DE102016202829A1

DE102016202829A1 - Vorrichtung zur Querführungsunterstützung für ein straßengebundenes Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016202829A1
Application number: DE102016202829.4A
Authority: DE
Inventors: Matthias Beck; Tom Kasseckert; Tobias Rothmund
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2017-08-24
Also published as: US20180362038A1; CN108698612B; CN108698612A; WO2017144381A1; US11312376B2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Querführungsunterstützung für ein straßengebundenes Fahrzeug, wobei mittels einer programmierbaren elektronischen Steuereinheit, mittels Abstandssensoren zur Erfassung von Hindernissen seitlich und/oder hinter dem eigenen Fahrzeug innerhalb eines definierten Warnbereiches und mittels einer optischen Sensoreinrichtung zur Erfassung der Fahrspurbreite der eigenen Spur und/oder zur Erfassung der Fahrspurbreite zumindest der nächsten Nachbarspur mindestens ein Warnbereich abhängig von der erfassten Fahrspurbreite der eigenen Spur und/oder abhängig von der erfassten Fahrspurbreite zumindest der nächsten Nachbarspur zeitlich und/oder räumlich variabel definiert wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Querführungsunterstützung für ein straßengebundenes Fahrzeug.
Bekannte Querführungs-Fahrerassistenzsysteme bieten dem Fahrzeugführer beispielsweise bei einem Spurwechsel Unterstützung zur Verminderung von einer möglichen Kollisionsgefahr insbesondere mit Fremdfahrzeugen im toten Winkel. Bekannte Spurhalteassistenzsysteme setzen in der Regel vorhandene Fahrbahnmarkierungen und Mindestfahrspurbreiten voraus, um zuverlässig arbeiten zu können. Bei Umgebungsbedingungen, wie sie beispielsweise bei Autobahnbaustellen vorliegen, bei denen die Fahrspur sehr schmal ist und eine Mindestbreite der Fahrspur für ein Spurhaltesystem nicht gewährleistet ist und bei denen Fahrspurmarkierungen teilweise überhaupt nicht oder mehrfach vorhanden sind, kommen bekannte Spurhaltesysteme in der Regel an ihre Grenze.
Bekannte Spurhalteassistenz- bzw. Spurverlassenswarnsysteme setzen stets vorhandene, vom System zu erfassende Fahrspurbegrenzungen voraus, wobei bei einem erkannten Überschreiten der Fahrspurmarkierung ein Warnsignal generiert wird, über welches der Fahrer auf die gegebene Situation aufmerksam gemacht wird.
In der DE 10 2006 048 503 A1 ist beispielsweise eine Einrichtung für die Spurführung eines Fahrzeugs genannt, die zwischen temporären und permanenten Fahrspurmarkierungen unterscheidet, wobei bei Erkennen von temporären Fahrspurmarkierungen bevorzugt diese für die Spurführung benutzt werden. Die Unterscheidung zwischen temporären und permanenten Fahrspurmarkierungen erfolgt in der Regel durch eine Farbunterscheidung. Weiterhin ist in dieser Druckschrift eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Durchfahrtsmöglichkeit genannt, bei der über eine Sensoreinrichtung der Abstand zwischen Hindernissen in Fahrtrichtung erfasst wird, der erfasste Abstand mit der gespeicherten Fahrzeugbreite und oder Fahrzeughöhe verglichen wird, und in Abhängigkeit von diesem Vergleich, für den Fall, dass der erfasste Abstand eine Durchfahrt des Fahrzeugs nicht zulässt, ein Warnsignal generiert wird. Durch die Querführungsunterstützung gemäß dem Gegenstand der DE 10 2006 048 503 A1 soll insbesondere ein rein reaktives Verhalten des Fahrzeugführers weitgehend vermieden werden.
Zum weiteren technischen Hintergrund im Zusammenhang mit einer Schätzung der Anzahl von Fahrspuren wird auf die DE 10 2013 104 256 A1 hingewiesen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Querführungsunterstützung für ein straßengebundenes Fahrzeug zu schaffen, durch die insbesondere Fehlwarnungen vermieden werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst, während in den abhängigen Ansprüchen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung angegeben sind.
Die Erfindung betrifft grundsätzlich eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Querführungsunterstützung für ein straßengebundenes Fahrzeug, wobei mittels einer programmierbaren elektronischen Steuereinheit, mittels Abstandssensoren zur Erfassung von Hindernissen seitlich und/oder hinter dem eigenen Fahrzeug innerhalb eines definierten Warnbereiches und mittels einer optischen Sensoreinrichtung zur Erfassung der Fahrspurbreite der eigenen Spur und/oder zur Erfassung der Fahrspurbreite zumindest der nächsten Nachbarspur mindestens ein Warnbereich abhängig von der erfassten Fahrspurbreite der eigenen Spur und/oder abhängig von der erfassten Fahrspurbreite zumindest der nächsten Nachbarspur zeitlich und/oder räumlich variabel definiert wird.
Der Erfindung liegen folgende Gedanken zugrunde:
Bei bekannten Systemen insbesondere zur Spurwechselwarnung bzw. Totwinkelwarnung wird ein Warnbereich, bei dem eine Auslösung einer Spurwechselwarnung erfolgt, als mit der Fahrzeugposition fest verbundener Bereich definiert. Dabei kann sowohl ein Warnbereich auf der Fahrerseite als auch ein Warnbereich auch auf der Beifahrerseite vorgegeben sein. Mit anderen Worten sind Warnbereiche feste geometrische Bereiche im Fahrzeugkoordinatensystem. Vereinzelt gibt es für diese Warnbereiche länderabhängige Varianten. Diverse Verfahren zur Erkennung und/oder zur Vermessung von Fahrbahnmarkierungen liegen vor.
Durch einen fest definierten Warnbereich nach dem Stand der Technik kann es damit in vereinzelten Situationen zu Falschwarnungen kommen. Nach dem Stand der Technik werden unterschiedliche Beschaffenheiten von Fahrzeugspuren nicht berücksichtigt. Beispielsweise werden die Unterschiede von Fahrspurbreiten (z. B. in Baustellen, in einer Stadt- oder Autobahnsituation oder bei länderspezifischen Spurbreiten) und ein entsprechendes Variieren zulässiger lateraler Abstände der Fahrzeuge zueinander nicht berücksichtigt. Das Management von Ländervarianten erfordert einen großen Applikationsaufwand.
Der Erfindung liegt daher die Idee zugrunde, zumindest einen Warnbereich abhängig von der tatsächlichen Breite der Fahrspuren adaptiv zu definieren:
Dabei kann bei dem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem mit adaptiven Warnbereichen zumindest ein Warnbereich abhängig von einer tatsächlichen Fahrspurbreite zumindest einer Nachbarfahrspur definiert werden.
Die Warnbereiche können dabei zeitlich und räumlich variabel definiert werden. Dies bietet einen entscheidenden Vorteil im Vergleich zu einer festen Kopplung dieser Bereiche an das Fahrzeugkoordinatensystem. Dabei kann zumindest eine Fahrspur mit zumindest einem Umfeld-erkennenden optischen Sensor des Fahrzeugs erkannt und/oder vermessen werden. Als Umfeld-erkennende optische Sensoren können beispielsweise zumindest ein Frontkamerasystem, zumindest ein Heckkamerasystem, zumindest ein Kamerasystem als Ersatz oder als Ergänzung zu einem Spiegelsystem und/oder zumindest ein Lasersensor des Fahrzeugs eingesetzt werden.
Eine Fahrspur kann dabei abhängig von den sensorisch erkannten, sie begrenzenden Spurenmarkierungen und/oder Spurengrenzen, z. B. Leitplanken, erkannt und vermessen werden. Zum Beispiel erfasst ein Kamerasystem die linke und rechte Fahrbahnmarkierung der eigenen Spur des mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Fahrzeugs sowie die jeweils linke und rechte Markierung des Nachbarfahrstreifens, sofern vorhanden. Anhand der Fahrbahnbreite können die Warnbereiche entsprechend angepasst werden.
Zusätzlich oder alternativ kann zumindest ein Warnbereich für eine Nachbarspur zumindest abhängig von der Fahrspurbreite der eigenen Fahrspur erfolgen. Dabei vermisst das Fahrerassistenzsystem die eigene Fahrspur und stellt beispielsweise sensorisch und/oder mittels eines Navigationssystems fest, ob grundsätzlich eine Nachbarspur vorhanden ist. Daraufhin kann das Fahrerassistenzsystem eine virtuelle Warnbereichsbreite der Nachbarspur basieren auf der eigenen Fahrspur ermitteln.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch derart ausgestaltet sein, dass eine Warnbereichsbreite abhängig von der Fahrspurbreite einer vorgegebenen Baustellen-Spurmarkierung angepasst wird. Besonders bevorzugt kann diese durch die typische spezielle Färbung erkannt werden. Dabei kann die Baustellenlinie gegenüber der der normalen Linie (z. B. Markierung oder Leitplanke) priorisiert werden.
Die mindestens eine Warnbereichsbreite kann erfindungsgemäß auch anhand einer Klassifizierung des Straßentyps durch Navigationsdaten oder Backend-Daten angepasst werden. Anhand des Straßentyps, wie zum Beispiel Autobahn, Schnellstraße oder Stadtstraße, kann eine für den entsprechenden Straßentyp übliche Straßenbreite angenommen werden, an die der Warnbereich angepasst werden kann.
Die mindestens eine Warnbereichsbreite kann erfindungsgemäß grundsätzlich anhand von Navigationsdaten oder Backend-Daten betreffend die Umgebung des Fahrzeugs festgelegt werden, insbesondere wenn die Fahrspurbreite der eigenen Fahrspur und die der Nachbarspur nicht sensorisch erkannt werden kann. Hiermit können insbesondere definierte Sondersituationen erkannt werden. Jeder definierten Sondersituation kann bei Bedarf ein fester Wert der Warnbereichs-Anpassung zugeordnet werden.
Die Anpassung des Warnbereichs kann aber nicht nur die Warnbereichsbreite, sondern zusätzlich oder alternativ auch den lateralen Abstand des Warnbereichs zum eigenen Fahrzeug betreffen.
Diese laterale Positionierung eines Warnbereichs kann auch abhängig von der lateralen Position des eigenen Fahrzeuges in der eigenen Fahrspur bestimmt werden. Der laterale Versatz bildet die Position des eigenen Fahrzeuges in der eigenen Fahrspur unabhängig vom verwendeten Koordinatensystem ab.
Auch kann die laterale Verschiebung eines Warnbereichs abhängig von der Position der erkannten Fahrspuren der Nachbarspur zum eigenen Fahrzeug bestimmt werden.
Ferner umfasst die Erfindung insbesondere auch eine elektronische Steuereinheit, durch die ein entsprechendes für die Erfindung notwendiges Verfahren durchführbar ist und in der ein Computerprogrammprodukt zur Durchführung des Verfahrens enthalten ist. Diese Steuereinheit kann in einem für Fahrerassistenzsysteme zur Querführungsunterstützung ohnehin vorhandenen elektronischen Steuergerät integriert sein.
VORTEILE DER ERFINDUNG:

– Kundenrelevante Verbesserung der Systemperformance;
– Reduktion von Fehl- und Falschwarnungen durch adaptive Warnbereichsanpassungen;
– Kein Mehraufwand bei der Hardware und Sensorik;
– Länder- und Straßen-abhängige Applikation und Absicherung der Funktion kann entfallen oder wesentlich vereinfacht werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigt:
1: In schematischer Darstellung eine beispielhafte Verkehrssituation mit zwei in Fahrtrichtung voneinander beabstandeten und seitlich versetzt zueinander fahrenden Kraftfahrzeugen, wobei das vorausfahrende Fahrzeug zur Erläuterung der Erfindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Querführungsunterstützung ausgestattet ist.
2: Im Vergleich zu 1 ein heute bekanntes Ausführungsbeispiel.
Zunächst wird in Zusammenhang mit 2 der Stand der Technik sowie das damit verbundene Problem erläutert:
In 2 ist ein straßengebundenes Fahrzeug 1 nach dem Stand der Technik mit einer programmierbaren elektronischen Steuereinheit 2 und mit Abstandssensoren 3 zur Erfassung von Hindernissen seitlich und/oder hinter dem eigenen Fahrzeug 1 innerhalb eines definierten Warnbereiches W1 auf der Fahrerseite und eines definierten Warnbereiches W2 auf der Beifahrerseite dargestellt. Im dargestellten Beispiel weisen die drei Fahrspuren S1, S2 und S3 einer Straße in Fahrtrichtung von links nach rechts einen Übergang (senkrechter Pfeil) von einer vergleichsweise großen Breite in eine vergleichsweise schmale Breite auf. Beispielsweise wird die Breite B2 der nächsten Nachbarspur S2 des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 in eine Breite B3 verringert. Die Breite B1 des Warnbereichs W1 sowie der seitliche Abstand A1 des Warnbereichs W1 zum Fahrzeug 1, also die laterale Position, bleiben gleich. Dadurch würde ein von hinten nahendes Fremdfahrzeug 5 in der übernächsten Fahrspur S3 im Bereich der engeren Spurführung fälschlicherweise als zu bewarnendes Hindernis erkannt werden. Durch die Erfindung soll eine derartige Falschwarnung verhindert werden.
Im Folgenden wird die Erfindung beispielhaft nur im Zusammenhang mit dem Warnbereich W1 erläutert. In 1 weist das Fahrzeug 1 auch eine hier nach vorne gerichtete optische Sensoreinrichtung 4 zur Erfassung der jeweiligen Fahrspurbreite B5 und B6 der eigenen Spur S1 und zur Erfassung der jeweiligen Fahrspurbreite B2 oder B3 zumindest der nächsten Nachbarspur S2 auf. Die Steuereinheit 2 ist beispielsweise in Form eines entsprechend programmierten Funktionsmoduls (Computerprogramm-Produkt) erfindungsgemäß derart ausgestaltet, dass der Warnbereich W1 abhängig von der erfassten Fahrspurbreite B5 oder B6 der eigenen Spur S1 und/oder abhängig von der erfassten Fahrspurbreite B2 oder B3 zumindest der nächsten Nachbarspur S2 zeitlich und/oder räumlich variabel definierbar ist.
Beispielsweise wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel der Warnbereich W1 in Bezug auf seine Breite und in Bezug auf seinen Abstand zum eigenen Fahrzeug 1 in einer ersten Alternative folgendermaßen verändert:
Wird auf der nächsten Nachbarspur S2 eine Breite B2 erfasst, wird die Breite des Warnbereichs W1 auf eine Breite B1 und wird vorzugsweise auch der Abstand des Warnbereichs W1 zum Fahrzeug 1 auf einen Abstand A1 definiert. Wird auf der nächsten Nachbarspur S2 eine Breite B3 erfasst, wird die Breite des Warnbereichs W1 auf eine Breite B4 und wird vorzugsweise auch der Abstand des Warnbereichs W1 zum Fahrzeug 1 auf einen Abstand A2 definiert. Diese variable Definition findet zeitlich beispielsweise bei Erkennung des Übergangs von breiten Fahrspuren auf vergleichsweise schmale Fahrspuren und vorzugsweise nach Erkennen einer wieder gleichbleibenden (neuen) Breite B3 für eine vorgegebene Zeit statt.
Insbesondere wenn die Fahrspurbreite zumindest der nächsten Nachbarspur S2 nicht durch erkennbare Begrenzungen (z. B. bei fehlender Fahrspurmarkierung und Leitplanke) erfassbar ist, wird vorzugsweise in einer zweiten Alternative der Warnbereich wie oben verändert, jedoch mit dem Unterschied, dass aus den jeweils erkannten Breiten B5 und B6 der eigenen Fahrspur S1 auf die Breiten B2 und B3 der Nachbarspur S1 geschlossen wird.
Insbesondere bei fehlenden oder schlecht auswertbaren Fahrspurbreiten B2, B3, B5 und B6 werden vorzugsweise weitere Umgebungsparameter zur Erkennung von definierten Sondersituationen (z. B. Baustelle, Engstelle, geänderter Straßenverlauf ohne Markierungen, Farbänderung der Markierungen, Straßentyp-Änderung usw.) erfasst (z. B. mittels der optischen Sensoren 4 und/oder mittels Auswertung von Navigationsdaten), wobei vorgegebene Sonder-Fahrspurbreiten entsprechend der jeweils erkannten Sondersituation definiert werden (hier nicht eigens dargestellt).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006048503 A1 [0004, 0004]
DE 102013104256 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung zur Querführungsunterstützung für ein straßengebundenes Fahrzeug (1) mit einer programmierbaren elektronischen Steuereinheit (2), mit Abstandssensoren (3) zur Erfassung von Hindernissen seitlich und/oder hinter dem eigenen Fahrzeug (1) innerhalb eines definierten Warnbereiches (W1; W2) und mit einer optischen Sensoreinrichtung (4) zur Erfassung der Fahrspurbreite (B5, B6) der eigenen Spur (S1) und/oder zur Erfassung der Fahrspurbreite (B2, B3) zumindest der nächsten Nachbarspur (S2), wobei die Steuereinheit derart ausgestaltet ist, dass mindestens ein Warnbereich (W1) abhängig von der erfassten Fahrspurbreite (B5, B6) der eigenen Spur (S1) und/oder abhängig von der erfassten Fahrspurbreite (B2, B3) zumindest der nächsten Nachbarspur (S2) zeitlich und/oder räumlich variabel definierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Warnbereich (W1) in Bezug auf seine Breite (B1; B4) und/oder in Bezug auf seinen Abstand (A1; A2) zum eigenen Fahrzeug (1) variabel definierbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Warnbereich (W1) abhängig von der erfassten Fahrspurbreite (B5, B6) der eigenen Spur (S1) definierbar ist, wenn die Fahrspurbreite (B2, B3) zumindest der nächsten Nachbarspur nicht durch erkennbare Begrenzungen erfassbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit dazu ausgestaltet ist, weitere Umgebungsparameter zur Erkennung von definierten Sondersituationen zu erfassen, wobei vorgegebene Sonder-Fahrspurbreiten entsprechend der jeweils erkannten Sondersituation definierbar sind, wenn weder die Fahrspurbreite (B5, B6) der eigenen Spur (S1) noch die Fahrspurbreite (B2, B3) zumindest der nächsten Nachbarspur (S2) erfassbar sind.
Verfahren zur Querführungsunterstützung für ein straßengebundenes Fahrzeug (1), bei dem mittels einer programmierbaren elektronischen Steuereinheit (2), mittels Abstandssensoren (3) zur Erfassung von Hindernissen seitlich und/oder hinter dem eigenen Fahrzeug (1) innerhalb eines definierten Warnbereiches (W1; W2) und mittels einer optischen Sensoreinrichtung (4) zur Erfassung der Fahrspurbreite (B5, B6) der eigenen Spur (S1) und/oder zur Erfassung der Fahrspurbreite (B2, B3) zumindest der nächsten Nachbarspur (S2) mindestens ein Warnbereich (W1) abhängig von der erfassten Fahrspurbreite (B5, B6) der eigenen Spur (S1) und/oder abhängig von der erfassten Fahrspurbreite (B2, B3) zumindest der nächsten Nachbarspur (S2) zeitlich und/oder räumlich variabel definiert wird.
Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Warnbereich (W1) in Bezug auf seine Breite (B1; B4) und/oder in Bezug auf seinen Abstand (A1; A2) zum eigenen Fahrzeug (1) variabel definiert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Warnbereich (W1) abhängig von der erfassten Fahrspurbreite (B5, B6) der eigenen Spur (S1) definiert wird, wenn die Fahrspurbreite (B2, B3) zumindest der nächsten Nachbarspur (S2) nicht durch erkennbare Begrenzungen erfassbar ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Umgebungsparameter zur Erkennung von definierten Sondersituationen erfasst werden, wenn weder die Fahrspurbreite (B5, B6) der eigenen Spur (S1) noch die Fahrspurbreite (B2, B3) zumindest der nächsten Nachbarspur erfassbar sind, wobei der jeweils erkannten Sondersituation eine entsprechende vorgegebene Sonder-Fahrspurbreite zugeordnet wird.
Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.
Elektronische Steuereinheit für eine Vorrichtung oder zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.