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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem für Fahrzeuge. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrerassistenzsystems. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein mit Fahrerassistenzsystem ausgestattetes Fahrzeug sowie ein Computerprogramm-Produkt.
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Gegenwärtig besteht im Stadtverkehr mit Gegenverkehr oder in Kurven auf Bergstraßen bei der Begegnung von Fahrzeugen für den Fahrer beim Passieren dieser Straßen möglicherweise ein nicht einsehbarer Bereich. Üblicherweise sind an Kurven konvexe Spiegel zur Beobachtung der Kurve vorgesehen oder die Straßenverkehrsordnung sieht vor, dass bei einer Begegnung von Fahrzeugen in einer Kurve die Hupe als Warnung für entgegenkommende Fahrzeuge zu betätigen ist. Diese Praxis unterliegt allerdings enormen Beschränkungen durch die Umgebungsbedingungen und ermöglicht keine zuverlässige Bestimmung und Warnung für entgegenkommende Fahrzeuge. Insbesondere bei der Fahrt des Fahrzeugs in relativ engen Kurven und insbesondere bei rechtem Kurvenverlauf mit entgegenkommenden Fahrzeugen und Überfahren der Mittelinie ereignen sich bei der Begegnung Kollisionen des eigenen Fahrzeugs mit entgegenkommenden Fahrzeugen, was ein enormes Risiko von Verkehrsunfällen bedeutet.
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Wenn das Fahrzeug zu einem Bereich mit enger Kurve und nicht ausreichendem Sichtfeld gelangt, insbesondere bei mangelhaften Lichtverhältnissen, kann der Fahrer keine zuverlässige Kenntnis von entgegenkommenden Fahrzeugen erlangen und kann vor der Begegnung der Fahrzeuge nicht unverzüglich entsprechende Maßnahmen ergreifen, beispielsweise eine vorzeitige Geschwindigkeitsreduzierung, Ausweichen oder Abstellen des Fahrzeugs. Dies kann zu schwerwiegenden Verkehrsunfällen führen. Somit besteht ein weiterer Bedarf an einer zuverlässigen Technologie zur Unterstützung des Fahrers bei Begegnungen von Fahrzeugen.
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Diesbezüglich schlägt die vorliegende Erfindung eine hocheffiziente Lösung zur Anwendung im Fahrzeug vor, wobei die vorliegende Lösung nicht nur die Mängel beim Stand der Technik überwinden kann, sondern dem Fahrer beim Führen des Fahrzeugs eine hocheffiziente und zuverlässige Unterstützung zur Kenntnis der Umgebung und erforderlichenfalls einen Hinweis zum Ergreifen entsprechender Maßnahmen für das sichere Passieren des weiteren Straßenverlaufs bietet.
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Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Bereitstellung eines Fahrerassistenzsystems für Fahrzeuge, wobei das genannte Fahrerassistenzsystem umfasst:
- ein Sensormodul, wobei das genannte Sensormodul zur Erfassung eines Objekts, insbesondere eines beweglichen Objekts, in der Umgebung des genannten Fahrzeugs ausgebildet ist;
- ein Projektionsvorrichtungsmodul, wobei das genannte Projektionsvorrichtungsmodul zur Projektion des Bildes des von dem Sensormodul erfassten genannten Objekts ausgebildet ist;
- ein Steuerungsvorrichtungsmodul, wobei das genannte Steuerungsvorrichtungsmodul zur Steuerung des Projektionsvorrichtungsmoduls zur Bildprojektion anhand des in der Umgebung erfassten genannten Objekts ausgebildet ist;
- wobei das genannte Projektionsvorrichtungsmodul zur Projektion des Bildes des genannten Objekts, insbesondere des virtuellen Bildes, nach außerhalb des genannten Fahrzeugs gesteuert wird.
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Die wesentliche Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass bei einer Begegnung des Fahrzeugs mit anderen Fahrzeugen, insbesondere bei Fahrt in einer Kurve, aufgrund des erfassten entgegenkommenden Fahrzeugs unter Verwendung der an dem Fahrzeug vorgesehenen Projektionsvorrichtung das Bild des entgegenkommenden Fahrzeugs, insbesondere das virtuelle Bild, nach außerhalb des Fahrzeugs projiziert wird, insbesondere auf Berge oder Gebäude in der Umgebung des Fahrzeugs, so dass der Fahrer des Fahrzeugs während der Fahrt in der Kurve unmittelbar die relative Beziehung zwischen dem entgegenkommenden Fahrzeug und dem eigenen Fahrzeug erkennen kann, beispielsweise die relative Position und die relative Geschwindigkeit. Bei engen Kurven oder nicht ausreichendem Sichtfeld, insbesondere bei mangelhaften Umgebungsbedingungen (nachts oder bei Regen) erfolgt eine Unterstützung des Fahrers bei der umfassenden Kenntnis von entgegenkommenden Fahrzeugen der Gegenfahrbahn. Somit können unverzüglich entsprechende Maßnahmen ergriffen werden, beispielsweise vorzeitige Geschwindigkeitsreduzierung, Hupen, Ausweichen oder Abstellen des Fahrzeugs, um einen Kollisionsunfall mit dem entgegenkommenden Fahrzeug zu vermeiden. Dies erhöht die Fahrsicherheit des Fahrzeugs bei der Begegnung mit Fahrzeugen und steigert die Akzeptanz des Anwenders für das Fahrerassistenzsystem.
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Bei einer optionalen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems für Fahrzeuge ist vorgesehen, dass das genannte Fahrerassistenzsystem außerdem umfasst:
- ein Berechnungsmodul, wobei das genannte Berechnungsmodul zur Berechnung der relativen Geschwindigkeit und/oder des relativen Abstands zwischen dem genannten Fahrzeug und dem genannten Objekt und/oder des Krümmungswinkels der Kurve und/oder des Radius der Kurve ausgebildet ist, um den Zeitpunkt der Begegnung des genannten Fahrzeugs mit dem genannten Objekt zu berechnen. Durch das genannte Berechnungsmodul kann beispielsweise bei einer Begegnung mit einem entgegenkommenden Fahrzeug in einer Kurve eine quantitative Berechnung relativer Beziehungen zwischen dem genannten Fahrzeug und dem entgegenkommenden Fahrzeug (relative Geschwindigkeit, relativer Abstand, relative Position usw.) vorgenommen werden. Außerdem können der Radius der Kurve und der Krümmungswinkel der Kurve berechnet werden, um hieraus den Zeitpunkt der Begegnung der beiden Fahrzeuge zu berechnen.
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Bei einer weiteren optionalen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems für Fahrzeuge ist vorgesehen, dass das genannte Sensormodul einen aus den folgenden Sensoren ausgewählten Sensor umfasst: Radar, Laserradar, insbesondere 3D-Laserradar, Monokular-Kamera, Binokular-Kamera, Millimeterwellenradar, Ultraschallwellensensor oder IR-Sensor. Das genannte Sensormodul umfasst insbesondere eine Kombination mehrerer Sensoren, so dass eine zuverlässigere Erfassung von Objekten in der Umgebung ermöglicht wird.
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Bei einer weiteren optionalen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems für Fahrzeuge ist vorgesehen, dass das genannte Projektionsvorrichtungsmodul zur Projektion des Bildes des genannten Objekts auf ein seitlich vorne des Fahrzeugs befindliches Gebilde, beispielsweise auf ein Gebäude oder einen Berg, ausgebildet ist. Beispielsweise kann während einer Fahrt bei Nacht unter Nutzung von Gebilden in der Umgebung als Projektionsfläche die Darstellung des Bildes, insbesondere des virtuellen Bildes, des erfassten Objekts vorgenommen werden. Somit werden dem Fahrer zusätzliche, unmittelbar wahrnehmbare, visuelle Informationen bezüglich der seitlich vorderen Position in Fahrtrichtung zur Verfügung gestellt, ohne dass eine Beeinträchtigung der Aufmerksamkeit des Fahrers auf das Fahren stattfindet. Dies erhöht die Fahrsicherheit enorm und vermeidet das Risiko von Kollisionen weiter.
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Bei einer optionalen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems für Fahrzeuge ist vorgesehen, dass der relative Abstand zwischen dem genannten Fahrzeug und dem genannten Objekt sowie der relative Abstand zwischen dem Projektionsbild des genannten Objekts und dem genannten Fahrzeug in einem Verhältnis stehen, insbesondere in einem direkten Verhältnis.
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Bei einer optionalen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems für Fahrzeuge ist vorgesehen, dass sich die Farbe des Projektionsbildes im Zuge der Veränderung des relativen Abstands zwischen dem genannten Fahrzeug und dem genannten Objekt verändert, beispielsweise eine Verdunkelung der Farbe und/oder Veränderung zu rot erfährt. Hierbei kann der Fahrer die Farbe des Projektionsbildes manuell einstellen, beziehungsweise nimmt das genannte Fahrerassistenzsystem anhand der Umgebungsbedingungen, beispielsweise der Lichtverhältnisse, Wetterbedingungen usw., die Einstellung der Farbe des Projektionsbildes automatisch vor, um eine deutlicher sichtbare Darstellung des Projektionsbildes zu realisieren.
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Bei einer weiteren optionalen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems für Fahrzeuge ist vorgesehen, dass das genannte Projektionsvorrichtungsmodul eine weitere im genannten Fahrzeug vorgesehene Head-up-Projektionsanlage (HUD umfasst. Die genannte Head-up-Projektionsanlage kann Fahrtdaten des genannten Fahrzeugs in das Sichtfeld des Fahrers projizieren, beispielsweise auf die Windschutzscheibe. Bei einer weiteren optionalen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems für Fahrzeuge ist vorgesehen, dass bei einer Verringerung des relativen Abstands zwischen dem genannten Fahrzeug und dem genannten Objekt ein Umschalten zwischen Fernlicht und Abblendlicht und/oder Hupen erfolgt. Somit kann das Objekt zusätzlich durch Senden optischer Signale und/oder akustischer Signale an das Objekt gewarnt werden. Dies vermeidet das Risiko einer Kollision zwischen dem genannten Fahrzeug und dem genannten Objekt weiter. Außerdem ist das genannte Projektionsvorrichtungsmodul an der linken Seite oder rechten Seite der Karosserie des genannten Fahrzeugs vorgesehen, insbesondere in dem Bereich des Fahrzeugs vor der A-Säule.
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Bei einer weiteren optionalen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems für Fahrzeuge ist vorgesehen, dass im Falle des erfassten Objekts als entgegenkommendem Fahrzeug die synchrone Projektion des für das genannte Fahrzeug und das genannte entgegenkommende Fahrzeug jeweils berechneten relativen Abstands erfolgt. Hierbei verfügen das genannte Fahrzeug und das entgegenkommende Fahrzeug jeweils über eigene Berechnungseinheiten. Das genannte Fahrzeug kann mit dem entgegenkommenden Fahrzeug kommunizieren und von dem entgegenkommenden Fahrzeug entsprechende Informationen zum relativen Abstand empfangen, welche auf das genannte Gebilde projiziert werden. Somit wird ein doppelter Hinweis an den Fahrer des genannten Fahrzeugs ermöglicht.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Bereitstellung eines Fahrzeugs, wobei das genannte Fahrzeug eines der genannten Fahrerassistenzsysteme umfasst.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Bereitstellung eines Verfahrens zum Betrieb des Fahrerassistenzsystems für Fahrzeuge, wobei das genannte Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- S1: Erfassung eines Objekts, insbesondere eines beweglichen Objekts, in der Umgebung des genannten Fahrzeugs; sowie
- S2: Projektion des Bildes des genannten beweglichen Objekts, insbesondere des virtuellen Bildes, nach außerhalb des genannten Fahrzeugs.
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Bei einer weiteren optionalen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Bild des genannten Objekts, insbesondere das virtuelle Bild, auf ein Gebilde in der Umgebung des genannten Fahrzeugs, insbesondere auf ein Gebäude oder einen Berg, projiziert wird.
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Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung erfolgt die Bereitstellung eines Computerprogramm-Produkts, wobei das genannte Computerprogramm-Produkt Computerprogrammbefehle umfasst, wobei, wenn die genannten Computerprogrammbefehle durch einen Prozessor ausgeführt werden, zumindest die Assistenz bei der Durchführung eines der Verfahren nach der vorliegenden Erfindung erfolgt. Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus den Ansprüchen, den beigefügten Figuren sowie den Erläuterungen zu den Figuren ersichtlich. Die vorstehend erwähnten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die im folgenden Text bei den Erläuterungen zu den Figuren erwähnten und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen können nicht nur in den angegeben Kombinationen realisiert werden, sondern können ohne Abweichung vom Umfang der vorliegenden Erfindung auch in anderen Kombinationen realisiert werden. Daher gelten die folgenden Inhalte ebenfalls als durch die vorliegende Erfindung abdeckt und offenbart: Inhalte welche in den Figuren nicht explizit gezeigt und explizit erläutert sind, aber Kombinationen von aus den erläuterten Inhalten separierten Merkmalen sind und durch solche Kombinationen gebildet wurden. Die folgenden Inhalte und Merkmalskombinationen gelten ebenfalls als offenbart: Sämtliche Merkmale ohne Abfassung eines unabhängigen Anspruchs. Außerdem gelten die folgenden Inhalte und Merkmalskombinationen als offenbart: Merkmalskombinationen mit Überschreitung oder Abweichung des Einbezugs der Ansprüche.
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Nachstehend erfolgt anhand der beigefügten Figuren eine detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung, um ein besseres Verständnis von Prinzip, Besonderheiten und Vorteilen der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen:
- 1 zeigt das Fahrerassistenzsystem nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 zeigt das Ablaufschema des Verfahrens nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 zeigt die Szenerie einer Begegnung von Fahrzeugen nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Zum besseren Verständnis des durch die vorliegende Erfindung zu lösenden technischen Problems, der technischen Konzeption und der vorteilhaften technischen Effekte der vorliegenden Erfindung erfolgt nachstehend anhand der beigefügten Figuren und mehrerer beispielhafter Ausführungsformen eine weitere detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung. Es versteht sich, dass die hier beschriebenen konkreten Ausführungsformen lediglich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung dienen, ohne eine diesbezügliche Beschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung zu implizieren.
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1 zeigt das Fahrerassistenzsystem nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das genannte Fahrerassistenzsystem umfasst: ein Sensormodul, wobei das genannte Sensormodul zur Erfassung eines Objekts, insbesondere eines beweglichen Objekts, in der Umgebung des genannten Fahrzeugs ausgebildet ist; ein Projektionsvorrichtungsmodul, wobei das genannte Projektionsvorrichtungsmodul zur Projektion des Bildes des von dem Sensormodul erfassten genannten Objekts ausgebildet ist;
ein Steuerungsvorrichtungsmodul, wobei das genannte Steuerungsvorrichtungsmodul zur Steuerung des Projektionsvorrichtungsmoduls zur Bildprojektion anhand des in der Umgebung erfassten genannten Objekts ausgebildet ist. Bei der betreffenden beispielhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das genannte Projektionsvorrichtungsmodul zur Projektion des Bildes des genannten Objekts, insbesondere des virtuellen Bildes, nach außerhalb des genannten Fahrzeugs gesteuert wird. Das Steuerungsvorrichtungsmodul, das Projektionsvorrichtungsmodul und das Sensormodul sind jeweils kommunikativ verbunden.
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2 zeigt das Ablaufschema des Verfahrens nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im ersten Schritt des Verfahrens erfasst das in 1 gezeigte und in dem Fahrerassistenzsystem des eigenen Fahrzeugs vorgesehene Sensormodul ein Objekt, insbesondere ein bewegliches Objekt, in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs. Im zweiten Schritt des Verfahrens aktiviert das Steuerungsvorrichtungsmodul des Fahrerassistenzsystems im Falle einer Erfassung des genannten Objekts das Projektionsvorrichtungsmodul und steuert das Projektionsvorrichtungsmodul zur Projektion des Bildes des genannten Objekts, insbesondere des virtuellen Bildes, nach außerhalb des Fahrzeugs.
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3 zeigt die Szenerie einer Begegnung von Fahrzeugen nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der betreffenden beispielhaften Ausführungsform handelt es sich um eine Szenerie mit Begegnung von Fahrzeugen in einer Kurve bei Nacht. Hierbei befolgt das Fahrzeug das Rechtsfahrgebot der Straßenverkehrsordnung. Aus 3 ist ersichtlich, dass das eigene Fahrzeug und das entgegenkommende Fahrzeug jeweils in einer Kurve als Gegenverkehr fahren. Hierbei fährt das eigene Fahrzeug in entgegengesetzter Richtung zu dem entgegenkommenden Fahrzeug und wird diesem zu einem künftigen Zeitpunkt in der Kurve begegnen. In 3 ist ein neben der Kurve befindlicher Berg gezeigt, wobei dieser Berg teilweise die Sicht zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem entgegenkommenden Fahrzeug versperrt. Außerdem weist der Berg zumindest teilweise eine relativ ebene Seitenfläche auf. Bei der betreffenden beispielhaften Ausführungsform ist das eigene Fahrzeug mit dem Fahrerassistenzsystem aus 1 ausgestattet. Das Sensormodul des Fahrerassistenzsystems erfasst ein bewegliches Objekt in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs. Hierbei umfasst das Sensormodul einen 3D-Laserradar und erfasst in Echtzeit das in der Kurve auf der Gegenfahrbahn befindliche bewegliche Objekt. Das Steuerungsvorrichtungsmodul ist kommunikativ mit dem Sensormodul verbunden. Wenn die genannte Laserradarvorrichtung beispielsweise ein entgegenkommendes Fahrzeug erfasst, aktiviert das Steuerungsvorrichtungsmodul aufgrund des erfassten entgegenkommenden Fahrzeugs das am eigenen Fahrzeug befindliche Projektionsvorrichtungsmodul. Bei der betreffenden beispielhaften Ausführungsform besteht auch zwischen dem genannten Projektionsvorrichtungsmodul und dem Sensormodul eine kommunikative Verbindung. Das genannte Projektionsvorrichtungsmodul ist an der linken Seite der Karosserie des eigenen Fahrzeugs in dem Bereich vor der A-Säule vorgesehen und kann Bilder auf den Bereich links vorne vom Fahrzeug projizieren.
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Bei der betreffenden beispielhaften Ausführungsform umfasst das Projektionsvorrichtungsmodul ein Bildumwandungsmodul, welches das von der Laserradarvorrichtung erfasste Bild des entgegenkommenden Fahrzeugs in ein virtuelles Bild umwandelt und das virtuelle Bild des entgegenkommenden Fahrzeugs in Richtung links vorne des Fahrzeugs auf die Seitenfläche eines Berges projiziert. Somit kann der Fahrer ohne Beeinträchtigung der Fahrt das Projektionsbild des entgegenkommenden Fahrzeugs beobachten.
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Hierbei umfasst das Fahrerassistenzsystem außerdem ein Berechnungsmodul, wobei das genannte Berechnungsmodul zur Berechnung der relativen Geschwindigkeit und/oder des relativen Abstands zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem entgegenkommenden Fahrzeug und/oder des Krümmungswinkels der Kurve und/oder des Radius der Kurve ausgebildet ist,
um den Zeitpunkt der Begegnung des eigenen Fahrzeugs mit dem entgegenkommenden Fahrzeug zu berechnen. Der relative Abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem entgegenkommenden Fahrzeug und der relative Abstand zwischen dem Projektionsbild des entgegenkommenden Fahrzeugs und dem eigenen Fahrzeug stehen in einem Verhältnis, insbesondere in einem direkten Verhältnis. in 3 repräsentiert die Markierung „s“ den relativen Abstand zwischen dem Projektionsbild des entgegenkommenden Fahrzeugs und dem eigenen Fahrzeug. Im Zuge der Verringerung des relativen Abstands zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem entgegenkommenden Fahrzeug, beziehungsweise des relativen Abstands s, erfährt die Farbe des Projektionsbildes eine Veränderung. Bei der betreffenden beispielhaften Ausführungsform verändert sich die Farbe des Projektionsbildes im Zuge der Verringerung des relativen Anstands s von schwachgelb zu tiefrot, um den Fahrer des eigenen Fahrzeugs darauf hinzuweisen, dass sich das entgegenkommende Fahrzeug allmählich nähert. Somit kann der Fahrer des Fahrzeugs entsprechende Maßnahmen ergreifen, beispielsweise Geschwindigkeitsreduzierung, Ausweichen oder Abstellen des Fahrzeugs, um einen Kollisionsunfall zu vermeiden. Zusätzlich ist im eigenen Fahrzeug eine weitere Head-up-Projektionsanlage vorgesehen. Durch die genannte Head-up-Projektionsanlage können Fahrtdaten des eigenen Fahrzeugs, beispielsweise die Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs, die relative Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs zu dem entgegenkommenden Fahrzeug, der Zeitpunkt der Begegnung usw., in das Sichtfeld des Fahrers projiziert werden, beispielsweise auf die Windschutzscheibe des Fahrzeugs. Somit kann der Fahrer des Fahrzeugs unmittelbar entsprechende Kenntnis erlangen und die Fahrt des Fahrzeugs kontrollieren. Bei einer anderen beispielhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass bei einer Verringerung des relativen Abstands zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem entgegenkommenden Fahrzeug ein Umschalten zwischen Fernlicht und Abblendlicht und/oder Hupen erfolgt. Somit kann das entgegenkommende Fahrzeug effektiv gewarnt werden, um einen Kollisionsunfall zu vermeiden.
Für einen Fachmann des betreffenden technischen Gebietes sind die weiteren Vorteile und alternativen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offensichtlich. Somit unterliegt die vorliegende Erfindung im weitesten Sinne keiner Beschränkung durch die hier beschriebenen Einzelheiten, repräsentativen Konstruktionen und beispielhaften Ausführungsformen, sondern ein Fachmann des betreffenden technischen Gebietes kann ohne Abweichung von grundlegender Idee und Umfang der vorliegenden Erfindung entsprechende Modifikationen und Ersetzungen vornehmen.
