DE102021001176A1 - Method for the detection of an impending head-on collision between two vehicles - Google Patents

Method for the detection of an impending head-on collision between two vehicles Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines bevorstehenden Frontalzusammenstoßes zwischen zwei Fahrzeugen (1.1, 1.2), wobei mittels einer Kamera (2) eines Egofahrzeugs (1.1) wenigstens ein erster Scheinwerfer (3.1) eines dem Egofahrzeug (1.1) entgegenkommenden Fremdfahrzeugs (1.2) erfasst wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung eines lateralen Versatzes (LV) des Fremdfahrzeugs (1.2) zum Egofahrzeug (1.1) in eine Richtung (Q) quer zur Fahrtrichtung (F) des Egofahrzeugs (1.1) zumindest folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden:- erfassen des wenigstens einen Scheinwerfers (3.1) des Fremdfahrzeugs (1.2) und bestimmen einer Scheinwerferposition (PS1) des Scheinwerfers (3.1);- berechnen von Winkeln (α1, β1, γ1) und Kantenlängen eines ersten Dreiecks (D1) unter Anwendung von trigonometrischen Funktionen, wobei eine Kameraposition (PK) der Kamera (2) des Egofahrzeugs (1.1), die Scheinwerferposition (PS1) und ein Schnittpunkt (SP) Eckpunkte des ersten Dreiecks (D1) ausbilden, wobei der Schnittpunkt (SP) einem Berührpunkt einer ersten (a1) und zweiten Kante (b1) des ersten Dreiecks (D1) entspricht, und wobei die erste Kante (a1) einem Abstand der Kameraposition (PK) zur Scheinwerferposition (PS1) in die Fahrtrichtung (F) des Egofahrzeugs (1.1) entspricht und die zweite Kante (b1) dem lateralen Versatz (LV) entspricht.The invention relates to a method for detecting an impending head-on collision between two vehicles (1.1, 1.2), with at least one first headlight (3.1) of an external vehicle (1.2) approaching the host vehicle (1.1) detecting by means of a camera (2) of a host vehicle (1.1) becomes. The method according to the invention is characterized in that, in order to calculate a lateral offset (LV) of the external vehicle (1.2) to the host vehicle (1.1) in a direction (Q) transverse to the direction of travel (F) of the host vehicle (1.1), at least the following method steps are carried out: detect the at least one headlight (3.1) of the foreign vehicle (1.2) and determine a headlight position (PS1) of the headlight (3.1); - calculate angles (α1, β1, γ1) and edge lengths of a first triangle (D1) using trigonometric functions , wherein a camera position (PK) of the camera (2) of the host vehicle (1.1), the headlight position (PS1) and an intersection (SP) form corner points of the first triangle (D1), the intersection (SP) being a point of contact of a first (a1 ) and second edge (b1) of the first triangle (D1), and wherein the first edge (a1) corresponds to a distance from the camera position (PK) to the headlight position (PS1) in the direction of travel (F) of the host vehicle s (1.1) and the second edge (b1) corresponds to the lateral offset (LV).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines bevorstehenden Frontalzusammenstoßes zwischen zwei Fahrzeugen nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art sowie ein Fahrzeug zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for detecting an impending head-on collision between two vehicles according to the type defined in more detail in the preamble of claim 1 and a vehicle for carrying out the method.

Falschfahrer, also Fahrzeuge, die sich auf einer Fahrspur entgegen einer vorgeschriebenen Fahrtrichtung bewegen, stellen eine akute Bedrohung für andere Verkehrsteilnehmer dar. Beim Befahren einer Fahrbahn, auf der sich ein Falschfahrer aufhält, besteht eine erhebliche Gefahr eines Frontalzusammenstoßes. Hierbei handelt es sich um eine besonders gravierende Unfallart. Da Falschfahrer oftmals auf Landstraßen und Autobahnen angetroffen werden und hier vergleichsweise hohe Tempolimits gelten, fallen entsprechende Unfälle aufgrund der erhöhten kinetischen Energie der zusammenstoßenden Fahrzeuge besonders verheerend aus. Dabei ist es oftmals schwer, einem Falschfahrer auszuweichen, da der Falschfahrer zu spät bemerkt wird und/oder da der Falschfahrer ein Lenkmanöver zum Ausweichen oder zum gezielten Hineinsteuern in ein entgegenkommendes Fahrzeug vollführen kann.Wrong-way drivers, i.e. vehicles that are moving in a lane against a prescribed direction of travel, pose an acute threat to other road users. When driving on a lane on which a wrong-way driver is staying, there is a considerable risk of a head-on collision. This is a particularly serious type of accident. Since wrong-way drivers are often encountered on country roads and motorways and comparatively high speed limits apply here, the corresponding accidents are particularly devastating due to the increased kinetic energy of the colliding vehicles. It is often difficult to avoid a wrong-way driver because the wrong-way driver is noticed too late and / or because the wrong-way driver can perform a steering maneuver to avoid or to steer into an oncoming vehicle.

Auch beim Befahren einer Fahrbahn mit zwei unmittelbar aneinander angrenzenden, also nicht durch eine bauliche Trennung voneinander abgetrennter Fahrspuren, kann es zu Unfällen zwischen Fahrzeugen kommen, insbesondere wenn die Fahrspuren zueinander entgegengesetzte Fahrtrichtungen aufweisen. So reicht es aus, wenn eins der Fahrzeuge auf seiner Fahrspur „zu weit links“ fährt, sodass das Fahrzeug ein entgegenkommendes Fahrzeug tangiert.Accidents between vehicles can also occur when driving on a roadway with two lanes that are directly adjacent to one another, i.e. not separated from one another by a structural separation, especially if the lanes have opposite directions of travel. It is sufficient for one of the vehicles to drive “too far to the left” in its lane so that the vehicle touches an oncoming vehicle.

Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind Sensoren zur Umgebungsüberwachung sowie Fahrerassistenzsysteme zur Erkennung von statischen und dynamischen Objekten bekannt.Sensors for environmental monitoring and driver assistance systems for recognizing static and dynamic objects are known from the general prior art.

Die DE 10 2010 028 122 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erkennen von Falschfahrern. Mit Hilfe eines Sensors, insbesondere einer Kamera, wird von Scheinwerfern des Falschfahrers ausgesendetes Scheinwerferlicht erfasst, um eine Position des Falschfahrers zu bestimmen. Dabei werden Navigationsdaten eines die Kamera aufweisenden Fahrzeugs berücksichtigt. Durch mehrere zeitlich hintereinander durchgeführte Messungen wird eine Relativposition des Falschfahrers zum eigenen Fahrzeug sowie eine Bewegungsrichtung des Falschfahrers bestimmt. Zur Validierung, dass es sich tatsächlich um einen Falschfahrer handelt, kann auch ein Fahrbahnverlauf in die Klassifizierung des potenziellen Falschfahrers mit einbezogen werden. Wird tatsächlich ein Falschfahrer erkannt, so wird ein optisches oder akustisches Warnsignal an eine fahrzeugführende Person des eigenen Fahrzeugs ausgegeben. Hierdurch kann die fahrzeugführende Person vor dem Falschfahrer gewarnt werden. Nachteilig ist dabei jedoch, dass ein Falschfahrer nur dann erkannt werden kann. wenn der Falschfahrer eine Beleuchtungseinrichtung seines Fahrzeugs aktiviert hat, sodass die Scheinwerfer des Falschfahrers Scheinwerferlicht abstrahlen. Zudem besteht selbst bei erkanntem Falschfahrer und ausgebender Warnung die Gefahr eines potenziellen Frontalzusammenstoßes, da eventuell die fahrzeugführende Person des eigenen Fahrzeugs zu langsam reagiert.The DE 10 2010 028 122 A1 discloses a method and an apparatus for detecting wrong-way drivers. With the help of a sensor, in particular a camera, headlights emitted by the wrong-way driver's headlights are detected in order to determine a position of the wrong-way driver. Navigation data of a vehicle having the camera are taken into account. A relative position of the wrong-way driver to one's own vehicle and a direction of movement of the wrong-way driver are determined by several measurements carried out in succession. To validate that it is actually a wrong-way driver, a course of the road can also be included in the classification of the potential wrong-way driver. If a wrong-way driver is actually recognized, an optical or acoustic warning signal is output to a person driving the vehicle in the driver's own vehicle. In this way, the person driving the vehicle can be warned of the wrong-way driver. However, it is disadvantageous that a wrong-way driver can only then be recognized. if the wrong-way driver has activated a lighting device in his vehicle so that the headlights of the wrong-way driver emit headlights. In addition, even if the wrong-way driver is detected and a warning is issued, there is a risk of a potential head-on collision, since the person driving the vehicle may react too slowly.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Erkennung eines bevorstehenden Frontalzusammenstoßes zwischen zwei Fahrzeugen anzugeben, mit dessen Hilfe das Risiko des bevorstehenden Frontalzusammenstoßes zuverlässiger gesenkt wird.The present invention is based on the object of specifying an improved method for detecting an impending head-on collision between two vehicles, with the aid of which the risk of an impending head-on collision is reduced more reliably.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zu Erkennung eines bevorstehenden Frontalzusammenstoßes zwischen zwei Fahrzeugen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie ein Fahrzeug ergeben sich aus den hiervon abhängigen Ansprüchen.According to the invention, this object is achieved by a method for detecting an impending head-on collision between two vehicles with the features of claim 1. Advantageous refinements and developments as well as a vehicle result from the dependent claims.

Bei einem Verfahren zur Erkennung eines bevorstehenden Frontalzusammenstoßes zwischen zwei Fahrzeugen der eingangs genannten Art werden erfindungsgemäß zur Berechnung eines lateralen Versatzes des Fremdfahrzeugs zum Egofahrzeug in eine Richtung quer zur Fahrtrichtung des Egofahrzeugs zumindest folgende Verfahrensschritte ausgeführt:

  • - Erfassen des wenigstens einen Scheinwerfers des Fremdfahrzeugs und Bestimmen einer Scheinwerferposition des Scheinwerfers;
  • - Berechnen von Winkeln und Kantenlängen eines ersten Dreiecks unter Anwendung von trigonometrischen Funktionen, wobei eine Kameraposition der Kamera des Egofahrzeugs, die Scheinwerferposition und ein Schnittpunkt Eckpunkte des ersten Dreiecks ausbilden, wobei der Schnittpunkt einem Berührpunkt einer ersten und zweiten Kante des ersten Dreiecks entspricht, und wobei die erste Kante einem Abstand der Kameraposition zur Scheinwerferposition in die Fahrtrichtung des Egofahrzeugs entspricht und die zweite Kante dem lateralen Versatz entspricht.
In a method for detecting an impending head-on collision between two vehicles of the type mentioned at the outset, at least the following method steps are carried out according to the invention to calculate a lateral offset of the other vehicle to the host vehicle in a direction transverse to the direction of travel of the host vehicle:
  • - Detecting the at least one headlight of the other vehicle and determining a headlight position of the headlight;
  • - Calculation of angles and edge lengths of a first triangle using trigonometric functions, a camera position of the camera of the host vehicle, the headlight position and an intersection point forming corner points of the first triangle, the intersection point corresponding to a point of contact of a first and second edge of the first triangle, and wherein the first edge corresponds to a distance between the camera position and the headlight position in the direction of travel of the host vehicle and the second edge corresponds to the lateral offset.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich ein lateraler Versatz eines Falschfahrers zum Egofahrzeug quer zur Fahrtrichtung des Egofahrzeugs bestimmen, welcher als Kriterium für eine mögliche Kollision des Falschfahrers mit dem Egofahrzeug heranziehbar ist. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich ein Falschfahrer auch erkennen, wenn der Falschfahrer eine Beleuchtungseinrichtung seines Fahrzeugs deaktiviert hat, da hier anstelle von den Scheinwerfern ausgesendetes Scheinwerferlicht die Scheinwerfer selbst detektiert werden. Der Begriff „Scheinwerfer“ ist hier im weiteren Sinne zu verstehen. So kann beispielsweise auch ein zum Scheinwerfer gehörendes bzw. an dieses angrenzendes Tagfahrlicht oder ein Blinker erfasst werden.With the aid of the method according to the invention, a lateral offset of a wrong-way driver to the host vehicle can be determined transversely to the direction of travel of the host vehicle, which can be used as a criterion for a possible collision of the wrong-way driver with the host vehicle. With the help of According to the method according to the invention, a wrong-way driver can also be recognized if the wrong-way driver has deactivated a lighting device of his vehicle, since the headlights themselves are detected here instead of the headlights emitted by the headlights. The term “headlight” is to be understood here in a broader sense. For example, a daytime running light belonging to or adjacent to the headlight or a blinker can also be detected.

Da zur Berechnung des lateralen Versatzes trigonometrische Funktionen berechnet werden, welche besonders schnell und einfach lösbar sind, lässt sich der laterale Versatz besonders schnell bestimmen. Zur Bestimmung der Scheinwerferposition werden von der Kamera erzeugte Kamerabilder von einer Recheneinheit ausgewertet und eine Position des erkannten Scheinwerfers im Kamerabild bestimmt. Durch einen Abstand der vom Scheinwerfer im Kamerabild eingenommen Pixel zu einer vertikalen Mittelachse des Kamerabilds lässt sich bestimmen, in welchem Winkel der erkannte Scheinwerfer zum Egofahrzeug angeordnet ist. Liegt dann eine Abstandsinformation des Scheinwerfers zum Egofahrzeug vor, so lässt sich mit Hilfe der trigonometrischen Funktion der laterale Versatz berechnen. Dabei ist ein Anbringungsort der Kamera am Egofahrzeug zu berücksichtigen. Ist die Kamera beispielsweise in einem Fahrzeugmittelpunkt angeordnet, so ist eine entsprechende Fahrzeugbreite des Egofahrzeugs quer zur Fahrtrichtung des Egofahrzeugs sowie ein Abstand des Scheinwerfers des Fremdfahrzeugs zu einer äußeren Kante des Fremdfahrzeugs quer zur Fahrtrichtung bei der Auswertung des lateralen Versatzes zu berücksichtigen. Ist die Kamera außermittig am Egofahrzeug angeordnet, so ist entsprechend dieser Versatz zusätzlich zu berücksichtigen.Since trigonometric functions, which can be solved particularly quickly and easily, are calculated to calculate the lateral offset, the lateral offset can be determined particularly quickly. To determine the headlight position, camera images generated by the camera are evaluated by a computing unit and a position of the recognized headlight is determined in the camera image. The distance between the pixels occupied by the headlight in the camera image and a vertical center axis of the camera image can determine the angle at which the recognized headlight is arranged in relation to the host vehicle. If there is then information about the distance between the headlight and the host vehicle, the lateral offset can be calculated with the aid of the trigonometric function. The location of the camera on the host vehicle must be taken into account. For example, if the camera is located in the center of the vehicle, a corresponding vehicle width of the host vehicle transverse to the direction of travel of the host vehicle and a distance between the headlight of the external vehicle and an outer edge of the external vehicle transverse to the direction of travel must be taken into account when evaluating the lateral offset. If the camera is off-center on the host vehicle, this offset must also be taken into account.

Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich nicht nur eine mögliche Kollision mit einem Falschfahrer erkennen, sondern eine jegliche Kollision mit einem dem Egofahrzeug entgegenkommenden Fremdfahrzeug, wenn das Egofahrzeug und das Fremdfahrzeug so auf Kollisionskurs sind, dass sie zumindest mit einem Teilbereich ihrer jeweiligen Fahrzeugfront drohen, aufeinander aufzuprallen. Dies ist beispielsweise auch beim Befahren einer Landstraße der Fall, wenn das Egofahrzeug und/oder das Fremdfahrzeug auf ihrer jeweiligen Fahrspur zu weit links fahren. Hierdurch lässt sich beispielsweise auch ein Unfall vermeiden, bei dem sich die beiden Fahrzeuge tangieren, wodurch sich ihre Außenspiegel berühren und diese beschädigt werden.With the aid of the method according to the invention, not only a possible collision with a wrong-way driver can be detected, but any collision with an external vehicle approaching the host vehicle if the host vehicle and the external vehicle are on a collision course in such a way that they threaten at least a partial area of their respective vehicle front, to collide with each other. This is also the case, for example, when driving on a country road if the host vehicle and / or the other vehicle drive too far to the left in their respective lane. This also makes it possible, for example, to avoid an accident in which the two vehicles touch each other, as a result of which their exterior mirrors touch and these are damaged.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass eine Länge einer dritten Kante des ersten Dreiecks durch Auswerten eines von wenigstens einem Abstandssensor erzeugten Sensorsignals ermittelt wird. Durch Verwenden eines Abstandssensors lässt sich ein besonders zuverlässiger, das heißt vergleichsweise genauer Abstandswert zwischen dem erfassten wenigstens einen Scheinwerfer und der Kamera des Egofahrzeugs bestimmen. Dies erlaubt eine vergleichsweise genaue Berechnung des lateralen Versatzes.An advantageous development of the method provides that a length of a third edge of the first triangle is determined by evaluating a sensor signal generated by at least one distance sensor. By using a distance sensor, it is possible to determine a particularly reliable, that is to say comparatively precise, distance value between the detected at least one headlight and the camera of the host vehicle. This allows a comparatively precise calculation of the lateral offset.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird als Abstandssensor ein Lidar, Ultraschallsensor, Radarsensor und/oder eine Kamera, insbesondere eine Stereokamera, verwendet. Bei den genannten Sensortypen handelt es sich um typische Sensoren, welche bei Fahrzeugen zur Abstandsbestimmung verwendet werden. Da Fahrzeuge heutzutage oftmals über verschiedene Fahrerassistenzsysteme verfügen, welche eine Umgebungsüberwachung erfordern, sind zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens keine zusätzlichen Hardwarekomponenten am Fahrzeug vorzusehen. Mit Hilfe der Stereokamera ist es dabei zudem möglich, Abstandsinformationen aus den von der Stereokamera erzeugten Kamerabildern direkt durch Triangulation zu bestimmen.According to a further advantageous embodiment of the method, a lidar, ultrasonic sensor, radar sensor and / or a camera, in particular a stereo camera, is used as the distance sensor. The sensor types mentioned are typical sensors that are used in vehicles to determine distances. Since vehicles nowadays often have different driver assistance systems which require environmental monitoring, no additional hardware components need to be provided on the vehicle in order to carry out the method according to the invention. With the help of the stereo camera, it is also possible to determine distance information from the camera images generated by the stereo camera directly by triangulation.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht ferner vor, dass wenigstens ein zweiter Scheinwerfer des Fremdfahrzeugs erfasst, eine Scheinwerferposition des zweiten Scheinwerfers bestimmt und eine Mittelpunktsposition eines Mittelpunkts zwischen dem ersten und zweiten Scheinwerfer bestimmt wird, und zur Berechnung einer Länge einer dritten Kante des ersten Dreiecks Winkel und Kantenlängen eines zweiten Dreiecks unter Anwendung des Sinussatzes, Kosinussatzes und/oder der Winkelsumme des zweiten Dreiecks berechnet werden, wobei die Scheinwerferposition des ersten Scheinwerfers des Fremdfahrzeugs, die Mittelpunktposition und die Kameraposition Eckpunkte des zweiten Dreiecks ausbilden.A further advantageous embodiment of the method further provides that at least one second headlight of the other vehicle is detected, a headlight position of the second headlight is determined and a midpoint position of a center point between the first and second headlights is determined, and for calculating a length of a third edge of the first triangle The angles and edge lengths of a second triangle are calculated using the sine law, cosine law and / or the angle sum of the second triangle, the headlight position of the first headlight of the other vehicle, the center position and the camera position forming corner points of the second triangle.

Indem das zweite Dreieck zur Bestimmung der Länge der dritten Kante des ersten Dreiecks berechnet wird, lässt sich der Abstand zwischen der Scheinwerferposition des ersten Scheinwerfers des Fremdfahrzeugs zur Kameraposition auch mit Hilfe einer Monokamera bestimmen. Damit das zweite Dreieck berechnet werden kann, ist eine Abstandsinformation des ersten und zweiten Scheinwerfers des Fremdfahrzeugs zueinander erforderlich. Dieser Scheinwerferabstand kann von verschiedenen Quellen bereitgestellt werden.By calculating the second triangle to determine the length of the third edge of the first triangle, the distance between the headlight position of the first headlight of the other vehicle and the camera position can also be determined with the aid of a mono camera. In order that the second triangle can be calculated, information about the distance between the first and second headlights of the other vehicle is required. This headlamp spacing can be provided by various sources.

Gemäß einer ersten, besonders simplen Ausführungsform, kann für den Scheinwerferabstand ein fester Wert angenommen werden, der entsprechend für sämtliche Fahrzeuge gilt. Da sich der Scheinwerferabstand über verschiedene Fahrzeuge innerhalb bestimmter Grenzen bewegt, kann durch einen festen Wert der Scheinwerferabstand angenähert werden. Dies führt jedoch zu einem fehlerhaften Wert des lateralen Versatzes, welcher jedoch durch Vorsehen eines Sicherheitsfaktors ausgeglichen werden kann.According to a first, particularly simple embodiment, a fixed value can be assumed for the headlight distance, which applies accordingly to all vehicles. Since the headlight distance is within certain limits across different vehicles, the headlight distance can be approximated by a fixed value. However, this leads to an incorrect value of the lateral offset, which can, however, be compensated for by providing a safety factor.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Scheinwerferabstand auch durch einen Vergleich mit bekannter Objektdimensionen berechnet werden. So lassen sich in von der Kamera erzeugten Kamerabildern mit Hilfe bewährter Objekterkennungsalgorithmen bestimmte Objekte, deren Dimensionen bekannt sind, beispielsweise ein Kennzeichen des Fremdfahrzeugs, bestimmen und deren Dimensionen in Relation zum Scheinwerferabstand setzen. Hierdurch lässt sich der Scheinwerferabstand errechnen.According to a further embodiment, the headlight distance can also be calculated by comparing it with known object dimensions. In camera images generated by the camera, with the aid of proven object recognition algorithms, certain objects whose dimensions are known, for example a license plate of the other vehicle, can be determined and their dimensions related to the headlight distance. This allows the headlight distance to be calculated.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann auch ein Fahrzeugtyp erkannt werden. So können neben einem Fahrzeugtyp wie beispielsweise ein Lkw, Pkw, Transporter oder Bus auch Details wie eine Fahrzeugmarke und/oder ein Fahrzeugmodell ermittelt werden. In einer Datenbank können dann die genauen Dimensionen des entsprechenden Fahrzeugs abgespeichert sein und ein Scheinwerferabstand des entsprechenden Fahrzeugs aus der Datenbank ausgelesen werden. Dies erlaubt eine genauere Berechnung des lateralen Versatzes als durch die Verwendung eines festen Scheinwerferabstandswerts, welcher pauschal für jeden Fahrzeugtyp verwendet wird.According to a further embodiment, a vehicle type can also be recognized. In addition to a vehicle type such as a truck, car, van or bus, details such as a vehicle brand and / or a vehicle model can also be determined. The exact dimensions of the corresponding vehicle can then be stored in a database and a headlight distance of the corresponding vehicle can be read out from the database. This allows the lateral offset to be calculated more precisely than by using a fixed headlight distance value which is used across the board for each vehicle type.

Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird der laterale Versatz mit einem Schellwert verglichen. Der Schwellwert entspricht dabei einem von den Dimensionen des Egofahrzeugs und den Dimensionen des Fremdfahrzeugs abhängigen Abstandswerts, bei dem die beiden Fahrzeuge gefahrlos aneinander vorbeifahren können. Bei der Bestimmung des Schwellwerts kann ein typischer Abstandswert eines Fahrzeugscheinwerfers zu einer äußeren Kante des Fremdfahrzeugs berücksichtigt werden. Solche Abstände sind typischerweise gemäß Richtlinien vorgegeben, beispielsweise entsprechend der geltenden Straßenverkehrsordnung eines jeweiligen Landes. In Abhängigkeit eines gewählten Berechnungsverfahrens zur Bestimmung des lateralen Versatzes kann der Schwellwert mit einem Sicherheitsfaktor multipliziert werden, um Unsicherheiten bei der Berechnung des lateralen Versatzes auszugleichen. Hierdurch lässt sich eine potenzielle Kollision des Egofahrzeugs und des Fremdfahrzeugs noch zuverlässiger zu verhindern.According to a further advantageous embodiment of the method, the lateral offset is compared with a threshold value. The threshold value corresponds to a distance value which is dependent on the dimensions of the host vehicle and the dimensions of the other vehicle and at which the two vehicles can safely drive past one another. When determining the threshold value, a typical distance value between a vehicle headlight and an outer edge of the other vehicle can be taken into account. Such distances are typically specified in accordance with guidelines, for example in accordance with the applicable road traffic regulations of a particular country. Depending on a selected calculation method for determining the lateral offset, the threshold value can be multiplied by a safety factor in order to compensate for uncertainties in the calculation of the lateral offset. In this way, a potential collision between the host vehicle and the other vehicle can be prevented even more reliably.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht ferner vor, dass bei einem lateralen Versatz, welcher kleiner oder gleich dem Schwellwert ist, eine akustische, visuelle und/oder haptische Warnung ausgegeben wird und/oder ein automatischer Eingriff in eine Fahrzeuglängs- und/oder -querführung erfolgt. Nimmt der laterale Versatz einen Wert an, welcher gleich dem Schwellwert ist oder diesen unterschreitet, so ist mit einer Kollision des Egofahrzeugs mit dem Fremdfahrzeug zu rechnen. Um eine solche Kollision zu verhindern, kann eine fahrzeugführende Person des Egofahrzeugs oder ein Fahrerassistenzsystem in eine Fahrzeuglängs- und/oder -querführung des Egofahrzeugs eingreifen. So lässt sich die fahrzeugführende Person mittels der Warnung auf die drohende Kollision vorbereiten.A further advantageous embodiment of the method also provides that an acoustic, visual and / or haptic warning is output and / or automatic intervention in longitudinal and / or transverse guidance of the vehicle in the event of a lateral offset that is less than or equal to the threshold value he follows. If the lateral offset assumes a value that is equal to or below the threshold value, a collision of the host vehicle with the other vehicle is to be expected. In order to prevent such a collision, a person driving the host vehicle or a driver assistance system can intervene in a vehicle longitudinal and / or lateral guidance of the host vehicle. In this way, the person driving the vehicle can be prepared for the impending collision by means of the warning.

Eine akustische Warnung kann über einen oder mehrere Fahrzeuglautsprecher ausgegeben werden. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Warnton und/oder eine Warnnachricht handeln. Das Egofahrzeug kann zudem eine oder mehrere Anzeigen aufweisen, auf der oder dem ein entsprechendes Warnsymbol, ein Warntext oder eine sonstige Warnanimation ausgegeben wird. Es ist auch denkbar, dass eine externe Beleuchtungseinrichtung des Egofahrzeugs, beispielsweise die Frontscheinwerfer des Egofahrzeugs, aktiviert werden. Die Frontscheinwerfer können beispielsweise mit Fernlicht in einem Dauermodus oder auch gepulst betrieben werden. Hierdurch kann auch eine fahrzeugführende Person des Fremdfahrzeugs vor einer drohenden Kollision gewarnt werden. Auch kann das Egofahrzeug Aktoren aufweisen, beispielsweise einen an ein Lenkrad des Egofahrzeugs angeschlossenen Schwingungsgenerator, welche das Lenkrad des Fahrzeugs beim Ausgeben der Warnung zu Vibrationen anregt.An acoustic warning can be issued via one or more vehicle loudspeakers. This can be, for example, a warning tone and / or a warning message. The host vehicle can also have one or more displays on which a corresponding warning symbol, warning text or other warning animation is output. It is also conceivable that an external lighting device of the host vehicle, for example the headlights of the host vehicle, are activated. The headlights can, for example, be operated with high beam in a continuous mode or also in pulsed mode. In this way, a person driving the other vehicle can also be warned of an impending collision. The host vehicle can also have actuators, for example a vibration generator connected to a steering wheel of the host vehicle, which excites the steering wheel of the vehicle to vibrate when the warning is output.

Da ein Mensch jedoch im Vergleich zu einem Computer eine vergleichsweise lange Reaktionszeit aufweist, lässt sich mit Hilfe eines von einem Fahrerassistenzsystem ausgegebenen Steuerbefehls zum Eingriff in die Fahrzeuglängs- und/oder -querführung das Egofahrzeug noch schneller zur Verhinderung der Kollision steuern.However, since a person has a comparatively long reaction time compared to a computer, the host vehicle can be controlled even faster to prevent a collision with the aid of a control command issued by a driver assistance system to intervene in the longitudinal and / or lateral guidance of the vehicle.

Bevorzugt wird durch einen Eingriff in zumindest die Fahrzeugquerführung das Egofahrzeug zum Fremdfahrzeug quergestellt, sodass es bei einem drohenden Frontalzusammenstoß zwischen Fremdfahrzeug und Egofahrzeug stattdessen zu einem seitlichen Aufprall auf das Egofahrzeug kommt. Ein Frontalzusammenstoß stellt einen besonders verheerenden Unfalltypen dar. Indem das Egofahrzeug zum Fremdfahrzeug quergestellt wird, lässt sich eine Auswirkung der Kollision auf eine Beschädigung des Egofahrzeugs reduzieren. Es kann vorkommen, dass es sich bei dem Falschfahrer um eine verwirrte oder suizidgefährdete Person handelt. In diesem Falle kann der Falschfahrer versuchen aktiv in das Egofahrzeug hineinzusteuern. Indem das Egofahrzeug anstelle eines simplen Ausweichmanövers ein Querstellmanöver durchführt, kann die Gefahr eines Frontalzusammenstoßes weiter reduziert werden.The host vehicle is preferably positioned transversely to the external vehicle by means of an intervention in at least the transverse vehicle guidance, so that in the event of an impending head-on collision between the external vehicle and the host vehicle, a side impact on the host vehicle occurs instead. A head-on collision is a particularly devastating type of accident. By positioning the host vehicle across the other vehicle, the impact of the collision on damage to the host vehicle can be reduced. It is possible that the wrong-way driver is a confused or suicidal person. In this case, the wrong-way driver can try to actively steer into the host vehicle. Since the host vehicle performs a lateral maneuver instead of a simple evasive maneuver, the risk of a head-on collision can be further reduced.

Bei einem Fahrzeug mit wenigstens einer Kamera und wenigstens einer Recheneinheit ist erfindungsgemäß die Recheneinheit dazu eingerichtet, ein im vorigen beschriebenes Verfahren auszuführen. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein beliebiges Fahrzeug wie einen Pkw, Lkw, Transporter, Bus oder dergleichen handeln. Die Kamera kann als Mono oder Stereokamera ausgeführt sein und erfasst einen in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug liegenden Bereich. Die Kamera kann sichtbares Licht und/oder Infrarotlicht erfassen. Durch das Erfassen von Infrarotlicht ist ein zuverlässiges Erkennen eines Falschfahrers auch bei Dunkelheit möglich. Die Recheneinheit kann von einem zentralen Bordcomputer des Fahrzeugs ausgebildet sein. Auch kann die Recheneinheit von einer separaten Recheneinheit oder einem Steuergerät eines Fahrzeuguntersystems ausgebildet sein. Die Recheneinheit umfasst zumindest eine Speichereinrichtung zum Bevorraten eines für die Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Computerprogrammprodukts sowie einen zur Ausführung dieses Computerprogrammprodukts eingerichteten Prozessor.In a vehicle with at least one camera and at least one computing unit according to the invention, the computing unit is set up to carry out a method described above. The vehicle can be any vehicle such as a car, truck, van, bus or the like. The camera can be designed as a mono or stereo camera and captures an area in front of the vehicle in the direction of travel. The camera can detect visible light and / or infrared light. By detecting infrared light, it is possible to reliably identify a wrong-way driver even in the dark. The computing unit can be formed by a central on-board computer of the vehicle. The computing unit can also be formed by a separate computing unit or a control unit of a vehicle subsystem. The computing unit comprises at least one memory device for storing a computer program product suitable for executing a method according to the invention as well as a processor set up to execute this computer program product.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erkennung eines bevorstehenden Frontalzusammenstoßes zwischen zwei Fahrzeugen ergeben sich auch aus den Ausführungsbeispielen, welche nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben werden.Further advantageous refinements of the method according to the invention for detecting an impending head-on collision between two vehicles also result from the exemplary embodiments, which are described in more detail below with reference to the figures.

Dabei zeigen:

  • 1 eine schematische Draufsicht auf einen sich mit einem Egofahrzeug auf Kollisionskurs befindlichen Falschfahrers;
  • 2 eine Detailansicht eines ersten Dreiecks zur Bestimmung eines lateralen Versatzes zwischen dem Egofahrzeug und dem Falschfahrer;
  • 3 eine durch ein zweites Dreieck ergänzte schematische Draufsicht aus 1; und
  • 4 eine Detailansicht des zweiten Dreiecks zur Bestimmung einer Länge einer dritten Kante des ersten Dreiecks.
Show:
  • 1 a schematic top view of a wrong-way driver who is on a collision course with a host vehicle;
  • 2 a detailed view of a first triangle for determining a lateral offset between the host vehicle and the wrong-way driver;
  • 3 a schematic plan view supplemented by a second triangle 1 ; and
  • 4th a detailed view of the second triangle for determining a length of a third edge of the first triangle.

1 zeigt ein Egofahrzeug 1.1, welches auf einer Fahrbahn 5 in Fahrtrichtung F fährt. Dabei entspricht die Fahrtrichtung F einer vorgeschriebenen Fahrtrichtung der Fahrbahn 5. Dem Egofahrzeug 1.1 kommt ein Fremdfahrzeug 1.2 entgegen. Da das Fremdfahrzeug 1.2 entgegen der vorgeschriebenen Fahrtrichtung F fährt, handelt es sich um einen Falschfahrer, als auch Geisterfahrer bezeichnet. Das Egofahrzeug 1.1 und das Fremdfahrzeug 1.2 weisen einen lateralen Versatz LV in eine Richtung Q quer zur Fahrtrichtung F auf. Unterschreitet der laterale Versatz LV einen kritischen Wert, so drohen die beiden Fahrzeuge 1.1 und 1.2 zu kollidieren. 1 shows a host vehicle 1.1 which is on a roadway 5 travels in the direction of travel F. The direction of travel F corresponds to a prescribed direction of travel of the lane 5 . The ego vehicle 1.1 comes another vehicle 1.2 opposite. Since the foreign vehicle 1.2 if driving contrary to the prescribed direction of travel F, it is a wrong-way driver, also referred to as the wrong-way driver. The ego vehicle 1.1 and the foreign vehicle 1.2 have a lateral offset LV in a direction Q transverse to the direction of travel F. If the lateral offset LV falls below a critical value, the two vehicles threaten 1.1 and 1.2 to collide.

Das Egofahrzeug 1.1 weist eine Kamera 2 und eine Recheneinheit 4 auf. Die Recheneinheit 4 wertet von der Kamera 2 erzeugte Kamerabilder aus und ist dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erkennung eines bevorstehenden Frontalzusammenstoßes auszuführen.The ego vehicle 1.1 instructs a camera 2 and an arithmetic unit 4th on. The arithmetic unit 4th evaluates from the camera 2 generated camera images and is set up to carry out a method according to the invention for detecting an impending head-on collision.

Hierzu wird in wenigstens einem von der Kamera 2 erzeugten Kamerabild wenigstens ein erster Scheinwerfer 3.1 des Fremdfahrzeugs 1.2 erkannt. Dabei wird eine Scheinwerferposition PS1 des ersten Scheinwerfers 3.1 bestimmt. Die Scheinwerferposition PS1 des ersten Scheinwerfers 3.1 und eine Kameraposition PK der Kamera 2 des Egofahrzeugs 1.1 sowie ein Schnittpunkt SP bilden ein erstes Dreieck D1 aus. Der Schnittpunkt SP entspricht dabei einem Berührpunkt einer ersten Kante a1 und einer zweiten Kante b1 des ersten Dreiecks D1. Die erste Kante a1 des ersten Dreiecks D1 entspricht einem Abstand der Kameraposition PK zur Scheinwerferposition PS1 in die Fahrtrichtung F. Die zweite Kante b1 des ersten Dreiecks D1 entspricht dem lateralen Versatz LV.For this purpose, at least one of the camera 2 generated camera image at least a first headlight 3.1 of the foreign vehicle 1.2 recognized. A headlight position P S1 of the first headlight is thereby 3.1 certainly. The headlight position P S1 of the first headlight 3.1 and a camera position P K of the camera 2 of the host vehicle 1.1 and an intersection point SP form a first triangle D1 out. The point of intersection SP corresponds to a point of contact between a first edge a 1 and a second edge b 1 of the first triangle D1 . The first edge a 1 of the first triangle D1 corresponds to a distance from the camera position P K to the headlight position P S1 in the direction of travel F. The second edge b 1 of the first triangle D1 corresponds to the lateral offset LV.

Bei dem ersten Dreieck D1 handelt es sich um ein rechtwinkliges Dreieck. Dabei entspricht ein Winkel γ1 dem rechten Winkel. Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nun, die zweite Kante b1 des ersten Dreiecks D1 zu berechnen, um den lateralen Versatz LV zwischen den beiden Fahrzeugen 1.1 und 1.2 bestimmen zu können. Da es sich bei dem ersten Dreieck D1 um ein rechtwinkliges Dreieck handelt, kann die Länge der zweiten Kante b1 besonders leicht mit Hilfe von trigonometrischen Funktionen berechnet werden. Sind ein Winkel β1 und eine Länge einer dritten Kante c1 des ersten Dreiecks D1 bekannt, so lautet eine mögliche Formel zur Berechnung der zweiten Kante b1 : b1 =sin(β1) × c1. Generell ist eine Berechnung der zweiten Kante b1 auch über andere Formeln, beispielsweise auch durch Anwendung des Satz des Pythagoras, möglich.At the first triangle D1 it is a right triangle. An angle γ 1 corresponds to the right angle. The aim of the method according to the invention is now to find the second edge b 1 of the first triangle D1 to calculate the lateral offset LV between the two vehicles 1.1 and 1.2 to be able to determine. Since it is the first triangle D1 is a right triangle, the length of the second edge b 1 can be calculated particularly easily with the aid of trigonometric functions. Let an angle β 1 and a length of a third edge c 1 of the first triangle be D1 known, one possible formula for calculating the second edge b 1 is : b 1 = sin (β 1 ) × c 1 . In general, the second edge b 1 can also be calculated using other formulas, for example also by using the Pythagorean theorem.

Um die zweite Kante b1 berechnen zu können, ist es somit notwendig, den Winkel β1 und die dritte Kante c1 zu bestimmen. Der Winkel β1 ergibt sich direkt durch eine Analyse von der Kamera 2 erzeugter Kamerabilder. So ergibt sich der Winkel β1 aus einem horizontalen Pixelabstand des in einem Kamerabild erkannten ersten Scheinwerfers 3.1 zu einer vertikalen Mittelachse des entsprechenden Kamerabilds. Die dritte Kante c1 bzw. eine Länge der dritten Kante c1 lässt sich auf verschiedene Art und Weise berechnen.In order to be able to calculate the second edge b 1 , it is therefore necessary to determine the angle β 1 and the third edge c 1 . The angle β 1 results directly from an analysis by the camera 2 generated camera images. The angle β 1 results from a horizontal pixel spacing of the first headlight recognized in a camera image 3.1 to a vertical center axis of the corresponding camera image. The third edge c 1 or a length of the third edge c 1 can be calculated in different ways.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung entspricht die dritte Kante c1 einem mit Hilfe eines vom Egofahrzeug 1.1 umfassten Abstandssensors ermittelten Abstandswerts. Als Abstandssensor kann ein beliebiger Abstandssensor wie ein Radarsensor, Ultraschallsensor, Lidar und/oder eine Kamera 2 eingesetzt werden. Hierzu ist die Kamera 2 insbesondere als Stereokamera ausgebildet, um dem der dritten Kante c1 entsprechenden Abstand zwischen dem Egofahrzeug 1.1 und dem Fremdfahrzeug 1.2 durch Anwendung von Triangulation zu bestimmen. Die dritte Kante c1 lässt sich jedoch auch mit Hilfe einer Monokamera berechnen, was später in den 3 und 4 erläutert wird.According to a first embodiment of the invention, the third edge c 1 corresponds to one with the aid of one of the host vehicle 1.1 included distance sensor determined distance value. Any distance sensor such as a radar sensor, ultrasonic sensor, lidar and / or a camera can be used as the distance sensor 2 can be used. This is what the camera is for 2 in particular designed as a stereo camera by the distance corresponding to the third edge c 1 between the host vehicle 1.1 and the foreign vehicle 1.2 to be determined by applying triangulation. The third edge c 1 can, however, also be calculated with the aid of a mono camera, which is shown later in the 3 and 4th is explained.

2 zeigt eine Detailansicht des ersten Dreiecks D1. Der laterale Versatz LV zwischen den Fahrzeugen 1.1 und 1.2 entspricht einem Abstand der Scheinwerferposition PS1 des ersten Scheinwerfers 3.1 zur Kameraposition PK in die Richtung Q quer zur Fahrtrichtung F. Da diese Punkte jedoch innerhalb eines Bereichs einer Karosserie 6 des Egofahrzeugs 1.1 und des Fremdfahrzeugs 1.2 liegen, ist erst dann ein kollisionsfreies aneinander Vorbeifahren der beiden Fahrzeuge 1.1 und 1.2 gegeben, wenn der laterale Versatz LV gleich oder größer ist als eine Summe der beiden in 2 eingezeichneten Abstände AK1 und AK2. Der Abstand AK1 entspricht dabei einem Abstand der Kameraposition PK der Kamera 2 zu einer Oberfläche der Karosserie 6 des Egofahrzeugs 1.1 in die Richtung Q quer zur Fahrtrichtung F. Der Abstand AK2 entspricht einem Abstand der Scheinwerferposition PS1 des ersten Scheinwerfers 3.1 zu einer entsprechenden Oberfläche der Karosserie 6 des Fremdfahrzeugs 1.2 in die Richtung Q quer zur Fahrtrichtung F. 2 shows a detailed view of the first triangle D1 . The lateral offset LV between the vehicles 1.1 and 1.2 corresponds to a distance between the headlight position P S1 of the first headlight 3.1 to the camera position P K in the direction Q transversely to the direction of travel F. However, since these points are within an area of a body 6th of the host vehicle 1.1 and the foreign vehicle 1.2 only then is it possible for the two vehicles to pass each other without collision 1.1 and 1.2 given when the lateral offset LV is equal to or greater than a sum of the two in 2 indicated distances AK 1 and AK 2 . The distance AK 1 corresponds to a distance from the camera position P K of the camera 2 to a surface of the body 6th of the host vehicle 1.1 in the direction Q transversely to the direction of travel F. The distance AK 2 corresponds to a distance from the headlight position P S1 of the first headlight 3.1 to a corresponding surface of the body 6th of the foreign vehicle 1.2 in the direction Q transversely to the direction of travel F.

Die beiden Abstände AK1 und AK2 sind typischerweise zumindest näherungsweise bekannt. So liegt für die Recheneinheit 4 des Egofahrzeugs 1.1 eine Information vor, wo am Egofahrzeug 1.1 die Kamera 2 angebracht ist. Diese ist wie in den Figuren gezeigt mittig am Egofahrzeug 1.1 angeordnet. Generell ist auch eine außermittige Anordnung denkbar. Ferner existieren Richtlinien, mit welchem Abstand ein Scheinwerfer 3.1, 3.2 maximal zu einer Fahrzeugseite beabstandet sein darf. Somit lässt sich zumindest ein Schätzwert für den Abstand AK2 angeben.The two distances AK 1 and AK 2 are typically known at least approximately. So lies for the arithmetic unit 4th of the host vehicle 1.1 information about where on the host vehicle 1.1 the camera 2 is appropriate. As shown in the figures, this is in the center of the host vehicle 1.1 arranged. In general, an eccentric arrangement is also conceivable. There are also guidelines regarding the distance from a headlight 3.1 , 3.2 may not be more distant to one side of the vehicle. At least one estimated value for the distance AK 2 can thus be specified.

Um eine Aussage zu treffen, ob ein gefahrloses Aneinandervorbeifahren der Fahrzeuge 1.1 und 1.2 zueinander möglich ist, wird der laterale Versatz LV mit einem Schwellwert verglichen. Der Schwellwert kann zumindest einer Summe der beiden Abständen AK1 und AK2 entsprechen. Auch kann der Schwellwert mit einem Sicherheitsfaktor multipliziert werden, um weiteren Unsicherheitsfaktoren gerecht zu werden.To make a statement as to whether it is safe for the vehicles to pass each other 1.1 and 1.2 is possible with respect to one another, the lateral offset LV is compared with a threshold value. The threshold value can correspond to at least a sum of the two distances AK 1 and AK 2. The threshold value can also be multiplied by a safety factor in order to take account of further uncertainty factors.

3 zeigt eine durch ein zweites Dreieck D2 ergänzte schematische Draufsicht entsprechend 1. 3 und 4 dienen zur Erläuterung, wie die dritte Kante c1 des ersten Dreiecks D1 auch mit Hilfe einer Monokamera berechnet werden kann. So wird, wie in 3 gezeigt, gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens das zweite Dreieck D2 erzeugt und die Winkel α2, β2, γ2 sowie zumindest eine erste Kante a2 des zweiten Dreiecks D2 berechnet. Dabei entspricht die erste Kante a2 des zweiten Dreiecks D2 der dritten Kante c1 des ersten Dreiecks D1. 3 shows one through a second triangle D2 supplemented schematic plan view accordingly 1 . 3 and 4th serve to explain how the third edge c 1 of the first triangle D1 can also be calculated using a mono camera. So, as in 3 shown, according to an embodiment of the method according to the invention, the second triangle D2 generated and the angles α 2 , β 2 , γ 2 and at least one first edge a 2 of the second triangle D2 calculated. The first edge corresponds to a 2 of the second triangle D2 the third edge c 1 of the first triangle D1 .

Um die gesuchten Größen zu berechnen, wird ein Scheinwerferabstand y zwischen dem ersten Scheinwerfer 3.1 und einem zweiten Scheinwerfer 3.2 des Fremdfahrzeugs 1.2 als gegeben vorausgesetzt. Abstand y kann beispielsweise als näherungsweiser fester Wert in die Recheneinheit 4 eingespeichert sein oder aber auch durch Bildanalyse mit Hilfe von der Kamera 2 erzeugter Kamerabilder bestimmt werden. So berechnet sich die Länge der ersten Kante a2 des zweiten Dreiecks D2 gemäß des Sinussatzes: a2 = sin(α2) × b2 / sin(β2). Somit sind Werte für die Winkel α2, β2 und eine Länge der zweiten Kante b2 des zweiten Dreiecks D2 zu bestimmen.A headlight distance y between the first headlight is used to calculate the quantities sought 3.1 and a second headlight 3.2 of the foreign vehicle 1.2 assumed as given. Distance y can be entered into the arithmetic unit as an approximately fixed value, for example 4th be stored or also through image analysis with the help of the camera 2 generated camera images can be determined. This is how the length of the first edge a 2 of the second triangle is calculated D2 according to the sine law: a 2 = sin (α 2 ) × b 2 / sin (β 2 ). Thus, values for the angles α 2 , β 2 and a length of the second edge are b 2 of the second triangle D2 to determine.

4 verdeutlicht durch eine Detailansicht des zweiten Dreiecks D2 die Beziehungen der einzelnen Winkel (α2, β2, γ2) und der Kanten a2, b2, c2 des zweiten Dreiecks D2. 4th illustrated by a detailed view of the second triangle D2 the relationships between the individual angles (α 2 , β 2 , γ 2 ) and the edges a 2 , b 2 , c 2 of the second triangle D2 .

Als Eckpunkte weist das zweite Dreieck D2 die Kameraposition PK, die Scheinwerferposition PS1 des ersten Scheinwerfers 3.1 des Fremdfahrzeugs 1.2 und eine Mittelpunktsposition PMP eines Mittelpunkts MP auf. Der Mittelpunkt MP liegt dabei in der Mitte zwischen den beiden Scheinwerferpositionen PS1 und PS2. Die Winkel α2 und γ2 ergeben sich durch eine Auswertung der Positionen des ersten Scheinwerfers 3.1 und des Mittelpunkts MP in von der Kamera 2 erzeugten Kamerabildern. Der Winkel β2 ergibt sich aus einer Winkelsumme mit den beiden Winkeln α2 und γ2 gemäß der Formel β2 = 180° - (α22). Eine Länge einer zweiten Kante b2 des zweiten Dreiecks D2 entspricht einem Abstand des Mittelpunkts MP zur Scheinwerferposition PS1 des ersten Scheinwerfers 3.1. Somit entspricht die Länge der zweiten Kante b2 dem halben Scheinwerferabstand y. Wie bereits erwähnt, kann für den Scheinwerferabstand y ein fester Wert vorliegen. Auch ist es möglich, den Scheinwerferabstand y zu ermitteln. So kann dieser durch einen Größenvergleich mit in Kamerabildern erkannten Objekten, deren Dimensionen bekannt sind, abgeschätzt werden. Zu einem solchen Objekt zählt beispielsweise ein Kennzeichen. Auch kann ein Fahrzeugtyp, insbesondere eine Fahrzeugherstellermarke und/oder ein Modelltyp durch Bilderkennung erkannt werden und mit diesen verknüpften, bekannten Abstandsinformationen aus einer entsprechenden Datenbank ausgelesen werden.The second triangle is the corner point D2 the camera position P K , the headlight position P S1 of the first headlight 3.1 of the foreign vehicle 1.2 and a center position P MP of a center point MP. The center point MP lies in the middle between the two headlight positions P S1 and P S2 . The angles α 2 and γ 2 result from an evaluation of the positions of the first headlight 3.1 and the center point MP in from the camera 2 generated camera images. The angle β 2 results from an angle sum with the two angles α 2 and γ 2 according to the formula β 2 = 180 ° - (α 2 + γ 2 ). A length of a second edge b 2 of the second triangle D2 corresponds to a distance from the center point MP to the headlight position P S1 of the first headlight 3.1 . The length of the second edge b 2 thus corresponds to half the headlight spacing y. As already mentioned, there can be a fixed value for the headlight distance y. It is also possible to determine the headlight distance y. This can be estimated through a size comparison with objects recognized in camera images, the dimensions of which are known. Such an object includes, for example, a license plate. A vehicle type, in particular a vehicle manufacturer's brand and / or a model type, can also be recognized by image recognition and known distance information linked to this can be read out from a corresponding database.

Die Scheinwerferpositionen PS1 und PS2 entsprechen in dem in den Figuren gezeigten Beispielen einem Scheinwerfermittelpunkt. Generell ist es auch denkbar, dass ein beliebiger Abschnitt eines Scheinwerfers, beispielsweise eine seitliche Kante, als geometrische Referenz zur Bestimmung von Abständen verwendet wird.The headlight positions P S1 and P S2 correspond to a headlight center point in the examples shown in the figures. In general, it is also conceivable that any desired section of a headlight, for example a lateral edge, is used as a geometric reference for determining distances.

Da die dritte Kante c1 des ersten Dreiecks D1 der ersten Kante a2 des zweiten Dreiecks D2 entspricht, lässt sich nun aus der bekannten Länge der ersten Kante a2 des zweiten Dreiecks D2 mit Hilfe des ersten Dreiecks D1 auch der laterale Versatz LV berechnen. Eine Bestimmung der gesuchten Größen der jeweiligen Dreiecke D1, D2 ist beispielsweise auch durch Anwendung des Kosinussatzes möglich. Dies ist jedoch aufwändiger.Since the third edge c 1 of the first triangle D1 the first edge a 2 of the second triangle D2 corresponds, can now be determined from the known length of the first edge a 2 of the second triangle D2 with the help of the first triangle D1 also calculate the lateral offset LV. A determination of the wanted sizes of the respective triangles D1 , D2 is also possible, for example, by using the law of cosines. However, this is more complex.

Ist der laterale Versatz LV gleich oder kleiner als der Schwellwert, so kann eine akustische, visuelle und/oder haptische Warnung an eine fahrzeugführende Person des Egofahrzeugs 1.1 ausgegeben werden. Um schneller auf eine drohende Kollision reagieren zu können, ist die Recheneinheit 4 des Egofahrzeugs 1.1 insbesondere dazu eingerichtet, Steuersignale auszugeben, um einen automatischen Eingriff in eine Fahrzeuglängs- und/oder -querführung durchzuführen. Hierdurch wird insbesondere das Egofahrzeug 1.1 zum Fremdfahrzeug 1.2 quergestellt, sodass es bei einer drohenden Kollision seitlich auf das Egofahrzeug 1.1 aufprallt. Hierdurch lässt sich eine Ausprägung einer Beschädigung zumindest des Egofahrzeugs 1.1 reduzieren.If the lateral offset LV is equal to or smaller than the threshold value, an acoustic, visual and / or haptic warning can be issued to a person driving the host vehicle 1.1 are issued. In order to be able to react more quickly to an impending collision, the computing unit is 4th of the host vehicle 1.1 in particular set up to output control signals in order to carry out an automatic intervention in a vehicle longitudinal and / or transverse guidance. This in particular makes the host vehicle 1.1 to another vehicle 1.2 positioned sideways so that it hits the side of the host vehicle in the event of an impending collision 1.1 impacts. This allows damage to at least the host vehicle to be manifested 1.1 to reduce.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102010028122 A1 [0005]DE 102010028122 A1 [0005]

Claims (8)

Verfahren zur Erkennung eines bevorstehenden Frontalzusammenstoßes zwischen zwei Fahrzeugen (1.1, 1.2), wobei mittels einer Kamera (2) eines Egofahrzeugs (1.1) wenigstens ein erster Scheinwerfer (3.1) eines dem Egofahrzeug (1.1) entgegenkommenden Fremdfahrzeugs (1.2) erfasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung eines lateralen Versatzes (LV) des Fremdfahrzeugs (1.2) zum Egofahrzeug (1.1) in eine Richtung (Q) quer zur Fahrtrichtung (F) des Egofahrzeugs (1.1) zumindest folgende Verfahrensschritte ausgeführt werden: - erfassen des wenigstens einen Scheinwerfers (3.1) des Fremdfahrzeugs (1.2) und bestimmen einer Scheinwerferposition (PS1) des Scheinwerfers (3.1); - berechnen von Winkeln (α1, β1, γ1) und Kantenlängen eines ersten Dreiecks (D1) unter Anwendung von trigonometrischen Funktionen, wobei eine Kameraposition (PK) der Kamera (2) des Egofahrzeugs (1.1), die Scheinwerferposition (PS1) und ein Schnittpunkt (SP) Eckpunkte des ersten Dreiecks (D1) ausbilden, wobei der Schnittpunkt (SP) einem Berührpunkt einer ersten (a1) und zweiten Kante (b1) des ersten Dreiecks (D1) entspricht, und wobei die erste Kante (a1) einem Abstand der Kameraposition (PK) zur Scheinwerferposition (PS1) in die Fahrtrichtung (F) des Egofahrzeugs (1.1) entspricht und die zweite Kante (b1) dem lateralen Versatz (LV) entspricht.A method for detecting an impending head-on collision between two vehicles (1.1, 1.2), at least one first headlight (3.1) of an external vehicle (1.2) approaching the host vehicle (1.1) being detected by means of a camera (2) of a host vehicle (1.1), characterized in that that in order to calculate a lateral offset (LV) of the external vehicle (1.2) to the host vehicle (1.1) in a direction (Q) transverse to the direction of travel (F) of the host vehicle (1.1) at least the following method steps are carried out: - Detecting the at least one headlight ( 3.1) of the foreign vehicle (1.2) and determining a headlight position (P S1 ) of the headlight (3.1); - Calculate angles (α 1 , β 1 , γ 1 ) and edge lengths of a first triangle (D1) using trigonometric functions, whereby a camera position (P K ) of the camera (2) of the host vehicle (1.1), the headlight position (P S1 ) and a point of intersection (SP) form corner points of the first triangle (D1), the point of intersection (SP ) corresponding to a point of contact of a first (a 1 ) and second edge (b 1 ) of the first triangle (D1), and the first Edge (a 1 ) corresponds to a distance from the camera position (P K ) to the headlight position (P S1 ) in the direction of travel (F) of the host vehicle (1.1) and the second edge (b 1 ) corresponds to the lateral offset (LV). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Länge einer dritten Kante (c1) des ersten Dreiecks (D1) durch Auswerten eines von wenigstens einem Abstandssensor erzeugten Sensorsignals ermittelt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a length of a third edge (c 1 ) of the first triangle (D1) is determined by evaluating a sensor signal generated by at least one distance sensor. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Abstandssensor ein Lidar, Ultraschallsensor, Radarsensor und/oder eine Kamera (2), insbesondere eine Stereokamera verwendet wird.Procedure according to Claim 2 , characterized in that a lidar, ultrasonic sensor, radar sensor and / or a camera (2), in particular a stereo camera, is used as the distance sensor. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein zweiter Scheinwerfer (3.2) des Fremdfahrzeugs (1.2) erfasst, eine Scheinwerferposition (PS2) des zweiten Scheinwerfers (3.2) bestimmt und eine Mittelpunktsposition (PMP) eines Mittelpunkts (MP) zwischen dem ersten (3.1) und zweiten Scheinwerfer (3.2) bestimmt wird, und zur Berechnung einer Länge einer dritten Kante (c1) des ersten Dreiecks (D1) Winkel (α2, β2, γ2) und Kantenlängen eines zweiten Dreiecks (D2) unter Anwendung des Sinussatzes, Cosinussatzes und/oder der Winkelsumme des zweiten Dreiecks (D2) berechnet werden, wobei die Scheinwerferposition (PS1) des ersten Scheinwerfers (3.1) des Fremdfahrzeugs (1.2), die Mittelpunktsposition (PMP) und die Kameraposition (PK) Eckpunkte des zweiten Dreiecks (D2) ausbilden.Procedure according to Claim 1 , characterized in that at least one second headlight (3.2) of the foreign vehicle (1.2) detects a headlight position (P S2 ) of the second headlight (3.2) and a center position (P MP ) of a center point (MP) between the first (3.1) and second headlight (3.2) is determined, and for calculating a length of a third edge (c 1 ) of the first triangle (D1), angles (α 2 , β 2 , γ 2 ) and edge lengths of a second triangle (D2) using the sine law , Cosine theorem and / or the angle sum of the second triangle (D2) can be calculated, with the headlight position (P S1 ) of the first headlight (3.1) of the foreign vehicle (1.2), the center position (P MP ) and the camera position (P K ) corner points of the form the second triangle (D2). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der laterale Versatz (LV) mit einem Schwellwert verglichen wird.Method according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the lateral offset (LV) is compared with a threshold value. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem lateralen Versatz (LV) welcher kleiner oder gleich dem Schwellwert ist eine akustische, visuelle und/oder haptische Warnung ausgegeben wird und/oder ein automatischer Eingriff in eine Fahrzeuglängs- und/oder Querführung erfolgt.Procedure according to Claim 5 , characterized in that in the case of a lateral offset (LV) which is less than or equal to the threshold value, an acoustic, visual and / or haptic warning is output and / or automatic intervention in longitudinal and / or lateral guidance takes place. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass durch einen Eingriff in zumindest die Fahrzeugquerführung das Egofahrzeug (1.1) zum Fremdfahrzeug (1.2) quergestellt wird, sodass es bei einem drohenden Frontalzusammenstoß zwischen Fremdfahrzeug (1.2) und Egofahrzeug (1.1) stattdessen zu einem seitlichen Aufprall auf das Egofahrzeug (1.1) kommt.Procedure according to Claim 6 , characterized in that by intervening in at least the transverse vehicle guidance, the host vehicle (1.1) is positioned transversely to the external vehicle (1.2), so that in the event of an impending head-on collision between the external vehicle (1.2) and the host vehicle (1.1), there is instead a side impact on the host vehicle ( 1.1) is coming. Fahrzeug mit wenigstens einer Kamera (2) und wenigstens einer Recheneinheit (4) dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (4) dazu eingerichtet ist ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.Vehicle with at least one camera (2) and at least one computing unit (4), characterized in that the computing unit (4) is set up for a method according to one of the Claims 1 to 7th to execute.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102022107847A1 (en) 2022-04-01 2023-10-05 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Method, system and computer program product for determining the position of a moving object relative to another object

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