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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 Sensorschnittstelle zum Empfangen von Hindernisdaten von einem Hindernisdetektor an der Abbiegestelle, wobei die Hindernisdaten Informationen über ein mobiles Hindernis in einem Bereich der Abbiegestelle umfassen;
- einer Auswerteeinheit zum Auswerten der Hindernisdaten, um eine Position und eine Bewegungsrichtung des mobilen Hindernisses zu ermitteln und um basierend auf der ermittelten Position und Bewegungsrichtung 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 nach einem der Ansprüche 1 bis 11;
- einem Hindernisdetektor an der Abbiegestelle zum Erfassen eines Hindernisses in einem 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 für einen Fahrzeugführer eines Fahrzeugs, insbesondere eines großen Fahrzeugs, wie eines Lastwagens, beim Abbiegen an einer Abbiegestelle eine Warnung ausgegeben, wenn basierend auf einer Position und einer Bewegungsrichtung eines mobilen Hindernisses, insbesondere eines Fußgängers oder eines Fahrradfahrers, in einem Bereich der Abbiegestelle eine Gefahrensituation erkannt wird.
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Über einen Hindernisdetektor wird ein Bereich der Abbiegestelle überwacht, um Informationen über ein mobiles Hindernis in diesem Bereich zu erfassen. Der Hindernisdetektor befindet sich dabei an der Abbiegestelle, ist also ortsfest im unmittelbaren räumlichen Umfeld der Abbiegestelle angeordnet und nicht in ein Fahrzeug integriert. Die vom Hindernisdetektor aufgenommenen Hindernisdaten und Informationen zu einem mobilen Hindernis im Bereich der Abbiegestelle werden in einer Auswerteeinheit ausgewertet. Basierend auf der Auswertung wird einerseits eine Position und andererseits eine Bewegungsrichtung eines mobilen Hindernisses im Bereich der Abbiegestelle ermittelt. Ausgehend von der Position und der Bewegungsrichtung wird dann bewertet, ob eine Gefahrensituation vorliegt. Wenn eine Gefahrensituation vorliegt, wird eine Warnung mittels einer Ausgabeeinheit ausgegeben, um Fahrer von Fahrzeugen an der Abbiegestelle zu warnen. Beispielsweise kann eine Warnung mittels eines optischen und/oder akustischen Warnsignals ausgegeben werden.
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Im Gegensatz zu Ansätzen des Stands der Technik, bei denen Sensoren am Fahrzeug verwendet werden, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zur Warnung von Fahrzeugen eingesetzt werden, die nicht selbst über eine entsprechende Sensorausstattung verfügen. Es wird also eine Warnung von Fahrzeugführern beliebiger Fahrzeuge ermöglicht. Eine Umrüstung bestehender 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 eine Position und eine Bewegungsrichtung des mobilen Hindernisses bestimmt. Die Auswertung und die Festlegung, ob eine Gefahrensituation vorliegt, erfolgt basierend auf einer Analyse dieser beiden Parameter. 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 für das mobile Hindernis besteht. Die Aufmerksamkeit vorbeifahrender Fahrzeugführer bleibt hoch und wird nicht aufgrund häufiger Fehlalarme reduziert. Zudem 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 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. Die notwendige Sensorik zum Detektieren des mobilen Hindernisses und zum Bestimmen seiner Position und Geschwindigkeit ist also in den Untergrund integriert. Hierdurch wird eine präzise und weitgehend wetterunabhängige Detektion des mobilen Hindernisses ermöglicht. Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen wird die Zuverlässigkeit sowie die Aussagekraft der erkannten Gefahrensituationen erhöht. Falsche Alarme werden weitestgehend vermieden. Vorzugsweise wird eine Vielzahl einzelner Drucksensoren verwendet, um eine ortsaufgelöste Detektion zu erreichen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, eine Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des mobilen Hindernisses zu ermitteln. Ausgehend hiervon kann dann die Gefahrensituation basierend auf der Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung erkannt werden. Durch die zusätzliche Berücksichtigung weiterer Parameter, insbesondere der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung des mobilen Hindernisses, kann die Zuverlässigkeit weiter erhöht werden. Zudem ist es möglich, eine genauere Analyse der Bewegung des mobilen Hindernisses durchzuführen, um unnötig ausgegebene Warnungen weitestgehend zu vermeiden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, einen Abstand zwischen der Abbiegestelle und der Position des mobilen Hindernisses zu ermitteln und eine Gefahrensituation zu erkennen, wenn der ermittelte Abstand einen vordefinierten Schwellenwert unterschreitet. Alternativ oder zusätzlich ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, eine Geschwindigkeit des mobilen Hindernisses zu ermitteln und eine Gefahrensituation zu erkennen, wenn die ermittelte Geschwindigkeit einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet. Weiter alternativ oder zusätzlich ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, eine Gefahrensituation zu erkennen, wenn die Bewegungsrichtung des mobilen Hindernisses innerhalb einer vordefinierten Abweichungstoleranz auf die Abbiegestelle gerichtet ist. Durch die einzelne oder kombinierte Anwendung unterschiedlicher Auswerteansätze kann eine präzise Vorhersage ermöglicht werden, ob es zu einer Gefahrensituation kommen kann und eine Warnung ausgegeben werden muss. Sofern sich aus der Analyse der unterschiedlichen ermittelten Parameter ergibt, dass eine Gefahrensituation quasi ausgeschlossen ist, wird keine Warnung ausgegeben. Hierdurch können unnötige Warnungen vermieden und Energie gespart werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung eine weitere Sensorschnittstelle zum Empfangen von Fahrzeugdaten von einem Fahrzeugdetektor an der Abbiegestelle, wobei die Fahrzeugdaten Informationen über ein Fahrzeug im Bereich der Abbiegestelle umfassen. Hierbei ist die Auswerteeinheit zum Erkennen der Gefahrensituation basierend auf den Fahrzeugdaten ausgebildet. Vorzugsweise ist die weitere Sensorschnittstelle zum Empfangen von Fahrzeuginformationen von mindestens einem in eine Fahrbahn im Bereich der Abbiegestelle integrierten Sensor, insbesondere einem Drucksensor, ausgebildet. Durch die zusätzliche Berücksichtigung von Daten eines abbiegenden Fahrzeugs im Bereich der Abbiegestelle, kann eine weitere Verbesserung der Zuverlässigkeit bei der Erkennung von Gefahrensituationen erreicht werden. Lediglich wenn sich ein Fahrzeug im Bereich der Abbiegestelle befindet und dieses Fahrzeug auch einen Abbiegevorgang ausführen möchte, ist die Ausgabe einer Warnung an den Fahrzeugführer erforderlich. Wie zuvor werden unnötige Warnungen vermieden, sodass die Aufmerksamkeit der Fahrzeugführer erhalten bleibt und Energie gespart werden kann.
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In einer 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 wird eine Gefahrensituation erkannt, wenn aufgrund des Zustands der Verkehrssignalanlage ein Abbiegen an der Abbiegestelle zulässig ist. Die Ausgabe der Warnung ist demnach an den Zustand einer Verkehrssignalanlage gekoppelt. 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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Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, basierend auf den Hindernisdaten eine Wahrscheinlichkeit für ein Kreuzen einer Abbiegetrajektorie eines an der Abbiegestelle abbiegenden Fahrzeugs durch das mobile Hindernis zu ermitteln. Dann wird die Gefahrensituation basierend auf der ermittelten Wahrscheinlichkeit erkannt. Durch eine Auswertung der ermittelten Position und Bewegungsrichtung sowie möglicher weiterer Parameter kann eine Prognose bezüglich einer Bewegung des mobilen Hindernisses erstellt werden. Dann kann festgestellt werden, ob diese Bewegung überhaupt mit einer Abbiegetrajektorie in Kontakt kommt und hierdurch eine Kollision möglich ist. Lediglich wenn eine Kollision möglich ist, wird eine Gefahrensituation erkannt und eine Warnung ausgegeben. Die Zuverlässigkeit der ausgegebenen Warnungen wird weiter erhöht.
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Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit dazu ausgebildet, basierend auf den Hindernisdaten mehrere mobile Hindernisse im Bereich der Abbiegestelle zu unterscheiden. Es wird dann für jedes mobile Hindernis eine Position und eine Bewegungsrichtung ermittelt. Weiterhin wird basierend auf der ermittelten Position und Bewegungsrichtung für jedes mobile Hindernis eine Gefahrensituation erkannt. Dann wird die Ausgabeeinheit angesteuert, um eine Warnung an den Fahrzeugführer auszugeben, wenn für eines der mobilen Hindernisse eine Gefahrensituation erkannt wurde. Durch eine Erkennung mehrerer Hindernisse, also beispielsweise eine Erkennung mehrerer Fahrradfahrer oder Fußgänger, kann die Signifikanz der ausgegebenen Warnungen weiter verbessert werden. Es wird möglich, auf die aktuelle Situation abgestimmte Warnungen auszugeben. Für jedes einzelne mobile Hindernis werden Parameter berechnet. Dann kann jeweils separat festgestellt werden, ob die Gefahr eines Unfalls besteht und eine Warnung ausgegeben werden muss.
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In einer bevorzugten 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 weiter erhöht. Die aktuellen örtlichen Gegebenheiten an einer speziellen Abbiegestelle können berücksichtigt werden. Unnötig ausgegebene Warnungen werden vermieden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Ausgabeschnittstelle zum Ansteuern einer Ausgabeeinheit an einer Verkehrssignalanlage oder an einem Straßenschild ausgebildet. Weiterhin 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 deren Informationsgehalt zu verarbeiten.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems umfasst der Hindernisdetektor mindestens einen in eine Fahrbahn, einen Rad- und/oder Fußweg im Bereich der Abbiegestelle integrierten Sensor, insbesondere einen Drucksensor. Durch die Verwendung von Drucksensoren, die in einen Untergrund integriert sind, kann eine präzise und aussagekräftige Ermittlung der Position und Bewegungsrichtung des mobilen Hindernisses erfolgen.
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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 Hindernis- als auch Fahrzeugdaten sind insbesondere Sensordaten eines Sensors, der eine Anwesenheitsdetektion sowie eine Positions- und Geschwindigkeitsbestimmung eines beweglichen 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 Radfahrer oder Fußgänger vor einem Überqueren einer Abbiegetrajektorie durchquert wird. Der Bereich der Abbiegestelle umfasst insbesondere einen Bereich auf der rechten Seite eines rechtsabbiegenden Fahrzeugs, wenn sich dieses Fahrzeug an einer Position vor dem Abbiegevorgang befindet. 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 umfasst insbesondere alle gewöhnlichen Aufenthaltsgebiete von Fußgängern und Radfahrern um eine Abbiegestelle. 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 Transporterfahrzeugen 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 weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems;
- 6 eine schematische Darstellung einer Situation an einer Abbiegestelle und;
- 7 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 Rad- 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 mobiles Hindernis befindet und dessen Position und Bewegungsrichtung auszuwerten. 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 Sensorschnittstelle 28, 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 Sensorschnittstelle 28 ist zum Empfangen von Hindernisdaten von einem Hindernisdetektor ausgebildet. Die Sensorschnittstelle 28 kann beispielsweise als Steckerverbindung zum Anschließen an einen Sensor verstanden werden. Ebenfalls kann die Sensorschnittstelle 28 als drahtlose Schnittstelle (Funkschnittstelle) implementiert sein. Weiterhin kann die Sensorschnittstelle 28 aber auch als Software-Schnittstelle umgesetzt sein. Die Schnittstelle dient zum Datenempfang und kann beispielsweise als Standard-Schnittstelle implementiert sein.
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Die Datenauswertung der über die Sensorschnittstelle 28 empfangenen Hindernisdaten erfolgt in der Auswerteeinheit 32. Insbesondere kann die Auswerteeinheit 32 als Mi-kroprozessor oder als entsprechendes Softwaremodul implementiert sein. Beispielsweise kann die Auswerteeinheit 32 zum Ausführen von Schwellenwert-Operationen ausgebildet sein, um basierend auf der ermittelten Position und Bewegungsrichtung des mobilen Hindernisses, zu ermitteln, ob das mobile Hindernis in nächster Zeit eine Trajektorie eines abbiegenden Fahrzeugs überqueren wird. Lediglich wenn dies der Fall ist, kann eine Gefahrensituation vorliegen und wird eine Warnung ausgegeben. Wenn sich das mobile Hindernis von der Abbiegestelle wegbewegt bzw. sich jedenfalls nicht annähernd in Richtung der Abbiegestelle bewegt, ist die Ausgabe einer Warnung nicht notwendig.
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Ebenfalls ist es möglich, ausgehend von den Hindernisdaten auf eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, eine Art des mobilen Hindernisses sowie auf weitere Parameter zu schließen. Ein Fußgänger ist beispielsweise wesentlich langsamer als ein Radfahrer, sodass es erst zu einer Gefahrensituation kommen kann, wenn sich der Fußgänger der Abbiegestelle weiter angenähert hat. Die Warnung kann dann später ausgegeben werden. Wenn das mobile Hindernis beispielsweise nur eine sehr niedrige Geschwindigkeit hat, liegt noch keine Gefahrensituation vor, sodass mit der Ausgabe der Warnung noch gewartet werden kann.
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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 Hindernisdetektor 38 sowie eine Ausgabeeinheit 40. Erfindungsgemäß ist die entsprechende Sensorik (Hindernisdetektor 38) ortsfest an der Abbiegestelle 14 installiert.
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In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Hindernisdetektor 38 mehrere Sensoren 46, die in einen Untergrund 18 integriert sind. Mehrere Sensorpunkte bilden ein Gebiet des Rad- und/oder Fußwegs 20 und/oder der Fahrbahn 18 ab und ermöglichen so ein Erfassen des Bereichs 24 der Abbiegestelle. Beispielsweise können Drucksensoren verwendet werden. Durch die Auswertung der bereitgestellten Daten können Informationen über mobile Hindernisse im Bereich 24 der Abbiegestelle ermittelt werden. Basierend auf den gewonnenen Sensordaten kann die Position und die Bewegungsrichtung des mobilen Hindernisses ermittelt werden. Hierzu können Signalverarbeitungsansätze zur gemeinsamen Verarbeitung der Daten einer Anzahl von Drucksensoren eingesetzt werden. Der Hindernisdetektor 38 umfasst dabei in der dargestellten Ausführungsform einerseits die in den Untergrund integrierten Drucksensoren und andererseits eine Sammel- und Auswerteeinheit 48, die zum drahtlosen Senden der gesammelten Fahrzeugdaten ausgebildet ist.
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Die von dem Hindernisdetektor 38 gewonnenen Hindernisdaten werden an die Vorrichtung 26 übermittelt. Wie schematisch angedeutet, erfolgt die Übermittlung im dargestellten Beispiel drahtlos, beispielsweise durch eine Bluetooth-, ZigBee-, WLAN- oder andere Kommunikation. Die Datenverarbeitung erfolgt in der Vorrichtung 26.
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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 separate Säule mit einem Blinklicht ausgeführt, die zum Aufstellen an der Abbiegestelle ausgebildet ist. Durch ein blinkendes Blinklicht können vorbeifahrende Fahrzeugführer gewarnt werden.
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Der Hindernisdetektor 38 kann auch in anderer Weise ausgeführt sein. Beispielsweise kann 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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Zudem umfasst die dargestellte Ausführungsform eine weitere Sensorschnittstelle 30, die dazu ausgebildet ist, Fahrzeugdaten von einem Fahrzeugdetektor im Bereich der Abbiegestelle zu empfangen. Die weitere Sensorschnittstelle 30 kann dabei entsprechend der Sensorschnittstelle 28 ausgeführt sein oder auch mit dieser kombiniert sein.
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In der 5 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems 10 dargestellt. Neben der Erfassung von Hindernisdaten durch den Hindernisdetektor 38 werden zusätzlich von einem Fahrzeugdetektor 36 Fahrzeugdaten mit Informationen über ein Fahrzeug im Bereich der Abbiegestelle erfasst. Diese Fahrzeugdaten dienen als zusätzliche Informationsquelle bei der Erkennung einer Gefahrensituation. Lediglich wenn sich ein Fahrzeug im Bereich der Abbiegestelle befindet, kann es zu einer gefährlichen Situation kommen. Wenn also Informationen über ein Fahrzeug im Bereich der Abbiegestelle zur Verfügung stehen, können diese zusätzlich berücksichtigt werden, um die Relevanz der ausgegebenen Warnungen weiter zu erhöhen.
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Der Fahrzeugdetektor 36 umfasst in der dargestellten Ausführungsform genau wie der Hindernisdetektor 38 mehrere in die Fahrbahn 18 integrierte Sensoren, insbesondere Drucksensoren. Durch die Auswertung der Signale dieser Sensoren ist es möglich, die Anwesenheit von Fahrzeugen zu detektieren. Ebenfalls ist es möglich, eine Größe, eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung und eine Art eines Fahrzeugs sowie eine Anzahl an Fahrzeugen zu bestimmen. Der Fahrzeugdetektor 36 umfasst einerseits die entsprechende Sensorik und andererseits eine Auswerte- und Sendeeinheit, die zum Ausführen einer drahtlosen Kommunikation ausgebildet ist. 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. Wie der Hindernisdetektor 38 kann auch der Fahrzeugdetektor 36 in anderer Weise ausgeführt sein und beispielsweise eine Kamera umfassen.
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In der dargestellten Ausführungsform ist die Ausgabeeinheit 40 als Blinklicht ausgeführt, das an einer Verkehrssignalanlage 42 (Ampel) befestigt ist. Eine Anbindung der Vorrichtung 26 an die Verkehrssignalanlage 42 kann dann über die Signalschnittstelle 44 erfolgen.
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In der 6 ist schematisch eine beispielhafte 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 eine Position und eine Bewegungsrichtung ermittelt und darauf basierend 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 7 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren dargestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte des Empfangens S10 von Hindernisdaten, des Auswertens S12 von Fahrzeugdaten und des Ansteuerns S14 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 Schnittstelle, 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
- Sensorschnittstelle
- 30
- weitere Sensorschnittstelle
- 32
- Auswerteeinheit
- 34
- Ausgabeschnittstelle
- 36
- Fahrzeugdetektor
- 38
- Hindernisdetektor
- 40
- Ausgabeeinheit
- 42
- Verkehrssignalanlage
- 44
- Signalschnittstelle
- 46
- Sensor
- 48
- Sammel- und Auswerteeinheit
