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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein System und ein Verfahren zum Warnen eines Fahrzeugführers beim Abbiegen an einer Abbiegestelle.
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In modernen Fahrzeugen (Autos, Transporter, Lastwagen, Busse, Motorräder, Transportfahrzeuge etc.) werden durch eine Vielzahl von Sensoren Daten erfasst und ausgewertet. Basierend auf diesen Daten können verschiedene Fahrzeugfunktionen teil- oder vollautomatisiert ausgeführt werden. Die Erfassung von Fahrzeugdaten innerhalb des Fahrzeugs sowie von Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs trägt dabei zu einer Erhöhung der Sicherheit sowie zu einer Steigerung des Fahrkomforts bei.
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Bei größeren Fahrzeugen, wie beispielsweise LKWs, Busse oder Lieferwagen, kommt es beim Abbiegen regelmäßig zu Unfällen mit Radfahrern oder Fußgängern. Ein klassischer Schulterblick vor dem Abbiegen ist aufgrund der Bauform solcher Fahrzeuge nicht ausreichend, da seitliche Bereiche neben und hinter dem Führerhaus oft gar nicht oder nur indirekt mithilfe von Spiegeln einsehbar sind. Der Fahrzeugführer kann dann insbesondere beim Rechtsabbiegen einen Fahrradfahrer oder Fußgänger übersehen, der sich auf der rechten Seite des Fahrzeugs in einem solchen toten Winkel befindet.
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Nach Statistiken der Unfallforschung der Versicherer kommt es deutschlandweit jährlich zu ca. 3.200 Kollisionen von Lastwagen mit Fahrradfahrern. Diese Kollisionen führen zu jährlich ungefähr 70 Todesopfern, von denen etwa ein Drittel bei Abbiegeunfällen ums Leben kommt.
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Um in diesem Zusammenhang die Sicherheit der Beteiligten zu verbessern, ist es bekannt, Fahrzeuge an ihrer rechten Seite mit Sensoren, insbesondere Radarsensoren, auszustatten. Mithilfe dieser Sensoren kann der Fahrzeugführer gewarnt werden, wenn sich ein Fahrradfahrer oder ein Fußgänger auf der rechten Seite des Fahrzeugs befindet.
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Moderne Fahrerassistenzsysteme in diesem Umfeld (Abbiegeassistenten) überwachen dabei die komplette Schleppkurve des Fahrzeugs beim Abbiegen, also den Weg, den Auflieger oder Anhänger um die Kurve nehmen. Durch eine Auswertung der Lenkbewegung oder der Blinker sowie anhand der Informationen aus einer Spurkamera kann erkannt werden, wenn ein Fahrzeugführer tatsächlich abbiegen will. Oft werden Radarsensoren oder auch Laserscanner für den Nahbereich verwendet. Mehrere solcher Sensoren können sich im Blickwinkel ergänzen, sodass die vollständige Länge des abbiegenden Fahrzeugs überwacht werden kann. Die Warnung des Fahrzeugführers erfolgt beispielsweise über eine Anzeige von Symbolen in den Außenspiegeln des Fahrzeugs oder über ein akustisches Signal.
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Ein Nachteil derartiger Systeme ist die Anfälligkeit gegenüber schlechtem Wetter. Zwar werden Radarwellen von Regen oder Nebel nicht direkt beeinflusst. Allerdings kann Regen oder feuchte Luft zu Wasserschichten auf einem Radarsensor führen, wodurch Störungen entstehen können. Abgesehen hiervon haben derartige Systeme oft einen vergleichsweise hohen Anschaffungspreis. Zum aktuellen Zeitpunkt ist lediglich ein Bruchteil der Fahrzeuge mit einem Abbiegeassistenten ausgestattet.
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Ein anderer Ansatz zur Erhöhung der passiven Sicherheit eines Fahrzeugs liegt in der Verwendung fest installierter (infrastrukturbasierter) Systeme. Ein ortsfester Sensor überwacht einen relevanten Bereich einer Abbiegestelle auf Radfahrer und/oder Fußgänger. Wenn sich ein Radfahrer oder Fußgänger der Abbiegestelle nähert, wird über eine Lichtanlage eine optische Warnung an Fahrzeuge ausgegeben. Das System kann dabei als eine Art Säule ausgeführt sein, die in unterschiedlichen Höhen Lichtbänder aufweist und damit auch Fahrzeugführer in erhöhten Fahrerhäusern im Bereich einer Abbiegestelle unmittelbar auffällt. Für die Erkennung von Fahrradfahrern oder Fußgängern können Wärmebildkameras eingesetzt werden.
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Nachteilig an derartigen Ansätzen ist, dass nach einiger Zeit ein Gewöhnungseffekt einsetzt, wenn auch in Situationen ein Warnsignal ausgegeben wird, in denen dies nicht unbedingt erforderlich wäre. Gerade aufgrund einer regelmäßig unnötigerweise erfolgten Warnung kann die Sensibilisierung bzw. Aufmerksamkeit der Fahrzeugführer nachlassen. Zudem fallen vergleichsweise hohe Kosten für die Installation sowie den Betrieb (insbesondere Energiekosten) an.
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Ausgehend hiervon stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, einen Ansatz zum Erhöhen der passiven Sicherheit beim Abbiegen eines Fahrzeugs bereitzustellen. Insbesondere soll ein zuverlässiges System geschaffen werden, das auch bei Feuchtigkeit, Nebel, Regen oder anderen Gegebenheiten funktioniert. Es sollen möglichst wenige unnötige Warnungen ausgegeben werden, um die Akzeptanz bei Fahrzeugführern sicherzustellen. Zudem sollen die Betriebskosten gering gehalten werden.
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Zum Lösen dieser Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum Warnen eines Fahrzeugführers beim Abbiegen an einer Abbiegestelle, mit:
- einer ersten Sensorschnittstelle zum Empfangen von Fahrzeugdaten von einem Fahrzeugdetektor an der Abbiegestelle, wobei die Fahrzeugdaten Informationen über ein Fahrzeug in einem Bereich der Abbiegestelle umfassen;
- einer zweiten Sensorschnittstelle zum Empfangen von Hindernisdaten von einem Hindernisdetektor an der Abbiegestelle, wobei die Hindernisdaten Informationen über ein mobiles Hindernis im Bereich der Abbiegestelle umfassen;
- einer Auswerteeinheit zum Auswerten der Fahrzeugdaten und der Hindernisdaten, um eine Gefahrensituation zu erkennen; und
- einer Ausgabeschnittstelle zum Ansteuern einer Ausgabeeinheit, um eine Warnung an den Fahrzeugführer auszugeben, wenn eine Gefahrensituation erkannt wurde.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein System zum Warnen eines Fahrzeugführers beim Abbiegen an einer Abbiegestelle mit:
- einer Vorrichtung wie zuvor beschrieben;
- einem Fahrzeugdetektor an der Abbiegestelle zum Erfassen eines Fahrzeugs im Bereich der Abbiegestelle und zum Bereitstellen von Fahrzeugdaten;
- einem Hindernisdetektor an der Abbiegestelle zum Erfassen eines mobilen Hindernisses im Bereich der Abbiegestelle und zum Bereitstellen von Hindernisdaten; und
einer Ausgabeeinheit zum Ausgeben einer Warnung an den Fahrzeugführer.
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Zudem betreffen Aspekte der Erfindung ein entsprechendes Verfahren und ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird, sowie ein Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, eine Ausführung des hierin beschriebenen Verfahrens bewirkt.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können das Verfahren, das System und das Computerprogrammprodukt entsprechend der für die Vorrichtung in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein.
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Erfindungsgemäß wird ein Fahrzeugführer eines Fahrzeugs, insbesondere eines großen Fahrzeugs, wie eines Lastwagens, beim Abbiegen an einer Abbiegestelle gewarnt, wenn sich ein mobiles Hindernis, insbesondere ein Fußgänger oder ein Fahrradfahrer, in einem Bereich der Abbiegestelle befindet.
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Einerseits wird über einen Fahrzeugdetektor ein Bereich der Abbiegestelle überwacht, um Informationen über ein Fahrzeug, das sich in diesem Bereich befindet, zu erfassen. Andererseits wird der Bereich der Abbiegestelle von einem Hindernisdetektor überwacht, um Informationen über ein mobiles Hindernis in diesem Bereich zu erfassen. Sowohl der Fahrzeugdetektor als auch der Hindernisdetektor befinden sich dabei an der Abbiegestelle, sind also ortsfest im unmittelbaren räumlichen Umfeld der Abbiegestelle angeordnet und nicht an einem Fahrzeug. Die vom Fahrzeugdetektor aufgenommenen Fahrzeugdaten und die vom Hindernisdetektor aufgenommenen Hindernisdaten werden in einer Auswerteeinheit ausgewertet, um zu erkennen, ob eine Gefahrensituation vorliegt. Wenn eine Gefahrensituation vorliegt, wird der Fahrer des Fahrzeugs mittels einer Ausgabeeinheit gewarnt, beispielsweise mittels eines optischen und/oder akustischen Warnsignals.
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Im Gegensatz zu Ansätzen mit Sensoren am Fahrzeug kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei Fahrzeugen angewendet werden, die über keine entsprechende Sensorausstattung verfügen. Es kann also eine Warnung von Fahrzeugführern beliebiger Fahrzeuge erfolgen. Eine Umrüstung vorhandener Fahrzeuge ist nicht erforderlich.
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Im Gegensatz zu bisherigen Ansätzen mit ortsfesten Sensoren an der Abbiegestelle wird nicht nur eine Anwesenheit des mobilen Hindernisses erfasst. Zusätzlich werden auch Daten des abbiegenden Fahrzeugs erfasst. Die Auswertung und die Festlegung, ob eine Gefahrensituation vorliegt, erfolgt basierend auf einer Zusammenschau beiden Informationen. Hierdurch kann eine Gefahrensituation mit höherer Genauigkeit erkannt werden. Fehlalarme bzw. unnötige Warnungen werden vermieden. Es werden nur dann Warnungen ausgegeben, wenn tatsächlich eine Gefahr besteht. Die Aufmerksamkeit der Fahrzeugführer bleibt hoch. Weiterhin kann Energie gespart werden, da die Ausgabeeinheit lediglich dann angesteuert wird, wenn tatsächlich eine Gefahr besteht.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erste Sensorschnittstelle zum Empfangen von Fahrzeugdaten von mindestens einem in eine Fahrbahn im Bereich der Abbiegestelle integrierten Sensor, insbesondere einem Drucksensor, ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ ist die zweite Sensorschnittstelle zum Empfangen von Hindernisdaten von mindestens einem in eine Fahrbahn, einen Rad- und/oder Fußweg im Bereich der Abbiegestelle integrierten Sensor, insbesondere einem Drucksensor, ausgebildet. Vorzugsweise ist die notwendige Sensorik zum Detektieren des Fahrzeugs und des mobilen Hindernisses in den Untergrund integriert. Eine präzise und weitgehend wetterunabhängige Detektion des Fahrzeugs und/oder des mobilen Hindernisses kann erfolgen. Zudem können ermittelte Daten auch weitere Informationen umfassen, beispielsweise Informationen zu einem Gewicht, eine Position usw. des Fahrzeugs bzw. des mobilen Hindernisses. Darauf basierend kann dann ein Typ des Fahrzeugs bzw. des mobilen Hindernisses bestimmt werden. Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen wird die Zuverlässigkeit erhöht. Falsche Alarme werden weitestgehend vermieden. Vorzugsweise wird eine Vielzahl einzelner Drucksensoren verwendet, um eine ortsaufgelöste Detektion zu erhalten.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, basierend auf den Fahrzeugdaten zu ermitteln, ob sich ein Fahrzeug im Bereich der Abbiegestelle befindet. Basierend auf den Hindernisdaten wird ermittelt, ob sich ein mobiles Hindernis im Bereich der Abbiegestelle befindet. Eine Gefahrensituation wird erkannt, wenn sich ein Fahrzeug und ein mobiles Hindernis im Bereich der Abbiegestelle befinden. In vielen Fällen ist es ausreichend, lediglich dann eine Gefahrensituation zu erkennen, wenn sich sowohl ein Fahrzeug als auch ein mobiles Hindernis im Bereich der Abbiegestelle befinden. In allen anderen Fällen wird keine Gefahrensituation erkannt und keine Warnung ausgegeben. Energie kann gespart werden und unnötige Warnungen können vermieden werden. Lediglich in relevanten Fällen, in denen tatsächlich eine Gefahrensituation vorliegt, wird der Fahrzeugführer gewarnt.
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Vorteilhafthafterweise ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, basierend auf den Hindernisdaten eine Art, Position, Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung und/oder Beschleunigung des mobilen Hindernisses zu ermitteln. Basierend auf der erkannten Art, Position, Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung und/oder Beschleunigung des mobilen Hindernisses wird eine Gefahrensituation erkannt. Durch eine weitere Auswertung der erfassten Hindernisdaten wird es möglich, zusätzliche Informationen bezüglich des mobilen Hindernisses zu gewinnen. Ausgehend von diesen Informationen kann die Genauigkeit bei der Erkennung der Gefahrensituation verbessert werden. Eine Gefahrensituation wird mit hoher Zuverlässigkeit erkannt.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, basierend auf den Fahrzeugdaten und den Hindernisdaten eine Wahrscheinlichkeit für eine Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem mobilen Hindernis zu ermitteln. Weiterhin ist sie dazu ausgebildet, eine Gefahrensituation zu erkennen, wenn die ermittelte Wahrscheinlichkeit einen vordefinierten Schwellenwert übersteigt. Durch die Ermittlung einer Wahrscheinlichkeit für eine Kollision und die Anwendung eines Schwellenwerts wird ein effizient berechenbarer Auswerteansatz ermöglicht. Sofern die Wahrscheinlichkeit vernachlässigbar ist, muss keine Warnung an den Fahrzeugführer ausgegeben werde. Die Relevanz der erkannten Gefahrensituation wird weiter erhöht. Es werden lediglich dann Warnungen ausgegeben, wenn dies erforderlich ist, also tatsächlich eine Gefahr für das mobile Hindernis bzw. für das Fahrzeug besteht.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, basierend auf den Hindernisdaten mehrere mobile Hindernisse im Bereich der Abbiegestelle zu unterscheiden. Es werden mehrere Wahrscheinlichkeiten für Kollisionen zwischen dem Fahrzeug und den erkannten mobilen Hindernissen ermittelt. Eine Gefahrensituation wird erkannt, wenn eine der ermittelten mehreren Wahrscheinlichkeiten einen vordefinierten Schwellenwert übersteigt. Durch eine Erkennung mehrerer mobiler Hindernisse kann die Signifikanz der ausgegebenen Warnungen weiter verbessert werden. Es wird möglich, auf die aktuelle Situation abgestimmte Warnungen auszugeben. Für jedes mobile Hindernis wird eine zugehörige Kollisionswahrscheinlichkeit berechnet. Eine Gefahrensituation wird erkannt, wenn eine der mehreren errechneten Wahrscheinlichkeiten einen vordefinierten Schwellenwert übersteigt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung eine Signalschnittstelle zum Empfangen eines Zustands einer Verkehrssignalanlage, insbesondere einer Ampel, an der Abbiegestelle. Dabei ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, basierend auf dem Zustand der Verkehrssignalanlage eine Gefahrensituation zu erkennen, insbesondere eine Gefahrensituation zu erkennen, wenn aufgrund des Zustands der Verkehrssignalanlage ein Abbiegen an der Abbiegestelle zulässig ist. Um die Qualität der ausgegebenen Warnungen weiter zu verbessern, kann die Ausgabe der Warnung an den Zustand einer Verkehrssignalanlage gekoppelt sein. Wenn beispielsweise eine rote Ampel ein Abbiegen ohnehin untersagt, ist es nicht notwendig, eine Warnung auszugeben. Energie wird gespart und Warnungen werden lediglich dann ausgegeben, wenn eine Gefahr besteht. Die Aufmerksamkeit der Fahrzeugführer in Bezug auf das Warnsystem bleibt erhalten.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, basierend auf den Fahrzeugdaten zu ermitteln, ob das Fahrzeug einen Abbiegevorgang in eine Richtung einer Beifahrerseite des Fahrzeugs, insbesondere einen Rechtsabbiegevorgang, einleiten wird. Weiterhin ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, eine Gefahrensituation zu erkennen, wenn das Fahrzeug einen Abbiegevorgang in die Richtung der Beifahrerseite einleitet. Gerade beim Rechtsabbiegen gibt es vergleichsweise große abgeschattete Bereiche, die von einem Fahrer des Fahrzeugs nicht eingesehen werden können. Um die Sicherheit zu erhöhen, kann ausgehend von den Fahrzeugdaten zunächst ermittelt werden, ob überhaupt ein Abbiegevorgang in Richtung der Beifahrerseite eingeleitet werden soll. Lediglich wenn ein solcher Abbiegevorgang eingeleitet wird, kann es zu einer Gefahrensituation mit einem Fahrradfahrer oder Fußgänger im abgeschatteten Bereich kommen. Die Erkennungsgenauigkeit bei der Erkennung der Gefahrensituation wird weiter verbessert.
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Weiter vorteilhafterweise ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, basierend auf den Fahrzeugdaten einen Fahrzeugtyp des Fahrzeugs zu ermitteln. Eine Gefahrensituation wird erkannt, wenn es sich um einen Fahrzeugtyp handelt, bei dem der Fahrzeugführer eine eingeschränkte Sicht in einen Totwinkelbereich auf der Beifahrerseite des Fahrzeugs hat, insbesondere wenn es sich um einen LKW oder Lieferwagen handelt. Wenn der Fahrzeugtyp ermittelt wird, kann erkannt werden, ob es sich bei dem Fahrzeug im Bereich der Abbiegestelle um ein Fahrzeug mit großen abgeschatteten Bereichen handelt. Gerade bei solchen Fahrzeugen genügt oft ein Schulterblick des Fahrzeugführers nicht, um sicherzustellen, dass sich kein mobiles Hindernis im Totwinkelbereich befindet. Lediglich Fahrzeugführer von Fahrzeugen, die tatsächlich keine Möglichkeit haben, ein mobiles Hindernis selbst zu erkennen, werden entsprechend gewarnt. Die Anzahl an ausgegebenen Warnungen wird reduziert, sodass die Aufmerksamkeit der Verkehrsteilnehmer gewahrt bleibt, weil keine unnötigen Warnungen ausgegeben werden. Zudem können Energiekosten für die Ausgabe der Warnungen gespart werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Erkennen einer Gefahrensituation basierend auf einem lernenden Algorithmus ausgebildet. Unter einem lernenden Algorithmus versteht sich ein Ansatz, bei dem ein künstliches System anhand von Beispielen in einer Lernphase lernt, Muster und Gesetzmäßigkeiten zu erkennen. Ausgehend hiervon kann das System dann unbekannte Daten beurteilen. Durch die Verwendung eines lernenden Algorithmus wird die Genauigkeit bei der Erkennung von Gefahrensituationen erhöht. Die aktuellen örtlichen Gegebenheiten an einer speziellen Abbiegestelle können berücksichtigt werden. Unnötigerweise ausgegebene Warnungen werden vermieden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Ausgabeschnittstelle zum Ansteuern einer Ausgabeeinheit an einer Verkehrssignalanlage oder an einem Straßenschild ausgebildet. Zudem ist die Ausgabeeinheit vorzugsweise zum Ausgeben einer akustischen und/oder optischen Warnung ausgebildet. Durch die Integration der Ausgabeeinheit mit einer Verkehrssignalanlage oder mit einem Straßenschild kann eine bereits bestehende Infrastruktur verwendet werden. Die Kosten werden reduziert. Die Fahrzeugführer müssen sich nur wenig umgewöhnen, da sie ohnehin die Gewohnheit haben, bereits vorhandene Verkehrssignalanlagen oder Straßenschilder zu sehen und zu verarbeiten.
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Unter einer Sensorschnittstelle versteht sich eine in Hard- und/oder Software umgesetzte Anschlussstelle, über die entsprechende Daten empfangen werden können. Sowohl Fahrzeug- als auch Hindernisdaten sind insbesondere Sensordaten eines Sensors, der eine Anwesenheitsdetektion eines Objekts erlaubt. Es kann sich dabei um Rohdaten und/oder um bereits vorverarbeitete Daten handeln.
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Unter einer Abbiegestelle versteht sich insbesondere ein Fahrbahnabschnitt, an dem sowohl eine Geradeausfahrt als auch ein Abbiegen möglich ist. Insbesondere kann eine Abbiegestelle eine Kreuzung mit oder ohne Ampelanlage, eine Einmündung sowie eine Ein- und Ausfahrt sein. Die Abbiegestelle bezeichnet vorzugsweise eine Stelle, an der ein Fahrzeug abbiegt, also eine gerade Trajektorie verlässt.
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Ein Bereich der Abbiegestelle bezeichnet insbesondere ein einer Abbiegestelle vorgelagertes Gebiet, das von einem Fahrzeug vor dem Abbiegevorgang durchquert wird. Der Bereich der Abbiegestelle kann einen Teil der Fahrbahn sowie einen Teil eines Rad- und/oder Fußwegs umfassen. Der Bereich der Abbiegestelle ist dieser Abbiegestelle insbesondere in Fahrtrichtung des Fahrzeugs vorgelagert, also in Herkunftsrichtung des Fahrzeugs ausgedehnt. Der Bereich der Abbiegestelle kann beispielsweise einen rechten Fahrstreifen einer Fahrbahn ausgehend von einem Mittelpunkt einer Kreuzung bis zu einem Punkt in einem Abstand von 1 bis 50 Metern vor der Kreuzung umfassen. Es ist aber auch möglich, dass der Bereich der Abbiegestelle ein der Abbiegestelle nachgelagertes Gebiet umfasst.
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Hierin versteht sich unter einem Fahrzeugführer insbesondere ein Fahrer eines Fahrzeugs. Die vorliegende Erfindung wird insbesondere zur Warnung von Fahrern von LKWs, Bussen und Transportfahrzeugen eingesetzt, da diese Fahrzeuge ausgeprägte Totwinkelbereiche haben.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zum Warnen eines Fahrzeugführers;
- 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems;
- 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 5 eine schematische Darstellung einer Situation an einer Abbiegestelle und;
- 6 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems 10 zum Warnen eines Fahrzeugführers. Die Darstellung zeigt eine Draufsicht einer Situation an einer Straßeneinmündung (aus einer Vogelperspektive).
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Ein Fahrzeug 12 möchte an einer Abbiegestelle 14 rechts abbiegen, wie durch den Pfeil angedeutet. Rechts neben dem Fahrzeug 12 befindet sich ein mobiles Hindernis 16. Das mobile Hindernis 16 kann beispielsweise ein Fahrradfahrer oder auch ein Fußgänger sein. Im dargestellten Beispiel verläuft neben der Fahrbahn 18 ein Fahrrad- und/oder Fußweg 20, auf dem sich das mobile Hindernis 16 befindet. Wie durch die gepunktete Linie angedeutet, kann es bei einem derartigen Abbiegevorgang dazu kommen, dass sich das mobile Hindernis 16 in einem Totwinkelbereich 22 befindet. Dieser Totwinkelbereich 22 ist vom Fahrzeugführer des Fahrzeugs 12, der in der dargestellten Ansicht auf der linken vorderen Seite des Fahrzeugs 12 sitzt, nicht ohne Weiteres einsehbar. Insbesondere kann der Totwinkelbereich 22 von der Karosserie (B-Säule) des Fahrzeugs 12 abgeschattet sein oder aufgrund der Höhe des Fahrzeugs 12 (beispielsweise bei einem Last- oder Lieferwagen bzw. bei einem Omnibus) nicht einsehbar sein.
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Wenn das mobile Hindernis 16 beim Abbiegevorgang an der Abbiegestelle 14 übersehen wird, kann dies zu einer Kollision zwischen Fahrzeug 12 und mobilem Hindernis 16 bzw. zu einer Gefahrensituation führen. Um den Fahrzeugführer zu warnen und damit einem möglichen Unfall vorzubeugen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein Bereich 24 der Abbiegestelle überwacht wird, um festzustellen, ob sich darin ein Fahrzeug sowie ein mobiles Hindernis befinden. Hierauf basierend wird der Fahrzeugführer gewarnt, wenn eine Gefahrensituation erkannt wird. In der dargestellten Draufsicht befindet sich hierzu eine erfindungsgemäße Vorrichtung 26 zum Warnen eines Fahrzeugführers an der Abbiegestelle 14.
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In der 2 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung 26 schematisch dargestellt. Die Vorrichtung 26 umfasst eine erste Sensorschnittstelle 28, eine zweite Sensorschnittstelle 30, eine Auswerteeinheit 32 sowie eine Ausgabeschnittstelle 34. Die Vorrichtung 26 kann beispielsweise lokal an einer Abbiegestelle in Hardware implementiert sein und in eine Lichtsignalanlage (Ampel), ein Straßenschild oder eine separate Säule integriert sein. Es ist aber auch möglich, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung teilweise oder vollständig in Software implementiert ist und an einer anderen Stelle angeordnet ist. Beispielsweise kann die Vorrichtung 26 als Internetserver implementiert sein, wobei die Warnung über eine Ausgabeeinheit im Führerhaus des Fahrzeugs erfolgt.
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Die erste Sensorschnittstelle 28 ist dazu ausgebildet, Fahrzeugdaten von einem Fahrzeugdetektor im Bereich 24 der Abbiegestelle zu empfangen. Die zweite Sensorschnittstelle 30 ist zum Empfangen von Hindernisdaten von einem Hindernisdetektor ausgebildet. Die Sensorschnittstellen 28, 30 können beispielsweise als Steckerverbindung zum Anschließen an einen Sensor verstanden werden. Ebenfalls können die Sensorschnittstellen 28, 30 als drahtlose Schnittstellen (Funkschnittstellen) implementiert sein. Weiterhin können die Sensorschnittstellen 28, 30 aber auch als Software-Schnittstellen umgesetzt sein. Beide Schnittstellen dienen zum Datenempfang und können beispielsweise als Standard-Schnittstellen implementiert sein.
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Die Datenauswertung erfolgt in der Auswerteeinheit 32. Sowohl die über die erste Sensorschnittstelle 28 empfangenen Fahrzeugdaten als auch die über die zweite Sensorschnittstelle 30 empfangenen Hindernisdaten werden in der Auswerteeinheit 32 ausgewertet. Insbesondere kann die Auswerteeinheit als Mikroprozessor oder als entsprechendes Softwaremodul implementiert sein.
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Beispielsweise kann die Auswerteeinheit 32 zum Ausführen von Schwellenwert-Operationen ausgebildet sein, um basierend auf den Fahrzeug- und Hindernisdaten festzustellen, ob sich sowohl ein Fahrzeug als auch ein Hindernis im Bereich 24 der Abbiegestelle befinden, wenn jeweils ein vordefinierter Schwellenwert überschritten wird. Lediglich wenn beide Voraussetzungen erfüllt sind bzw. zwei Schwellenwerte erreicht sind, kann eine Gefahrensituation vorliegen. Nur in diesem Fall wird eine Warnung ausgegeben.
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Es versteht sich, dass es auch möglich ist, dass die Auswerteeinheit 32 zum Ausführen unterschiedlicher Algorithmen und zur weiteren Datenverarbeitung ausgebildet ist. Beispielsweise kann die Auswerteeinheit zum Ausführen eines lernenden Algorithmus ausgebildet sein, bei dem ausgehend von Trainingsdaten Gesetzmäßigkeiten für das Vorliegen einer Gefahrensituation erkannt werden. Beispielsweise kann ein künstliches neuronales Netz verwendet werden.
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Die Auswerteeinheit 32 ist dazu ausgebildet, über eine Ausgabeschnittstelle 34 eine Ausgabeeinheit anzusteuern, wenn in der Auswerteeinheit 32 festgestellt wird, dass eine Gefahrensituation vorliegt. In diesem Fall erfolgt die eigentliche Warnung des Fahrzeugführers über eine Ausgabeeinheit, die von der Ausgabeschnittstelle 34 angesteuert wird. Hierbei kann die Ausgabeschnittstelle 34 ebenfalls beispielsweise als Stecker in Hardware implementiert sein oder als Software-Interface ausgebildet sein.
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In der 3 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems 10 schematisch dargestellt. Das System 10 umfasst eine Vorrichtung 26, einen Fahrzeugdetektor 36, einen Hindernisdetektor 38 sowie eine Ausgabeeinheit 40. Erfindungsgemäß ist die entsprechende Sensorik (Fahrzeugdetektor 36 und Hindernisdetektor 38) ortsfest an der Abbiegestelle 14 installiert.
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In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Fahrzeugdetektor 36 mehrere Sensoren 46, die in eine Fahrbahn 18 integriert sind. Mehrere Sensorpunkte bilden ein Gebiet der Fahrbahn 18 im Bereich 24 der Abbiegestelle ab. Beispielsweise können Drucksensoren verwendet werden. Durch die Auswertung der bereitgestellten Daten können Informationen über Fahrzeuge im Bereich 24 der Abbiegestelle ermittelt werden. Beispielsweise kann die Anwesenheit eines Fahrzeugs detektiert werden.
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Ebenfalls ist es möglich, durch die Verwendung mehrerer Sensoren auf eine Position, eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, eine Art des Fahrzeugs sowie auf weitere Parameter zu schließen. Ein größeres Fahrzeug erzeugt einen höheren Druck und nimmt eine größere Fläche ein, sodass ein größerer Anteil der in die Fahrbahn 18 integrierten Drucksensoren gleichzeitig ein Signal ausgibt. Der Fahrzeugdetektor 36 umfasst dabei in der dargestellten Ausführungsform einerseits die in die Fahrbahn 18 integrierten Drucksensoren und andererseits eine Sammel- und Auswerteeinheit 48, die zum drahtlosen Senden der gesammelten Fahrzeugdaten ausgebildet ist.
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Der Hindernisdetektor 38 umfasst in der dargestellten Ausführungsform genau wie der Fahrzeugdetektor 36 mehrere in den Rad- und/oder Fußweg 20 integrierte Sensoren, insbesondere Drucksensoren. Durch die Auswertung der Signale dieser Sensoren ist es möglich, die Anwesenheit von Fahrradfahrern oder Fußgängern als mobile Hindernisse zu detektieren. Ebenfalls ist es möglich, eine Größe, eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, eine Art und eine Anzahl der mobilen Hindernisse zu bestimmen. Der Hindernisdetektor 38 umfasst einerseits die entsprechende Sensorik und andererseits eine Auswerte- und Sendeeinheit, die zum Ausführen einer drahtlosen Kommunikation ausgebildet ist.
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Die von dem Fahrzeugdetektor 36 und dem Hindernisdetektor 38 gewonnenen Fahrzeug- und Hindernisdaten werden an die Vorrichtung 26 übermittelt. Wie schematisch angedeutet, erfolgt hierbei die Übermittlung im dargestellten Beispiel drahtlos, beispielsweise durch eine Bluetooth-, ZigBee-, WLAN- oder andere Kommunikation. Die Datenverarbeitung erfolgt in der Vorrichtung 26. Es versteht sich, dass Fahrzeugdetektor 36 und Hindernisdetektor 38 als ein kombinierter Detektor ausgeführt sein können, mit dem sowohl mobile Hindernisse als auch Fahrzeuge erfasst werden können.
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Basierend auf dem Ergebnis der Datenverarbeitung wird dann die Ausgabeeinheit 40 angesteuert. In der dargestellten Ausführungsform ist die Ausgabeeinheit 40 als Blinklicht ausgeführt, das an einer Verkehrssignalanlage 42 (Ampel) befestigt ist.
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Es versteht sich, dass der Fahrzeugdetektor 36 und der Hindernisdetektor 38 auch in anderer Weise ausgeführt sein können. Beispielsweise können jeweils eine oder mehrere Kameras verwendet werden. Ebenfalls ist es möglich, Radar- oder Lidarsensoren zu verwenden.
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Die Ausgabeeinheit 40 kann auch in anderer Weise ausgeführt sein. Beispielsweise kann die Ausgabeeinheit 40 auch im Cockpit eines Fahrzeugs integriert sein. So ist es möglich, dass das ohnehin vorhandene Lautsprechersystem oder auch ein visuelles Feedbacksystem innerhalb des Fahrzeugs für die Ausgabe der Warnung an den Fahrzeugführer verwendet wird. Entsprechend muss dann die Ausgabeschnittstelle zum Kommunizieren mit einer derart ausgebildeten Ausgabeeinheit ausgebildet sein.
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In der 4 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 26 dargestellt, bei der zusätzlich eine Signalschnittstelle 44 integriert ist. Diese Signalschnittstelle 44 ist dazu ausgebildet, mit einer Verkehrssignalanlage an der Abbiegestelle 14 zu kommunizieren. Insbesondere wird ein Zustand der Verkehrssignalanlage empfangen. Wenn die Verkehrssignalanlage aufgrund ihres Zustands eine Überfahrt über die Abbiegestelle 14 bzw. ein Abbiegen nicht zulässt, ist es normalerweise nicht notwendig, eine Warnung auszugeben. Durch die Berücksichtigung des Verkehrssignals bei der Ermittlung, ob eine Warnung ausgegeben werden soll, kann also die Anzahl an unnötig ausgegebenen Warnungen weiter reduziert werden. Die Signalschnittstelle 44 kann ebenfalls in Soft- und/oder Hardware implementiert sein. Insbesondere kann eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation mit der Verkehrssignalanlage erfolgen.
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In der 5 ist schematisch eine Situation an einer Abbiegestelle 14 dargestellt. Im Bereich 24 der Abbiegestelle befinden sich mehrere mobile Hindernisse 16. Die erfindungsgemäße Auswerteeinheit kann dazu ausgebildet sein, die mehreren mobilen Hindernisse 16 zu unterscheiden und jeweils separat zu behandeln. Für jedes einzelne mobile Hindernis 16 wird festgestellt, ob eine Kollision wahrscheinlich ist und somit eine Gefahrensituation vorliegt. Die Warnung an den Fahrzeugführer wird ausgegeben, wenn für eines der mobilen Hindernisse 16 eine Kollision wahrscheinlich erscheint.
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In der 6 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren dargestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte des Empfangens S10 von Fahrzeugdaten, des Empfanges S12 von Hindernisdaten, des Auswertens S14 von Fahrzeugdaten und des Ansteuerns S16 einer Ausgabeeinheit. Das Verfahren kann beispielsweise als Computerprogramm umgesetzt sein und als Smartphone-App von einem Smartphone in einer Fahrzeugkabine eines Fahrzeugs ausgeführt werden. Es versteht sich, dass ebenfalls eine andere Umsetzung möglich ist.
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Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.
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In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Ein Element, eine Einheit, eine Vorrichtung und ein System können teilweise oder vollständig in Hard- und/oder in Software umgesetzt sein. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Ein Computerprogramm kann auf einem nichtflüchtigen Datenträger gespeichert/vertrieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf einem Halbleiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Hardware und/oder als Teil einer Hardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- System
- 12
- Fahrzeug
- 14
- Abbiegestelle
- 16
- mobiles Hindernis
- 18
- Fahrbahn
- 20
- Rad- und/oder Fußweg
- 22
- Totwinkelbereich
- 24
- Bereich der Abbiegestelle
- 26
- Vorrichtung
- 28
- erste Sensorschnittstelle
- 30
- zweite Sensorschnittstelle
- 32
- Auswerteeinheit
- 34
- Ausgabeschnittstelle
- 36
- Fahrzeugdetektor
- 38
- Hindernisdetektor
- 40
- Ausgabeeinheit
- 42
- Verkehrssignalanlage
- 44
- Signalschnittstelle
- 46
- Sensor
- 48
- Sammel- und Auswerteeinheit
