DE102018205753A1

DE102018205753A1 - Verfahren, Vorrichtung und Fortbewegungsmittel für ein automatisiertes Anfahren eines Fortbewegungsmittels an einer Lichtsignalanlage

Info

Publication number: DE102018205753A1
Application number: DE102018205753.2A
Authority: DE
Inventors: Florian Kohlhuber
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-04-16
Filing date: 2018-04-16
Publication date: 2019-10-17
Also published as: US20210171036A1; CN111989726A; CN111989726B; US11584373B2; WO2019201382A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein automatisiertes Anfahren eines Fortbewegungsmittels (80) an einer Lichtsignalanlage (70) umfassend die Schritte: Aufnehmen eines Bildes der Lichtsignalanlage (70) mittels eines ersten optischen Sensors des Fortbewegungsmittels (80), Ermitteln eines Signalisierungszustandes der Lichtsignalanlage (70) anhand des aufgenommenen Bildes, Ausführen eines automatisierten Anfahrvorgangs des Fortbewegungsmittels (80) im Ansprechen auf einen eine Fahrtfreigabe repräsentierenden und/oder ankündigenden Signalisierungszustand, Ermitteln einer Anwenderaktion eines Fahrers des Fortbewegungsmittels (80) zur Plausibilisierung des Anfahrvorgangs, und in Abhängigkeit eines Ergebnisses der Plausibilisierung automatisiertes Fortsetzen oder Beenden des Anfahrvorgangs.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Vorrichtung und ein Fortbewegungsmittel für ein automatisiertes Anfahren eines Fortbewegungsmittels an einer Lichtsignalanlage.
Aus dem Stand der Technik sind Fahrerassistenzsysteme bekannt, die eine automatische Längsregelung eines Fortbewegungsmittels in Bezug zu anderen Verkehrsteilnehmern und/oder Objekten durchführen. Solche im Folgenden als Abstandsregeltempomat bezeichneten Fahrerassistenzsysteme werden meist zur automatisierten Abstandsregelung zu vorausfahrenden Fortbewegungsmitteln oder auch im Zusammenhang mit einer Notbremsfunktionalität zur Vermeidung von Kollisionen aus Sicht des Fortbewegungsmittels eingesetzt. Zu diesem Zweck werden vorausfahrende Fortbewegungsmittel beispielsweise mittels Radar- und/oder LIDAR-Sensoren erfasst und deren Position und Bewegungsverhalten in Bezug zum Fortbewegungsmittel ermittelt. Im Ansprechen darauf können automatisierte oder teilautomatisierte Eingriffe in die Längsregelung des Fortbewegungsmittels zur Beschleunigung oder zum Abbremsen erfolgen.
Des Weiteren schlägt zum Beispiel die Offenlegungsschrift DE 10 2011 116304 A1 ein Fahrerassistenzsystem vor, das in der Lage ist, Lichtsignale einer Lichtsignalanlage auszuwerten, um einen Fahrer eines Fortbewegungsmittels über einen aktuellen Zustand der Lichtsignalanlage hinzuweisen. Dadurch kann dieses Fahrerassistenzsystem zum Beispiel für eine Anfahr-Erinnerung eingesetzt werden, wenn die Aufmerksamkeit des Fahrers beim Halten an einer Lichtsignalanlage nicht auf selbige gerichtet ist. Zu diesem Zweck werden im Stand der Technik in einem Display des Fortbewegungsmittels u.a. Symbole eines aktuellen Signalisierungszustandes der Lichtsignalanlage dargestellt. Darüber hinaus können auch weitere optische und/oder akustische und/oder haptische Hinweise eingesetzt werden, um die Aufmerksamkeit des Fahrers auf das Verkehrsgeschehen zu lenken. In modernen Bedien- und Anzeigekonzepten von Fortbewegungsmitteln wird aber i.d.R. das Ziel verfolgt, den Fahrer nicht zu häufig mit entsprechenden Hinweisen zu konfrontieren, um den Fahrkomfort nicht zu beinträchtigen und um die volle Aufmerksamkeit des Fahrers bei sicherheitsrelevanten Hinweisen (z.B. für einen erforderlichen manuellen Bremseingriff) sicherzustellen. Zudem dient ein solches Fahrerassistenzsystem lediglich der Information des Fahrers und führt selbst keine Bewegungssteuerung des Fortbewegungsmittels, wie eine Längsregelung, aus. Ein Anfahrvorgang im Ansprechen auf einen Hinweis auf eine Fahrtfreigabe der Lichtsignalanlage muss somit manuell durch den Fahrer ausgeführt werden. Des Weiteren stellt die Ausgabe von optischen und/oder akustischen und/oder haptischen Hinweisen auf einen Signalisierungszustand der Lichtsignalanlage nicht zwangsläufig einen intuitiven Zusammenhang für den Fahrer hinsichtlich eines Anfahrvorgangs dar.
Darüber hinaus sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die ein vollautomatisiertes Fahren eines Fortbewegungsmittels erlauben, wobei im Idealfall durch den Fahrer keinerlei Eingriffe in die Steuerung des Fortbewegungsmittels erforderlich sind. Entsprechend müssen solche Verfahren und Vorrichtungen eine extrem hohe Zuverlässigkeit aufweisen, um eine potentielle eigene Gefährdung oder eine Gefährdung anderer Verkehrsteilnehmer zu verhindern. Eine Realisierung eines solchen vollautomatisierten Fahrens ist daher mit einem hohen technischen Aufwand und mit entsprechend hohen Kosten verbunden. Auch wenn der Fahrer eines vollautomatisiert fahrenden Fortbewegungsmittels i.d.R. angehalten ist, sämtliche Fahrmanöver der vollautomatischen Steuerung zu überwachen, ist er prinzipbedingt nicht gezwungen, jede einzelne Steuerungsaktion durch eine Bestätigungsaktion zu plausibilisieren, d.h., dass eine evtl. Fehlinterpretation des aktuellen Verkehrsgeschehens durch die vollautomatisierte Steuerung durch den Fahrer ggf. nicht abgefangen wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die vorstehend genannten Nachteile des Standes der Technik zu lindern bzw. auszuräumen.
Die Lösung der vorstehend identifizierten Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Die Unteransprüche haben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.
Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren für ein automatisiertes Anfahren eines Fortbewegungsmittels an einer Lichtsignalanlage vorgeschlagen und insbesondere ein Anfahren aus erster Reihe. In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Bild der Lichtsignalanlage mittels eines ersten optischen Sensors des Fortbewegungsmittels aufgenommen. Der erste optische Sensor, der eine Kamera sein kann, ist bevorzugt an einem vorderen Teil des Fortbewegungsmittels angeordnet, so dass die Kamera typische Positionen von Lichtsignalanlagen in geeigneter Weise erfassen kann. Die Kamera kann ein Bestandteil eines bereits vorhandenen Fahrerassistenzsystems des Fortbewegungsmittels sein, oder eine Kamera, welche ausschließlich für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird. Da herkömmliche Lichtsignalanlagen häufig an unterschiedlichen Positionen bezüglich einer Haltelinie einer Fahrspur angeordnet sein können, kann eine Anordnung von weiteren Kameras am Fortbewegungsmittel mit voneinander abweichenden Positionen und Ausrichtungen vorteilhaft sein, um eine optimale Erfassung der jeweiligen Lichtsignalanlage durch mindestens eine der Kameras sicherzustellen.
Das durch die Kamera aufgenommene Bild der Lichtsignalanlage kann insbesondere in Form das Bild repräsentierender digitaler oder analoger Signale, kabelgebunden oder mittels einer Funkstrecke von der Kamera zu einem Steuergerät des Fortbewegungsmittels übertragen werden. Das Steuergerät kann eine Auswerteeinheit umfassen, welche wiederum einen Prozessor zur Verarbeitung der von der Kamera empfangenen Signale beinhalten kann. Darüber hinaus kann an die Auswerteeinheit eine Speichereinheit angebunden sein, in der u.a. die durch die Auswerteeinheit empfangenen Signale gespeichert werden können.
Die Lichtsignalanlage kann insbesondere eine Verkehrsampel sein, welche typische Signalisierungszustände in Form einer Rotphase, einer Gelbphase und einer Grünphase mittels entsprechender Lichtsignale darstellen kann. Im Sinne einer vereinfachten Beschreibung sei darauf hingewiesen, dass auf die Vielzahl von weltweit existierenden Varianten hinsichtlich der Abfolge und Dauer von einzelnen Verkehrsampelphasen nicht im Einzelnen eingegangen wird. Stattdessen wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer typischen Beispielsequenz von Verkehrsampelphasen im Detail erläutert. Der für das erfindungsgemäße Verfahren relevante Wechsel von Signalisierungszuständen bezieht sich auf den Wechsel eines Signalisierungszustandes von einer nicht erteilten Fahrtfreigabe (Rotphase) hin zu einer erteilten Fahrtfreigabe (Grünphase) und/oder angekündigten Fahrtfreigabe (Gelbphase), wodurch von der hier beschriebenen Beispielsequenz abweichende Sequenzen in geeigneter Weise an das erfindungsgemäße Verfahren angepasst werden können.
In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand des aufgenommenen Bildes ein Signalisierungszustand der Lichtsignalanlage ermittelt. Das Ermitteln des Signalisierungszustandes erfolgt bevorzugt mittels bekannter Algorithmen zur Bildanalyse, die durch den Prozessor der Auswerteeinheit ausgeführt werden können. Für den Fall, dass mehrere Kameras zur Erfassung der Lichtsignalanlage eingesetzt werden, kann durch die Auswerteeinheit zusätzlich ein Vergleich der Bilder der einzelnen Kameras durchgeführt werden, um das Bild mit der zuverlässigsten bzw. vollständigsten Abbildung der Lichtsignalanlage für die Ermittlung des Signalisierungszustandes auszuwählen. In diesem Zusammenhang kann es auch von Vorteil sein, die Bilder mehrerer Kameras parallel auszuwerten, um das Ergebnis der Ermittlung des Signalisierungszustandes zusätzlich plausibilisieren zu können.
In einem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird für den Fall, dass ein Signalisierungszustand ermittelt wurde, der bevorzugt eine Fahrtfreigabe ankündigt (also eine Gelbphase bei einem Wechsel von Rot nach Grün), ein automatisierter Anfahrvorgang des Fortbewegungsmittels ausgeführt. Alternativ kann der automatisierte Anfahrvorgang auch erst bei einem Signalisierungszustand ausgeführt werden, der die tatsächliche Fahrtfreigabe (Grünphase) repräsentiert. Letzteres kann insbesondere dann relevant sein, wenn die Signalisierungssequenz der Lichtsignalanlage länderspezifisch bei einem Wechsel von Rot zu Grün keine Gelbphase vorsieht. Aber auch im Zusammenhang mit einer vorhandenen Gelbphase in der Signalisierungssequenz bei einem Wechsel von Rot zu Grün kann es gewünscht oder erforderlich sein, dass der Anfahrvorgang erst bei der tatsächlichen Fahrtfreigabe durch die Lichtsignalanlage stattfindet. Der automatisierte Anfahrvorgang kann bevorzugt durch ein bereits vorhandenes Fahrerassistenzsystem zur Längsregelung des Fortbewegungsmittels durchgeführt werden, das ein Abstandsregeltempomat sein kann. Die Auswerteeinheit kann beispielsweise über ein Bussystem des Fortbewegungsmittels wie CAN, FlexRay, MOST oder Ethernet an den Abstandsregeltempomat angebunden sein, um im Ansprechen auf die ermittelte Fahrtfreigabe durch die Lichtsignalanlage ein entsprechendes Steuersignal an diesen zu übertragen. Alternativ kann die auf der Auswerteeinheit ausgeführte Programmlogik auch im Abstandsregeltempomat selbst oder in anderen bestehenden Steuergeräten des Fortbewegungsmittels ausgeführt werden.
Ein Vorteil des automatisierten Anfahrvorgangs liegt darin begründet, dass die Aufmerksamkeit des Fahrers nach einer erfolgten Fahrtfreigabe durch die Anfahrbewegung intuitiv auf das Verkehrsgeschehen gelenkt wird. Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren zur Erregung der Aufmerksamkeit des Fahrers durch optische und/oder akustische und/oder haptische Hinweise, ergibt sich für den Fahrer durch die Kinästhetik des Anfahrvorgangs ein direkter Zusammenhang zwischen der hinweisenden Aktion und dem Fortsetzen der Fahrt. Die Dynamik der Anfahrbewegung kann als Aufmerksamkeit erregendes Moment entsprechend der Aufmerksamkeit des Fahrers ausgestaltet sein, also z.B. als ein gefühlter Ruck beim Verlassen des Stillstandes.
In einem vierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Anwenderaktion eines Fahrers des Fortbewegungsmittels zur Plausibilisierung des Anfahrvorgangs ermittelt. Das bedeutet konkret, dass das erfindungsgemäße Verfahren im Gegensatz zu einem vollautomatisierten Fahren eine Anwenderaktion vorsieht um sicherzustellen, dass der automatisierte Anfahrvorgang nicht fälschlicherweise aufgrund einer eventuellen Fehlinterpretation einer Fahrtfreigabe ausgeführt wird und somit zu einer potentiellen eigenen Gefährdung oder einer Gefährdung weiterer Verkehrsteilnehmer führt. Eine solche Anwenderaktion kann zum Beispiel das Betätigen eines vordefinierten Bedienelements und/oder des Gas- oder Bremspedals und/oder das Ausführen einer Anwendergeste innerhalb einer vordefinierten Zeit nach dem Anfahren sein. Die Plausibilisierung erfolgt, indem der Fahrer bevorzugt in kurzem zeitlichem Abstand (zum Beispiel 2-3 Sekunden) nach Beginn des Anfahrvorgangs eine eigene Bewertung der Verkehrssituation durchführt, unabhängig von der Bewertung durch die Auswerteeinheit und/oder evtl. weiterer Fahrerassistenzsysteme. Für den Fall, dass der Fahrer keine Verkehrsgefährdung durch den Anfahrvorgang feststellen kann, kann er beispielsweise durch ein Betätigen eines vordefinierten Bedienelements eine Plausibilisierung des Anfahrvorgangs durchführen.
Als ein solches vordefiniertes Bedienelement kommt beispielsweise ein am Lenkrad angeordneter Drucktaster in Frage, welcher durch den Fahrer auf einfache Weise erreicht und bedient werden kann, ohne dass er durch den Bedienvorgang seinen Blick vom vorausliegenden Verkehrsgeschehen abwenden muss. Darüber hinaus sind zahlreiche weitere Positionen eines solchen vordefinierten Bedienelements im Fortbewegungsmittel denkbar, die bevorzugt für den Fahrer leicht zu erreichen und zu bedienen sind.
Alternativ oder zusätzlich kann der Fahrer während des automatisierten Anfahrvorgangs beispielsweise auch durch ein Betätigen (kurzes Antippen) des Gaspedals bestätigen, dass die Fahrt durch das Fahrerassistenzsystem fortgesetzt werden soll. Alternativ oder zusätzlich können durch den Fahrer auch eine vordefinierte Anwendergeste und/oder eine sonstige Bewegung, wie ein Kopfnicken, während des automatisierten Anfahrvorgangs ausgeführt und von der Auswerteinheit ermittelt werden. Dies kann beispielsweise durch den Einsatz eines zweiten optischen Sensors in Form einer Innenraumkamera des Fortbewegungsmittels realisiert werden, welche derart positioniert und ausgerichtet ist, dass sie Anwendergesten und/oder weitere Bewegungen des Fahrers zuverlässig erfassen kann. Die durch die Innenraumkamera erzeugten Bildsignale können im Anschluss an eine Übertragung zur Auswerteeinheit in dieser analysiert und bewertet werden. Eine auf diese Weise ermittelte erfolgreiche Plausibilisierung (z.B. durch das Kopfnicken) kann analog zu einem durch den Fahrer betätigten Bedienelement zu einem Fortsetzen der Fahrt führen. Selbiges gilt auch für eine potentielle Plausibilisierung des Anfahrvorgangs durch das Äußern eines Sprachbefehls durch den Fahrer, welcher durch ein Mikrophon des Fortbewegungsmittels erfasst und durch ein Spracherkennungssystem ermittelt werden kann. Eine auf diese Weise ermittelte erfolgreiche Plausibilisierung kann im Anschluss durch eine geeignete Schnittstelle vom Spracherkennungssystem an die Auswerteeinheit mittels eines Signals übertragen werden.
Ein Ausbleiben der erfolgreichen Plausibilisierung durch den Fahrer während des Anfahrvorgangs führt bevorzugt dazu, dass die durch die Auswerteeinheit angesteuerte Längsregelung das Fortbewegungsmittel wieder automatisiert in den Stillstand versetzt, so dass keine Verkehrsgefährdung aufgrund eines nicht plausibilisierten Anfahrens verursacht wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann das Ausführen des automatisierten Anfahrvorgangs bei einer erfolglosen Plausibilisierung auf eine vordefinierte Wegstrecke begrenzt werden. Die vordefinierte Wegstrecke kann zum Beispiel auf einen Wert von ungefähr 50 cm festgelegt werden, es sind aber auch davon abweichende Werte denkbar. Bevorzugt finden bei der Wahl eines geeigneten Wertes für die vordefinierte Wegstrecke die folgenden Kriterien Berücksichtigung: zum einen sollte der Wert groß genug sein, um im Zusammenspiel mit einer vordefinierten Beschleunigung des Fortbewegungsmittels sicherzustellen, dass die Aufmerksamkeit des Fahrers auf das vor ihm liegende Verkehrsgeschehen gelenkt wird. Zum anderen sollte der Wert so klein wie möglich gehalten werden, um das Fortbewegungsmittel im Falle einer erfolglosen Plausibilisierung rechtzeitig in den Stillstand versetzen zu können, ohne dass andere Verkehrsteilnehmer oder das eigene Fortbewegungsmittel durch den nicht plausibilisierten, automatisierten Anfahrvorgang gefährdet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann das Ausführen des automatisierten Anfahrvorgangs bei einer erfolglosen Plausibilisierung auf eine Wegstrecke begrenzt werden, die in Abhängigkeit der Sichtbarkeit der Lichtsignalanlage durch den Fahrer ermittelt wird. Zu diesem Zweck können der erfindungsgemäßen Auswerteeinheit weitere Informationen zur Verfügung gestellt werden, so dass sie in die Lage versetzt wird, einen der jeweiligen Situation angepassten, geeigneten Wert für die Wegstrecke zu ermitteln. Zur Sicherstellung einer für den Fahrer permanenten Sichtbarkeit der Lichtsignalanlage während des Anfahrvorgangs kann beispielsweise die Position und die Ausrichtung der Augen des Fahrers in Bezug zur Lichtsignalanlage erfasst und ermittelt werden. Ein geeignetes Mittel zur Erfassung der Augenposition und deren Ausrichtung kann wiederum die oben bereits erwähnte Innenraumkamera sein, die bevorzugt so im Fortbewegungsmittel angeordnet ist, dass sie die Augen des Fahrers unabhängig von dessen Größe und Sitzposition stets zuverlässig erfassen kann. Eine geeignete Position kann zum Beispiel oberhalb des Fahrers im vorderen Bereich des Dachhimmels des Fortbewegungsmittels sein. Bevorzugt ist diese Kamera eine im Fortbewegungsmittel bereits vorhandene Innenraumkamera eines Aufmerksamkeits-Assistenzsystems, welches beispielsweise zur Müdigkeitserkennung des Fahrers eingesetzt wird.
Durch eine entsprechende Anbindung der Innenraumkamera an die erfindungsgemäße Auswerteeinheit können auf die durch die Innenraumkamera erzeugten Bildsignale durch die Auswerteeinheit empfangen und ausgewertet werden. Hier können wiederum bekannte Algorithmen zur Bildanalyse eingesetzt werden, um Informationen über die Position und Ausrichtung der Augen des Fahrers zu ermitteln. Indem der Auswerteeinheit darüber hinaus Informationen über die Beschaffenheit der Karosserie des Fortbewegungsmittels, die Position und Ausrichtung der Innenraumkamera in Bezug zur Karossiere und die Position und Ausrichtung der Kamera zur Erfassung der Lichtsignalanlage in Bezug zur Karosserie zur Verfügung gestellt werden, kann die Auswerteeinheit auf Basis dieser Informationen einen situationsabhängigen Wert für die Wegstrecke des Anfahrvorgangs ermitteln, der eine permanente Sichtbarkeit der Lichtsignalanlage für den Fahrer während des Anfahrvorgangs ermöglicht.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann durch die Auswerteinheit ermittelt werden, dass ein automatisierter Anfahrvorgang an einer Lichtsignalanlage durchgeführt werden soll, um in Abhängigkeit dessen eine Halte- bzw. Anfahrposition des Fortbewegungsmittels derart festzulegen, dass sie sich um einen vordefinierten Wert vor einer Haltelinie der Lichtsignalanlage befindet. Zu diesem Zweck kann die Auswerteeinheit auf die oben beschriebenen Verfahren zur Ermittlung einer maximalen Wegstrecke für einen nicht erfolgreich plausibilisierten Anfahrvorgang zurückgreifen. D.h., dass für die hier beschriebene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beispielsweise die vordefinierte Wegstrecke (von ungefähr 50 cm) oder die situationsabhängig ermittelte Wegstrecke in Abhängigkeit der Sichtbarkeit der Lichtsignalanlage verwendet werden kann. Alternativ kann auch ein Maximalwert aus diesen beiden Wegstreckenwerten verwendet werden. Im Zuge eines automatisierten Haltvorgangs vor einer Lichtsignalanlage, welcher bevorzugt durch den Abstandsregeltempomat des Fortbewegungsmittels durchgeführt wird, kann die Auswerteinheit bei einer Annäherung an die Lichtsignalanlage eine entsprechende Signalisierung an den Abstandsregeltempomat übertragen, so dass dieser das Fortbewegungsmittel um den jeweiligen Zielwert für die Wegstrecke vor der Haltelinie der Lichtsignalanlage anhält. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Lichtsignalanlage für den Fahrer beim nachfolgenden automatisierten Anfahrvorgang für die gesamte Wegstrecke eines nicht erfolgreich plausibilisierten Anfahrvorgangs sichtbar bleibt, bzw. die Lichtsignalanlage während des Anfahrens nicht passiert wird. Dies bietet darüber hinaus den Vorteil, dass ein nicht erfolgreich plausibilisierter Anfahrvorgang nicht zu einem Überqueren der Haltelinie der Lichtsignalanlage führt, was ggf. bei einer Anfahrt während einer Gelbphase zu einem Problem führen kann (beispielsweise durch einen auslösenden Ampelblitzer).
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann das durch den ersten optischen Sensor aufgenommene Bild, welches den Signalisierungszustand der Lichtsignalanlage zum Zeitpunkt des automatisierten Anfahrvorgangs umfasst, in einem für den Fahrer einsehbaren Display des Fortbewegungsmittels angezeigt werden. Dies kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die Lichtsignalanlage aufgrund einer ungünstigen Anfahrposition des Fortbewegungsmittels in Bezug zur Lichtsignalanlage nicht oder nur teilweise durch den Fahrer eingesehen werden kann. Des Weiteren kann die hier beschriebene Ausgestaltung insbesondere auch dann vorteilhaft eingesetzt werden, wenn der Fahrer zum Zeitpunkt der Fahrtfreigabe durch die Lichtsignalanlage seinen Blick nicht auf die Lichtsignalanlage gerichtet hat. D.h., dass er im Zuge des nachfolgenden automatisierten Anfahrvorgangs die Lichtsignalanlage ggf. nicht rechtzeitig einsehen kann, bevor sie durch die Bewegung des Fortbewegungsmittels aus dem Blickfeld des Fahrers verschwindet.
Ein für den Fahrer einsehbares Display kann beispielsweise ein im Fortbewegungsmittel vorhandenes Display eines Bordcomputersystems und/oder eines Kombiinstruments und/oder ein HeadUp-Display sein. Eine Darstellung des aufgenommenen Bildes in einem HeadUp-Display des Fortbewegungsmittels hat darüber hinaus den Vorteil, dass der Fahrer durch eine Ausrichtung seines Blickes in Fahrtrichtung sowohl die Verkehrssituation vor dem Fortbewegungsmittel, als auch den Displayinhalt des HeadUp-Displays auf einen Blick erfassen kann. Zu diesem Zweck kann die erfindungsgemäße Auswerteeinheit mit einem oder mehreren geeigneten Displays des Fortbewegungsmittels, bzw. mit Steuergeräten, welche diese Displays ansteuern, durch entsprechende Schnittstellen verbunden werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass die durch die Auswerteeinheit an das Display übertragenen Bildsignale, die den Zustand der Lichtsignalanlage repräsentieren, bevorzugt in Form realer Bilder übertragen und dargestellt werden. „Real“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass es sich hier nicht um eine symbolische Repräsentation des Signalzustands der Lichtsignalanlage handelt, sondern dass das vom ersten optischen Sensor aufgenommene Bild der Lichtsignalanlage in mehr oder weniger unveränderter Form (z.B. als „fotorealistische Darstellung“) im Display oder in einem für das erfindungsgemäße Verfahren vorgesehenen Teil des Displays dargestellt werden kann. In „mehr oder weniger unveränderter Form“ bedeutet konkret, dass die Bildsignale des ersten optischen Sensors zwar grundsätzlich direkt zur Anzeige gebracht werden können, dass diese aber mittels geeigneter Verfahren zur Anpassung einer Bildgeometrie, mit dem Ziel einer verbesserten Erkennbarkeit durch den Fahrer, vor deren Ausgabe im Display aufbereitet werden können. So können die übertragenen Bilder durch die Auswerteeinheit zum Beispiel einer geometrischen Transformation unterzogen werden, um beispielsweise eine trapezförmige Verzerrung des Bildes der Lichtsignalanlage (aufgrund des Aufnahmewinkels durch den ersten optischen Sensor in Bezug zur Lichtsignalanlage) zu entzerren. Darüber hinaus kann auch eine Begrenzung des Bildausschnittes auf die Lichtsignale der Lichtsignalanlage sinnvoll sein, um die Sichtbarkeit der Lichtsignale zu verbessern. Es ist weiterhin denkbar, dass statt der Anzeige eines einzelnen Bildes eine Sequenz von Bildern im Display zur Anzeige gebracht werden kann, um beispielsweise den Wechsel von einem Signalisierungszustand zum nächsten zu verdeutlichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann der Fahrer zusätzlich zum automatisierten Anfahrvorgang durch einen optischen und/oder akustischen und/oder haptischen Hinweis auf den Anfahrvorgang hingewiesen werden. Dies kann durch eine Anbindung der Auswerteeinheit an entsprechende Steuergeräte im Fortbewegungsmittel realisiert werden. Ein optischer und/oder akustischer Hinweis kann zum Beispiel durch eine Anbindung der Auswerteeinheit an ein Entertainment-/Infotainmentsystem des Fortbewegungsmittels realisiert werden, da durch dieses i.d.R. ein durch den Fahrer sichtbares Display und ein Audiosystem des Fortbewegungsmittels angesteuert wird. Ein haptischer Hinweis kann zum Beispiel durch eine Anbindung der Auswerteinheit an ein Steuergerät zur Ansteuerung einer Lenkrad- oder einer Sitzvibration realisiert werden.
Die Ausgabe eines der oben genannten zusätzlichen Hinweise kann durch die Auswerteeinheit zeitgleich mit der Initiierung des Anfahrvorgangs durch eine Signalübertragung an die jeweiligen Steuergeräte ausgelöst werden. Der zusätzliche Hinweis kann aber auch um eine vordefinierte Zeit oder Wegstrecke verzögert zum Beginn des Anfahrvorgangs ausgelöst werden, um dem Fahrer die Gelegenheit für eine positive Plausibilisierung des Anfahrvorgangs (zum Beispiel durch das Betätigen einer Lenkradtaste) zu ermöglichen. Der zusätzliche Hinweis kann nach erfolgter Plausibilisierung entfallen, da die Aufmerksamkeit des Fahrers auf das Verkehrsgeschehen durch seine Anwenderaktion bereits bestätigt wurde. Die Ausgabe des zusätzlichen Hinweises kann aber auch in Abhängigkeit einer ermittelten Blickrichtung des Fahrers erfolgen. Für den Fall, dass die Auswerteinheit zum Zeitpunkt der Fahrtfreigabe durch die Lichtsignalanlage beispielsweise einen in Richtung der Rücksitze gerichteten Blick des Fahrers durch eine entsprechende Aufnahmen durch die Innenraumkamera ermittelt, kann die Ausgabe des zusätzlichen Hinweises sinnvoll sein, da die Aufmerksamkeit des Fahrer zu diesem Zeitpunkt nicht auf das Verkehrsgeschehen gerichtet ist. In umgekehrter Weise kann ein zum Anfahrzeitpunkt bereits auf das vorausliegende Verkehrsgeschehen gerichteter Blick des Fahrers zu einem Auslassen der Ausgabe eines zusätzlichen Hinweises führen. Darüber hinaus kann ein auf das Verkehrsgeschehen gerichteter Blick des Fahrers zum Zeitpunkt des Anfahrvorgangs auch als (implizite) Plausibilisierung des Anfahrens gewertet werden, wodurch der Fahrer während des Anfahrvorgangs keine weiteren Aktionen mehr zur Plausibilisierung ausführen muss. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren sowohl den Komfort, als auch die Sicherheit im Zuge des automatisierten Anfahrens verbessern.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung für ein automatisiertes Anfahren eines Fortbewegungsmittels an einer Lichtsignalanlage vorgeschlagen. Die Vorrichtung umfasst eine Auswerteeinheit, die z.B. einen Prozessor umfasst, der eingerichtet ist, die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte auszuführen. Die Auswerteeinheit ist eingerichtet, in Verbindung mit einem Dateneingang ein Bild der Lichtsignalanlage mittels eines ersten optischen Sensors des Fortbewegungsmittels, der eine Kamera sein kann, zu empfangen und anhand des aufgenommenen Bildes einen Signalisierungszustand der Lichtsignalanlage zu ermitteln. Des Weiteren ist die Auswerteeinheit in Verbindung mit dem Datenausgang eingerichtet, einen automatisierten Anfahrvorgang des Fortbewegungsmittels im Ansprechen auf einen eine Fahrtfreigabe repräsentierenden und/oder ankündigenden Signalisierungszustand auszuführen. In Verbindung mit dem Dateneingang ist die Auswerteeinheit zusätzlich in der Lage, eine Anwenderaktion eines Fahrers des Fortbewegungsmittels zur Plausibilisierung des Anfahrvorgangs zu ermitteln. Darüber hinaus ist die Auswerteeinheit eingerichtet, in Verbindung mit dem Datenausgang in Abhängigkeit eines Ergebnisses der Plausibilisierung den Anfahrvorgang automatisch fortzusetzen oder zu beenden.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fortbewegungsmittel vorgeschlagen, welches eine Vorrichtung gemäß dem zweitgenannten Erfindungsaspekt umfasst. Die Merkmale, Merkmalskombinationen sowie die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechen den in Verbindung mit dem erst- und zweitgenannten Erfindungsaspekt ausgeführten derart ersichtlich, dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren. Es zeigen:

1 ein Flussdiagramm veranschaulichend Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 eine schematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel; und
3 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Anfahrsituation an einer Lichtsignalanlage.

1 zeigt Schritte eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens für ein automatisiertes Anfahren eines Fortbewegungsmittels 80 an einer Verkehrsampel 70. Dabei wird im ersten Schritt 100 mittels einer in Fahrtrichtung ausgerichteten Kamera 30 des Fortbewegungsmittels 80 ein Bild einer Verkehrsampel 70 aufgenommen. Die Kamera 30 ist derart am Fortbewegungsmittel 80 angeordnet, dass unabhängig von einer jeweiligen Halteposition 74 des Fortbewegungsmittels 80 vor der Verkehrsampel 70 und unabhängig von einer jeweiligen Positionierung der Verkehrsampel 70 in Bezug zur Fahrbahn stets eine optimale Sicht auf die Lichtsignale der Verkehrsampel 70 sichergestellt ist. Die Kamera 30 ist mittels einer digitalen Schnittstelle an eine Auswerteinheit 10 angebunden, welche in der Lage ist, die von der Kamera 30 erzeugten digitalen Bildsignale zu empfangen und auszuwerten. Zu diesem Zweck werden die empfangenen Bildsignale in Form digitaler Daten zunächst in einer an die Auswerteinheit 10 angebundenen Speichereinheit 20 abgelegt. Im Schritt 200 wird durch die Auswerteinheit 10 ein Signalisierungszustand der Verkehrsampel 70 durch eine Analyse der in der Speichereinheit 20 abgelegten digitalen Daten der Bildsignale ermittelt. Die Auswerteeinheit 10 verwaltet den jeweils aktuell ermittelten Signalisierungszustand der Verkehrsampel 70 in einer Variablen in der Speichereinheit 20. Im Schritt 300 wird im Ansprechen auf einen Wechsel des Signalisierungszustandes der Verkehrsampel 70 von einem roten Lichtsignal zu einem gelben Lichtsignal ein automatisierter Anfahrvorgang durch die Auswerteeinheit 10 initiiert, indem diese eine Anfahrsignalisierung an ein Steuergerät zur Längsregelung des Fortbewegungsmittels überträgt, welches ein Abstandsregeltempomat 50 ist. Im Schritt 400 wird durch die Auswerteeinheit 10 eine Anwenderaktion eines Fahrers des Fortbewegungsmittels 80 zur Plausibilisierung des Anfahrvorgangs ermittelt. In diesem Ausführungsbeispiel dient eine Kopfbewegung des Fahrers in Form eines Kopfnickens als Plausibilisierung, d.h. als eine Bestätigung des automatisierten Anfahrvorgangs. Diese Kopfbewegung wird mittels einer Innenraumkamera 40 des Fortbewegungsmittels 80 erfasst und mittels digitaler Bildsignale von der Innenraumkamera 40 an die Auswerteeinheit 10 übertragen. Die Auswerteinheit 10 analysiert die empfangenen Bildsignale mittels geeigneter Bildanalysealgorithmen, um die durch den Fahrer ausgeführte Anwenderaktion zu klassifizieren. Aufgrund des ermittelten Kopfnickens während des Anfahrvorgangs signalisiert die Auswerteeinheit 10 dem Abstandsregeltempomat 50 im Schritt 500, dass die automatisiert aufgenommene Fahrt aufgrund der erfolgreichen Plausibilisierung durch den Fahrer fortgesetzt werden kann.
2 zeigt eine schematische Übersicht über Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Verbindung mit einem Fortbewegungsmittel 80. Die Vorrichtung umfasst eine Auswerteeinheit 10, welche wiederum über einen Dateneingang 12 und einen Datenausgang 14 verfügt. Mittels des Dateneingangs 12 ist die Auswerteeinheit in der Lage, Bildsignale einer in Richtung einer Verkehrsampel 70 ausgerichteten Kamera 30, die in einem vorderen Bereich des Fortbewegungsmittels 80 in Fahrtrichtung positioniert ist, zu empfangen. Ferner ist die Auswerteinheit 10 mittels des Dateneingangs 12 in der Lage, Bildsignale einer Innenraumkamera 40 des Fortbewegungsmittels 80, die in einem vorderen Bereich des Dachhimmels, oberhalb eines Fahrers des Fortbewegungsmittels positioniert ist, zu empfangen. Die Kameras 30, 40 übertragen die aufgenommenen Bildinformationen in Form digitaler Bildsignale an die Auswerteinheit 10. Des Weiteren ist an die Auswerteeinheit 10 eine Speichereinheit 20 angebunden, in der die Auswerteeinheit 10 die empfangenen digitalen Bildsignale und Zustandsvariablen und Daten der Auswerteeinheit 10 ablegt. Mittels des Datenausgangs 14 ist die Auswerteeinheit 10 in der Lage einen Abstandsregeltempomat 50 zur Durchführung eines Anfahrvorgangs anzusteuern. Darüber hinaus ist über den Datenausgang 14 ein HeadUp-Display an die Auswerteeinheit 10 angebunden, zur Darstellung eines Bildes der Verkehrsampel 70 zum Zeitpunkt eines Wechsels des Signalisierungszustandes der Verkehrsampel 70 von Rot zu Gelb angebunden. Weiterhin ist die Auswerteeinheit 10 über den Datenausgang 14 mit einem Infotainmentsystem 84 des Fortbewegungsmittels 80 verbunden, um über eine entsprechende Signalisierung an das Infotainmentsystem 84 einen akustischen Hinweis im Fortbewegungsmittel 80 auszugeben, um die Aufmerksamkeit des Fahrers auf das vor ihm liegende Verkehrsgeschehen zu lenken.
3 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Anfahrsituation an einer Verkehrsampel 70. Das Fortbewegungsmittel 80 hat beim Erreichen der auf Rot geschalteten Verkehrsampel 70 eine Halteposition 74 in einem vordefinierten Abstand zur Verkehrsampel 70 bzw. zu deren auf der Fahrbahn angebrachten Haltelinie eingenommen. Der vordefinierte Abstand entspricht einer maximalen Wegstrecke 90 für einen automatisierten Anfahrvorgang, der durch eine erfindungsgemäße Auswerteeinheit 10 sichergestellt wird. Durch den vordefinierten Abstand wird gewährleistet, dass bei der Durchführung des automatisierten Anfahrvorgangs des Fortbewegungsmittels 80 bei einem Wechsel des Signalisierungszustandes der Verkehrsampel von Rot nach Gelb die Verkehrsampel für einen Fahrer des Fortbewegungsmittels 80 während des gesamten Anfahrvorgangs sichtbar bleibt. Auf diese Weise ist die Möglichkeit für eine Plausibilisierung des automatisierten Anfahrvorgangs durch eine Bewertung des Signalisierungszustandes der Verkehrsampel 70 durch den Fahrer gegeben.
Bezugszeichenliste

10: Auswerteeinheit
12: Dateneingang
14: Datenausgang
20: Speichereinheit
30: Kamera
40: Innenraumkamera
50: Abstandsregeltempomat
60: HeadUp-Display
70: Verkehrsampel
72: Haltelinie
74: Halteposition
80: Fortbewegungsmittel
84: Bordcomputersystem
90: Wegstrecke des Anfahrvorgangs
100-500: Verfahrensschritte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011116304 A1 [0003]

Claims

Verfahren für ein automatisiertes Anfahren eines Fortbewegungsmittels (80) an einer Lichtsignalanlage (70) umfassend die Schritte: • Aufnehmen (100) eines Bildes der Lichtsignalanlage (70) mittels eines ersten optischen Sensors (30) des Fortbewegungsmittels (80), • Ermitteln (200) eines Signalisierungszustandes der Lichtsignalanlage (70) anhand des aufgenommenen Bildes, • Ausführen (300) eines automatisierten Anfahrvorgangs des Fortbewegungsmittels (80) im Ansprechen auf einen eine Fahrtfreigabe repräsentierenden und/oder ankündigenden Signalisierungszustand, • Ermitteln (400) einer Anwenderaktion eines Fahrers des Fortbewegungsmittels (80) zur Plausibilisierung des Anfahrvorgangs, und in Abhängigkeit eines Ergebnisses der Plausibilisierung • automatisiertes Fortsetzen (500) oder Beenden (500) des Anfahrvorgangs.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausführen des automatisierten Anfahrvorgangs bei erfolgloser Plausibilisierung auf eine vordefinierte Wegstrecke, und insbesondere auf 30 cm bis 100 cm, begrenzt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausführen des automatisierten Anfahrvorgangs bei erfolgloser Plausibilisierung auf eine Wegstrecke (90) begrenzt ist, die in Abhängigkeit der Sichtbarkeit der Lichtsignalanlage (70) durch den Fahrer automatisch ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend ein Ermitteln, dass ein automatisierter Anfahrvorgang an einer Lichtsignalanlage (70) durchgeführt werden soll, um in Abhängigkeit dessen eine Halte- bzw. Anfahrposition des Fortbewegungsmittels (80) derart festzulegen, dass sie sich um einen vordefinierten Wert vor einer Haltelinie (72) der Lichtsignalanlage (70) befindet.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das automatisierte Anfahren zum Ende einer Rotphase bei einem Signalwechsel der Lichtsignalanlage (70) von Rot nach Grün ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Anwenderaktion zur Plausibilisierung des Anfahrvorgangs ein Betätigen eines Bedienelements und/oder ein Betätigen eines Gas- oder Bremspedals und/oder eine Anwendergeste und/oder einen Sprachbefehl umfasst.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend ein Ermitteln der Blickrichtung des Fahrers mittels eines zweiten optischen Sensors des Fortbewegungsmittels (80), wobei eine Ausrichtung der Blickrichtung in Fahrtrichtung auf das Verkehrsgeschehen als eine erfolgreiche Plausibilisierung des Anfahrvorgangs kategorisiert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Bild, welches den Signalisierungszustand der Lichtsignalanlage (70) zum Zeitpunkt des automatisierten Anfahrvorgangs umfasst, in einem für den Fahrer einsehbaren Display des Fortbewegungsmittels (80) angezeigt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Fahrer zusätzlich zum automatisierten Anfahrvorgang durch einen optischen und/oder akustischen und/oder haptischen Hinweis auf den Anfahrvorgang hingewiesen wird.
Vorrichtung für ein automatisiertes Anfahren eines Fortbewegungsmittels (80) an einer Lichtsignalanlage (70) umfassend: • einen Dateneingang (12), • eine Auswerteeinheit (10), und • einen Datenausgang (14), wobei die Auswerteeinheit (10) eingerichtet ist, • in Verbindung mit dem Dateneingang (12) ein Bild der Lichtsignalanlage (70) mittels eines ersten optischen Sensors (30) des Fortbewegungsmittels (80) zu empfangen, • anhand des aufgenommenen Bildes einen Signalisierungszustand der Lichtsignalanlage (70) zu ermitteln, • in Verbindung mit dem Datenausgang (14) einen automatisierten Anfahrvorgang des Fortbewegungsmittels (80) im Ansprechen auf einen eine Fahrtfreigabe repräsentierenden und/oder ankündigenden Signalisierungszustand auszuführen, · in Verbindung mit dem Dateneingang (12) eine Anwenderaktion eines Fahrers des Fortbewegungsmittels (80) zur Plausibilisierung des Anfahrvorgangs zu ermitteln, und • in Verbindung mit dem Datenausgang (14) in Abhängigkeit eines Ergebnisses der Plausibilisierung den Anfahrvorgang automatisch fortzusetzen oder zu beenden.
Fortbewegungsmittel (80) umfassend eine Vorrichtung nach Anspruch 10.