration auf die Griffe eingespielt wird. Es ist jedoch auch möglich, über die Pedale oder den Sitz haptische Rückmeldungen zu geben. Bei der Verwendung eines Elektrofahrrads ist auch die Ansteuerung des Motors in Abhängigkeit des erkannten Hindernisses möglich, um beispielsweise den Antrieb zu reduzieren und so eine Bremsung durch den Fahrer zu ermöglichen. Optional ist auch ein Eingriff direkt auf die Bremse möglich.
  • Es sei angemerkt, dass die Position des Hindernisses aus den Daten des Sensors 220 abgeleitet werden kann. Alternativ oder zusätzlich ist jedoch auch möglich, dass die Sensordaten des Sensors 220 lediglich die Existenz eines Hindernisses erfasst und die Position mittels eines (Infrarot-)Lasers detektiert wird. Ebenso soll es möglich sein, dass das Beleuchtungsmittel selbst eine Möglichkeit aufweist, mit der gezielt eine Beleuchtung eines gewünschten und durch das Hindernis vorgegebenen Orts erzielt werden kann. Es ist alternativ jedoch auch möglich, dass mittels einer Laservermessung der Beleuchtungsort vermessen und während der Beleuchtung während der Fahrt des Fahrrads angepasst wird.

Claims (11)

  1. Vorrichtung zur Erkennung eines Hindernisses auf einer Fahrbahn in Fahrtrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Zweirads (100), mit einer Steuereinheit (200), wobei die Steuereinheit (200) wenigstens Zustandsinformationen über die Fahrbahn in Fahrtrichtung erfasst und in Abhängigkeit der Zustandsinformationen ein Hinderniss (110) erkennt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (200) in Abhängigkeit eines erkannten Hindernisses (110) ein Beleuchtungsmittel (250) ansteuert, welches das Hindernis (110) beleuchtet.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (200) wenigstens zwei Klassen von unterschiedlichen Hindernissen (110) erkennt, wobei das Beleuchtungsmittel (250) das Hinderniss (110) in Abhängigkeit von der erkannten Klasse unterschiedlich beleuchtet, insbesondere mit unterschiedlichen Farben.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (200) einen Ausweichweg um das Hindernis (110) berechnet, wobei das Beleuchtungsmittel (250) derart angesteuert wird, dass es den Ausweichweg auf die Fahrbahn projiziert.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsmittel (250) einen Mikrospiegel oder eine projizierende Lasereinheit aufweist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (200) die Zustandsinformationen der Fahrbahn mittels eines Radarsensors (120, 220) oder eines Ultraschallsensors (120, 230) oder eines Kamerasystems erfasst.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (200) bei Erkennung eines Hindernisses ein Mittel (260) ansteuert, mittels dem eine haptische oder eine akustische Rückmeldung an den Fahrer des Fahrzeugs erfolgt.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (200) bei Erkennung eines Hindernisses (110) dem Fahrer des Fahrzeugs das Hindernis auf einem Display (240) anzeigt.
  8. Verfahren zur Erkennung eines Hindernisses auf einer Fahrbahn in Fahrtrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Zweirads (100), welches in einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 7 abläuft, wobei die Schritte • Erfassung des Zustands der Fahrbahn in Fahrtrichtung, und • Erkennen eines Hindernisses (110) in Abhängigkeit vom Zustand der Fahrbahn vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das erkannte Hindernis (110) derart beleuchtet wird, dass es sich von der Fahrbahn visuell abhebt.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Schritt dem Hindernis (110) eine von wenigstens zwei Klassen zugeordnet wird, wobei die Beleuchtung in Abhängigkeit von der Klasse variiert wird, insbesondere indem je Klasse eine eigene Farbe für die Beleuchtung verwendet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Schritt ein Ausweichweg um das Hindernis (110) herum errechnet wird und auf die Fahrbahn projiziert wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem erkannten Hindernis an den Fahrer des Fahrzeugs eine haptische oder akustische Rückmeldung erfolgt.
DE102016200683.5A 2016-01-20 2016-01-20 Vorrichtung und Verfahren zur Erkennung eines Hindernisses Withdrawn DE102016200683A1 (de)

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