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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur adaptiven Querführung eines Kraftfahrzeugs, einen Querführungsassistenten für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Querführungsassistenten.
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Hintergrund
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Aktuelle Kraftfahrzeuge werden zunehmend mit Sensoren und Telematik verbunden, um fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS) und/oder autonome Fahrfunktionalitäten zu implementieren. Beispielsweise können Autos mit mehreren Sensoren und verschiedenen Techniken zur Erfassung von Daten aus der Umgebung ausgestattet sein, um beispielsweise eine genaue Erkennung von anderen Fahrzeugen, Fußgängern, Hindernissen, der Straße vor und/oder hinter sich und so weiter zu ermöglichen. Typische Technologien, die zu diesem Zweck eingesetzt werden, umfassen Radar, Laser, Lidar, Infrarot, Ultraschall, Kameras, Stereovision, Computervision, Odometrie, Beschleunigungsmesser, Gyroskope, GPS und so weiter. Um ein konsistenteres, genaueres und nützlicheres Bild der Umgebung zu erhalten, kann ein Auto mit einer Vielzahl solcher Sensoren ausgestattet sein und die Informationen dieser Sensoren können in einem Sensorsystem kombiniert werden. Die mit einem solchen Sensorsystem gesammelten Daten können verwendet werden, um den Kontakt zwischen dem Fahrzeug und anderen Objekten zu vermeiden, z.B. indem ein Fahrer vor einem sich nähernden Objekt gewarnt wird und/oder indem das Fahrzeug automatisch entsprechend gelenkt wird.
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Für Kraftfahrzeuge werden verschiedene Querführungssysteme angeboten, die dem Fahrer helfen sollen, die Querposition des Fahrzeugs unter Kontrolle zu halten, z.B. um auf einer Autobahn innerhalb einer Fahrspur zu bleiben. Diese Systeme sind insbesondere darauf ausgelegt, Vorfälle im Zusammenhang mit menschlichen Fehlern zu minimieren, indem sie u.a. Ablenkungen und Schläfrigkeit berücksichtigen. Auf dem Markt sind verschiedene Ansätze verfügbar, darunter Systeme, die den Fahrer durch optische, akustische und/oder Vibrationswarnungen warnen, wenn das Fahrzeug seine Spur verlässt (Spurhaltewarnung, LDW), Systeme, die den Fahrer warnen und bei fehlender Reaktion automatisch Maßnahmen ergreifen, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug in seiner Spur bleibt (Spurhalteassistenz, LKA/LKS), und Systeme, die beim Übersteuern helfen, das Fahrzeug in der Mitte der Spur halten und den Fahrer auffordern, in schwierigen Situationen zu übernehmen (Spurzentrierungsassistenz, LCA).
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Beispielsweise beschreibt die Druckschrift
EP 2 253 499 B1 ein Fahrerassistenzsystem zur Querführung des Kraftfahrzeugs, insbesondere ein Spurverlassen-Warnsystem, welches dazu ausgelegt ist, bei einem erkannten Verlassen der Fahrspur des Kraftfahrzeugs ein Gegenlenkmoment zu erzeugen, das durch ein manuelles Lenkmoment des Fahrers deaktiviert und/oder übersteuert werden kann.
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Generell besteht ein Bedarf, dass diese Systeme keine ungewollte Querlenkunterstützung durchführen, um die Zufriedenheit, den Komfort und das Sicherheitsgefühl der Benutzer zu gewährleisten und damit die Akzeptanz dieser Systeme zu erhöhen. Insbesondere soll ein automatischer Eingriff dieser Systeme für den Fall vermieden werden, dass der Fahrer tatsächlich aktiv und konzentriert ist und/oder ein bewusstes Lenkmanöver durchführt. Das System sollte grundsätzlich nur bei Ablenkung des Fahrers und/oder in Notfällen eingreifen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Somit besteht ein Bedarf, Lösungen für Querführungssysteme mit verbesserter Berücksichtigung der Fahrerablenkung zu finden.
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Zu diesem Zweck stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren gemäß Anspruch 1, einen Querführungsassistenten gemäß Anspruch 9 und ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 17 bereit.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zur adaptiven Querführung eines Kraftfahrzeugs Bestimmen, durch ein Fahrerzustandsüberwachungssystem des Kraftfahrzeugs, eines Aufmerksamkeitsgrads eines Fahrers, welcher das Kraftfahrzeug lenkt; und Anpassen einer Querlenkkonfiguration eines Querführungsassistenten des Kraftfahrzeugs in dem Fall, dass der Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers vordefinierte Kriterien erfüllt, durch mindestens eines von Erhöhen einer Querlenktoleranz zur Auslösung eines Lenkeingriffs des Querführungsassistenten und Unterdrücken eines Querlenkeingriffs des Querführungsassistenten.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Querführungsassistent für ein Kraftfahrzeug ein Fahrerzustandsüberwachungssystem, welches dazu ausgebildet ist, einen Aufmerksamkeitsgrad eines Fahrers zu bestimmen, welcher das Kraftfahrzeug lenkt; und eine Steuereinrichtung, welche dazu ausgebildet ist, eine Querlenkkonfiguration des Querführungsassistenten in dem Fall anzupassen, dass der Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers vordefinierte Kriterien erfüllt, durch mindestens eines von Erhöhen einer Querlenktoleranz zur Auslösung eines Lenkeingriffs des Querführungsassistenten und Unterdrücken eines Querlenkeingriffs des Querführungsassistenten.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Kraftfahrzeug einen Querführungsassistenten gemäß der Erfindung.
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Eine Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, unerwünschte Querlenkungsereignisse, wie sie durch herkömmliche Spurhalteassistenten und andere derartige Systeme ausgelöst werden können, zu reduzieren, indem mit Hilfe der Fahrerzustandsüberwachung zusätzliche Informationen über die aktuelle Wachsamkeit des Fahrers gewonnen werden und die Querführung basierend auf einer realistischeren Einschätzung des wahren Zustands des Fahrers entsprechend neu konfiguriert wird. Auf diese Weise können die Lenkunterstützungseingriffe entsprechend angepasst werden, falls der Fahrer tatsächlich aufmerksam ist. Dadurch können unnötige und unerwünschte Eingriffe in die Fahrweise des Fahrzeugs vermieden werden, welche den Fahrer sonst irritieren und zum manuellen Übersteuern der Querführung provozieren könnten. Dadurch kann nicht nur die Kundenzufriedenheit erhöht, sondern auch die Sicherheit allgemein verbessert werden.
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Für alle Fälle, in denen die vordefinierten Kriterien für die Aufmerksamkeit des Fahrers erfüllt sind, also die Wachsamkeit des Fahrers bejaht wird, bietet die vorliegende Erfindung zwei Möglichkeiten, die sich gegenseitig ergänzen. Einerseits kann die Fahrspurrandtoleranz des Systems erhöht werden. Andererseits können unterstützende und/oder automatisierte Lenkfunktionen der Querführung unterdrückt werden.
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In dem ersten Fall kann dem Fahrzeug erlaubt werden, bei einem aufmerksamen Fahrer weiter von einer idealen und/oder vorgeschriebenen Fahrspur bzw. einem Fahrweg abzuweichen, als es in dem jeweiligen System unter Standardbedingungen erlaubt wäre. Oder anders ausgedrückt: Die Fahrspurrandtoleranz für Lenkeingriffe kann größer werden, wenn der Fahrer aufmerksam ist, und kann auf normal/standardmäßig reduziert werden, wenn der Fahrer abgelenkt ist. Dies basiert auf der Annahme, dass der Fahrer aufmerksam ist und daher wahrscheinlich das Fahrzeug absichtlich entlang der jeweiligen Spur lenken wird.
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In dem zweiten Fall kann das System den Fahrer weiterhin unterstützen, jedoch kann jeder unterstützte Fahrbefehl im Umfang oder in der Amplitude reduziert werden (z.B. kann ein automatisches Lenkmoment reduziert werden, welche auf das Antriebsrad wirkt). In anderen Fällen können bestimmte Lenkbefehle mehr oder weniger vollständig unterdrückt werden, d.h. die entsprechende Funktion kann außer Kraft gesetzt werden, solange der Fahrer als aufmerksam gilt. Lenkeingriffe in diesem Sinne können nicht nur tatsächliche Lenkbefehle umfassen, die das Lenkverhalten des Fahrzeugs direkt beeinflussen, sondern auch Lenkempfehlungen und Warnungen an den Fahrer, die entsprechend unterdrückt werden können, z.B. wenn der Fahrer aufmerksam ist.
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Es versteht sich, dass der hierin verwendete Begriff „Fahrzeug“ oder ein anderer ähnlicher Begriff Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie beispielsweise Personenkraftwagen umfasst, einschließlich Sport Utility Vehicles (SUV), Bussen, Lastkraftwagen, verschiedenen Nutzfahrzeugen und dergleichen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in-Hybridfahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen beinhaltet (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl stammen). Vorliegend wird unter einem Hybridfahrzeug ein Fahrzeug verstanden, welches zwei oder mehr Energiequellen aufweist, zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann das Fahrerzustandsüberwachungssystem eine Kamera zum Bestimmen des Aufmerksamkeitsgrades umfassen.
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Die Kamera kann Teil eines Systems sein, welches bereits in dem Fahrzeug installiert ist, um z.B. das Gesicht und/oder die Augenbewegungen des Fahrers zu verfolgen. Die Kamera kann aber auch für diesen speziellen Zweck in der Nähe des Lenkrads, z.B. auf einem Armaturenbrett oder einer Lenksäule, oder an einem anderen Ort innerhalb der Fahrgastzelle vorgesehen sein.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Kamera dazu ausgebildet sein, ein Gesicht, einen Blick, ein Auge und/oder ein Augenlid des Fahrers zu verfolgen.
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Je nach der spezifischen Konfiguration und den Anforderungen der jeweiligen Anwendung kann die Kamera ein hochpräzises und/oder leistungsstarkes System sein, z.B. eine Stereo-IR-Kamera. In anderen Ausführungsformen kann eine einzelne IR-Kamera ausreichen. Diese und andere Kamerasysteme können in verschiedenen Implementierungen der Weiterbildung verwendet werden, z.B. um eine Blickrichtung des Fahrers zu bestimmen, d. h. um zu rekonstruieren, wohin der Fahrer blickt. Die Kamera kann z.B. Gesichtserkennung und Gesichtsverfolgung einsetzen. Zusätzlich oder alternativ können die Augen und/oder die Augenlider überwacht werden, z.B. um zu erkennen, ob der Fahrer schläfrig wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann das Fahrerzustandsüberwachungssystem dazu ausgebildet sein, eine Blickrichtung des Fahrers zu bestimmen, um den Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers zu bewerten.
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Die Blickrichtung des Fahrers kann als ein Indikator dienen, um festzustellen, ob der Fahrer aufmerksam oder abgelenkt ist. So kann z.B. festgestellt werden, ob der Fahrer aufmerksam ist und auf die Straße vor sich und/oder auf das Armaturenbrett schaut oder ob der Fahrer eher abgelenkt ist und z.B. auf ein Mobiltelefon, nach links oder rechts oder auf den Boden schaut.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können die vordefinierten Kriterien eine Aufmerksamkeitsgrenze innerhalb eines Sichtfeldes des Fahrers definieren. Der Fahrer kann als aufmerksam gelten, wenn die Blickrichtung des Fahrers innerhalb der Aufmerksamkeitsgrenze bleibt.
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Eine Blickrichtung jenseits der Aufmerksamkeitsgrenze kann dann als Indikator für einen abgelenkten Fahrer gelten, zumindest dann, wenn der Fahrer für einige Zeit, z.B. länger als ein Schwellenwert von einigen Sekunden, über die Grenze hinausschaut.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann ein Ablenkungszeitintervall definiert sein, in welchem der Fahrer noch als aufmerksam gilt, nachdem die Blickrichtung des Fahrers die Aufmerksamkeitsgrenze verlassen hat.
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Daher können kurze Blicke über den Aufmerksamkeitsbereich hinaus erlaubt sein, solange der Blick des Fahrers schnell zurückkehrt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann die Steuereinrichtung dazu ausgebildet sein, einen Lenkradwinkel und/oder ein Lenkradmoment zu überwachen und mit der Blickrichtung des Fahrers zu korrelieren, um den Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers zu bestimmen.
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Diese Ausführungsform beruht auf der Erkenntnis, dass sich die Blickrichtung des Fahrers sowie die Kopforientierung des Fahrers z.B. beim Fahren einer Kurve dreht.
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In einer Kurve kann die Blickrichtung des Fahrers zwar außerhalb der Aufmerksamkeitsgrenze liegen, aber dennoch nicht als Indikator für eine Ablenkung des Fahrers gewertet werden, solange der Lenkradwinkel (Fahrtrichtung) mit dieser Blickrichtung innerhalb einer Toleranz übereinstimmt. So kann der Lenkradwinkel z.B. als Indikator dafür verwendet werden, dass der Fahrer die aktuelle Fahrbahn und/oder Spur absichtlich verlässt, z.B. weil er abbiegen will. In ähnlicher Weise kann das Lenkraddrehmoment anzeigen, dass das Fahrzeug absichtlich über eine Fahrbahnmarkierung bewegt wird und nicht versehentlich von der Fahrspur abdriftet.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann das Fahrerzustandsüberwachungssystem dazu ausgebildet sein, eine kognitive Ablenkung des Fahrers zu bestimmen, um den Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers zu bewerten. Die kognitive Ablenkung kann akustische Geräusche innerhalb des Kraftfahrzeugs und/oder ein laufendes Telefongespräch des Fahrers umfassen.
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Eine kognitive Ablenkung im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst also insbesondere auditive Eingaben für den Fahrer, die ihn vom Fahren ablenken können. Beispielsweise kann die kognitive Ablenkung während eines Telefongesprächs des Fahrers und/oder während Gesprächen mit anderen Insassen des Fahrzeugs zunehmen, insbesondere bei geistig oder emotional herausfordernden Gesprächen/Diskussionen. In ähnlicher Weise kann der Fahrer durch laute oder irritierende Geräusche innerhalb des Fahrzeugs abgelenkt werden, z.B. durch Schreien, Singen und/oder spielende Kinder.
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Das Fahrerzustandsüberwachungssystem kann das Blickmuster oder die Augenbewegungen des Fahrers mit einer Kamera verfolgen, um festzustellen, dass der Fahrer bis zu einem gewissen Grad kognitiv abgelenkt ist. Zusätzlich oder alternativ kann das Fahrerzustandsüberwachungssystem auch ein oder mehrere Mikrofone innerhalb des Fahrzeugs verwenden, um entsprechende Geräuschmuster zu erkennen. Außerdem kann das Fahrerzustandsüberwachungssystem feststellen, ob ein Telefon- oder Videogespräch geführt wird. Zu diesem Zweck kann das Fahrerzustandsüberwachungssystem kommunikativ mit einem Telekommunikations- und/oder Multimediasystem des Fahrzeugs gekoppelt sein.
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Abhängig vom Grad der kognitiven Ablenkung kann durch das Fahrerzustandsüberwachungssystem ein entsprechender Aufmerksamkeitsgrad ermittelt werden. Das Steuergerät kann dann die Querführungskonfiguration des Querführungsassistenten entsprechend anpassen. Die Anpassung kann von bestimmten Parametern abhängen, z.B. von der Dauer eines Telefonats oder anderen akustischen Ablenkungen. Beispielsweise kann das System entscheiden, dass der Fahrer abgelenkt ist, wenn die Dauer eines Telefongesprächs eine vordefinierte Schwelle von einigen Sekunden/Minuten überschreitet.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Figurenliste
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Die beiliegenden Figuren sollen ein weiteres Verständnis der Erfindung vermitteln und bilden einen Bestandteil der vorliegenden Offenbarung. Sie veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen der Erfindung und viele der genannten Vorteile der Erfindung ergeben sich im Hinblick auf die folgende detaillierte Beschreibung. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, sofern nichts anderes ausgeführt ist.
- 1 zeigt schematisch einen Querführungsassistenten gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
- 2 zeigt schematisch das Innere eines Kraftfahrzeugs mit dem Querführungsassistenten aus 1.
- 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur adaptiven Querführung unter Verwendung des Querführungsassistenten aus 1.
- 4 bis 7 zeigen mehrere Fahrbeispiele unter Verwendung des Querführungsassistenten aus 1.
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Obwohl hierin spezifische Ausführungsbeispiele veranschaulicht und beschrieben werden, wird dem Fachmann klar sein, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder gleichwertigen Implementierungen die dargestellten und beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiele ersetzen können, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Im Allgemeinen deckt die Anmeldung sämtliche Anpassungen oder Variationen der hierin beschriebenen spezifischen Ausführungsbeispiele ab.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt schematisch einen Querführungsassistenten 7 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, welcher in ein Kraftfahrzeug 10 integriert sein kann, wie es beispielhaft in 2 in einer Innenansicht dargestellt ist.
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Der Querführungsassistent 7 kann Funktionen bereitstellen, wie sie von gängigen Spurhalteassistenten, Spurhaltesystemen und ähnlichen Systemen bekannt sind. So kann der Querführungsassistent 7 dazu ausgebildet sein, eine Fahrsituation zu bewerten und - je nach Ergebnis - Lenkinformationen, Warnsignale, Lenkempfehlungen und/oder Lenkbefehle an einen Fahrer des Fahrzeugs 10 und/oder direkt an das Fahrzeug 10 selbst, insbesondere an ein Lenkrad 8 des Fahrzeugs, z.B. über einen mit dem Lenkrad 8 gekoppelten Lenkaktor 11, abzugeben.
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Der Querführungsassistent 7 kann z.B. dazu konfiguriert sein, den Fahrer durch optische, akustische und/oder Vibrationswarnungen zu warnen, wenn das Fahrzeug 10 seine Spur verlässt. In einem anderen Beispiel kann der Querführungsassistent 7 den Fahrer warnen und bei fehlender Reaktion automatisch Maßnahmen ergreifen, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug 10 in seiner Spur bleibt. Dazu kann, wie oben erwähnt, die Auslösung von Lenkbefehlen gehören, die das Fahrzeug 10 wieder in seine ideale und/oder gewünschte Position innerhalb seiner Fahrspur bringen sollen. In einem weiteren Beispiel kann der Querführungsassistent 7 den Fahrer beim
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Übersteuern unterstützen, das Fahrzeug 10 in der Mitte der Fahrspur halten und den Fahrer auffordern, in schwierigen Situationen zu übernehmen. In einem weiteren Beispiel kann der Querführungsassistent 7 das Fahrzeug 10 in allen Fällen korrigieren, in denen das Fahrzeug 10 über eine feste Fahrbahnmarkierung hinaus driftet.
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Der Querführungsassistent 7 kann verschiedene Sensoren, insbesondere optische Systeme, sowie Computersysteme umfassen, um die Position des Fahrzeugs 10 in der Fahrspur und die von anderen Fahrzeugen 10' und Hindernissen in der Umgebung des Fahrzeugs 10 zu ermitteln. Die Auslösung des Querführungsassistenten 7 kann auf der Grundlage verschiedener Kriterien und Parameter erfolgen, die in einem multivariaten Ansatz in Echtzeit für eine optimierte Leistung kombiniert werden können. Eine Querlenktoleranz 3 kann auf der Basis eines Abstands zu einer Fahrbahnmarkierung definiert werden. Dazu kann der Querführungsassistent 7 auch die jeweilige geschätzte Zeit bis zur Linienüberquerung berechnen.
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Es ist ein bekanntes Problem für zumindest einige der oben genannten konventionellen Systeme, dass Fahrer dazu neigen, das jeweilige System zu ignorieren und/oder zu übersteuern, da sie in bestimmten Fahrsituationen vom Systemverhalten irritiert sind. Ein Grund dafür ist, dass das System möglicherweise einen unerwünschten Querlenkbefehl ausgibt, obwohl der Fahrer aufmerksam ist und das Fahrverhalten des Fahrzeugs voll unter Kontrolle hat. Dies kann daran liegen, dass einige der oben genannten Systeme die Aufmerksamkeit des Fahrers nicht überwachen, sondern allein anhand der aktuellen Fahrzeugbewegungen entscheiden, ob eine Warnung oder ein Gegenlenkbefehl ausgelöst wird.
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Um die oben genannten Probleme zu überwinden, enthält der Querführungsassistent 7 der 1 ein Fahrerzustandsüberwachungssystem 1, welches dazu ausgebildet ist, einen Aufmerksamkeitsgrad eines das Kraftfahrzeug 10 lenkenden Fahrers zu ermitteln. Das Fahrerzustandsüberwachungssystem 1 kann Teil eines bereits im Kraftfahrzeug 10 vorhandenen Systems sein oder eigens für diesen Zweck vorgesehen werden. Das Fahrerzustandsüberwachungssystem 1 kann eine Fahrerzustandssteuerung 12 zum Steuern und Auslesen der Kamera 2 umfassen.
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Die Fahrerzustandssteuerung 12 kann kommunikativ mit einer zentralen Steuereinrichtung 9 des Querführungsassistenten 7 gekoppelt sein.
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Das Fahrerzustandsüberwachungssystem 1 umfasst eine Kamera 2, z.B. eine Einzel- oder Stereo-IR-Kamera, zur Bestimmung des Aufmerksamkeitsgrads, welche dazu ausgebildet ist, sie ein Gesicht, einen Blick, ein Auge und/oder ein Augenlid des Fahrers zu verfolgen. Die erfassten Daten können zur Identifizierung und Verfolgung des Blicks und/oder des Gesichts des Fahrers verwendet werden, was wiederum zur Bestimmung einer Blickrichtung des Fahrers zur Beurteilung des Aufmerksamkeitsgrads des Fahrers verwendet werden kann.
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Abhängig vom Anwendungsfall und/oder der Fahrsituation können unterschiedliche Ansätze bevorzugt sein. Zum Beispiel kann in einem Fall eine hochpräzise Blickverfolgung erforderlich sein, während in einem anderen Fall die Gesichtsverfolgung besser geeignet ist, z.B. bei geringer Erkennungsqualität unter bestimmten Bedingungen wie direktem Sonnenlicht usw. Das System kann dann je nach Fahrsituation und anderen Faktoren wie Wetter, Umgebung usw. von Blickverfolgung auf Gesichtsverfolgung umschalten und umgekehrt.
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Die rekonstruierte Blickrichtung des Fahrers kann verwendet werden, um festzustellen, ob einige vordefinierte Kriterien, die den Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers andeuten, erfüllt sind oder nicht. Zum Beispiel kann eine Aufmerksamkeitsgrenze 6 innerhalb eines Sichtfelds des Fahrers definiert werden, wie in 2 dargestellt. Die Aufmerksamkeitsgrenze 6 kann einen Kasten oder ein Rechteck oder eine andere geeignete zweidimensionale Form innerhalb des Sichtfeldes des Fahrers definieren, z.B. um ein Lenkrad, ein Armaturenbrett und/oder eine Frontscheibe des Fahrzeugs 10. Die Aufmerksamkeitsgrenze 6 kann einen linken Rand, einen rechten Rand, einen unteren Rand und einen oberen Rand für die Blickrichtung des Fahrers definieren.
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Der Fahrer kann dann als aufmerksam gelten, wenn die Blickrichtung des Fahrers innerhalb der Aufmerksamkeitsgrenze 6 bleibt und als unaufmerksam, wenn der Fahrer zumindest für einige Zeit außerhalb dieses Bereichs schaut. Es kann also ein Ablenkungszeitintervall definiert werden, in welchem der Fahrer noch als aufmerksam gilt, nachdem die Blickrichtung des Fahrers die Aufmerksamkeitsgrenze 6 verlassen hat. Das Ablenkungszeitintervall kann z.B. einige Sekunden betragen, z.B. 2 s.
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Die Steuereinrichtung 9 des Querführungsassistenten 7 ist ferner dazu eingerichtet, einen Lenkradwinkel und/oder ein Lenkradmoment zu überwachen und mit der Blickrichtung des Fahrers zu korrelieren, um den Aufmerksamkeitszustand des Fahrers zu ermitteln. Der Querführungsassistent 7 kann zusätzlich weitere Parameter heranziehen, die in ähnlicher Weise geeignet sind, eine hohe Wahrscheinlichkeit für die korrekte Bestimmung des Aufmerksamkeitszustandes des Fahrers zu gewährleisten.
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Die Steuereinrichtung 9 des Querführungsassistenten 7 ist nun dazu ausgebildet, eine Querlenkkonfiguration des Querführungsassistenten 7 anzupassen, wenn der Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers vordefinierte Kriterien erfüllt, d.h. wenn der Fahrer als aufmerksam gilt. Die Steuereinrichtung 9 kann z.B. eine Querlenktoleranz 3 zum Auslösen eines Lenkeingriffs des Querführungsassistenten 7 erhöhen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung 9 einen Querlenkeingriff des Querführungsassistenten 7 unterdrücken. Bei den Querlenkeingriff kann es sich insbesondere um automatische Lenkbefehle des Fahrzeugs 10 handeln, aber auch um Lenkempfehlungen und/oder Warnmeldungen für den Fahrer.
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3 zeigt ein Flussdiagramm eines entsprechenden Verfahrens M zur adaptiven Querführung unter Verwendung des Querführungsassistenten 7 aus 1. Das Verfahren M umfasst unter M1 Bestimmen des Aufmerksamkeitsgrades des das Kraftfahrzeug 10 lenkenden Fahrers und unter M2 Anpassen der Querführungskonfiguration des Querführungsassistenten 7 für den Fall, dass der Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers die vordefinierten Kriterien erfüllt, durch mindestens eins von Erhöhen einer Querlenktoleranz 3 zum Auslösen eines Lenkeingriffs des Querführungsassistenten 7 und Unterdrücken eines Querführungseingriffs des Querführungsassistenten 7.
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4 bis 7 zeigen mehrere Fahrbeispiele mit dem Querführungsassistenten 7 aus 1.
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Im Beispiel von 4 fährt das Fahrzeug 10 auf einer Fahrspur 5 entlang einer Straße. Der Querführungsassistent 7 kann eine Querlenktoleranz 3 zwischen einem linken Quersteuerrand 4a (in diesem Beispiel eine unterbrochene, gebrochene oder gestrichelte Fahrbahnmarkierung, z.B. eine Mittellinie, die die Fahrspur 5 von einer Gegenfahrbahn trennt) und einem rechten Quersteuerrand 4b (in diesem Beispiel eine durchgehende oder durchgezogene Fahrbahnmarkierung, z.B. eine Straßenbegrenzung) definieren. Der Querführungsassistent 7 kann generell dazu ausgebildet, entsprechende (Gegenlenk-)Steuer- (vgl. Pfeile in 4) und/oder Warnfunktionen auszulösen, sobald das Fahrzeug 10 die Quersteuerränder 4a, 4b überfährt und/oder sich ihnen nähert, d.h. wenn das Fahrzeug 10 die Querlenktoleranz 3 verlässt oder zu verlassen droht.
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Das vorliegende System ist nun dazu ausgebildet, die Querlenktoleranz 3 in Abhängigkeit von dem ermittelten Aufmerksamkeitsgrad des Fahrers anzupassen. Das System kann standardmäßig eingeschaltet sein und in einem Standardmodus laufen und seine Einstellungen nur dann anpassen, wenn es positiv feststellen kann, dass der Fahrer aufmerksam ist. Das Steuergerät 9 des Assistenten 7 kann verschiedene zusätzliche Parameter heranziehen, um die jeweilige Situation möglichst umfassend zu beurteilen, z.B. Blickwinkel, Blickdauer, Fahrzeuggeschwindigkeit, Lenkradwinkel, Schwellenwert der Fahrererkennungsqualität und so weiter. Diese und weitere Parameter können in Echtzeit ausgewertet werden.
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Im Beispiel von 4 kann der Fahrer abgelenkt sein, oder es kann zumindest nicht positiv bestätigt werden, dass der Fahrer aufmerksam ist, und das System kann daher Standardeinstellungen für die Querlenktoleranz 3 verwenden, die durch die Straßenmarkierungen definiert sein können.
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Im Beispiel von 5 kann der Querführungsassistent 7 feststellen, dass der Fahrer aufmerksam ist und daher die voreingestellte Querlenktoleranz 3 um eine Toleranzerweiterung 3a, 3b erweitern. Die gewählte Erweiterung 3a, 3b kann von der jeweiligen Fahrsituation, der Straßenbeschaffenheit und anderen Faktoren abhängen. Im Beispiel von 5 kann das Überfahren des rechten seitlichen Quersteuerrands 4b ein Verlassen der Straße bedeuten. Daher kann das System eine kleinere Toleranzerweiterung 3b auf der rechten Straßenseite vorsehen, um zu verhindern, dass das Fahrzeug 10 in Hindernisse neben der Straße fährt und/oder weil der Straßenrand vom System nicht erkannt wird.
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In anderen Beispielen können die Toleranzerweiterung 3a, 3b identisch sein. 6 zeigt ein Beispiel, bei dem das Fahrzeug 10 auf einer inneren Fahrspur einer Autobahn fährt und somit die seitlichen Quersteuerränder 4a, 4b auf beiden Seiten überfahren kann. Daher wird die Querlenktoleranz 3 auf beiden Seiten gleichmäßig erweitert, wenn der Querführungsassistent 7 feststellt, dass der Fahrer aufmerksam ist.
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Unabhängig davon, ob der Fahrer aufmerksam ist oder nicht, kann der Querführungsassistent 7 unter bestimmten Umständen entscheiden, auf die Standardeinstellungen für die Querlenktoleranz 3 zurückzuschalten. 7 zeigt ein Beispiel, bei dem sich ein anderes Fahrzeug 11' auf einer Gegenfahrbahn nähert. In diesem Fall kann der Querführungsassistent 7 aus Sicherheitsgründen unabhängig vom Aufmerksamkeitszustand des Fahrers handeln. Ein weiteres Beispiel könnte ein entgegenkommendes Hindernis am Fahrbahnrand sein.
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Wie oben beschrieben, kann der Seitenführungsassistent 7 nicht nur die Querlenktoleranz anpassen, sondern auch alternativ oder zusätzlich entscheiden, bestimmte Funktionen des Querführungsassistenten 7 zu unterdrücken, wenn das System feststellt, dass der Fahrer aufmerksam ist. Zum Beispiel kann das System keine automatischen Lenkbefehle auslösen, die aktiv in die Lenkung des Fahrzeugs eingreifen würden. Grundsätzlich kann das System entscheiden, einige oder alle Lenkeingriffe/-warnungen zu unterdrücken, solange festgestellt wird, dass der Fahrer aufmerksam ist und/oder keine Notsituation eintritt.
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In der vorangegangenen detaillierten Beschreibung sind verschiedene Merkmale zur Verbesserung der Stringenz der Darstellung in einem oder mehreren Beispielen zusammengefasst worden. Es sollte dabei jedoch klar sein, dass die obige Beschreibung lediglich illustrativer, nicht jedoch beschränkender Natur ist. Sie dient der Abdeckung aller Alternativen, Modifikationen und Äquivalente. Viele andere Beispiele werden dem Fachmann aufgrund seiner fachlichen Kenntnisse in Anbetracht der obigen Beschreibung unmittelbar klar sein. Die Ausführungsbeispiele wurden ausgewählt und beschrieben, um die der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien und ihre Anwendungsmöglichkeiten in der Praxis darstellen zu können, sodass Fachleuten ermöglicht wird, die Erfindung und ihre verschiedenen Ausführungsbeispiele in Bezug auf den beabsichtigten Einsatzzweck optimal zu modifizieren und zu nutzen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrerzustandsüberwachungssystem
- 2
- Kamera
- 3
- Querlenktoleranz
- 3a, 3
- Toleranzerweiterung
- 4a, 4
- Quersteuerkante
- 5
- Fahrspur
- 6
- Aufmerksamkeitsgrenze
- 7
- Querführungsassistent
- 8
- Lenkrad
- 9
- Steuereinrichtung
- 10
- Kraftfahrzeug
- 10'
- anderes Kraftfahrzeug
- 11
- Lenkaktor
- 12
- Fahrerzustandssteuerung
- M
- Verfahren
- M1, M2
- Verfahrensschritte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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