DE102019218256A1

DE102019218256A1 - Sicherheitseinrichtung und Verfahren zur Warnung fahrzeugexterner Objekte

Info

Publication number: DE102019218256A1
Application number: DE102019218256.9A
Authority: DE
Inventors: Mark Bennemann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2021-05-27

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung, die mittels eines Sensorsystems und einer Steuer- und Auswerteeinheit zur Objekterkennung und Auswertung der Verkehrssituation ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Warnung fahrzeugexterner Objekte mittels einer solchen Sicherheitseinrichtung. Um ein Verfahren und eine Sicherheitseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, dass die Sicherheit im Straßenverkehr nachhaltig erhöht, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass zur Warnung fahrzeugexterner Objekte eine Warnvorrichtung vorgesehen ist, die nach einer registrierten Gefahrensituation ein optisches und/oder akustisches Warnsignal an das fahrzeugexterne Objekt sendet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung, die mittels eines Sensorsystems und einer Steuer- und Auswerteeinheit zur Objekterkennung und Auswertung der Verkehrssituation ausgebildet ist.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Warnung fahrzeugexterner Objekte mittels einer solchen Sicherheitseinrichtung.
Gattungsgemäße Sicherheitseinrichtungen, die mittels eines Sensorsystems und einer Steuer- und Auswerteeinheit zur Objekterkennung und Auswertung der Verkehrssituation ausgebildet sind, sind nach dem Stand der Technik bekannt. EP 2 933 754 A2 offenbart beispielsweise ein Verfahren zur Detektion von Objekten in der näheren Umgebung von Fahrzeugen, wobei eine drohende Kollision dem Fahrer mittels eines Warnsignals anzeigt wird. Auch EP 2 187 236 A1 offenbart eine Warnvorrichtung, die eingerichtet ist, um den Fahrer eines Fahrzeugs vor einer Kollision mit einem Objekt zu warnen. Unter einem Objekt ist dabei sowohl ein nicht lebendes und in der Regel unbewegliches Objekt, wie beispielsweise ein Poller, Steine, Wände oder andere Hindernisse, als auch ein lebendes Objekt zu verstehen, wie beispielsweise Tiere und/oder Menschen, die sich während der registrierten Verkehrssituation bewegen können.
Derzeit bekannte Sicherheitseinrichtungen haben sich als verbesserungsdürftig herausgestellt, weil insbesondere eine drohende Kollision ausschließlich dem Fahrer des Fahrzeugs angezeigt wird, so dass eine Vermeidung einer Kollision ausnahmslos von dem Reaktionsvermögen des angesprochenen Fahrers abhängt.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Sicherheitseinrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, dass die Sicherheit im Straßenverkehr nachhaltig erhöht.
Diese Aufgabe wird durch die Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 und durch das Verfahren nach Anspruch 10 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zur Warnung fahrzeugexterner Objekte eine Warnvorrichtung vorgesehen ist, die nach einer registrierten Gefahrensituation, insbesondere einer drohenden Kollision mit einem fahrzeugexternen Objekt, ein optisches und/oder akustisches Warnsignal an das fahrzeugexterne Objekt sendet. In Ergänzung an eine fahrzeuginterne Warnvorrichtung, mit der ausschließlich die Fahrzeuginsassen vor einer drohenden Kollision gewarnt werden, werden nunmehr auch (lebende) Objekte außerhalb des Fahrzeugs gewarnt, weshalb sich deren Aufmerksamkeitsgrad im Straßenverkehr und bei der registrierten Gefahrensituation erhöht. Bestenfalls können kollisionsvermeidende Reaktionen des (lebenden) Objekts provoziert oder hervorgerufen werden, wodurch sich die Sicherheit im Straßenverkehr nahhaltig verbessert. Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung ist sowohl bei einem einzigen registrierten Objekt als auch bei mehreren registrierten Objekten verwendbar. Im Falle von mehreren Objekten können die Objekte gruppenweise oder individuell durch die Warnvorrichtung gewarnt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend und in den Unteransprüchen beschrieben.
Sowohl die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung als auch das erfindungsgemäße Verfahren sind nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung eingerichtet, um situationsspezifische und/oder objektspezifische Warnsignale abzugeben. Situationsspezifische Warnsignale sind dabei von der konkreten Verkehrssituation abhängig, wie beispielsweise einer Richtung, aus der ein Objekt auf die Fahrbahn gelangt. Durch unterschiedliche Warnsignale kann in einem solchen Fall beispielsweise signalisiert werden, ob sich das auf Kollisionskurs befindliche Fahrzeug von links oder rechts nähert, was insbesondere bei vergleichsweise leisen Elektrofahrzeugen vorteilhaft ist. Derartige situationsspezifische Warnsignale sind vorzugsweise an Menschen als registriertes Objekt im erfindungsgemäßen Sinn gerichtet, da Menschen die unterschiedlichen Warnsignale und deren Bedeutung zuordnen können.
Bei objektspezifischen Warnsignalen wird demgegenüber zwischen unterschiedlichen Objekten differenziert und das Warnsignal wird an das registrierte Objekt angepasst. Warnsignale für Tiere, wie beispielsweise Rehe, können eine andere bevorzugte Frequenz oder eine andere Lautstärke aufweisen, um deren Reaktion auf das Warnsignal zu optimieren. Auch optische Warnsignale können situationsspezifisch oder objektspezifisch angepasst und vorgegeben werden.
Zur Steuerung der Warnvorrichtung greift die Steuer- und Auswerteeinheit zur Objekterkennung vorzugsweise auf eine fahrzeuginterne oder fahrzeugexternen Datenbank zurück, in der Vergleichsdaten zu möglichen Objekten abrufbereit gespeichert sind.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Warnvorrichtung zur Abgabe eines akustischen Warnsignals ein Lautsprecher ist, der vorzugsweise als Richtlautsprecher ausgebildet ist. Der Richtlautsprecher ist vorzugsweise eingerichtet, um ein akustisches Warnsignal zu erzeugen, das ausschließlich in einer vorgebbaren Hörzone wahrnehmbar ist. Mittels des Sensorsystems ist die Kopfposition des Objekts in Bezug auf das Fahrzeug feststellbar, so dass das akustische Warnsignal derart gerichtet ausgesendet werden kann, dass es ausnahmslos im Kopfbereich des Objekts wahrnehmbar ist. Außerhalb der Hörzone ist das akustische Warnsignal nicht - oder allenfalls nur peripher - hörbar, womit die Umgebung durch das Warnsignal nicht gestört wird. Hierdurch werden auch Fehlzuordnungen vermieden, da lediglich das registrierte Objekt durch das akustische Warnsignal angesprochen ist, während weitere Verkehrsteilnehmer, die nicht Teil der Gefahrensituation sind, das Warnsignal nicht wahrnehmen. Die Richtung, in der das akustische Warnsignal, insbesondere das gerichtete akustische Warnsignal, abgegeben wird, ist nicht eingeschränkt, so dass es in beliebiger Richtung um das Fahrzeug herum abgegeben werden kann. Sofern sich die vorgegebene und/oder registrierte Hörzone in Bezug auf das Fahrzeug bewegt, oder umgekehrt, folgt die gerichtete Abgabe das Warnsignals der Bewegung, so dass das Warnsignal auch im Falle von Bewegungen vom Adressaten wahrnehmbar ist.
Alternativ und/oder additiv zu einer Warnvorrichtung zur Abgabe eines akustischen Warnsignals besitzt die Sicherheitseinrichtung eine Warnvorrichtung zur Abgabe eines optischen Warnsignals, die vorzugsweise als Scheinwerfer ausgebildet ist, der zur gezielten Ausleuchtung des registrierten Objekts und/oder von Teilbereiches des registrierten Objekts ausgebildet ist. Dabei ist nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass die Warnvorrichtung zur Abgabe eines optischen Warnsignals ausgebildet ist, um unterschiedliche Teilbereiche des Objekts mit unterschiedlichen Lichtstärken auszuleuchten, wozu der Scheinwerfer vorzugsweise als hochaufgelöster (HD-) Scheinwerfer ausgebildet ist. Hierdurch können erkannte Objekte vollständig ausgeleuchtet und beispielsweise im Kopfbereich besonders stark ausgeleuchtet und geblendet werden, um eine weitere Bewegung des Objekts zu vermeiden. Rehe beispielsweise bewegen sich in derartigen Situationen nicht von der Stelle, so dass verhältnismäßig zuverlässige Ausweichtrajektorien ermittelt werden können.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist eine Projektionseinrichtung vorgesehen, die dem Fahrer derartiger Ausweichtrajektorien und/oder voraussichtliche Bewegungen des Objekts anzeigt, die mittels der Steuer- und Auswerteeinheit bei einer registrierten Gefahrensituation situationsabhängig ermittelt werden. Als Projektionseinrichtungen sind im Wesentlichen zwei alternative Ausführungsformen vorgesehen. Zunächst kann eine Projektionseinrichtung als Projektor ausgebildet sein, der die Ausweichtrajektorie und/oder die voraussichtliche Bewegung des Objekts auf die vorausliegende Fahrbahn projiziert. Eine derartige Projektion ist sowohl von dem Fahrer als auch dem Beifahrer erkennbar. Alternativ kann die Projektionseinrichtung als Head-Up-Display (HUD) ausgebildet sein, das im Armaturenbrett zwischen dem Lenkrad und der Windschutzscheibe angeordnet ist und dessen Projektion ausnahmslos vom Fahrer des Fahrzeugs wahrgenommen wird. In beiden Fällen, also in den Fällen bei dem die Projektionseinrichtung als Projektor oder als Head-Up-Display ausgebildet ist, ist nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die dargestellte Projektion einer Augmented Reality (AR) entspricht, so dass bestimmte Eigenschaften des Objekts, dessen Bewegungsrichtung oder sonstige Informationen erklärend projiziert werden, so dass der Fahrer des Fahrzeugs hierdurch Kenntnis erlangt und seine Reaktion entsprechend anpassen kann. Außerhalb der registrierten Gefahrensituationen ist es zudem möglich, die Fahrbahnmarkierungen entweder auf die Fahrbahn oder auf die Windschutzscheibe zu projizieren, was insbesondere in engen Baustellenbereichen vorteilhaft ist.
Eine konkrete Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgen mit Bezug auf die Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine perspektivische Darstellung einer Gefahrensituation,
2 ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung und
3-6 perspektivische Ansichten bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung.

1 zeigt beispielhaft und in perspektivischer Darstellung eine herkömmliche Gefahrensituation im Straßenverkehr. Dargestellt ist der Blick eines Fahrers aus der Windschutzscheibe 1 seines Fahrzeugs 2, die vorausliegende Landstraße 3 mit einer eigenen Fahrspur 4 und einer Gegenfahrspur 5 sowie einem Reh 6, das als fahrzeugexternes Objekt unvermittelt auf die eigene Fahrspur 4 gerät, so dass sich das Fahrzeug 2 auf einem Kollisionskurs mit dem Reh 6 befindet. Ohne technische Hilfsmittel verbleiben dem Fahrer in einer derartigen Situation lediglich zwei Optionen, sofern zur Unfallprävention eine Vollbremsung nicht ausreichen würde, um rechtzeitig vor dem Reh 6 zum Stillstand zu gelangen. Zunächst kann der Fahrer versuchen, dem Reh 6 auszuweichen, was allerdings in der dargestellten Situation ein Ausweichmanöver über die Gegenfahrspur 5 bedeutet. Insbesondere wenn der Blick auf die Gegenfahrspur 5 durch das Reh 6 blockiert ist, ist mangels Kenntnis über etwaigen Gegenverkehr ein Ausweichmanöver mit einem erheblichen Restrisiko verbunden, mit dem möglichen Gegenverkehr zu kollidieren. Alternativ kann der Fahrer den Kollisionskurs beibehalten und eine Kollision mit dem Reh 6 in Kauf nehmen, was nicht nur mit erheblichen Verletzungen des Rehs 6, sondern auch mit erheblichen Beschädigungen des Fahrzeugs 2 verbunden wäre.
Um die Sicherheit im Straßenverkehr zu verbessern, besitzt das in 2 dargestellte Fahrzeug 2 eine Sicherheitseinrichtung 15 mit einem Sensorsystem 7, mit dem die vorausliegende Verkehrssituation erfasst werden kann. Das in 2 gezeigte Fahrzeug 2 weist hierzu eine Kamera 8 als Teil des Sensorsystems 7 auf, wobei alternativ und/oder additiv Radarsensoren, Lidarsensoren oder dergleichen angeordnet sein können. Ferner besitzt das Fahrzeug 2 eine Steuer- und Auswerteeinheit 9 zur Objekterkennung und zur Auswertung der vorhandenen Verkehrssituation. Hierbei greift die Steuer- und Auswerteeinheit 9 auf eine fahrzeuginterne Datenbank 10 zurück, in der objektspezifische und situationsspezifische Vergleichsdaten abrufbar gespeichert sind. Alternativ kann das Fahrzeug auch drahtlos mit einer externen Datenbank verbunden sein, wie beispielsweise einer strichliniert (und schematisch) dargestellten Cloud 16. Ferner besitzt die Sicherheitseinrichtung 15 eine Warnvorrichtung 11, die im dargestellten Ausführungsbeispiel sowohl einen Richtlautsprecher 12 zur Abgabe eines akustischen Warnsignals als auch einen Scheinwerfer 13 zur Abgabe eines optischen Warnsignals aufweist. Schließlich ist eine Projektionseinrichtung 14 in Form eines Head-Up-Displays 21 angeordnet, das nützliche Informationen derart auf die Windschutzscheibe 1 des Fahrzeugs 2 projiziert, das die Projektion vom Fahrer wahrgenommen werden.
Der Einsatz der unterschiedlichen Bestandteile der erfindungsgemäßen Sicherheitseinrichtung 15 wird nachfolgend mit Bezug auf die 3 bis 6 erläutert.
In 3 ist dargestellt, dass bei der erkannten Gefahrensituation analog zu 1 ein situationsspezifisches und objektspezifisches akustisches Warnsignal 17 abgegeben wird, das ausschließlich vom Reh 6 wahrnehmbar ist und das einen Fluchtreflex auslöst, so dass das Reh in Pfeilrichtung 18 umkehrt und flieht. Hierdurch kann die bestehende Gefahrensituation entschärft werden und ein gefährliches Ausweichmanöver ist entbehrlich.
In 4 ist dargestellt, wie das Reh 6 bei der erkannten Gefahrensituation durch den Scheinwerfer 13 ausgeleuchtet wird, was durch den Querschnitt eines äußeren Lichtkegels 25 angedeutet ist. Besonders im erkannten und registrierten Bereich 19 der Augen ist eine besonders hohe Lichtstärke eingestellt, was das Reh 6 dazu zwingt, stehen zu bleiben und die aktuelle Position beizubehalten, so dass ein Ausweichmanöver durchgeführt werden kann, ohne das die Gefahr besteht, dass das Reh 6 auch mit der Ausweichtrajektorie des Fahrzeugs 2 kollidiert. Dabei kann das Fahrzeug 2 durch das eingerichtete Sensorsystem 7 auch den Gegenverkehr überwachen und eine Ausweichtrajektorie 20 (in 4 nicht dargestellt) über die Gegenfahrspur 5 zulassen, sofern kein Gegenverkehr registriert wird. Die ermittelten Ausweichtrajektorien 20 sowie die voraussichtliche Bewegungsrichtung 24 des Rehs 6 können dabei mittels des Head-Up-Displays 21 oder eines Projektors visualisiert werden, wie es beispielhaft in den 5 dargestellt ist. Das Head-Up-Display 21 ist in an sich bekannter Weise zwischen dem Lenkrad 26 und der Windschutzscheibe 1 angeordnet. Mittels des Head-Up-Displays 21 können darüber hinaus die Umrisse 22 des Objekts sowie eine Bezeichnung 23 des zugeordneten Objekts eingeblendet werden (6), was den Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers bei dem folgenden Ausweichmanöver zusätzlich erhöht. Auch dabei kann die voraussichtliche Bewegungsrichtung 24 des Rehs 6 eingeblendet werden, die durch objektspezifische Bewegungen und/oder Körperhaltungen durch die Steuer- und Auswerteeinheit 9 ermittelt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Windschutzscheibe
2: Fahrzeug
3: Landstraße
4: eigene Fahrspur
5: Gegenfahrspur
6: Reh
7: Sensorsystem
8: Kamera
9: Steuer- und Auswerteeinheit
10: Datenbank
11: Warnvorrichtung
12: Richtlautsprecher
13: Scheinwerfer
14: Projektionseinrichtung
15: Sicherheitseinrichtung
16: Cloud
17: akustisches Warnsignal
18: Pfeilrichtung
19: Bereich
20: Ausweichtrajektorie
21: Head-Up-display
22: Umriss des Objekts
23: Bezeichnung
24: Bewegungsrichtung des Objekts
25: Lichtkegel
26: Lenkrad

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2933754 A2 [0003]
EP 2187236 A1 [0003]

Claims

Sicherheitseinrichtung, die mittels eines Sensorsystems (7) und einer Steuer- und Auswerteeinheit (9) zur Objekterkennung und Auswertung der Verkehrssituation ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (15) zur Warnung fahrzeugexterner Objekte eine Warnvorrichtung (11) aufweist, die nach einer registrierten Gefahrensituation ein optisches und/oder akustisches Warnsignal (17) an das fahrzeugexterne Objekt sendet.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsignal ein situationsspezifisches und/oder objektspezifisches Warnsignal ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und Auswerteeinheit (9) zur Objekterkennung mit einer fahrzeuginternen oder fahrzeugexternen Datenbank (10, 16) verbunden ist.
Sicherheitsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnvorrichtung (11) zur Abgabe eines akustischen Warnsignals ein Lautsprecher ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lautsprecher als Richtlautsprecher (12) ausgebildet ist, der ein gerichtetes akustisches Warnsignal erzeugt, das ausschließlich in einer vorgebbaren Hörzone wahrnehmbar ist.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnvorrichtung (11) zur Abgabe eines optischen Warnsignals ein Scheinwerfer (13) ist, der zur gezielten Ausleuchtung des registrierten Objektes und/oder von Teilbereichen des registrierten Objekts ausgebildet ist.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnvorrichtung (11) zur Abgabe eines optischen Warnsignals ausgebildet ist, um unterschiedliche Teilbereiche des Objekts mit unterschiedlichen Lichtstärken auszuleuchten.
Sicherheitseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Projektionseinrichtung (14), die dem Fahrer Ausweichtrajektorien (20) und/oder voraussichtliche Bewegungen (24) des Objekts anzeigt, die mittels der Steuer- und Auswerteeinheit bei einer registrierten Gefahrensituation situationsabhängig ermittelt werden.
Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionseinrichtung (14) als Projektor oder als Head-Up-Display (21) ausgebildet ist, wobei der Projektor die Ausweichtrajektorie (20) und/oder die voraussichtliche Bewegung (24) des Objekts auf die vorausliegende Fahrbahn projiziert.
Verfahren zur Warnung fahrzeugexterner Objekte mittels einer Sicherheitseinrichtung (15) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zur Warnung fahrzeugexterner Objekte eine Warnvorrichtung (11) vorgesehen ist, die nach einer registrierten Gefahrensituation ein optisches und/oder akustisches Warnsignal (17) an das fahrzeugexterne Objekt sendet.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Warnsignal ein situationsspezifisches und/oder objektspezifisches Warnsignal ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass dem Fahrer mittels der Projektionseinrichtung (14) Ausweichtrajektorien (20) und/oder voraussichtliche Bewegungen (24) des Objekts anzeigt werden, die mittels der Steuer- und Auswerteeinheit bei einer registrierten Gefahrensituation situationsabhängig ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die als Projektor ausgestaltete Projektionseinrichtung (14) die Ausweichtrajektorie (20) und/oder die voraussichtliche Bewegung (24) des Objekts auf die vorausliegende Fahrbahn projiziert.