DE102019209064B4 - Vorrichtung zum Reagieren auf abgeschattete Objekte in einer Umgebung eines Fahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung zum Reagieren auf abgeschattete Objekte in einer Umgebung eines Fahrzeugs Download PDF

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Abstract

Vorrichtung (14) zum Reagieren auf abgeschattete Objekte (24) in einer Umgebung eines Fahrzeugs (12), mit:einer Eingangsschnittstelle (26) zum Empfangen eines ersten Sensorsignals eines Umgebungssensors (16) mit Informationen zu einem ersten Objekt (18) in der Umgebung des Fahrzeugs (12) und eines Beleuchtungssignals mit Informationen über eine die Umgebung beleuchtende Lichtquelle (20) außerhalb des Fahrzeugs;einer Verarbeitungseinheit (28) zum Bestimmen eines Schattenbereichs (22), der durch das erste Objekt von der Lichtquelle abgeschattet wird, basierend auf dem ersten Sensorsignal und dem Beleuchtungssignal;einer Detektionseinheit (30) zum Ansteuern des Umgebungssensors, um basierend auf einem zweiten Sensorsignal des Umgebungssensors zu detektieren, ob sich ein abgeschattetes Objekt (24) innerhalb des Schattenbereichs befindet; undeiner Steuerungseinheit (32) zum Ermitteln einer Fahrzeugreaktion, wenn sich ein abgeschattetes Objekt innerhalb des Schattenbereichs befindet, wobei die Detektionseinheit (30) zum Ansteuern eines Scheinwerfers (36) ausgebildet ist, um den Schattenbereich (22) auszuleuchten und die Steuerungseinheit (32) zum Ansteuern des Scheinwerfers (36) ausgebildet ist, um den Schattenbereich (22) auszuleuchten, wenn sich das abgeschattete Objekt (24) innerhalb des Schattenbereichs befindet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein System zum Reagieren auf abgeschattete Objekte in einer Umgebung eines Fahrzeugs.
  • Moderne Fahrzeuge (Autos, Transporter, Lastwagen, Motorräder etc.) umfassen eine Vielzahl an Systemen, die dem Fahrer Informationen zur Verfügung stellen und einzelne Funktionen des Fahrzeugs teil- oder vollautomatisiert steuern. Über Sensoren werden die Umgebung des Fahrzeugs sowie andere Verkehrsteilnehmer erfasst. Basierend auf den erfassten Daten kann ein Modell der Fahrzeugumgebung erzeugt werden und auf Veränderungen in dieser Fahrzeugumgebung reagiert werden. Durch die fortschreitende Entwicklung im Bereich der autonom und teilautonom fahrenden Fahrzeuge werden der Einfluss und der Wirkungsbereich solcher Fahrerassistenzsysteme (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) immer größer. Durch die Entwicklung immer präziserer Sensoren ist es möglich, die Umgebung und den Verkehr zu erfassen und einzelne Funktionen des Fahrzeugs vollständig oder teilweise ohne Eingriff des Fahrers zu kontrollieren. Fahrerassistenzsysteme können dabei insbesondere zur Erhöhung der Sicherheit im Verkehr sowie zur Verbesserung des Fahrkomforts beitragen.
  • Im Bereich der kamerabasierten Umfelderkennung liegt eine Herausforderung darin, auch bei wechselnden Lichtverhältnissen eine zuverlässige Objekterkennung zu ermöglichen. Insbesondere Objekte in abgeschatteten Bereichen können oft nur schwer zuverlässig erkannt und identifiziert werden. So kann es beispielsweise zu Unfällen aufgrund zu spät erkannter aus abgeschatteten Bereichen heraustretender Personen kommen.
  • Ein Ansatz zum Vermeiden derartiger Unfälle liegt in einer prädiktiven Belichtungssteuerung. Die DE 10 2017 206 247 A1 betrifft in diesem Zusammenhang ein Verfahren zur prädiktiven Belichtungssteuerung einer Fahrzeugkamera. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Kamera, welche an einem Fahrzeug angeordnet ist, und ein Aufnehmen wenigstens eines Bildes von einer äußeren Umgebung des Fahrzeugs mittels der Kamera. Ein Schattenbereich wird innerhalb des Bildes erkannt und es wird ein verbleibender Zeitraum bestimmt, bis das Fahrzeug mit der Kamera voraussichtlich in den Schattenbereich eintreten wird. Weiterhin wird eine erforderliche Änderung eines Belichtungswerts ermittelt, um eine Verdunkelung auszugleichen, welche auftritt, wenn sich das Fahrzeug mit der Kamera innerhalb des Schattenbereichs befindet.
  • Die DE 10 2010 045 511 A1 offenbart ein Verfahren zur Detektion von Fahrbahnmarkierungen in einem Bild, wobei eine Umgebung eines Fahrzeugs in zumindest einem Bild erfasst wird, wobei Fahrbahnmarkierungen in dem Bild detektiert werden und aus den Fahrbahnmarkierungen ein Fahrspurverlauf ermittelt wird, wobei bei der Detektion der Fahrbahnmarkierungen im Bild vorhandene Schattenbereiche berücksichtigt werden.
  • Die DE 10 2017 010 731 A1 offenbart ein Verfahren zur Erfassung eines Objektes anhand seines Schattens in einer Umgebung eines Fahrzeuges mittels erfasster Bilddaten zumindest einer fahrzeugseitigen Bilderfassungseinheit. Nachteile derartiger Ansätze liegen darin, dass eine vergleichsweise aufwändige Bildverarbeitung notwendig ist, um den Schattenbereich zu erkennen. Zudem sind von einer Änderung eines Belichtungswerts auch andere, nicht abgeschattete Bereiche betroffen, in denen es möglicherweise zu einer ungenauen Erkennung von Objekten kommen kann.
  • Ausgehend hiervon stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, die Sicherheit beim Betrieb eines autonomen oder teilautonomen Fahrzeugs im Hinblick auf Objekte in abgeschatteten Bereichen zu verbessern. Auf der einen Seite soll die aktive Sicherheit, also die Sicherheit des eigenen Fahrzeugs, gewährleistet werden. Auf der anderen Seite soll aber auch die passive Sicherheit, also die Sicherheit anderer Verkehrsteilnehmer dadurch verbessert werden, dass ein Verhalten des eigenen Fahrzeugs im Sinne einer defensiven Fahrweise angepasst wird. Insbesondere soll eine adäquate Reaktion eines Fahrzeugs auf abgeschattete Objekte in einer Umgebung des Fahrzeugs ermöglicht werden.
  • Zum Lösen dieser Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum Reagieren auf abgeschattete Objekte in einer Umgebung eines Fahrzeugs, mit:
    • einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen eines ersten Sensorsignals eines Umgebungssensors mit Informationen zu einem ersten Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs und eines Beleuchtungssignals mit Informationen über eine die Umgebung beleuchtende Lichtquelle außerhalb des Fahrzeugs;
    • einer Verarbeitungseinheit zum Bestimmen eines Schattenbereichs, der durch das erste Objekt von der Lichtquelle abgeschattet wird, basierend auf dem ersten Sensorsignal und dem Beleuchtungssignal;
    • einer Detektionseinheit zum Ansteuern des Umgebungssensors, um basierend auf einem zweiten Sensorsignal des Umgebungssensors zu detektieren, ob sich ein abgeschattetes Objekt innerhalb des Schattenbereichs befindet; und
    • einer Steuerungseinheit zum Ermitteln einer Fahrzeugreaktion, wenn sich ein abgeschattetes Objekt innerhalb des Schattenbereichs befindet.
  • In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein System zum Reagieren auf abgeschattete Objekte in einer Umgebung eines Fahrzeugs, mit:
    • einem Umgebungssensor zum Detektieren von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs; und
    • einer Vorrichtung wie zuvor beschrieben.
  • Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein entsprechend der Vorrichtung ausgebildetes 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.
  • 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 System, das Verfahren und das Computerprogrammprodukt entsprechend der für die Vorrichtung in den abhängigen Ansprüchen beschriebenen Ausgestaltungen ausgeführt sein.
  • Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, Schatten von Objekten in einer Umgebung des Fahrzeugs basierend auf einer aktuellen Beleuchtungssituation und basierend auf einer Objekterkennung mittels Umfeldsensorik zu erkennen. Diese Schattenbereiche werden dann separat untersucht, um festzustellen, ob sich ein abgeschattetes Objekt innerhalb des Schattenbereichs befindet. Sofern sich ein abgeschattetes Objekt innerhalb des Schattenbereichs befindet, wird eine Reaktion des Fahrzeugs geprüft bzw. eingeleitet.
  • Dadurch, dass abgeschattete Bereiche zunächst identifiziert und dann separat untersucht werden, kann sichergestellt werden, dass Objekte innerhalb dieser abgeschatteten Bereiche nicht übersehen werden bzw. unerkannt bleiben. Hierdurch wird es möglich, Unfälle oder gefährliche Situationen zu vermeiden und die Sicherheit im Fahrzeugverkehr zu verbessern. Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen, bei denen eine Erkennung des Schattenbereichs basierend auf einem Bildsignal der Kamera erfolgt, wird erfindungsgemäß der Schattenbereich ausgehend von der aktuellen Beleuchtung bestimmt. Der Aufwand für die Bildverarbeitung wird reduziert. Hierdurch kann die Prozessorlast vermindert werden, um eine Echtzeitdatenverarbeitung sicherzustellen. Es ergibt sich eine hohe Sicherheit bzw. Zuverlässigkeit bei der Erkennung abgeschatteter Objekte. Die Sicherheit im Fahrzeugverkehr kann verbessert werden. Gefährliche Situationen aufgrund von Schatten im Bereich der Route eines autonomen Fahrzeugs können vermieden werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuerungseinheit zum Ansteuern eines Fahrzeugsteuergeräts des Fahrzeugs ausgebildet, um ein Fahrmanöver des Fahrzeugs einzuleiten, wenn sich das abgeschattete Objekte innerhalb des Schattenbereichs befindet. Insbesondere ist es möglich, dass über das Fahrzeugsteuergerät direkt ein Fahrmanöver eingeleitet wird, um eine gefährliche Situation zu vermeiden. Beispielsweise kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs reduziert werden, ein Bremsvorgang und/oder ein Ausweichmanöver eingeleitet werden oder auch eine Beschleunigung durchgeführt werden. Es kann ohne Eingriff eines Fahrers eine Reaktion des Fahrzeugs erfolgen. Hierdurch kann ohne Verzögerung reagiert werden, um eine gefährliche Situation bzw. einen Unfall zu vermeiden. Die Sicherheit im Fahrzeugverkehr wird verbessert.
  • Erfindungsgemäß ist die Detektionseinheit zum Ansteuern eines Scheinwerfers, insbesondere eines Fahrzeugscheinwerfers ausgebildet, um den Schattenbereich auszuleuchten. Es ist möglich, dass zusätzlich zur Ansteuerung des Umgebungssensors ein Ausleuchten des Schattenbereichs erfolgt, um eine verbesserte Detektion von abgeschatteten Objekten innerhalb des Schattenbereichs zu ermöglichen. Beispielsweise kann im Falle einer Verwendung einer Kamera durch ein Ausleuchten eine verbesserte Detektion ermöglicht werden. Die Genauigkeit bei der Erkennung, ob sich ein abgeschattetes Objekt innerhalb des Schattenbereichs befindet, wird verbessert. Die Sicherheit wird weiter erhöht.
  • Erfindungsgemäß ist die Steuerungseinheit zum Ansteuern eines Scheinwerfers, insbesondere eines Fahrzeugscheinwerfers ausgebildet, um den Schattenbereich auszuleuchten, wenn sich das abgeschattete Objekt innerhalb des Schattenbereichs befindet. Zusätzlich oder alternativ kann das Ausleuchten des Schattenbereichs erst erfolgen, nachdem ein abgeschattetes Objekt erkannt wurde. Durch das Ausleuchten kann ein Fahrer oder auch ein automatisiertes System eine verbesserte Einschätzung der Situation erreichen. Es kann sichergestellt werden, dass das Objekt innerhalb des Schattenbereichs keine gefährliche Situation verursacht.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuerungseinheit zum Klassifizieren des abgeschatteten Objekts basierend auf dem zweiten Sensorsignal ausgebildet. Zudem ist die Steuerungseinheit zum Ermitteln der Fahrzeugreaktion basierend auf der Klassifizierung des abgeschatteten Objekts ausgebildet. Nachdem ein abgeschattetes Objekt erkannt wurde, wird dieses Objekt klassifiziert, um eine dem Objekt angepasste Fahrzeugreaktion zu ermöglichen. Je nach Art des Objekts kann eine andere Fahrzeugreaktion durchgeführt werden. Hierdurch kann die Reaktion des Fahrzeugs insoweit an das abgeschattete Objekt angepasst werden. Unnötige oder riskante Fahrzeugreaktionen können vermieden werden, wenn diese nicht notwendig sind. Die Sicherheit des Fahrzeugs sowie des abgeschatteten Objekts werden weiter verbessert.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuerungseinheit zum Klassifizieren des abgeschatteten Objekts ausgebildet, um zu ermitteln, ob es sich bei dem abgeschatteten Objekt um ein mobiles und/oder lebendes Objekt handelt. Insbesondere ist es interessant festzustellen, ob sich das abgeschattete Objekt möglicherweise bewegen kann. In diesem Fall ist eine angepasste Fahrzeugreaktion erforderlich, um einer Kollision bzw. einer gefährlichen Situation vorzubeugen. Durch die Ermittlung, ob es sich bei dem abgeschatteten Objekt um ein mobiles und/oder lebendes Objekt handelt, wird die Sicherheit des eigenen Fahrzeugs und des Objekts weiter verbessert.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuerungseinheit zum Prognostizieren einer Bewegung des mobilen und/oder lebenden Objekts basierend auf dem zweiten Sensorsignal ausgebildet. Zudem ist die Steuerungseinheit zum Ermitteln der Fahrzeugreaktion basierend auf der prognostizierten Bewegung ausgebildet. Insbesondere kann eine Bewegung des mobilen und/oder lebenden Objekts erkannt werden, um zu ermitteln, welche Fahrzeugreaktion durchgeführt werden muss. Durch die Bewegungserkennung und Anpassung der Fahrzeugreaktion kann insoweit die Sicherheit weiter verbessert werden. Es wird lediglich dann eine Reaktion ausgeführt, wenn eine gefährliche Situation basierend auf der prognostizierten Bewegung möglich bzw. wahrscheinlich erscheint.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen des Sensorsignals von einem Radar-, Lidar-, Kamera- und/oder Ultraschallsensor ausgebildet. Als Umgebungssensor werden üblicherweise die ohnehin in modernen Fahrzeugen vorhandenen Sensoren verwendet. Hierzu kann die Eingangsschnittstelle beispielsweise an ein Bussystem des Fahrzeugs angebunden werden, um die Sensorsignale zu empfangen. Die Kosten der Vorrichtung werden minimiert.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen des Beleuchtungssignals von einem Beleuchtungssensor, insbesondere von einem optischen Sensor, einer Kamera und/oder einem Helligkeitssensor ausgebildet. Basierend auf derartiger Sensorik können sowohl Lichtquellen in der Umgebung des Fahrzeugs erkannt als auch der Sonnenstand abgeschätzt werden. Eine zuverlässige Erkennung abgeschatteter Objekte und Ermittlung einer angepassten Fahrzeugreaktion werden ermöglicht.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen des Beleuchtungssignals von einer Datenbank, vorzugsweise von einer Zentraldatenbank, ausgebildet. Das Beleuchtungssignal umfasst vorzugsweise Informationen zu einem Sonnenstand an einer Position des Fahrzeugs zu einer aktuellen Uhrzeit und zu einem aktuellen Datum. Zumeist ist die Sonne die mit weitem Abstand wichtigste Ursache für abgeschattete Bereiche. Der Sonnenstand hängt von einer geographischen Fahrzeugposition sowie von einer aktuellen Uhrzeit und einem aktuellen Datum ab. Insoweit ist es möglich, dass basierend auf einer Position und einer Uhrzeit bzw. Datumsangabe ein Beleuchtungssignal mit Informationen zu einem Sonnenstand übermittelt wird. Die Datenbank kann dabei lokal, also am Ort der Vorrichtung, oder auch als Zentraldatenbank, beispielsweise als Internetdatenbank, ausgebildet sein. Das Beleuchtungssignal enthält Informationen über die Beleuchtung durch die Sonne. Eine Auswertung von Sensorsignalen ist nicht notwendig, sodass Prozessorleistung eingespart werden kann. Es ergibt sich insoweit eine weitere Sicherheitsverbesserung.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Verarbeitungseinheit zum Ermitteln einer Größe und Position des ersten Objekts und zum Bestimmen des Schattenbereichs basierend auf der Größe und Position des ersten Objekts ausgebildet. Insbesondere ist es möglich, dass die Berechnung und Bestimmung des Schattenbereichs anhand der Größe und Position erfolgt. Es kann eine zutreffende und genaue Bestimmung des Schattenbereichs erfolgen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Bewegungsdaten mit Informationen über eine geplante Trajektorie des Fahrzeugs ausgebildet. Die Steuerungseinheit ist zum Ermitteln der Fahrzeugreaktion basierend auf den Bewegungsdaten ausgebildet. Bei der Ermittlung der Fahrzeugreaktion ist es vorteilhaft, wenn zusätzlich Informationen über die eigene Bewegung des Fahrzeugs verwendet werden. Insoweit kann eine besser angepasste Fahrzeugreaktion erfolgen. Es wird nur dann eine Reaktion des Fahrzeugs ausgeführt, wenn es angesichts der geplanten Trajektorie des Fahrzeugs überhaupt zu einer gefährlichen Situation kommen kann. Die aktive und passive Sicherheit wird weiter verbessert.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das System ein Fahrzeugsteuergerät zum Ansteuern von Aktuatoren des Fahrzeugs, um ein Fahrmanöver des Fahrzeugs einzuleiten, und/oder einen Scheinwerfer, um einen Bereich in der Umgebung des Fahrzeugs zu beleuchten.
  • Eine Umgebung eines Fahrzeugs umfasst hierin insbesondere einen von einem am Fahrzeug angebrachten Sensor erfassbaren Bereich des Umfelds des Fahrzeugs. Ein Umgebungssensor kann mehrere einzelne verschiedene oder gleichartige Sensoren umfassen. Insbesondere ist es möglich, dass ein Umgebungssensor mehrere in unterschiedliche Richtungen ausgerichtete Sensoren umfasst, um beispielsweise eine 360°-Rundumsicht zu ermöglichen und ein vollständiges Umgebungsabbild aufzeichnen zu können. Eine Lichtquelle kann insbesondere die Sonne sein. Ebenfalls kann eine Lichtquelle auch eine außerhalb des Fahrzeugs angeordnete künstliche Lichtquelle, wie beispielsweise eine Straßenlaterne sein. Sowohl eine Umgebung als auch ein Schattenbereich können in einem lokalen oder in einem absoluten Koordinatensystem definiert sein. Ein Schattenbereich kann mehrere Teilbereiche umfassen. Eine Fahrzeugreaktion kann einerseits in einer Ansteuerung eines Aktuators des Fahrzeugs bestehen. Andererseits ist es aber auch möglich, dass eine Fahrzeugreaktion darin besteht, dass bewusst auf eine Anpassung des Verhaltens des Fahrzeugs verzichtet wird. Ein Objekt kann beispielsweise ein Fußgänger, ein Tier, ein anderes Fahrzeug, ein Radfahrer oder auch ein statisches Objekt wie ein Haus, ein Baum, ein Verkehrsschild, ein Stromkasten etc. sein.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
    • 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Systems zum Reagieren auf abgeschattete Objekte in einer Umgebung eines Fahrzeugs;
    • 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
    • 3 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen System;
    • 4 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Systems; und
    • 5 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • In der 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes System 10 zum Reagieren auf abgeschattete Objekte in einer Umgebung eines Fahrzeugs 12 dargestellt. Die Darstellung ist als schematische Seitenansicht auf ein an einem Fußgänger und einem Haus vorbeifahrendes Fahrzeug zu verstehen. Das System 10 umfasst eine Vorrichtung 14 sowie einen Umgebungssensor 16.
  • Das Fahrzeug 12 nähert sich einem ersten Objekt 18, wobei das erste Objekt 18 im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Haus am Straßenrand ist. Das erste Objekt 18 wird mittels des Umgebungssensors 16 detektiert. Eine Lichtquelle 20, im dargestellten Ausführungsbeispiel die Sonne, beleuchtet das erste Objekt 18 und erzeugt einen Schattenbereich 22, in dem sich ein abgeschattetes Objekt 24, im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Fußgänger, befindet. Der Fußgänger befindet sich im Schatten des Hauses. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass basierend auf einem Sensorsignal des Umgebungssensors 16, das Informationen zu dem ersten Objekt 18 umfasst, und einem Beleuchtungssignal, das Informationen über die Lichtquelle 20 umfasst, der Schattenbereich 22 bestimmt wird. Dann wird der Umgebungssensor 16 angesteuert, um den Schattenbereich 22 erneut, beispielsweise mit höherer Auflösung oder mit einer anderen Sensorkonfiguration, zu untersuchen. In dieser erneuten Untersuchung wird ermittelt, ob sich innerhalb des Schattenbereichs 22 ein abgeschattetes Objekt 24 befindet. Sofern detektiert wird, dass sich im Schattenbereich 22 ein abgeschattetes Objekt 24 befindet, wird eine Fahrzeugreaktion ermittelt, um eine gefährliche Situation zu vermeiden.
  • Beispielsweise ist es hierbei möglich, dass als Fahrzeugreaktion eine Geschwindigkeit reduziert oder ein Bremsvorgang und/oder ein Ausweichmanöver des Fahrzeugs eingeleitet wird. Ebenfalls ist es möglich, dass als Fahrzeugreaktion lediglich ein Warnhinweis an einen Fahrer des Fahrzeugs 12 ausgegeben wird. Zudem kann als Fahrzeugreaktion auch ein Warnsignal an das abgeschattete Objekt 24 ausgegeben werden, wenn es sich um ein lebendes Objekt handelt. Beispielsweise kann das abgeschattete Objekt 24 mittels einer Hupe und/oder mittels eines Lichtsignals gewarnt werden, um so eine gefährliche Situation zu vermeiden.
  • In der dargestellten Ausführungsform sind die Vorrichtung 14 sowie der Umgebungssensor 16 beide am bzw. im Fahrzeug 12 angeordnet. Es ist auch denkbar, dass die Vorrichtung 14 und/oder der Umgebungssensor 16 fahrzeugextern angeordnet sind. Beispielsweise kann die Vorrichtung 14 in ein Mobiltelefon integriert sein, an das der Umgebungssensor 16 per drahtloser Kommunikation angebunden ist oder in das der Umgebungssensor 16 ebenfalls integriert ist.
  • In der 2 ist schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 14 dargestellt. Die Vorrichtung 14 umfasst eine Eingangsschnittstelle 26, eine Verarbeitungseinheit 28, eine Detektionseinheit 30 sowie eine Steuerungseinheit 32. Die Einheiten und Schnittstellen können teilweise oder vollständig in Soft- und/oder Hardware umgesetzt sein. Insbesondere können die Einheiten als Prozessor, Prozessormodule oder auch als Software für einen Prozessor ausgebildet sein.
  • Über die Eingangsschnittstelle 26 wird einerseits ein erstes Sensorsignal des Umgebungssensors und andererseits ein Beleuchtungssignal mit Informationen über eine die Umgebung beleuchtende Lichtquelle außerhalb des Fahrzeugs empfangen. Das Sensorsignal des Umgebungssensors kann insbesondere von einem am Fahrzeug angebrachten Radar-, Lidar-, Kamera- oder Ultraschallsensor empfangen werden. Es ist möglich, dass der Umgebungssensor eine Kombination mehrerer verschiedener Sensorprinzipien umfasst, sodass das Sensorsignal bereits ein vorfusioniertes Signal mit Informationen zu den Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs ist.
  • Das Beleuchtungssignal kann einerseits von einem Beleuchtungssensor und andererseits von einer Datenbank empfangen werden. Zur Kommunikation mit einer Datenbank kann die Eingangsschnittstelle 26 beispielsweise an ein Fahrzeugbussystem angebunden sein und mit einer ebenfalls an das Fahrzeugbussystem angebundenen Datenbank kommunizieren. Es ist aber auch möglich, dass über eine Kommunikationseinheit mit einer entfernten Datenbank, beispielsweise mit einer Internetdatenbank, kommuniziert wird. Die Auswertung eines Beleuchtungssignals eines Beleuchtungssensors, wie beispielsweise eines Helligkeitssensors oder auch einer Kamera, erlaubt eine autarke, sensorbasierte Identifikation der Lichtquelle. Beispielsweise können lokale Beleuchtungsquellen, wie Straßenlaternen oder Fahrzeugscheinwerfer anderer Fahrzeuge etc. basierend auf einer Bildverarbeitung eines Kamerasignals erkannt werden. Über eine Datenbank können insbesondere Informationen bezüglich des Sonnenstandes mit der Sonne als Lichtquelle empfangen werden. Der Sonnenstand hängt von einer Uhrzeit, einem Datum sowie einer Position (des Fahrzeugs) ab. Üblicherweise werden diese Informationen übermittelt, um von der Datenbank einen entsprechenden Sonnenstand bzw. eine Information bezüglich des Sonnenstands zu erhalten. Die Datenbank kann dabei in die Vorrichtung integriert sein.
  • Die Verarbeitungseinheit 28 dient dazu, den Schattenbereich zu bestimmen. Hierzu werden das Sensorsignal sowie das Beleuchtungssignal ausgewertet. Insbesondere werden eine geometrische Ausdehnung sowie eine Position des Schattenbereichs in Bezug zu dem Fahrzeug bestimmt. Der Schattenbereich kann dabei zwei- oder dreidimensional sein. Insbesondere können Algorithmen der Bildverarbeitung auf Kameradaten angewendet werden. Es wird ausgehend von der Position der Lichtquelle und der Position und Ausdehnung des Objekts über eine geometrische Betrachtung definiert, in welchem Bereich ein Schatten eines Objekts liegt.
  • In der Detektionseinheit 30 wird die zuvor ermittelte Information bezüglich des Schattenbereichs genutzt, um den Schattenbereich zu untersuchen. Insbesondere kann der Schattenbereich mittels des Umgebungssensors hochauflösend oder mit verbesserter Genauigkeit erneut untersucht werden, um eventuell darin befindliche abgeschattete Objekte zu identifizieren. Die Detektionseinheit 30 kann dabei dazu ausgebildet sein, einen Umgebungssensor erneut anzusteuern, oder auch die bereits zuvor aufgenommenen Daten in anderer Weise zu untersuchen. Zudem ist es möglich, dass die Detektionseinheit 30 einen Scheinwerfer ansteuert, um eine verbesserte Detektion innerhalb des Schattenbereichs zu ermöglichen. Insbesondere kann beispielsweise bei der Verwendung eines Kamerasensors als Umgebungssensor durch ein Ausleuchten des Schattenbereichs eine verbesserte Objekterkennung innerhalb des Schattenbereichs erfolgen.
  • In der Steuerungseinheit 32 wird eine Fahrzeugreaktion ermittelt, wenn sich ein abgeschattetes Objekt innerhalb des Schattenbereichs befindet. Die Steuerungseinheit 32 kann beispielsweise an ein Fahrzeugbussystem angebunden sein, um ein Fahrzeugsteuergerät des Fahrzeugs anzusteuern oder auch um einen anderen Aktuator des Fahrzeugs anzusteuern. Ebenfalls ist es möglich, dass die Steuerungseinheit 32 an ein Kommunikationssystem angeschlossen ist, um ein Signal an eine Informationssammelstelle oder auch an das detektierte abgeschattete Objekt zu übermitteln. Beispielsweise kann über die Steuerungseinheit 32 ein Aktuator des Fahrzeugs angesteuert werden, um ein Fahrmanöver des Fahrzeugs einzuleiten. Hierzu kann die Steuerungseinheit 32 beispielsweise basierend auf vordefinierten Reaktionen für vordefinierte erkannte Objekte eine entsprechende Fahrzeugreaktion ermitteln. Dabei kann die Fahrzeugreaktion auch darin bestehen, keine weiteren Schritte bezüglich des detektierten abgeschatteten Objekts zu unternehmen. Wenn beispielsweise detektiert wird, dass es sich bei dem abgeschatteten Objekt lediglich um ein Verkehrsschild handelt, ist keine spezifische Fahrzeugreaktion erforderlich. Die Fahrzeugreaktion besteht dann sozusagen darin, dass die bisherige Bewegung des Fahrzeugs in unveränderter weise fortgesetzt wird.
  • In der 3 ist schematisch ein erfindungsgemäßes System 10 mit einer Vorrichtung 14 und einem Umgebungssensor 16 abgebildet, die in ein Fahrzeug 12 integriert sind. Ebenfalls in das Fahrzeug 12 integriert sind ein Beleuchtungssensor 34, ein Scheinwerfer 36, ein Fahrzeugsteuergerät 38 sowie eine Kommunikationseinheit 40.
  • Der Beleuchtungssensor 34 ist in der dargestellten Ausführungsvariante auf dem Dach des Fahrzeugs 12 angeordnet. Es ist ebenfalls möglich, dass der Beleuchtungssensor 34 als Kamera ausgebildet ist, die beispielsweise in den Umgebungssensor 16 integriert sein kann. Insoweit können der Beleuchtungssensor 34 und der Umgebungssensor 16 als gemeinsamer Sensor ausgebildet sein.
  • Der Scheinwerfer 36 ist dazu ausgebildet, von der Steuerungseinheit oder auch von der Detektionseinheit der Vorrichtung 14 angesteuert zu werden, um den Schattenbereich auszuleuchten.
  • Das Fahrzeugsteuergerät 38 ist an die Vorrichtung 14 angebunden, um basierend auf der Ansteuerung ein Fahrmanöver des Fahrzeugs einzuleiten. Es ist möglich, dass über die Steuerungseinheit mittels des Fahrzeugsteuergeräts 38 Fahrfunktionen des Fahrzeugs 12 gesteuert werden. Hierdurch kann ein Fahrmanöver des Fahrzeugs 12 eingeleitet werden.
  • Über die Kommunikationseinheit 40 kann mit einer Datenbank 42 kommuniziert werden, um von dieser ein Beleuchtungssignal zu empfangen. Hierzu kann die Kommunikationseinheit 40 als Mobilkommunikationseinheit ausgebildet sein. Es versteht sich, dass es alternativ zu einer fahrzeugexternen, entfernten Datenbank auch möglich ist, eine in das Fahrzeug oder in die Vorrichtung integrierte Datenbank zu verwenden (Offline-Datenbank).
  • In der 4 sind schematisch weitere optionale Funktionsweisen des erfindungsgemäßen Systems 10 dargestellt.
  • Basierend auf einer Klassifizierung des abgeschatteten Objekts 24 im Schattenbereich 22 kann festgestellt werden, ob es sich bei dem abgeschatteten Objekt 24 um ein lebendes bzw. ein mobiles Objekt handelt. Beispielsweise kann es sich bei dem abgeschatteten Objekt 24 um ein Tier, einen Menschen oder auch um ein anderes Fahrzeug handeln. Sofern festgestellt wird, dass sich das abgeschattete Objekt 24 potentiell bewegen kann oder sich bewegt, kann in der Steuerungseinheit basierend auf dem zweiten Sensorsignal eine Bewegung prognostiziert werden. Beispielsweise kann wie durch den Pfeil vor dem Fußgänger angedeutet, ein Bewegungsvektor ermittelt werden. Diese prognostizierte Bewegung kann bei der Ermittlung der Fahrzeugreaktion berücksichtigt werden, um eine adäquate Fahrzeugreaktion zu ermitteln. Insbesondere ist es möglich zu entscheiden, dass kein Abbremsvorgang notwendig ist, wenn basierend auf einem ermittelten Bewegungsvektor festgestellt wird, dass eine Kollision nicht möglich oder sehr unwahrscheinlich ist.
  • Alternativ oder in Kombination ist es auch möglich, bei der Ermittlung der Fahrzeugreaktion eine geplante Trajektorie des Fahrzeugs 12, wie durch den Pfeil vor dem Fahrzeug 12 angedeutet, zu berücksichtigen. Je nach aktueller bzw. geplanter Bewegung des Fahrzeugs 12 kann dann die Fahrzeugreaktion angepasst werden. Beispielsweise kann entschieden werden, dass ein Abbremsen nicht erforderlich ist, wenn sich das Fahrzeug 12 ohnehin in einer Bewegung weg von dem abgeschatteten Objekt 24 befindet.
  • In der 5 ist schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Reagieren auf abgeschattete Objekte in einer Umgebung eines Fahrzeugs dargestellt. Das Verfahren umfasst Schritte des Empfangens S10 eines ersten Sensorsignals und eines Beleuchtungssignals, des Bestimmens S12 eines Schattenbereichs, des Ansteuerns S14 des Umgebungssensors sowie des Ermittelns S16 einer Fahrzeugreaktion. Das Verfahren kann beispielsweise als Software für ein Fahrzeugsteuergerät oder ein Mobilgerät ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Verfahren auch als Smartphone-App umgesetzt sein, die mit entsprechenden Steuergeräten des ersten Fahrzeugs kommuniziert.
  • 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.
  • 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.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    System
    12
    Fahrzeug
    14
    Vorrichtung
    16
    Umgebungssensor
    18
    erstes Objekt
    20
    Lichtquelle
    22
    Schattenbereich
    24
    abgeschattetes Objekt
    26
    Eingangsschnittstelle
    28
    Verarbeitungseinheit
    30
    Detektionseinheit
    32
    Steuerungseinheit
    34
    Beleuchtungssensor
    36
    Scheinwerfer
    38
    Fahrzeugsteuergerät
    40
    Kommunikationseinheit
    42
    Datenbank

Claims (15)

  1. Vorrichtung (14) zum Reagieren auf abgeschattete Objekte (24) in einer Umgebung eines Fahrzeugs (12), mit: einer Eingangsschnittstelle (26) zum Empfangen eines ersten Sensorsignals eines Umgebungssensors (16) mit Informationen zu einem ersten Objekt (18) in der Umgebung des Fahrzeugs (12) und eines Beleuchtungssignals mit Informationen über eine die Umgebung beleuchtende Lichtquelle (20) außerhalb des Fahrzeugs; einer Verarbeitungseinheit (28) zum Bestimmen eines Schattenbereichs (22), der durch das erste Objekt von der Lichtquelle abgeschattet wird, basierend auf dem ersten Sensorsignal und dem Beleuchtungssignal; einer Detektionseinheit (30) zum Ansteuern des Umgebungssensors, um basierend auf einem zweiten Sensorsignal des Umgebungssensors zu detektieren, ob sich ein abgeschattetes Objekt (24) innerhalb des Schattenbereichs befindet; und einer Steuerungseinheit (32) zum Ermitteln einer Fahrzeugreaktion, wenn sich ein abgeschattetes Objekt innerhalb des Schattenbereichs befindet, wobei die Detektionseinheit (30) zum Ansteuern eines Scheinwerfers (36) ausgebildet ist, um den Schattenbereich (22) auszuleuchten und die Steuerungseinheit (32) zum Ansteuern des Scheinwerfers (36) ausgebildet ist, um den Schattenbereich (22) auszuleuchten, wenn sich das abgeschattete Objekt (24) innerhalb des Schattenbereichs befindet.
  2. Vorrichtung (14) nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinheit (32) zum Ansteuern eines Fahrzeugsteuergeräts (38) des Fahrzeugs (12) ausgebildet ist, um ein Fahrmanöver des Fahrzeugs (12) einzuleiten, wenn sich das abgeschattete Objekt (24) innerhalb des Schattenbereichs (22) befindet.
  3. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Detektionseinheit (30) zum Ansteuern eines Fahrzeugscheinwerfers ausgebildet ist, um den Schattenbereich (22) auszuleuchten.
  4. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Steuerungseinheit (32) zum Ansteuern eines Fahrzeugscheinwerfers ausgebildet ist, um den Schattenbereich (22) auszuleuchten, wenn sich das abgeschattete Objekt (24) innerhalb des Schattenbereichs befindet.
  5. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Steuerungseinheit (32) zum Klassifizieren des abgeschatteten Objekts (24) basierend auf dem zweiten Sensorsignal ausgebildet ist; und zum Ermitteln der Fahrzeugreaktion basierend auf der Klassifizierung des abgeschatteten Objekts ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung (14) nach Anspruch 5, wobei die Steuerungseinheit (32) zum Klassifizieren des abgeschatteten Objekts (24) ausgebildet ist, um zu ermitteln, ob es sich bei dem abgeschatteten Objekt um ein mobiles und/oder lebendes Objekt handelt.
  7. Vorrichtung (14) nach Anspruch 6, wobei die Steuerungseinheit (32) zum Prognostizieren einer Bewegung des mobilen und/oder lebenden Objekts basierend auf dem zweiten Sensorsignal ausgebildet ist; und zum Ermitteln der Fahrzeugreaktion basierend auf der prognostizierten Bewegung ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Eingangsschnittstelle (26) zum Empfangen des Sensorsignals von einem Radar-, Lidar-, Kamera- und/oder Ultraschallsensor ausgebildet ist.
  9. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Eingangsschnittstelle (26) zum Empfangen des Beleuchtungssignals von einem Beleuchtungssensor (34), insbesondere von einem optischen Sensor, einer Kamera und/oder einem Helligkeitssensor ausgebildet ist.
  10. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Eingangsschnittstelle (26) zum Empfangen des Beleuchtungssignals von einer Datenbank (42), vorzugsweise von einer Zentraldatenbank, ausgebildet ist; und das Beleuchtungssignal vorzugsweise Informationen zu einem Sonnenstand an einer Position des Fahrzeugs (12) zu einer aktuellen Uhrzeit und zu einem aktuellen Datum umfasst.
  11. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Verarbeitungseinheit (28) zum Ermitteln einer Größe und Position des ersten Objekts (18) und zum Bestimmen des Schattenbereichs (22) basierend auf der Größe und Position des ersten Objekts (18) ausgebildet ist.
  12. Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Eingangsschnittstelle (26) zum Empfangen von Bewegungsdaten mit Informationen über eine geplante Trajektorie des Fahrzeugs (12) ausgebildet ist; und die Steuerungseinheit (32) zum Ermitteln der Fahrzeugreaktion basierend auf den Bewegungsdaten ausgebildet ist.
  13. System (10) zum Reagieren auf abgeschattete Objekte (24) in einer Umgebung eines Fahrzeugs (12), mit: einem Umgebungssensor (16) zum Detektieren von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs; und einer Vorrichtung (14) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
  14. Verfahren zum Reagieren auf abgeschattete Objekte (24) in einer Umgebung eines Fahrzeugs (12), mit den Schritten: Empfangen (S10) eines ersten Sensorsignals eines Umgebungssensors (16) mit Informationen zu einem ersten Objekt (18) in der Umgebung des Fahrzeugs und eines Beleuchtungssignals mit Informationen über eine die Umgebung beleuchtende Lichtquelle (20) außerhalb des Fahrzeugs; Bestimmen (S12) eines Schattenbereichs (22), der durch das erste Objekt von der Lichtquelle abgeschattet wird, basierend auf dem ersten Sensorsignal und dem Beleuchtungssignal; Ansteuern (S14) des Umgebungssensors, um basierend auf einem zweiten Sensorsignal des Umgebungssensors zu detektieren, ob sich ein abgeschattetes Objekt (24) innerhalb des Schattenbereichs befindet; und Ermitteln (S16) einer Fahrzeugreaktion, wenn sich ein abgeschattetes Objekt innerhalb des Schattenbereichs befindet.
  15. Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens nach Anspruch 14, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird.
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DE102017206247A1 (de) 2017-04-11 2018-10-11 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verfahren zur prädiktiven Belichtungssteuerung einer Fahrzeugkamera

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