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Hintergrund
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Hier werden ein System zur Erkennung von Verkehrszeichen und ein entsprechendes Verfahren offenbart. Dieses System und das Verfahren sind insbesondere einsetzbar, um in fahrergelenkten Kraftfahrzeugen den Fahrer zu unterstützen. Details hierzu sind in den Ansprüchen definiert; auch die Beschreibung und die Zeichnungen enthalten relevante Angaben zum System und zur Funktionsweise sowie zu Varianten des Systems und des Verfahrens.
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Technischer Bereich
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Die Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeuges durch Steuerungs- oder Fahrerassistenzsysteme trägt zum Fahrtkomfort und zur Betriebssicherheit von (Kraft-)Fahrzeugen bei. Steuerungs- oder Fahrerassistenzsysteme können den Fahrer bei einer effizienten Führung des Kraftfahrzeuges im Straßenverkehr unterstützen. Hierdurch kann eine Bedienerfreundlichkeit eines Kraftfahrzeuges erhöht, die Führung eines Kraftfahrzeugs erleichtert und die Sicherheit aller Teilnehmer eines Straßenverkehrs positiv beeinflusst werden.
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Bekannte Fahrerassistenzsysteme für den Fahrer eines Kraftfahrzeuges, welche den Fahrtkomfort erhöhen, sind zum Beispiel Geschwindigkeitswarnsysteme oder Einparkassistenten.
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Geschwindigkeitswarnsysteme bestimmen mittels eines satellitengestützten Navigationssystems die Position des Fahrzeuges auf einem Verkehrsweg und ermitteln eine diesem Verkehrsweg zugeordnete maximal zulässige Geschwindigkeit mit Hilfe zuvor gespeicherter Referenzdaten. Dem Fahrer des Kraftfahrzeuges wird daraufhin die maximale zulässige Geschwindigkeit angezeigt. Bei einer Überschreitung der maximal zulässigen Geschwindigkeit kann der Fahrer gewarnt werden.
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Ein Einparkassistent unterstützt den Fahrer eines Kraftfahrzeugs bei einem Parken des Kraftfahrzeugs. Hierbei kann der Einparkassistent dem Fahrer situationsrelevante Hinweise geben oder einen Parkvorgang zumindest teilweise automatisieren.
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Zugrundeliegendes Problem
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Ein Geschwindigkeitswarnsystem, welches die maximal zulässige Höchstgeschwindigkeit mit dem Verkehrsweg zugeordneten Referenzdaten bestimmt, kann kurzfriste Änderungen der maximal zulässigen Höchstgeschwindigkeit, zum Beispiel aufgrund von Baustellen, nicht oder nur verzögert berücksichtigen.
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Ein Einparkassistent kann den Vorgang eines Parkens eines Kraftfahrzeuges unterstützen, dem Fahrer des Kraftfahrzeuges aber keine Hinweise über eine Zulässigkeit des Parkens in einer bestimmten Umgebung liefern.
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Trotz vorhandener Fahrerassistenzsysteme besteht somit Bedarf an einem verbesserten Steuerungssystem und an einem verbesserten Steuerungsverfahren, welches die Nachteile der bekannter Systeme zumindest teilweise überwindet.
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Vorgeschlagene Lösung
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Diese Aufgabe löst ein Steuerungssystem nach dem Anspruch 1 und ein Steuerungsverfahren nach dem Anspruch 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die abhängigen Ansprüche definiert.
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Ein Steuerungssystem für ein Kraftfahrzeug basiert auf einer Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs. Die Umfeldsensorik ist dazu eingerichtet, ein Verkehrszeichen zu erfassen. Eine Verkehrszeichendatenbank ist dazu vorgesehen und eingerichtet, Informationen zur Identifizierung vorbestimmter Verkehrszeichen zu speichern. Eine Schnittstelle ist dazu vorgesehen und eingerichtet, einer Fahrinstanz des Kraftfahrzeugs eine Verkehrszeicheninformation zu übermitteln. Eine Steuerung ist dazu vorgesehen und eingerichtet ein durch die Umfeldsensorik erfasstes Verkehrszeichen mit den Informationen zur Identifizierung vorbestimmter Verkehrszeichen zu identifizieren und abhängig von dem Identifizieren eine Übermittlung einer Verkehrszeicheninformation der Schnittstelle an die Fahrinstanz des Kraftfahrzeugs zu bewirken.
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Die Fahrinstanz kann ein Fahrer des Kraftfahrzeugs sein. Die Schnittstelle kann hierbei eine Benutzerschnittstelle sein. Die Benutzerschnittstelle kann eine technische Vorrichtung sein, welche dazu geeignet ist, den Fahrer/die Fahrinstanz des Kraftfahrzeugs auf ein durch die Steuerung identifiziertes Verkehrszeichen/ eine Verkehrszeicheninformation hinzuweisen. Ein „Hinweisen“ bezeichnet hierbei die Übermittlung oder das Darstellen einer (Verkehrszeichen-)Information an/für den Fahrer/die Fahrinstanz, wobei die Übermittlung bzw. die Darstellung dazu geeignet ist, von dem Fahrer/der Fahrinstanz wahrgenommen/ aufgenommen und interpretiert zu werden und/oder die Aufmerksamkeit des Fahrers/der Fahrinstanz auf eine (Verkehrszeichen-)Information zu lenken. Zum Beispiel kann die Benutzerschnittstelle Warnleuten, Lautsprecher, Armaturenanzeigen, etc. umfassen. Das Steuerungssystem kann somit durch die Erfassung und Identifizierung jeweils relevanter Verkehrszeichen dem Fahrer des Kraftfahrzeuges situationsrelevante Informationen zur Verfügung stellen.
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Ein Verkehrszeichen kann zum Beispiel ein Verkehrsschild oder eine Fahrbahnmarkierung sein, welche zum Beispiel ein Parken des Kraftfahrzeuges untersagt oder eine maximale zulässige Fortbewegungsgeschwindigkeit vorgibt.
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In einer anderen Ausführungsform kann die Fahrinstanz eine autonome Kraftfahrzeugsteuerung sein, welche einen teilweise oder vollständig autonomen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs realisiert. Ein autonomer Fahrbetrieb bezeichnet hierbei den Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeuges, der ohne oder mit lediglich optionalen Fahrzeugsteuerungsaktionen des Fahrers bzw. eines Insassen des Kraftfahrzeugs erfolgt. Die Schnittstelle kann in dieser Ausführungsform insbesondere eine Datenschnittstelle der Steuerung zur autonomen Kraftfahrzeugsteuerung sein. Die autonome Kraftfahrzeugsteuerung kann hierbei dazu ausgebildet sein, ein durch die Steuerung identifiziertes Verkehrszeichen/ eine Verkehrszeicheninformation bei der Steuerung des Kraftfahrzeugs zu berücksichtigen. Zum Beispiel kann die autonome Kraftfahrzeugsteuerung eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs anpassen, wenn die Steuerung ein Verkehrszeichen identifiziert, welches eine maximal zulässige Fahrzeuggeschwindigkeit anzeigt/vorgibt. Auch ein Beachten eines identifizierten Verbotszeichens, zum Beispiel eines Halteverbots, durch die Fahrinstanz/ die autonome Kraftfahrzeugsteuerung ist umfasst.
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Die Verkehrszeichendatenbank kann Informationen zur Identifizierung aller vorgesehenen Verkehrszeichen einer Straßenverkehrsordnung eines (National-)Staates speichern. Auch können eine Auswahl von vorgesehenen Verkehrszeichen einer Straßenverkehrsordnung und/oder zusätzliche Verkehrszeichen gespeichert werden. Die Verkehrszeichendatenbank kann in einer Variante durch einen Bediener, zum Beispiel im Rahmen einer (Kraftfahrzeug-)Wartung, manuell ausgelesen und/oder verändert werden. In einer Variante kann die Datenbank über eine Netzwerkanbindung an eine Datenverarbeitungsvorrichtung befüllt/aktualisiert werden. Ein Bediener kann mit der Datenverarbeitungsvorrichtung Informationen der Verkehrszeichendatenbank auslesen und/oder verändern, insbesondere aktualisieren. Die Informationen zur Identifizierung der Verkehrszeichen korrespondieren mit der Erfassung der Umfeldsensoren. Zum Beispiel kann die Verkehrszeichendatenbank im Falle einer Verwendung optisch erfassender Sensoren eine Bilddatenbank zum Vergleich mit gewonnen Bildeinzügen der Umfeldsensoren umfassen.
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Weitere Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen
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In einer Variante kann die Steuerung weiter dazu eingerichtet sein, einen Zeitpunkt zu ermitteln, an dem ein Verkehrszeichen durch die Umfeldsensorik erfasst wird und/oder an dem die Übermittlung der Verkehrszeicheninformation durch die Schnittstelle , zum Beispiel ein Hinweis an den Fahrer des Kraftfahrzeugs, bewirkt wird. Weiter kann die Steuerung dazu eingerichtet sein, eine Beendigungszeitdauer abhängig von dem Identifizieren des Verkehrszeichens ermitteln. In einer alternativen Variante kann die Beendigungszeitdauer eine vorbestimmte Zeitspanne, insbesondere eine Zeitspanne mit einer Dauer von 180 Sekunden, sein. Weiter kann die Steuerung dazu eingerichtet sein, die Übermittlung der Verkehrszeicheninformation durch die Schnittstelle, zum Beispiel an den Fahrer des Kraftfahrzeuges, zu beenden, nachdem seit dem ermittelten Zeitpunkt die ermittelte oder vorbestimmte Beendigungszeitdauer vergangen ist.
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Zur Ermittlung des Zeitpunktes und zur Ermittlung einer vergangenen Zeitdauer kann die Steuerung einen Zeitmesser aufweisen.
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In einer Variante kann der Fahrer des Kraftfahrzeuges die Übermittlung/den Hinweis durch die Schnittstelle/Benutzerschnittstelle manuell beenden, zum Beispiel durch die Betätigung eines hierfür vorgesehenen Bedienerelements.
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Ein Vorteil der Beendigung des Hinweises ist es, dass zum Beispiel ein durch den Fahrer bereits wahrgenommener Hinweis nicht weiter die Aufmerksamkeit des Fahrers des Kraftfahrzeuges beeinträchtigt.
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Die Umfeldsensorik kann eine optisch erfassende Sensorik, insbesondere eine Kameraanordnung sein.
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Die Kameraanordnung kann eine erste Kamera umfassen, welche an/in der Fahrzeugfront des Kraftfahrzeugs positioniert ist. Weiter kann die Kameraanordnung eine zweite Kamera umfassen, welche an/in einer Seite des Kraftfahrzeugs positioniert ist. In einer Ausführungsform kann die erste Kamera in der Mitte der Fahrzeugfront positioniert sein. In einer anderen Ausführungsform kann sich die erste Kamera in einem Eckbereich der Fahrzeugfront befinden, sodass seitlich neben einer Fahrbahn positionierte Schilder besser erkannt werden können. Zum Beispiel kann die erste Kamera mit in dem Kraftfahrzeug integrierten Fahrzeugscheinwerfern im Eckbereich der Fahrzeugfront kolloziert sein. Die erste Kamera hat insbesondere einen in Richtung einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs gerichteten Erfassungsbereich. Die zweite Kamera kann einen winklig zur Fahrtrichtung ausgedehnten Erfassungsbereich haben. Die zweite Kamera kann mittig an einer Seitenwand des Kraftfahrzeugs positioniert sein.
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Die Umfeldsensorik kann weiter dazu angeordnet und ausgebildet sein, eine Textinformation eines Verkehrszeichens zu erfassen. Die Verkehrszeichendatenbank kann weiter dazu eingerichtet sein, Informationen zur Identifizierung vorbestimmter Wörter und/oder Texte zu speichern. Die Steuerung kann ferner dazu eigerichtet sein, eine durch die Umfeldsensorik erfasste Textinformation mit den Informationen zur Identifizierung vorbestimmter Wörter und/oder Texte zu identifizieren. Die Steuerung kann weiter dazu eigerichtet sein, eine durch die Umfeldsensorik erfasste Textinformation mit einem elektronischen Texterkennungsverfahren zu identifizieren und/oder die Schnittstelle/Benutzerschnittstelle kann ferner dazu eingerichtet sein, der Fahrinstanz des Kraftfahrzeuges die identifizierte Textinformation zu übermitteln.
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Ein Vorteil hierbei ist, dass Verkehrszeichen, welche eine relevante Textinformation umfassen, insbesondere durch den Fahrer, korrekt interpretiert werden können. Zum Beispiel können Verkehrszeichen, welche eine Parkerlaubnis anzeigen, eine Erlaubniseinschränkung in Textform aufweisen. Zum Beispiel kann ein solches Parkerlaubniszeichen die Textinformation „Nur für Busse“, „Nur für Anwohner“ oder „Werktags von 09:00 bis 18:00“ aufweisen. Ebenso kann ein Verbotszeichen eine Verbotsausnahme in Form einer Textinformation aufweisen. Zum Beispiel kann ein Verkehrszeichen, welches die Durchfahrt eines Kraftfahrzeugs untersagt, die Textinformation „Frei für Lieferverkehr“, „Anwohner frei“ oder „Ausgenommen forst- und landwirtschaftliche Nutzfahrzeuge“ aufweisen. Die korrekte Interpretation eines solchen Verkehrszeichens durch die Fahrinstanz, insbesondere durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs, ist somit nur mit der Textinformation möglich.
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Die Identifikation einer, insbesondere optisch erfassten, Textinformation kann zum Beispiel durch ein bekanntes Texterkennungsverfahren automatisiert geschehen und insbesondere dem Fahrer durch ein visuell erkennbares Textdisplay im Innenraum des Fahrzeuges, insbesondere zusammen mit einem identifizierten Verkehrszeichen, angezeigt werden. Bevorzugt werden nur Textinformationen angezeigt, welche in einem vorbestimmten räumlichen Abstand zu einen identifizierten Verkehrsschild durch die Umfeldsensorik erfasst wurden.
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In einer Ausführungsform können wiederholt auftretende Textinformationen, zum Beispiel „Anwohner frei“, optisch erfasst werden und mittels eines Bilddatenvergleichs mit in der Verkehrszeichendatenbank gespeicherten (Bild-)Informationen identifiziert werden.
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In einer Ausführungsform kann die Schnittstelle/Benutzerschnittstelle ein optisch erkennbares Anzeigeelement im Innenraum des Kraftfahrzeuges aufweisen, welches insbesondere dazu eingerichtet ist, ein durch die Steuerung identifiziertes Verkehrszeichen für den Fahrer des Kraftfahrzeuges erkennbar schematisch wiederzugeben. Die Schnittstelle/Benutzerschnittstelle kann weiter ein optisch erkennbares Textanzeigeelement im Innenraum des Kraftfahrzeuges umfassen, welches insbesondere dazu eingerichtet ist, eine durch die Steuerung identifizierte Textinformation für den Fahrer des Kraftfahrzeuges lesbar wiederzugeben. Ferner kann die Schnittstelle/Benutzerschnittstelle einen akustischen Signalgeber im Innenraum des Kraftfahrzeuges umfassen, welcher insbesondere dazu eingerichtet ist, ein akustisches Signal in Abhängigkeit eines durch die Steuerung identifiziertes Verkehrszeichen wiederzugeben. Die Schnittstelle/Benutzerschnittstelle kann weiter einen akustischen Signalgeber, insbesondere einen Lautsprecher, im Innenraum des Kraftfahrzeuges umfassen, welcher insbesondere dazu eingerichtet ist, eine identifizierte Textinformation eines Verkehrszeichens akustisch wieder zu geben. Alternativ oder ergänzend kann Schnittstelle/Benutzerschnittstelle einen haptischen Signalgeber im Innenraum des Kraftfahrzeuges umfassen. Zum Beispiel kann ein Vibrieren eines Fahrersitzes durch den haptischen Signalgeber bewirkt werden.
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In einer Weiterentwicklung kann das Steuerungssystem einen Positionssensor, insbesondere ein satellitengestütztes Navigationssystem, zur Bestimmung einer Position/Positionsinformation des Kraftfahrzeuges aufweisen. In dieser Weiterentwicklung speichert die Verkehrszeichendatenbank Informationen zur Identifizierung vorbestimmter Verkehrszeichen einer Mehrzahl von Verkehrsordnungen, wobei die Informationen zur Identifizierung vorbestimmter Verkehrszeichen jeweils zumindest einer Verkehrsordnung zugeordnet sind. In dieser Weiterentwicklung ist die Steuerung ferner dazu eingerichtet eine aktuelle Position des Kraftfahrzeugs zu ermitteln und abhängig von der aktuellen Position des Kraftfahrzeuges Informationen zur Identifizierung vorbestimmter Verkehrszeichen, welche einer bestimmten Verkehrsordnung zugeordnet sind, heranzuziehen. Die Steuerung kann anhand der aktuellen (geografischen) Position des Kraftfahrzeugs eine jeweils relevante Verkehrsordnung bestimmen.
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Ein Vorteil hierbei ist, dass zum Beispiel Verkehrszeichen verschiedener nationaler Verkehrsordnungen erkannt und zugeordnet werden können. Insbesondere kann die Verkehrszeichendatenbank Informationen zur Identifizierung vorbestimmter Verkehrszeichen verschiedener Verkehrsordnungen verschiedener (National-)Staaten speichern. Die Steuerung kann mit der Position bzw. Positionsinformation des Kraftfahrzeugs, welche der Positionssensor bestimmt, die jeweils relevante Verkehrsordnung bestimmen und Informationen zur Identifizierung vorbestimmter Verkehrszeichen der relevanten Verkehrsordnung zur Identifizierung der Verkehrszeichen nutzen. Durch die Beschränkung der Identifizierung auf jeweils relevante Verkehrszeichen können Fehlidentifizierungen, insbesondere von einander ähnlichen, Verkehrszeichen reduziert werden und eine Identifizierungsdauer reduziert werden.
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Die Verkehrszeichendatenbank kann insbesondere die äußeren Umrisse von vorbestimmten Verkehrszeichen speichern. Die Steuerung kann dazu eingerichtet sein, zunächst die äußeren Umrisse eines, insbesondere durch eine Kameraanordnung, erfassten Verkehrszeichens mit den Umrissen von vorbestimmten Verkehrszeichen zu vergleichen und anschließend hieran das erfasste Verkehrszeichen mit den Informationen zur Identifizierung vorbestimmter Verkehrszeichen, welche einen ähnlichen äußeren Umriss aufweisen, zu identifizieren. Ein Vorteil hierbei ist, dass die Identifizierungsdauer reduziert werden kann.
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In einer Weiterentwicklung kann das Steuerungssystem weiter einen Geschwindigkeitssensor zur Bestimmung einer aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs aufweisen, wobei den gespeicherten Informationen zur Identifizierung vorbestimmter Verkehrszeichen jeweils zumindest ein gespeicherter Geschwindigkeitsbereich zugeordnet ist. Die Steuerung kann hierbei ferner dazu eingerichtet sein, eine aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zu ermitteln und abhängig von der aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges Informationen zur Identifizierung vorbestimmter Verkehrszeichen mit einem zugehörigen Geschwindigkeitsbereich heranzuziehen. Ein gespeicherter Geschwindigkeitsbereich ist dann zugehörig, wenn die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges von dem gespeicherten Geschwindigkeitsbereich umfasst ist.
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Ein Vorteil hierbei ist, dass zum Beispiel die Übermittlungen/ die Hinweise an den Fahrer des Kraftfahrzeuges auf für die Verkehrssituation relevante Übermittlungen/ Hinweise beschränkt werden können und eine Beeinträchtigung einer Aufmerksamkeit des Fahrers reduziert werden kann. Zum Beispiel kann die Steuerung derart eingerichtet sein, dass Halte- oder Parkverbotszeichen und/oder Parkerlaubniszeichen, die ab einer ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit von zum Beispiel 65 Kilometern pro Stunde durch die Umfeldsensorik erfasst werden zwar durch die Steuerung Identifiziert werden, jedoch die Übermittlung der Verkehrszeicheninformation durch die Schnittstelle unterbleibt. In einer anderen Variante kann die Steuerung die Identifizierung des Verkehrszeichens und das Bewirken der Übermittlung der Verkehrszeicheninformation unabhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit ausführen. In dieser Variante kann die Schnittstelle eine Filtervorrichtung umfassen, welche dazu ausgebildet ist, auf die den gespeicherten Informationen zur Identifikation zugeordneten Geschwindigkeitsbereiche und auf die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges zu zugreifen. Die Benutzerschnittstelle kann in dieser Variante eine Übermittlung einer Verkehrszeicheninformation, insbesondere einen Hinweis an den Fahrer des Kraftfahrzeugs über ein identifiziertes Verkehrszeichen, unterdrücken, abhängig von dem dem identifizierten Verkehrszeichen zugeordneten Geschwindigkeitsbereich und der aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges.
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Die Verkehrszeichendatenbank kann insbesondere Informationen zur Identifizierung von vorbestimmten Halte- und Parkverbotszeichen umfassen. Die Steuerung kann hierbei ferner dazu eingerichtet sein, ein durch die Umfeldsensorik erfasstes Verkehrszeichen mit den Informationen zur Identifizierung von vorbestimmten Halte- und Parkverbotszeichen zu vergleichen und, wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner als 30 Kilometer pro Stunde ist, abhängig von dem Identifizieren eine Übermittlung der Verkehrszeicheninformation durch die Schnittstelle an die Fahrinstanz zu bewirken. Zum Beispiel kann ein Hinweis einer Benutzerschnittstelle über ein Halte- oder Parkverbot an den Fahrer des Kraftfahrzeugs zu bewirkt werden.
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Weiter kann die Steuerung einen ein Einparkassistent, insbesondere zur Unterstützung des Fahrers bei einem Parken des Kraftfahrzeugs aufweisen. Der Einparkassistent kann durch die Fahrinstanz aktivierbar sein. In einer Variante ist der Einparkassistent manuell durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs aktivierbar. Alternativ oder ergänzend kann die autonome Fahrzeugsteuerung den Einparkassistenten aktivieren. Die Steuerung kann hierbei ferner dazu eingerichtet sein, unmittelbar nach einer Aktivierung des Einparkassistenten zu ermitteln, ob innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums, insbesondere von 180 Sekunden vor der Aktivierung des Einparkassistenten, ein Halte- oder Parkverbotszeichen identifiziert wurde. Ist dies der Fall, so kann die Steuerung eine Übermittlung einer Halte- oder Parkverbotsinformation/Verkehrszeicheninformation an die Fahrinstanz des Kraftfahrzeuges über das innerhalb des vorbestimmten Zeitraums erfasste Halte- oder Parkverbotszeichen bewirken. Zum Beispiel kann die Steuerung einen wiederholten Hinweis an den Fahrer des Kraftfahrzeuges bewirken, wobei der Hinweis insbesondere ein optisches und/oder ein akustisches Warnsignal umfassen kann.
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Ein Vorteil hierbei ist, dass der Fahrinstanz, welche durch die Aktivierung des Einparkassistenten einen Einparkwusch erkennen lässt, relevante Informationen über eine Parkerlaubnissituation zur Verfügung gestellt werden. Dies kann insbesondere auch dann geschehen, wenn zum Beispiel ein Halte- oder Parkverbotszeichen aufgrund einer ihm zugeordneten Geschwindigkeitsinformation, welche in der Verkehrszeichendatenbank gespeichert ist, und einer vormals höheren Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges nach seiner Identifizierung durch die Steuerung der Fahrinstanz nicht durch die Schnittstelle/Benutzerschnittstelle angezeigt/hingewiesen/weitergegeben wurde.
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In einer Weiterentwicklung kann die Steuerung dazu eingerichtet sein, eine ermittelte Textinformation eines Verkehrszeichens nach ihrer Relevanz für eine aktuelle Fahrsituation auszuwerten.
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Zum Beispiel kann die Steuerung dazu eingerichtet sein, ein Textinformation über einen Gültigkeitszeitraums eines Verkehrszeichens (z.B. „Werktags von 09:00 bis 18:00“) zu identifizieren und mit Hilfe des Zeitmessers und/oder einer/eines hierfür geeigneten und im Fahrzeug angeordneten Fahrzeuguhr/ Fahrzeugkalenders zu ermitteln, ob das Verkehrszeichen für die aktuelle Fahrsituation relevant ist. Im Falle einer Relevanz kann die Steuerung die Übermittlung der Verkehrszeicheninformation an die Fahrinstanz des Kraftfahrzeugs bewirken und im Falle einer fehlenden Relevanz die Übermittlung der Verkehrszeicheninformation an die Fahrinstanz des Kraftfahrzeugs unterlassen.
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Weiter kann die Steuerung zum Beispiel dazu eingerichtet sein, eine fahrzeugtypbezogene Verkehrszeicheninformation/Textinformationen („Nur für Busse“) zu identifizieren und mit Hilfe von in der Verkehrszeichendatenbank gespeicherten Informationen zu ermitteln, ob ein identifiziertes Verkehrszeichen für die Fahrinstanz relevant ist. Insbesondere können Informationen über den eigenen Fahrzeugtyp („Bus“, „Lastkraftwagen“, „Personenkraftwagen“, „selbstfahrendes Wohnmobil“, „landwirtschaftliches Nutzfahrzeug“, „militärisches Kettenfahrzeug“, etc.) in der Verkehrszeichendatenbank gespeichert sein. Die Steuerung kann dazu eingerichtet sein, anhand eines Vergleichs der Textinformation mit den gespeicherten Informationen über den eigenen Fahrzeugtyp zu ermitteln, ob das Verkehrszeichen/ die Verkehrszeicheninformation für die Fahrinstanz des Kraftfahrzeugs relevant ist. Im Falle einer Relevanz kann die Steuerung die Übermittlung der Verkehrszeicheninformation an die Fahrinstanz des Kraftfahrzeugs bewirken und im Falle einer fehlenden Relevanz die Übermittlung der Verkehrszeicheninformation an die Fahrinstanz des Kraftfahrzeugs unterlassen.
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Weiter kann die Steuerung zum Beispiel dazu eingerichtet sein, mit Hilfe des Positionssensors zu ermitteln, ob eine identifizierte örtlich-individuelle Verkehrszeicheninformation/Textinformationen („Frei für Anwohner“) für die Fahrinstanz des Kraftfahrzeuges relevant ist. Hierzu können Positionsdaten/Koordinaten eines Wohnortes, insbesondere des Wohnortes eines Insassen des Kraftfahrzeugs, in der Verkehrszeichendatenbank gespeichert sein. Alternativ oder ergänzend können Positionsdaten/Koordinaten von dem Insassen des Kraftfahrzeugs mittels eines hierzu geeigneten Eingabeelements der Steuerung zur Verfügung gestellt werden.
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Die Steuerung kann dazu eingerichtet sein, eine örtlich-individuelle Verbotsinformation/Textinformationen zu identifizieren und mit der aktuellen Position des Kraftfahrzeugs, welche mit dem Positionssensor ermittelt wird, und den gespeicherten Positionsdaten/Koordinaten zu ermitteln, ob die örtlich-individuelle Verbotsinformation/Textinformation für die Fahrinstanz relevant ist. Im Falle einer Relevanz kann die Steuerung die Übermittlung der Verbotsinformation an die Fahrinstanz des Kraftfahrzeugs bewirken und im Falle einer fehlenden Relevanz die Übermittlung der Verbotsinformation an die Fahrinstanz des Kraftfahrzeugs unterlassen.
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Ein Steuerungsverfahren für ein Kraftfahrzeug basiert auf einer Umfeldsensorik des Kraftfahrzeugs und umfasst die Schritte:
- - Speichern von Informationen zur Identifizierung vorbestimmter Verkehrszeichen in einer Verkehrszeichendatenbank;
- - Erfassen eines Verkehrszeichen mit der Umfeldsensorik;
- - Identifizierung eines Verkehrszeichens mit den Informationen zur Identifizierung vorbestimmter Verkehrszeichen durch eine Steuerung;
- - Übermittlung einer Verkehrszeicheninformation an eine Fahrinstanz durch eine Schnittstelle, abhängig von der Identifizierung des Verkehrszeichens.
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Figurenliste
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Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigen alle beschriebenen und / oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den hier offenbarten Gegenstand, auch unabhängig von ihrer Gruppierung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehungen. Die Abmessungen und Proportionen der in den Fig. gezeigten Komponenten sind hierbei nicht unbedingt maßstäblich; sie können bei zu implementierenden Ausführungsformen vom hier Veranschaulichten abweichen.
- 1 zeigt schematisch und beispielhaft die Erfassung eines Verkehrszeichens durch die Umfeldsensorik eines Kraftfahrzeuges
- 2 zeigt schematisch und beispielhaft ein Steuerungssystem für ein Kraftfahrzeug.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 10, welches mit einem Steuerungssystem mit einer Umfeldsensorik ausstattet ist. Das Kraftfahrzeug 10 befindet sich auf einer Fahrbahn 12 und bewegt sich in eine Fahrtrichtung F. Am Rand der Fahrbahn 12 befindet sich ein Verkehrszeichen 14. Das Verkehrszeichen 14 befindet sich in der Fahrrichtung F am rechten Rand der Fahrbahn 12 vor der Kraftfahrzeug 10.
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Ein erster Kamerasensor 17 ist mittig an der Front des Kraftfahrzeugs 10 positioniert und hat einen Erfassungsbereich F-V, welcher sich von der Front des Kraftfahrzeugs 10 in Richtung der Fahrtrichtung F ausdehnt. Der Erfassungsbereich F-V des Sensors 17 erfasst sowohl die in der Fahrtrichtung F vor dem Kraftfahrzeug 10 liegende Fahrbahn 12, als auch das am Rand der Fahrbahn 12 positionierte Verkehrszeichen 14.
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Der Kamerasensor 17 ist dazu eingerichtet, auf der Fahrbahn 12 angeordnete Verkehrszeichen/Markierungen, neben der Fahrbahn 12 angeordnete Verkehrszeichen und über der Fahrbahn 12 angeordnete Verkehrszeichen zu erfassen. Der Erfassungsbereich F-V des Kamerasensors 17 ist breiter als die Fahrbahn 12.
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Ein zweiter Kamerasensor 16 ist mittig an einer dem Fahrbahnrand zugewandten Seite des Kraftfahrzeugs 10 angeordnet. Der Erfassungsbereich des zweiten Kamerasensors 16 (nicht gezeigt) erstreckt sich im Wesentlichen orthogonal zur Fahrbahn 12. Der zweite Kamerasensor 16 kann insbesondere Verkehrszeichen erfassen, welche mit einer ausgedehnten Fläche parallel zu zur Fahrbahn angeordnet sind. (Zum Beispiel das deutsche Verkehrsschild „Einbahnstraße“.) Der zweite Kamerasensor 16 und der erste Kamerasensor 17 und/oder die (Haupt-)Erfassungsrichtungen des zweiten Kamerasensors 16 und des ersten Kamerasensors 17 sind winklig, insbesondere in einem rechten Winkel, zueinander angeordnet.
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In einer Weiterentwicklung (nicht gezeigt) ist der erste Kamerasensor in der Front des Kraftfahrzeugs positioniert, jedoch in Abwandlung zum gezeigten Ausführungsbeispiel in Fahrtrichtung vorne rechts im Kraftfahrzeug. Der Erfassungsbereich des Kamerasensors ist in dieser Weiterentwicklung im Wesentlichen gleich dem gezeigten Ausführungsbeispiel ausgeformt, jedoch parallel zur Fahrtrichtung und hin zum rechten Fahrbahnrand verschoben. Am Rand der Fahrbahn positionierte Verkehrszeichen sind somit besser erfassbar. In einer anderen Weiterentwicklung ist der erste Kamerasensor vorne links in der Fahrzeugfront positioniert.
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Die Sensoranordnung aus dem ersten und dem zweiten Kamerasensor kann durch weitere Umweltsensoren ergänzt werden, um die Erfassung von Verkehrszeichen weiter zu verbessern.
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2 zeigt schematisch eine Ausführungsform des Steuerungssystems für ein Kraftfahrzeug mit den Kamerasensoren 16, 17 und einer Steuerung ECU. Weiter umfasst das Steuerungssystem eine Verkehrszeichendatenbank DB, einen satellitengestütztes Navigationssystem mit einem Positionssensor POS, einen Geschwindigkeitssensor GS und einen Zeitmesser ZM. Der Positionssensor POS, der Geschwindigkeitssensor GS und der Zeitmesser ZM sind in ihrem Aufbau und in ihrer Ausgestaltung bekannte technische Vorrichtungen für Kraftfahrzeuge und werden hier nicht näher beschrieben.
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Eine Erfassung, zum Beispiel des Verkehrszeichens 14 aus der 1, der Kamerasensoren 16, 17 wird durch eine Steuerung ECU identifiziert. Die Steuerung ECU greift hierzu auf die optischen Erfassungen der Kamerasensoren 16, 17 zu und vergleicht gewonnene Bilddaten der Kamerasensoren 16, 17 mit zur Identifizierung von Verkehrszeichen geeigneten Bilddaten, welche in einer Verkehrszeichendatenbank DB gespeichert sind. Der Vergleich erfolgt durch bekannte elektronische Verfahren zum Bilddatenabgleich.
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Die Verkehrszeichendatenbank DB speichert hierbei Bilddaten üblicher Verkehrszeichen aus den Verkehrsordnungen verschiedener (National-)Staaten. Die Steuerung ECU bestimmt mit Hilfe des Positionssensor POS, in welchem (National-)Staat bzw. in welcher Verkehrsordnung sich das Kraftfahrzeug 10 befindet und vergleicht die Erfassung der Kamerasensoren 16, 17 mit den gespeicherten Bilddaten, welche der bestimmten Verkehrsordnung zugeordnet sind. Schlägt eine Positionsbestimmung fehl, so wird die letzte erfolgreich ermittelte Position durch die Steuerung ECU zur Bestimmung der Verkehrsordnung herangezogen. Sind in der Verkehrszeichendatenbank DB keine Bilddaten zu einer bestimmten Verkehrsordnung gespeichert, so führt die Steuerung ECU keinen Bilddatenabgleich durch. Die Positionsbestimmung wird in einem regelmäßigen zeitlichen Abstand, zum Beispiel im regelmäßigen zeitlichen Abstand von einer Minute, wiederholt.
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Weiter ist den in der Verkehrszeichendatenbank DB gespeicherten Bilddaten jeweils ein Geschwindigkeitsbereich zugeordnet, wobei der zugeordnete Geschwindigkeitsbereich ausdrücklich auch ein unbeschränkter Geschwindigkeitsbereich sein kann, welcher alle technisch möglichen Geschwindigkeiten eines Kraftfahrzeugs umfasst. Ferner ist den in der Verkehrszeichendatenbank DB gespeicherten Bilddaten jeweils eine spezifische Beendigungszeitdauer zugeordnet.
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Ist die Identifizierung eines Verkehrszeichens durch die Steuerung ECU mittels des Bilddatenabgleichs erfolgreich, ermittelt die Steuerung ECU mit Hilfe eines elektronischen Texterkennungsverfahrens, ob in einer vorbestimmten Entfernung, zum Beispiel innerhalb einer Entfernung von 50 cm, zum Außenrand des identifiziertes Verkehrszeichens eine Textinformation erkennbar ist. Ist eine Textinformation durch die Kamerasensoren 16, 17 erfasst und durch das elektronische Texterkennungsverfahren erkennbar, ermittelt die Steuerung ECU die Textinformation. Eine erfasste und erkannte zusammenhängende Textinformation wird vollständig ermittelt, auch wenn Teile der erfassten/erkannten Textinformation weiter als die vorbestimmte Entfernung vom Außenrand des Verkehrszeichens beabstandet sind. Als zusammenhängend gilt eine Textinformation, wenn einzelne Buchstaben und/oder Wörter der Textinformation nicht weiter als 4 durchschnittliche Buchstabenbreiten voneinander beabstandet sind, wobei die Steuerung ECU die durchschnittliche Buchstabenbreite der Textinformation anhand der erfassten Bilddaten ermittelt.
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Ist die Identifizierung eines Verkehrszeichens und/oder einer Textinformation durch die Steuerung ECU mittels des Bilddatenabgleichs erfolgreich, ermittelt die ECU weiter eine aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10 mit dem Geschwindigkeitssensor GS und einen aktuellen Zeitpunkt mit einen Zeitmesser ZM.
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Ist die ermittelte Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 10 durch den zugeordneten Geschwindigkeitsbereich der zur erfolgreichen Identifizierung des Verkehrszeichens genutzten Bilddaten umfasst, wird ein Hinweis eines Bedienerelements BS an den Fahrer des Kraftfahrzeugs10 bewirkt.
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Im in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel zeigt ein für den Fahrer des Kraftfahrzeugs 10 erkennbares Display im Innenraum des Kraftfahrzeugs 10 das identifizierte Verkehrszeichen und/oder die durch die Steuerung ECU ermittelte Textinformation an. Zusätzlich ertönt ein Signalton aus einem Fahrzeuglautsprecher.
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Weiter ist die Steuerung ECU dazu eingerichtet, mit dem Zeitmesser ZM ein Verstreichen der den Bilddaten, welche zur erfolgreichen Identifizierung des Verkehrszeichens genutzt wurden, zugeordneten Beendigungszeitdauer seit dem ermittelten Zeitpunkt zu bestimmen. Ist die zugeordnete Beendigungszeitdauer verstrichen, so bewirkt die Steuerung ECU eine Beendigung des Hinweises an den Fahrer, zum Beispiel das Erlöschen der Displayanzeige.
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Die Identifizierung durch die Steuerung ECU ist ein quasi-kontinuierlicher Vorgang. Wird durch die Kamerasensoren 16, 17 kein Verkehrszeichen erfasst oder schlägt eine Identifizierung, zum Beispiel aufgrund einer unzureichenden Erfassung aufgrund schlechter Umweltbedingungen, fehl, so wiederholt die ECU fortwährend den Bildabgleich der Erfassungen der Kamerasensoren mit den Bilddaten, welche in einer Verkehrszeichendatenbank DB gespeichert sind. Auch während eines Hinweises auf ein bereits identifiziertes Verkehrszeichen wird dieser Vorgang fortgesetzt. Die Benutzerschnittstelle BS ist in dem in 2 gezeigten Beispiel zur parallelen Anzeige von bis zu 4 Verkehrszeichen auf einem Display geeignet. Wird ein fünftes Verkehrszeichen durch die Steuerung ECU identifiziert, so wird der Hinweis der Benutzerschnittstelle BS auf das Verkehrszeichen mit der geringsten verbleibenden Beendigungszeitdauer vorzeitig beendet und dem Fahrer des Kraftfahrzeuges 10 ein Hinweis auf das zuletzt erkannte bzw. das fünfte Verkehrszeichen erteilt/übermittelt/angezeigt.
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Die vorangehend beschriebenen Varianten sowie deren Aufbau- und Betriebsaspekte dienen lediglich dem besseren Verständnis der Struktur, der Funktionsweise und der Eigenschaften; sie schränken die Offenbarung nicht etwa auf die Ausführungsbeispiele ein. Die Fig. sind schematisch, wobei wesentliche Eigenschaften und Effekte zum Teil deutlich vergrößert dargestellt sind, um die Funktionen, Wirkprinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmale zu verdeutlichen. Dabei kann jede Funktionsweise, jedes Prinzip, jede technische Ausgestaltung und jedes Merkmal, welches/welche in den Fig. oder im Text offenbart ist / sind, mit allen Ansprüchen, jedem Merkmal im Text und in den anderen Fig., anderen Funktionsweisen, Prinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmalen, die in dieser Offenbarung enthalten sind oder sich daraus ergeben, frei und beliebig kombiniert werden, so dass alle denkbaren Kombinationen der beschriebenen Varianten zuzuordnen sind. Dabei sind auch Kombinationen zwischen allen einzelnen Ausführungen im Text, das heißt in jedem Abschnitt der Beschreibung, in den Ansprüchen und auch Kombinationen zwischen verschiedenen Varianten im Text, in den Ansprüchen und in den Fig. umfasst. Auch die Ansprüche limitieren nicht die Offenbarung und damit die Kombinationsmöglichkeiten aller aufgezeigten Merkmale untereinander. Alle offenbarten Merkmale sind explizit auch einzeln und in Kombination mit allen anderen Merkmalen hier offenbart.
