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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art, sowie ein Fahrerassistenzsystem nach der im Oberbegriff von Anspruch 5 näher definierten Art und ein Fahrzeug.
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Mit zunehmender Digitalisierung nimmt auch ein Automatisierungsgrad von Fahrzeugen zu. So verfügen heutzutage Fahrzeuge über verschiedene Umgebungssensoren zur Erfassung einer Fahrzeugumgebung. Mit Hilfe solcher Umgebungssensoren können statische und dynamische Umgebungsobjekte erkannt werden und ihre Ausrichtung und Abstand zum Fahrzeug bestimmt werden. Hieraus gewonnene Informationen können als Eingangsgrößen für Fahrerassistenzsysteme wie einen Abstandsregeltempomat, einen Spurhalterassistent oder dergleichen genutzt werden. Das Erkennen statischer und dynamischer Umgebungsobjekte ist auch zum Betreiben automatisierter Fahrzeuge erforderlich, um es einem Fahrzeug zu ermöglichen Hindernissen auszuweichen.
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Als Umgebungssensoren werden neben Lidaren, Radarsensoren und Ultraschallsensoren vermehrt auch Kameras eingesetzt. Mit Kameras lassen sich Kamerabilder erzeugen, welche mit Bilderkennungsalgorithmen ausgewertet werden, um besonders umfassende Rückschlüsse über das Fahrzeugumfeld ziehen zu können. Kameras weisen dabei jedoch den Nachteil auf, dass zur Erzeugung verarbeitungsfähiger Kamerabilder vergleichsweise gute Sichtverhältnisse vorliegen müssen. Kommt es zur einer Sichtbeeinträchtigung, beispielsweise durch Nebel, aufgewirbeltes Wasser, und/oder Dunkelheit so können gegebenenfalls einzelne Umgebungsobjekte nicht richtig erkannt werden oder es werden Umgebungsobjekte erkannt, die gar nicht real existieren.
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Aus der
DE 10 2016 006 847 A1 sind ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs und ein entsprechendes Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung bekannt. Das Verfahren sieht vor, dass ein Zustand einer fahrzeugführenden Person überwacht wird und bei Feststellen eines kritischen Zustands der fahrzeugführenden Person ein von der Beleuchtungsvorrichtung in die Fahrzeugumgebung geworfenes Beleuchtungsfeld derart verändert wird, dass dies von der fahrzeugführenden Person wahrgenommen wird. Das Beleuchtungsfeld wird dahingehend geändert, dass eine Farbtemperatur, Helligkeit und/oder Helligkeitsverteilung verändert wird. Insbesondere wird eine von der Beleuchtungsvorrichtung abgegebene Lichtintensität erhöht und/oder die Farbtemperatur des Lichts von einer warmen Farbtemperatur auf eine kalte Farbtemperatur geändert, Ist die fahrzeugführende Person müde, so kann die fahrzeugführende Person durch das Anpassen des Beleuchtungsfelds „wachgerüttelt“ werden. Somit kann die fahrzeugführende Person dem Fahrgeschehen wieder besser folgen, was die allgemeine Sicherheit im Straßenverkehr verbessert. Nachteilig ist dabei jedoch, dass eine stark übermüdete Person gegebenenfalls durch das Anpassen des Beleuchtungsfelds nicht ausreichend zur sicheren Steuerung des Fahrzeugs aufgeweckt werden kann.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs anzugeben, mit dessen Hilfe ein sicherer Betrieb des Fahrzeugs, auch bei einer besonders abgelenkten fahrzeugführenden Person, ermöglicht wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Fahrerassistenzsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 5 sowie ein Fahrzeug mit einem solchen Fahrerassistenzsystem gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Ansprüchen.
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Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs der eingangs genannten Art wird erfindungsgemäß bei Erkennen eines abgelenkten Zustands der fahrzeugführenden Person des Fahrzeugs das von der Beleuchtungsvorrichtung erzeugte Lichtfeld vergrößert, sodass der in einen Erfassungsbereich wenigstens eines Umgebungssensors des Fahrzeugs geworfene Lichtanteil des Lichtfelds zunimmt.
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Ist die fahrzeugführende Person abgelenkt, beispielsweise, weil sie müde ist oder ihre Aufmerksamkeit aus einem beliebigen Grund nicht mehr ausreichend dem Fahrgeschehen widmet, so erhöht sich ein Unfallpotential, da die fahrzeugführende Person gegebenenfalls statische und/oder dynamische Umgebungsobjekte wie Leitpfosten, Mauern, Bäume, Fußgänger, Radfahrer oder dergleichen nicht rechtzeitig wahrnimmt. Tagsüber wird ein sicherer Betrieb des Fahrzeugs dank des Einsatzes von Fahrerassistenzsystemen gewährleistet. Mit Hilfe von Umgebungssensoren erkennt das Fahrzeug dann die von der fahrzeugführenden Person übersehenen Umgebungsobjekte. Nachts hingegen, beziehungsweise bei Dunkelheit, ist die Erfassung des oder der Umgebungssensoren jedoch beeinträchtigt. Aufgrund von Dunkelheit können dann auch von den Umgebungssensoren potentielle Umgebungsobjekte in der Nähe des Fahrzeugs übersehen werden. Dies wird dadurch begünstigt, dass ein von Fahrzeugscheinwerfern auf eine Fahrbahn geworfenes Lichtfeld meist schmal ist und weit reicht, damit die fahrzeugführende Person in einer vergleichsweise hohen Distanz vorausliegende Objekte wahrnehmen kann. In einer Peripherie liegende Objekte bleiben daher oftmals dunkel.
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Wird der abgelenkte Zustand der fahrzeugführenden Person erkannt, so wird gezielt der Erfassungsbereich des oder der Umgebungssensoren ausgeleuchtet, wodurch das Fahrzeug Umgebungsobjekte leichter erkennen kann. Kreuzt beispielsweise ein Fußgänger oder Fahrradfahrer eine vom Fahrzeug befahrene Straße, so kann der Fußgänger beziehungsweise Fahrradfahrer vom Umgebungssensor erfasst werden und eine entsprechende Gegenmaßnahme zur Wahrung der Verkehrssicherheit eingeleitet werden. Beispielsweise kann eine akustische, visuelle und/oder haptische Warnung an die fahrzeugführende Person ausgegeben werden, damit diese ausweicht oder bremst. Auch kann ein automatischer Eingriff in eine Fahrzeuglängs- und/oder querführung erfolgen. So kann das Fahrzeug bei Erkennen einer drohenden Kollision abbremsen und/oder dem Umgebungsobjekt ausweichen.
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Der Umgebungssensor kann dabei als Mono- und insbesondere als Stereokamera ausgeführt sein. Das Fahrzeug kann auch mehrere solcher Umgebungssensoren aufweisen. Es können auch Sensordaten verschiedener Sensorsysteme miteinander fusioniert werden. Die Umgebungssensoren können in eine beliebige Richtung, insbesondere in eine Vorausrichtung des Fahrzeugs orientiert sein. Umfasst das Fahrzeug mehrere Umgebungssensoren, die beispielsweise auch zur Seite oder nach hinten ausgerichtet sind, so können auch neben oder hinter dem Fahrzeug liegenden Umgebungsobjekte erkannt werden. Entsprechend umfasst die Beleuchtungsvorrichtung ausreichende Leuchtmittel, um die von den einzelnen Umgebungssensoren überwachten Umgebungsbereiche auszuleuchten. Bei der Beleuchtungsvorrichtung kann es sich insbesondere um Fahrzeugscheinwerfer handeln.
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Beim Vergrößern des Lichtfelds kann die Lichtcharakteristik des ursprünglichen Lichtfelds beibehalten, abgeschwächt oder verstärkt werden. Wirft das Fahrzeug beispielsweise mit Fahrzeugscheinwerfern einem Fernlicht entsprechenden Lichtfinger in die Fahrzeugumgebung, so kann beim Vergrößern des Lichtfelds das Fernlicht aufgeblendet bleiben oder abgeblendet werden. Mit anderen Worten kann bei einer seitlichen Vergrößerung des Lichtfelds die Reichweite des Lichtfelds unberührt bleiben, zu- oder abnehmen. Auch kann eine Helligkeit des Fernlichts gleichbleiben, vergrößert oder reduziert werden. Dies ermöglicht eine flexible Anpassung des vom Fahrzeug in die Umgebung geworfenen Lichtfelds an verschiedene Fahrsituationen.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass eine Helligkeit zumindest des in den Erfassungsbereich des Umgebungssensors geworfenen Teils des Lichtfelds erhöht wird. Hierdurch wird eine besonders energieeffiziente Ausleuchtung des Erfassungsbereichs des Umgebungssensors gewährleistet. Generell ist es jedoch auch denkbar, dass das gesamte Lichtfeld aufgehellt wird und/oder Leuchtmittel der Beleuchtungsvorrichtung so angesteuert werden, dass von der Beleuchtungsvorrichtung in die Umgebung geworfene Lichtstrahlen gezielt in den Erfassungsbereich des Umgebungssensors gelenkt werden.
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Zur Erhöhung der von der Beleuchtungsvorrichtung abgegebenen Lichtintensität können zusätzliche Leuchtmittel wie LEDs, Glühbirnen, Laser oder dergleichen hinzugeschaltet werden und/oder Filter oder sonstige Lichtintensität abschwächende Elemente aus einem Lichtstrahlengang entfernt werden.
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Entsprechend einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Ausleuchten zumindest des Erfassungsbereichs des Umgebungssensors Infrarotlicht verwendet. Menschen können Infrarotlicht nicht wahrnehmen. Indem Infrarotlicht zum Ausleuchten des Erfassungsbereichs des Umgebungssensors verwendet wird, wird das Blenden von in der Umgebung des Fahrzeugs befindlichen Personen oder Tieren vermieden. Das Ausleuchten des Erfassungsbereichs des Umgebungssensors ist so zudem besonders komfortabel für die fahrzeugführende Person, da sich die Charakteristik des Lichtfelds aus Sicht der fahrzeugführenden Person nicht ändert. Dies setzt voraus, dass der Umgebungssensor dazu in der Lage ist, Infrarotlicht zu erfassen. Bei dem Infrarotlicht kann es sich um nahes Infrarot, mittleres Infrarot und/oder fernes Infrarot handeln.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht ferner vor, dass zur Erfassung des Zustands der fahrzeugführenden Person überprüft wird, ob die fahrzeugführende Person abgelenkt und/oder müde ist. Da Menschen typischerweise tagaktiv sind und nachts schlafen, ist besonders häufig damit zu rechnen, dass die fahrzeugführende Person nachts müde ist. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich jedoch auch zur Erhöhung der Sicherheit im Straßenverkehr einsetzen, wenn die fahrzeugführende Person aus einem anderen Grund abgelenkt ist.
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Bei einem Fahrerassistenzsystem mit einem Steuergerät, einem Innenraumsensor, wenigstens einem Umgebungssensor und einer Beleuchtungsvorrichtung sind erfindungsgemäß das Steuergerät, der Innenraumsensor, der Umgebungssensor und die Beleuchtungsvorrichtung zur Durchführung eines im vorigen beschriebenen Verfahrens eingerichtet. Dabei wird der Innenraumsensor zur Überwachung des Zustands der fahrzeugführenden Person verwendet. Mit Hilfe des Umgebungssensors, insbesondere in Form einer Kamera, wird die Umgebung des Fahrzeugs auf das Vorhandensein von statischen und/oder dynamischen Umgebungsobjekten untersucht. Mit Hilfe der Beleuchtungsvorrichtung wird eine Detektionswahrscheinlichkeit der im Umfeld des Fahrzeugs befindlichen Umgebungsobjekte bei Dunkelheit erhöht. Mit Hilfe des Fahrerassistenzsystems lassen sich Warnungen ausgeben und/oder ein automatischer Eingriff in eine Fahrzeuglängs- und/oder querführung vornehmen, falls die fahrzeugführende Person Umgebungsobjekte, die eine sichere Betriebsweise des Fahrzeugs gefährdenden, übersehen hat.
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Generell kann ein entsprechendes Fahrerassistenzsystem bei Erkennen eines abgelenkten Zustands der fahrzeugführenden Person auch vorkonditioniert werden. Wird dann mit Hilfe des Umgebungssensors ein potentiell gefährliches statisches oder dynamisches Umgebungsobjekt erkannt, so können entsprechende Gegenmaßnahmen noch schneller eingeleitet werden. Beispielsweise kann so besonders schnell ein vergleichsweise hoher Bremsdruck zur Durchführung einer Notbremsung bereitgestellt werden.
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Bevorzugt ist der Innenraumsensor als Kamera ausgeführt. Mit Hilfe einer Kamera ist eine besonders umfangreiche Überwachung der fahrzeugführenden Person möglich. So kann durch Auswerten von der Kamera erzeugter Kamerabilder festgestellt werden, dass die fahrzeugführende Person müde und/oder abgelenkt ist. Beispielsweise kann eine müde fahrzeugführende Person daran erkannt werden, dass die fahrzeugführende Person besonders häufig oder besonders selten blinzelt, oder ihre Augen kaum offenhalten kann. Bei Verwendung einer Kamera als Innenraumsensor kann auch eine Blickrichtung der fahrzeugführenden Person nachverfolgt werden. Richtet die fahrzeugführende Person ihren Blick auf die vor ihr liegende Straße, so kann davon ausgegangen werden, dass die fahrzeugführende Person einem Fahrgeschehen ausreichend Aufmerksamkeit schenkt. Blickt sie hingegen in eine von der vor ihr liegenden Straße abweichende Richtung, so kann die fahrzeugführende Person als abgelenkt klassifiziert werden.
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Zur Überwachung des Zustands der fahrzeugführenden Person können generell jedoch auch andere Sensoren verwendet werden. Beispielsweise kann ein Zustand der fahrzeugführenden Person auch durch Durchführen einer Hautleitfähigkeitsmessung überprüft werden, um festzustellen ob die fahrzeugführende Person übermäßig schwitzt. Hieraus kann abgeleitet werden, dass die fahrzeugführende Person krank oder aufgeregt ist oder unter Stress leidet. Auch in diesem Falle kann die fahrzeugführende Person als abgelenkt klassifiziert werden. Ebenso kann ein Lenkwinkel des Fahrzeugs überwacht werden. Verreißt beispielsweise die fahrzeugführende Person das Lenkrad oder fährt Schlangenlinien, kann dies auf eine übermüdete oder auch alkoholisierte Person hindeuten.
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Bevorzugt weist ein Fahrzeug ein im vorigen beschriebenes Fahrerassistenzsystem auf. Mit Hilfe des Fahrerassistenzsystems ist das Fahrzeug dazu in der Lage bei Dunkelheit besonders sicher betrieben zu werden, auch wenn eine fahrzeugführende Person des Fahrzeugs abgelenkt und/oder müde ist. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein beliebiges Fahrzeug wie einen PKW, LKW, Transporter, Bus oder dergleichen handeln.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, des Fahrerassistenzsystems und des Fahrzeugs ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur näher beschrieben wird.
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Dabei zeigt:
- 1 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Fahrzeug in einer Fahrsituation, die eine verstärkte sensorgestützte Umgebungsobjekterfassung zur Wahrung einer Verkehrssicherheit erfordert.
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1 zeigte eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 2, das bei Nacht auf einer Straße 8 in Fahrtrichtung F fährt. Das Fahrzeug 2 umfasst eine Beleuchtungsvorrichtung 1 zum Ausleuchten eines Fahrzeugumfelds. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst Leuchtmittel, hier in Form von Fahrzeugscheinwerfern. Ein von der Beleuchtungsvorrichtung 1 in die Umgebung geworfenes Lichtfeld 3.1 weist typischerweise die Form eines sogenannten Lichtfingers auf, mit dessen Hilfe eine fahrzeugführende Person des Fahrzeugs 2 dazu in der Lage ist in Fahrtrichtung F dem Fahrzeug 2 vorausliegende Umgebungsobjekte zu erkennen.
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Durch Aussparen seitlicher Bereiche wird dabei das Blenden von weiteren Verkehrsteilnehmern vermieden oder zumindest das Risiko, dass diese geblendet werden, reduziert. Je schneller das Fahrzeug 2 fährt, desto weiter sollte zudem das Lichtfeld 3.1 reichen, damit eine fahrzeugführende Person vorausliegende Umgebungsobjekte und/oder einen Straßenverlauf ausreichend erkennt, um frühzeitig und angemessen darauf zu reagieren.
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Das Fahrzeug 2 umfasst ferner wenigstens einen Umgebungssensor 6, hier in Form einer Kamera. Der Umgebungssensor 6 weist einen Erfassungsbereich 5 auf. Das Lichtfeld 3.1 fällt lediglich zu einem vergleichsweise kleinen Anteil mit dem Erfassungsbereich 5 zusammen, sodass außerhalb des Lichtfelds 3.1 liegende Umgebungsobjekte wie ein die Straße 8 kreuzender Fußgänger 9 vom Umgebungssensor 6 leicht übersehen werden können.
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Das Fahrzeug 2 umfasst ferner wenigstens einen Innenraumsensor 4, hier ebenfalls in Form einer Kamera. Mit Hilfe des Innenraumsensors 4 wird ein Zustand der fahrzeugführenden Person überwacht. Hierdurch kann festgestellt werden, ob sich die fahrzeugführende Person in einem abgelenkten Zustand befindet, also abgelenkt und/oder müde ist. Ist dies der Fall, besteht das Risiko, dass die fahrzeugführende Person Umgebungsobjekte übersieht und mit diesen zusammenstößt. In einem solchen Fall kann eine sichere Betriebsweise des Fahrzeugs 2 unter Einsatz eines Fahrerassistenzsystems gewährleistet werden. Dies erfordert jedoch, dass das Fahrerassistenzsystem die potentiell verborgenen Umgebungsobjekte erkennt.
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Zur Verbesserung der Detektionswahrscheinlichkeit des Fahrerassistenzsystems wird bei Erkennen einer abgelenkten und/oder müden fahrzeugführenden Person eine Charakteristik des Lichtfelds 3.1 derart verändert, dass seitliche Bereiche des Fahrzeugs 2 stärker ausgeleuchtet werden. Mit anderen Worten wird das Lichtfeld 3.1 verbreitert, was in 1 durch das Lichtfeld 3.2 dargestellt ist. Hierdurch wird auch der Fußgänger 9 beleuchtet und kann somit vom Umgebungssensor 6 detektiert werden. Kreuzt nun der Fußgänger 9 die Straße 8, so kann mittels des Fahrerassistenzsystems eine Warnung ausgegeben werden, damit die fahrzeugführende Person bremst oder dem Fußgänger 9 ausweicht. Auch ist es möglich, dass das Fahrerassistenzsystem einen entsprechenden Eingriff in eine Fahrzeuglängs- und/oder querführung automatisch vornimmt, beispielsweise nachdem die fahrzeugführende Person nach Ausgabe der Warnung nicht rechtzeitig reagiert.
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Generell kann bei der Verbreiterung des Lichtfelds 3.1 zur Ausbildung des Lichtfelds 3.2 die Reichweite des entsprechenden Lichtfelds 3.1, 3.2 zunehmen, abnehmen (dargestellt) oder gleichbleiben.
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Zur Verarbeitung vom Innenraumsensor 4 und dem Umgebungssensor 6 erzeugten Sensordaten, beziehungsweise Kamerabildern, sowie zum Ansteuern der Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst das Fahrzeug 2 ferner wenigstens ein Steuergerät 7. Dabei kann das Steuergerät 7 alleinig zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, oder es kann sich um ein beliebiges Steuergerät 7 handeln, welches in eine Recheneinheit des Fahrzeugs 2 integriert ist, beispielsweise einen zentralen Bordcomputer oder ein Steuergerät eines weiteren Fahrzeuguntersystems. Auch können von dem Innenraumsensor 4 und/oder Umgebungssensor 6 erzeugte Sensordaten auf einer weiteren, nicht dargestellten Recheneinheit, verarbeitet und an das Steuergerät 7 zum Ansteuern des Beleuchtungsvorrichtung 1 übertragen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016006847 A1 [0004]
