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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrerassistenz in einem Kraftfahrzeug einer vordefinierten Fahrzeugklasse auf einer mehrspurigen Fahrbahn, wobei mittels eines Kamerasystems des Kraftfahrzeugs ein Kamerabildstrom erzeugt wird, der eine Umgebung des Kraftfahrzeugs abbildet und basierend auf dem Kamerabildstrom ein Verkehrszeichen in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs erkannt wird, welches anzeigt, dass für die Fahrzeugklasse des Kraftfahrzeugs ein Überholverbot gilt. Die Erfindung ist ferner auf ein entsprechendes Fahrerassistenzsystem, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Speichermedium gerichtet.
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Fahrerassistenzsysteme können in Kraftfahrzeugen verschiedene Aufgaben zur Längs- und/oder Querführung des Kraftfahrzeugs automatisieren oder teilweise automatisieren. Das Fahrerassistenzsystem übernimmt dabei Fahraufgaben des Fahrers, wie beispielsweise Lenkmanöver, Bremsmanöver oder Beschleunigungsmanöver und so weiter.
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Auf Autobahnen oder autobahnähnlichen Straßen gibt es häufig Überholverbote für spezifische Fahrzeugklassen, beispielsweise für PKW mit Anhänger oder LKW, beispielsweise bei Baustellen oder auf bestimmten Straßenabschnitten. In diesen Abschnitten ist es für die entsprechenden Kraftfahrzeuge der Fahrzeugklasse nicht erlaubt, auf den schnelleren oder potentiell schnelleren Fahrspuren einer mehrspurigen Fahrbahn zu fahren, sondern sie müssen auf der langsamsten Fahrspur, in Deutschland insbesondere der äußerst rechten Fahrspur, fahren.
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Es ist bekannt, entsprechende Verkehrszeichen kamerabasiert zu erkennen. Die entsprechenden Informationen können einem Fahrer des Fahrzeugs als visueller Hinweis im Fahrzeug angezeigt werden. Es kommt jedoch häufig vor, dass ein Fahrer sowohl das tatsächliche Verkehrszeichen als auch den visuellen Hinweis im Fahrzeug übersieht und trotz Überholverbot einen Spurwechsel einleitet. Dies kann zu Staus oder Unfällen führen.
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Ferner sind Spurwechselassistenten als Fahrerassistenzsysteme bekannt, die bei einer Detektion einer entsprechenden Benutzereingabe, beispielsweise des Setzens eines Fahrtrichtungsanzeigers, eine automatische Querführung des Fahrzeugs und optional eine automatische Längssteuerung des Fahrzeugs aktivieren, um den angeforderten Spurwechsel automatisch oder teilautomatisch durchzuführen.
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Dokument
DE 10 2007 021 580 A1 beschreibt ein Verfahren zum Ermitteln der für ein Fahrzeug relevanten Verkehrszeichen, wobei die Fahrstreifen zumindest in Fahrtrichtung des Fahrzeugs erfasst werden. Die für die Fahrtrichtung des Fahrzeugs relevanten Verkehrszeichen werden erfasst und die einem der ermittelten Fahrstreifen zuordenbaren Verkehrszeichen werden fahrstreifenbezogen erfasst.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, auf einer mehrspurigen Fahrbahn, auf der ein Überholverbot für eine vordefinierte Fahrzeugklasse gilt, das Risiko für Staus oder Verkehrsunfälle durch unerlaubte Spurwechsel zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird durch den jeweiligen Gegenstand der unabhängigen Ansprüche erreicht. Verschiedene Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, ein Kraftfahrzeug einer vordefinierten Fahrzeugklasse bei Vorliegen eines für diese Fahrzeugklasse geltenden Überholverbots das Kraftfahrzeug automatisch auf der vorgeschriebenen Fahrspur zu halten oder auf die vorgeschriebene Fahrspur zu führen.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Fahrerassistenz in einem Kraftfahrzeug einer vordefinierten Fahrzeugklasse auf einer mehrspurigen Fahrbahn angegeben. Mittels eines Kamerasystems des Kraftfahrzeugs wird ein Kamerabildstrom erzeugt, auch als Kamerabilddatenstrom, Videostream oder dergleichen bezeichnet, der eine Umgebung des Kraftfahrzeugs abbildet. Basierend auf dem Kamerabildstrom wird, insbesondere mittels wenigstens einer Recheneinheit des Kraftfahrzeugs, ein Verkehrszeichen in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs erkannt, welches anzeigt, dass für die Fahrzeugklasse des Kraftfahrzeugs ein Überholverbot gilt. Falls sich das Kraftfahrzeug auf einer ersten Fahrspur befindet und eine Benutzereingabe detektiert wird, die eine Intention eines Fahrers des Kraftfahrzeugs zur Einleitung eines Spurwechsels, insbesondere eines automatischen oder teilautomatischen Spurwechsels, auf eine zweite Fahrspur, die insbesondere benachbart zur ersten Fahrspur ist, anzeigt, wird die Einleitung des Spurwechsels unterbunden und das Kraftfahrzeug wird durch einen automatischen Eingriff in eine Querführung des Kraftfahrzeugs auf der ersten Fahrspur gehalten und/oder in Richtung einer Mitte der ersten Fahrspur geführt. Alternativ oder zusätzlich wird, falls sich das Kraftfahrzeug auf der zweiten Fahrspur befindet und keine Benutzereingabe detektiert wird, die eine Intention des Fahrers zur Einleitung eines Spurwechsels auf die erste Fahrspur anzeigt, ein automatischer Spurwechsel von der zweiten Fahrspur auf die erste Fahrspur automatisch eingeleitet.
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Die vordefinierte Fahrzeugklasse des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise Fahrzeuge mit einem zulässigen Gesamtgewicht von mindestens einem vordefinierten Wert, beispielsweise mindestens 3,5 t oder mindestens 7,5 t, beinhalten. Beispielsweise kann die Fahrzeugklasse LKW beinhalten. Alternativ oder zusätzlich kann die Fahrzeugklasse Fahrzeuge mit einem angehängten Anhänger, insbesondere PKW mit einem angehängten Anhänger, beinhalten.
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Überholverbote für derartige Fahrzeugklassen werden üblicherweise durch entsprechende Verkehrsschilder, auf denen auf die Fahrzeugklasse durch ein Piktogramm, einen entsprechenden Text oder dergleichen hingewiesen wird, angezeigt. Solche Fahrzeuge unterliegen auf mehrspurigen Fahrbahnen häufig auch anderen Geschwindigkeitsbeschränkungen als sonstige Fahrzeuge. Daher ist für solche Fahrzeuge in der Regel eine Fahrspur der mehrspurigen Fahrbahn vorgesehen, vorliegend beispielsweise die erste Fahrspur, für die beispielsweise eine andere Richtgeschwindigkeit, insbesondere eine geringere Richtgeschwindigkeit, als für andere Fahrspuren, insbesondere die zweite Fahrspur, gilt. Auf diese Weise kann der Verkehrsfluss optimiert werden. Dem entsprechend wirkt sich die Erfindung besonders vorteilhaft aus.
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Hier und im Folgenden wird für verschiedene Erläuterungen von Rechtsverkehr ausgegangen. Für Linksverkehr lassen sich die Erläuterungen analog übertragen. Bei der ersten Fahrspur handelt es sich bei Rechtsverkehr insbesondere um die langsamste Fahrspur der mehrspurigen Fahrbahn, also um diejenige Fahrspur, für die die geringste Richtgeschwindigkeit aller Fahrspuren gilt. Insbesondere handelt es sich bei Rechtsverkehr um die rechte oder äußerst rechte Fahrspur. Bei der zweiten Fahrspur handelt es sich beispielsweise um eine zur ersten Fahrspur benachbarte Fahrbahn, insbesondere links zu dieser benachbarten Fahrspur.
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Allgemein handelt es sich bei der ersten Fahrspur beispielsweise um eine zur Benutzung durch die Fahrzeugklasse vorgeschriebene Fahrspur und bei der zweiten Fahrspur um eine zur Benutzung durch die Fahrzeugklasse untersagte Fahrspur, die insbesondere benachbart zur ersten Fahrspur ist. Dies gilt insbesondere unter normalen Verkehrsbedingungen, wenn das Überholverbot für die Fahrzeugklasse gilt.
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Das Überholverbot schreibt insbesondere nicht nur vor, dass ein Fahrzeug der vordefinierten Fahrzeugklasse ein anderes auf der ersten Fahrspur vorhandenes Fahrzeug nicht überholen darf, sondern auch, dass da Fahrzeug der vordefinierten Fahrzeugklasse nicht auf der zweiten Fahrspur fahren darf, sondern auf der ersten Fahrspur fahren muss. Das Überholverbot schließt also insbesondere ein Verbot eines Spurwechsels von der ersten auf die zweite Fahrspur ein sowie ein Gebot eines Spurwechsels von der zweiten auf die erste Fahrspur.
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Das Verfahren lässt sich direkt auf weitere Fahrspuren erweitern. Beispielsweise kann eine dritte Fahrspur vorhanden sein, wobei die zweite Fahrspur zwischen der ersten und der dritten Fahrspur liegt. In diesem Fall kann, falls sich das Kraftfahrzeug auf der dritten Fahrspur befindet und keine Benutzereingabe detektiert wird, die eine Intention des Fahrers zur Einleitung eines Spurwechsels auf die zweite oder erste Fahrspur anzeigt, ein automatischer Spurwechsel von der dritten Fahrspur zunächst auf die zweite und sodann auf die erste Fahrspur automatisch eingeleitet werden. Für weitere Fahrspuren kann das Verfahren entsprechend erweitert werden.
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Die wenigstens eine Recheneinheit kann zentral in dem Kraftfahrzeug angeordnet sein oder dezentral an verschiedenen Stellen des Kraftfahrzeugs verteilt sein. Beispielsweise kann eine Recheneinheit der wenigstens einen Recheneinheit Teil des Kamerasystems sein, wobei dieser Teil beispielsweise dazu eingerichtet ist, das Verkehrszeichen zu erkennen. Alternativ oder zusätzlich kann eine weitere Recheneinheit der wenigstens einen Recheneinheit Teil eines Steuergeräts des Kraftfahrzeugs sein, wobei dieser Teil beispielsweise dazu eingerichtet ist, in die Querführung des Kraftfahrzeugs einzugreifen beziehungsweise den automatischen Spurwechsel einzuleiten, insbesondere durch entsprechende Steuerung eines oder mehrerer Aktuatoren, beispielsweise Lenkaktuatoren, des Kraftfahrzeugs.
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Prinzipiell ist die wenigstens eine Recheneinheit beispielsweise dazu eingerichtet, einen automatischen Spurwechsel von der ersten Spur auf die zweite Fahrspur einzuleiten, wenn die wenigstens eine Recheneinheit die entsprechende Benutzereingabe erfasst. Liegt das Überholverbot insbesondere nicht vor und auch kein sonstiges Überholverbot, beispielsweise für sämtliche Fahrzeugklassen, so kann die wenigstens eine Recheneinheit die Aktuatoren des Kraftfahrzeugs dazu ansteuern, in die Querführung des Kraftfahrzeugs entsprechend einzugreifen, so dass der Spurwechsel automatisch wie vom Fahrer intendiert durchgeführt wird. Dies gilt analog für einen Spurwechsel von der zweiten auf die erste Fahrspur.
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Im erfindungsgemäßen Verfahren unterbindet die wenigstens eine Recheneinheit jedoch die Einleitung des Spurwechsels von der ersten auf die zweite Fahrspur, wenn das Überholverbot gilt, verhindert also, dass die Aktuatoren entsprechend angesteuert werden. Dass der Spurwechsel unterbunden wird, kann also derart verstanden werden, dass der Spurwechsel trotz einer entsprechenden Benutzereingabe nicht eingeleitet wird. Um das Kraftfahrzeug auf der ersten Fahrspur zu halten, kann die wenigstens eine Recheneinheit die Aktuatoren insbesondere ansteuern, einer manuellen Lenkeingabe des Fahrers in Richtung der zweiten Fahrspur ein Lenkmoment entgegenzusetzen, so dass der Spurwechsel von der ersten auf die zweite Fahrspur auch manuell nicht durchgeführt werden kann. Dies kann jedoch gegebenenfalls nur dann erfolgen, wenn die manuelle Lenkeingabe mit einer Lenkintensität durchgeführt wird, die kleiner oder gleich einem vorgegebenen Schwellwert ist. Auf diese Weise kann der Fahrer also beispielsweise in Notfallsituationen dennoch den Spurwechsel durchführen. Die Lenkintensität kann beispielsweise durch einen angeforderten Lenkwinkel und/oder eine Geschwindigkeit der Betätigung der Eingabevorrichtung, also insbesondere des Lenkrads, charakterisiert sein.
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Befindet sich das Kraftfahrzeug bereits signifikant außerhalb der Mitte der ersten Fahrspur oder beispielsweise bereits teilweise auf der zweiten Fahrspur, so kann in entsprechenden Ausführungsformen die wenigstens eine Recheneinheit die Aktuatoren zur Querführung des Kraftfahrzeugs derart ansteuern, dass das Kraftfahrzeug in Richtung der Mitte der ersten Fahrspur geführt wird.
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Auch die Führung des Kraftfahrzeugs in Richtung Mitte der ersten Fahrspur kann in manchen Ausführungsformen beispielsweise durch eine manuelle Lenkeingabe des Fahrers mit einer entsprechenden Lenkintensität, die größer als der Schwellwert ist, überstimmt werden.
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Dass, falls sich das Kraftfahrzeug auf der zweiten Fahrspur befindet, der Spurwechsel von der zweiten auf die erste Fahrspur automatisch eingeleitet wird, kann insbesondere derart verstanden werden, dass hierzu keine entsprechende Benutzereingabe erforderlich ist. Der Spurwechsel selbst wird durch entsprechende Ansteuerung der Aktuatoren durch die wenigstens eine Recheneinheit automatisch eingeleitet und dann gegebenenfalls durch die Aktuatoren automatisch durchgeführt.
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Insbesondere ist bei der Detektion der Benutzereingabe, welche die Intention des Fahrers zur Einleitung des Spurwechsels von der ersten auf die zweite Fahrspur anzeigt, eine Fahrerassistenzfunktion des Kraftfahrzeugs zum automatischen Spurwechsel aktiviert. Mit anderen Worten, falls das Überholverbot nicht gelten würde, würde die Fahrerassistenzfunktion den Spurwechsel einleiten. Solche Fahrerassistenzfunktionen werden auch als Spurwechselassistenten bezeichnet. Um den automatischen Spurwechsel von der zweiten Fahrspur auf die erste Fahrspur automatisch einzuleiten, kann die Fahrerassistenz zum automatischen Spurwechsel bereits vorab aktiviert sein oder automatisch durch die wenigstens eine Recheneinheit aktiviert werden.
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Nachdem der automatische Spurwechsel von der zweiten Fahrspur auf die erste Fahrspur eingeleitet wurde, erfolgt insbesondere ein automatischer Eingriff in die Querführung des Kraftfahrzeugs, insbesondere durch Ansteuerung der Aktuatoren mittels der wenigstens einen Recheneinheit, um das Kraftfahrzeug von der zweiten auf die erste Fahrspur automatisch zu führen.
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Insbesondere wird die Einleitung des Spurwechsels nur dann und nur so lange unterbunden beziehungsweise das Kraftfahrzeug in Richtung Mitte der ersten Fahrspur geführt beziehungsweise der automatische Spurwechsel von der zweiten auf die erste Fahrspur eingeleitet, wenn und solange das Überholverbot gilt.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere in Situationen, in denen das Überholverbot für die vordefinierte Fahrzeugklasse gilt und der Fahrer dieses nicht wahrgenommen hat oder ignoriert, erreicht, dass das Kraftfahrzeug auf der ersten Spur gehalten wird oder auf diese geführt wird. Somit können Staus und/oder Verkehrsunfälle durch unzulässiges Wechseln des Kraftfahrzeugs von der ersten auf die zweite Fahrspur oder durch unzulässiges Verbleiben des Kraftfahrzeugs auf der zweiten Fahrspur vermieden werden.
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Wird die Einleitung des Spurwechsels auf die zweite Fahrspur unterbunden, so kann beispielsweise eine entsprechende Information oder Warnung dies betreffend an den Fahrer ausgegeben werden. Alternativ oder zusätzlich kann, falls der automatische Spurwechsel auf die erste Fahrspur eingeleitet wird, eine entsprechende Information oder Warnung dies betreffend an den Fahrer ausgegeben werden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens beinhaltet die jeweilige Benutzereingabe ein entsprechendes Setzen eines Fahrtrichtungsanzeigers, auch als Blinker bezeichnet, des Kraftfahrzeugs.
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Die Benutzereingabe, die die Intention des Fahrers zum Spurwechsel von der ersten auf die zweite Fahrspur anzeigt, beinhaltet bei Rechtsverkehr also insbesondere ein Setzen des linken Fahrtrichtungsanzeigers und die Benutzereingabe, die die Intention des Fahrers zur Einleitung des Spurwechsels auf die erste Fahrspur anzeigt, ein Setzen des rechten Fahrtrichtungsanzeigers. Indem das Setzen des Fahrtrichtungsanzeigers als Benutzereingabe interpretiert wird, kann eine besonders intuitive Fahrerassistenz erreicht werden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet die jeweilige Benutzereingabe ein manuelles Lenken des Kraftfahrzeugs in Richtung der entsprechenden Fahrspur, wobei eine Lenkintensität des manuellen Lenkens größer oder gleich einer vorgegebenen Mindestintensität ist.
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Die Lenkintensität kann beispielsweise durch einen Lenkwinkel und/oder eine Lenkgeschwindigkeit des manuellen Lenkens beinhalten.
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Die Benutzereingabe, welche die Intention des Fahrers zum Spurwechsel von der ersten auf die zweiten Fahrspur anzeigt, beinhaltet bei Rechtsverkehr also ein manuelles Lenken nach links, wohingegen die Benutzereingabe, welche die Intention des Fahrers zum Spurwechsel von der zweiten auf die erste Fahrspur anzeigt, bei Rechtsverkehr ein Lenken nach rechts beinhaltet.
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Durch Vorgabe der Mindestintensität wird insbesondere sichergestellt, dass ein manuelles Lenken mit sehr geringer Lenkintensität fälschlicherweise als entsprechende Intention des Fahrers interpretiert wird. Indem das manuelle Lenken als Benutzereingabe interpretiert wird, kann eine besonders intuitive Fahrerassistenz erreicht werden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird basierend auf dem Kameradatenstrom erkannt, insbesondere mittels der wenigstens einen Recheneinheit, dass sich das Kraftfahrzeug auf der ersten Fahrspur oder auf der zweiten Fahrspur befindet.
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Die wenigstens eine Recheneinheit kann basierend auf dem Kamerabilddatenstrom beispielsweise Fahrspurmarkierungen erkennen, welche die erste beziehungsweise die zweite Fahrspur definieren und basierend darauf erkennen, auf welcher Fahrspur sich das Kraftfahrzeug befindet. Auf diese Weise kann die aktuelle Fahrspur des Kraftfahrzeugs schnell und zuverlässig bestimmt werden.
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Alternativ oder zusätzlich wird basierend auf digitalen Kartendaten, die insbesondere in dem Kraftfahrzeug gespeichert sind, erkannt, dass sich das Kraftfahrzeug auf der ersten Fahrspur oder der zweiten Fahrspur befindet, insbesondere mittels der wenigstens einen Recheneinheit.
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Die digitalen Kartendaten beinhalten insbesondere fahrspurgenaue Informationen der Fahrbahn und die wenigstens eine Recheneinheit kann eine Position des Kraftfahrzeugs in einem Koordinatensystem der digitalen Kartendaten fahrspurgenau bestimmen. Dies kann beispielsweise basierend auf globalen Navigationssatellitensystemen, GNSS, erfolgen und/oder basierend auf Sensordaten eines Umfeldsensorsystems des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines oder mehrerer Lidarsensoren, weiterer Kamerasysteme, oder Radarsystemen, welche die Umgebung des Kraftfahrzeugs darstellen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird eine auf einem Speichergerät des Kraftfahrzeugs, insbesondere einem Speichergerät der wenigstens einen Recheneinheit, gespeicherte Klasseninformation gelesen, insbesondere mittels der wenigstens einen Recheneinheit, und basierend auf der Klasseninformation wird festgestellt, dass das Kraftfahrzeug der vordefinierten Fahrzeugklasse angehört, insbesondere mittels der wenigstens einen Recheneinheit.
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Die Klasseninformation kann beispielsweise bei Auslieferung oder Herstellung des Kraftfahrzeugs vorab gespeichert werden, beispielsweise im Fall eines LKW oder Lieferwagens. Die Klasseninformation kann dabei beinhalten, dass das Kraftfahrzeug der Fahrzeugklasse angehört oder eine Information beinhalten, welche es der wenigstens einen Recheneinheit erlaubt festzustellen, dass das Kraftfahrzeug der vordefinierten Fahrzeugklasse angehört, beispielsweise ein zulässiges Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs.
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Auf diese Weise kann zuverlässig festgestellt werden, dass das Kraftfahrzeug der Fahrzeugklasse angehört und dem entsprechend, dass für die Fahrzeugklasse das Überholverbot gilt. Ein unnötiger Eingriff in die Querführung des Kraftfahrzeugs kann somit verhindert werden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mittels einer Sensorvorrichtung des Kraftfahrzeugs festgestellt, dass ein Anhänger an einer Anhängevorrichtung des Kraftfahrzeugs befestigt ist und basierend darauf wird festgestellt, dass das Kraftfahrzeug der vordefinierten Fahrzeugklasse angehört, insbesondere mittels der wenigstens einen Recheneinheit.
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Die Sensorvorrichtung ist also insbesondere eine Anhängererkennungsvorrichtung. Erkennt die Sensorvorrichtung das Vorhandensein des Anhängers an der Anhängevorrichtung, so kann diese ein entsprechendes Signal an die wenigstens eine Recheneinheit übermitteln und die wenigstens eine Recheneinheit kann eine Zustandsinformation, welche anzeigt, dass der Anhänger an der Anhängevorrichtung des Kraftfahrzeugs befestigt ist, auf dem Speichergerät des Kraftfahrzeugs speichern. Die wenigstens eine Recheneinheit kann dann die Zustandsinformation entsprechend lesen und basierend auf der Zustandsinformation feststellen, dass das Kraftfahrzeug der vordefinierten Fahrzeugklasse angehört.
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So kann das erfindungsgemäße Verfahren mit Vorteil auch für Kraftfahrzeuge angewendet werden, die gegebenenfalls nicht dauerhaft der Fahrzeugklasse angehören, sondern nur wenn der Anhänger angehängt ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Fahrerassistenz für ein Kraftfahrzeug einer vordefinierten Fahrzeugklasse angegeben. Das Fahrerassistenzsystem weist ein Kamerasystem zur Montage an dem Kraftfahrzeug auf, sowie wenigstens eine Recheneinheit für das Kraftfahrzeug. Das Kamerasystem ist dazu eingerichtet, einen Kamerabildstrom zu erzeugen, der eine Umgebung des Kraftfahrzeugs abbildet, insbesondere wenn das Kamerasystem an dem Kraftfahrzeug montiert ist. Die wenigstens eine Recheneinheit ist dazu eingerichtet, basierend auf dem Bilddatenstrom ein Verkehrszeichen in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs zu erkennen, welches anzeigt, dass für die Fahrzeugklasse des Kraftfahrzeugs ein Überholverbot gilt. Die wenigstens eine Recheneinheit ist insbesondere dazu eingerichtet, basierend auf dem Kamerabilddatenstrom festzustellen, dass das Verkehrszeichen in der Umgebung vorhanden ist und das Überholverbot gilt. Die wenigstens eine Recheneinheit ist dazu eingerichtet, jeweilige Benutzereingaben zu detektieren, die eine Intention eines Fahrers des Kraftfahrzeugs zur Einleitung entsprechender Spurwechsel anzeigt.
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Die wenigstens eine Recheneinheit ist dazu eingerichtet, falls sich das Kraftfahrzeug auf einer ersten Fahrspur befindet und eine Benutzereingabe detektiert wird, die eine Intention des Fahrers zur Einleitung eines Spurwechsels auf eine zweite Fahrspur anzeigt, die Einleitung des Spurwechsels zu unterbinden und wenigstens einen Aktuator des Kraftfahrzeugs anzusteuern, um das Kraftfahrzeug durch einen automatischen Eingriff in eine Querführung des Kraftfahrzeugs auf der ersten Fahrspur zu halten und/oder in Richtung Mitte der ersten Fahrspur zu führen. Alternativ oder zusätzlich ist die wenigstens eine Recheneinheit dazu eingerichtet, falls sich das Kraftfahrzeug auf der zweiten Fahrspur befindet und keine Benutzereingabe detektiert wird, die eine Intention des Fahrers zur Einleitung eines Spurwechsels auf die erste Fahrspur anzeigt, einen automatischen Spurwechsel von der zweiten Fahrspur auf die erste Fahrspur automatisch einzuleiten.
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Die wenigstens eine Recheneinheit kann die entsprechenden Benutzereingaben insbesondere detektieren, indem sie ein Signal eines entsprechenden Fahrtrichtungsanzeigers des Kraftfahrzeugs erfasst und/oder ein Signal eines Lenkwinkelsensors des Kraftfahrzeugs.
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Die wenigstens eine Recheneinheit ist also insbesondere dazu eingerichtet festzustellen, dass sich das Kraftfahrzeug auf der ersten Fahrspur befindet, beispielsweise basierend auf dem Kamerabildstrom, und die Benutzereingabe zur Einleitung des Spurwechsels von der ersten auf die zweite Fahrspur zu detektieren. Hat die wenigstens eine Recheneinrichtung dies festgestellt beziehungsweise detektiert, so kann sie die Einleitung des Spurwechsels unterbinden beziehungsweise den automatischen Eingriff in die Querführung einleiten, um das Kraftfahrzeug auf der ersten Fahrspur zu halten und/oder in Richtung Mitte der ersten Fahrspur zu führen.
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Analog ist die wenigstens eine Recheneinheit dazu eingerichtet, festzustellen, dass sich das Kraftfahrzeug auf der zweiten Fahrspur befindet und festzustellen, dass keine Benutzereingabe zum Spurwechsel auf die zweite Fahrspur detektiert wird. Hat die wenigstens eine Recheneinheit dies festgestellt, so kann sie den automatischen Spurwechsel von der zweiten auf die erste Fahrspur einleiten.
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Unter einer Recheneinheit kann insbesondere ein Datenverarbeitungsgerät verstanden werden, das einen Verarbeitungsschaltkreis enthält. Die Recheneinheit kann also insbesondere Daten zur Durchführung von Rechenoperationen verarbeiten. Darunter fallen gegebenenfalls auch Operationen, um indizierte Zugriffe auf eine Datenstruktur, beispielsweise eine Umsetzungstabelle, LUT (englisch: „look-up table“), durchzuführen.
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Die Recheneinheit kann insbesondere einen oder mehrere Computer, einen oder mehrere Mikrocontroller und/oder einen oder mehrere integrierte Schaltkreise enthalten, beispielsweise eine oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltungen, ASIC (englisch: „application-specific integrated circuit“), eines oder mehrere feldprogrammierbare Gate-Arrays, FPGA, und/oder eines oder mehrere Einchipsysteme, SoC (englisch: „system on a chip“). Die Recheneinheit kann auch einen oder mehrere Prozessoren, beispielsweise einen oder mehrere Mikroprozessoren, eine oder mehrere zentrale Prozessoreinheiten, CPU (englisch: „central processing unit“), eine oder mehrere Grafikprozessoreinheiten, GPU (englisch: „graphics processing unit“) und/oder einen oder mehrere Signalprozessoren, insbesondere einen oder mehrere Digitalsignalprozessoren, DSP, enthalten. Die Recheneinheit kann auch einen physischen oder einen virtuellen Verbund von Computern oder sonstigen der genannten Einheiten beinhalten.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen beinhaltet die Recheneinheit eine oder mehrere Hardware- und/oder Softwareschnittstellen und/oder eine oder mehrere Speichereinheiten.
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Eine Speichereinheit kann als flüchtiger Datenspeicher, beispielsweise als dynamischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff, DRAM (englisch: „dynamic random access memory“) oder statischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff, SRAM (englisch: „static random access memory“), oder als nicht-flüchtiger Datenspeicher, beispielsweise als Festwertspeicher, ROM (englisch: „read-only memory“), als programmierbarer Festwertspeicher, PROM (englisch: „programmable read-only memory“), als löschbarer programmierbarer Festwertspeicher, EPROM (englisch: „erasable programmable read-only memory“), als elektrisch löschbarer programmierbarer Festwertspeicher, EEPROM (englisch: „electrically erasable programmable read-only memory“), als Flash-Speicher oder Flash-EEPROM, als ferroelektrischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff, FRAM (englisch: „ferroelectric random access memory“), als magnetoresistiver Speicher mit wahlfreiem Zugriff, MRAM (englisch: „magnetoresistive random access memory“) oder als Phasenänderungsspeicher mit wahlfreiem Zugriff, PCRAM (englisch: „phase-change random access memory“), ausgestaltet sein.
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Unter einem Fahrerassistenzsystem, auch als ADAS (englisch: advanced driver assistance system) bezeichnet, kann ein elektronisches System verstanden werden, welches den Fahrer beim teilweise automatisierten oder teilautonomen Fahren des Kraftfahrzeugs unterstützt. Insbesondere kann das Fahrerassistenzsystem einen teilweise automatisierten oder teilautonomen Fahrmodus nach den Stufen 1 bis 4, beispielsweise 1 bis 3, der SAEJ 3016-Klassifizierung implementieren. Hier und im Folgenden bezieht sich SAEJ 3016 auf die entsprechende Norm in der Version vom April 2021.
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Weitere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems folgen unmittelbar aus den verschiedenen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und umgekehrt. Insbesondere lassen sich einzelne Merkmale und entsprechende Erläuterungen sowie Vorteile bezüglich der verschiedenen Ausführungsformen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren analog auf entsprechende Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems übertragen. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet oder programmiert. Insbesondere führt das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem das erfindungsgemäße Verfahren durch.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm mit Befehlen angegeben. Bei Ausführung der Befehle durch ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem veranlassen die Befehle das Fahrerassistenzsystem dazu, eine erfindungsgemäßes Verfahren zur Fahrerassistenz durchzuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein computerlesbares Speichermedium angegeben, welches ein erfindungsgemäßes Computerprogramm speichert.
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Die Befehle können beispielsweise als Programmcode vorliegen. Der Programmcode kann beispielsweise als Binärcode oder Assembler und/oder als Quellcode einer Programmiersprache, zum Beispiel C, und/oder als Programmskript, zum Beispiel Python, bereitgestellt sein.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen können nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen von der Erfindung umfasst sein. Es können insbesondere auch Ausführungen und Merkmalskombinationen von der Erfindung umfasst sein, die nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten Anspruchs aufweisen. Es können darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen von der Erfindung umfasst, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder von diesen abweichen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand konkreter Ausführungsbeispiele und zugehöriger schematischer Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren können gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Beschreibung gleicher oder funktionsgleicher Elemente wird gegebenenfalls nicht notwendigerweise bezüglich verschiedener Figuren wiederholt.
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In den Figuren zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems sowie ein Verkehrszeichen, welches anzeigt, dass für eine vordefinierte Fahrzeugklasse ein Überholverbot gilt; und
- 2 ein schematisches Ablaufdiagramm einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fahrerassistenz.
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In 1 ist schematisch ein Kraftfahrzeug 1 dargestellt, welches ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem 2 aufweist. Das Kraftfahrzeug 1 gehört einer vordefinierten Fahrzeugklasse an, beispielsweise einer Fahrzeugklasse, welche Kraftfahrzeuge mit einem zulässigen Gesamtgewicht von mindestens einem vordefinierten Wert, beispielsweise 7,5 t, und/oder Fahrzeuge mit einem angehängten Anhänger beinhaltet. Vorliegend ist das Kraftfahrzeug 1 rein exemplarisch als LKW ausgestaltet.
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Das Fahrerassistenzsystem 2 weist wenigstens eine Recheneinheit auf, die im Beispiel der 1 als eine Recheneinheit 3 dargestellt ist, sowie ein Kamerasystem 4, das beispielsweise einer Frontkamera des Kraftfahrzeugs 1 entspricht.
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Das Kamerasystem 4 kann einen Kamerabildstrom erzeugen, der eine Umgebung des Kraftfahrzeugs 1 abbildet. Das Kraftfahrzeug 1 kann sich beispielsweise auf einer mehrspurigen Fahrbahn mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Fahrspur befinden.
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Beispielsweise gilt Rechtsverkehr und die erste Fahrspur ist eine äußerst rechte Fahrspur, während die zweite Fahrspur links neben der ersten Fahrspur liegt. An der Fahrbahn kann beispielsweise ein Verkehrszeichen 5 angebracht sein, welches auf das Vorliegen eines Überholverbots für die Fahrzeugklasse hinweist. Das Verkehrszeichen 5 wird durch den Kamerabildstrom abgebildet und die Recheneinheit 3 kann somit das Vorliegen des Überholverbots basierend auf dem Kamerabildstrom feststellen. Des Weiteren ist die Recheneinheit 3 dazu in der Lage, eine Benutzereingabe eines Fahrers des Kraftfahrzeugs 1 zu detektieren, welche eine Intention des Fahrers zum Spurwechsel von der ersten auf die zweite oder von der zweiten auf die erste Fahrspur anzeigt, beispielsweise eine Betätigung eines Fahrtrichtungsanzeigers und/oder ein manuelles Lenken in die entsprechende Richtung mit einer vorgegebenen Mindestintensität.
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Das Fahrerassistenzsystem 2 ist dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Fahrerassistenz durchzuführen. Dabei kann die Recheneinheit 3 feststellen, dass sich das Kraftfahrzeug 1 auf der ersten Fahrspur befindet und eine Benutzereingabe detektieren, die die Intention des Fahrers zur Einleitung eines Spurwechsels von der ersten auf die zweite Fahrspur anzeigt. Die Recheneinheit 3 kann die Einleitung des Spurwechsels unterbinden, wenn das Überholverbot vorliegt, und wenigstens einen Aktuator des Kraftfahrzeugs 1, insbesondere einen Lenkaktuator (nicht dargestellt), ansteuern, um das Kraftfahrzeug 1 durch einen automatischen Eingriff in die Querführung des Kraftfahrzeugs 1 auf der ersten Fahrspur zu halten und/oder in Richtung Mitte der ersten Fahrspur zu führen. Falls sich das Kraftfahrzeug 1 auf der zweiten Fahrspur befindet, kann die Recheneinheit 3 dies beispielsweise feststellen und darüber hinaus feststellen, dass keine Benutzereingabe detektiert wird, die die Intention des Fahrers zur Einleitung eines Spurwechsels von der zweiten auf die erste Fahrspur anzeigt. Die Recheneinheit 3 kann in diesem Fall einen automatischen Spurwechsel von der zweiten auf die erste Fahrspur automatisch einleiten, insbesondere durch Ansteuerung der Aktuatoren.
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In 2 ist ein schematisches Ablaufdiagramm einer weiteren beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fahrerassistenz dargestellt.
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Im Schritt 200 kann beispielsweise eine Fahrerassistenzfunktion, insbesondere eine Fahrerassistenzfunktion zur Unterstützung der Querführung des Kraftfahrzeugs 1, beispielsweise eine Spurhalteassistenzfunktion, eine Assistenzfunktion zur Spurzentrierung und/oder eine Fahrerassistenzfunktion zum automatischen Spurwechsel, aktiviert werden. Im Schritt 205 kann festgestellt werden, dass das Kraftfahrzeug 1 der vordefinierten Fahrzeugklasse angehört. Ist dies nicht der Fall, so kann im Schritt 210 ein normaler Betrieb der Fahrerassistenzfunktion eingeleitet werden. Im normalen Betrieb der Fahrerassistenzfunktion kann die Recheneinheit 3 beispielsweise einen automatischen Spurwechsel von der ersten auf die zweite Fahrspur oder von der zweiten auf die erste Fahrspur einleiten, wenn eine entsprechende Benutzereingabe vorliegt und keine verkehrsregulatorischen Einschränkungen oder sonstige entgegenstehenden Bedingungen diesbezüglich vorliegen.
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Wird festgestellt, dass das Kraftfahrzeug 1 der vordefinierten Fahrzeugklasse angehört, so kann in Schritt 215 ein modifizierter Betrieb der Fahrerassistenzfunktion aktiviert werden. Die folgenden Ausführungen gelten für den aktivierten modifizierten Betrieb.
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In Schritt 220 wird das Verkehrszeichen 5 detektiert und in Schritt 225 wird festgestellt, dass das Überholverbot für die vordefinierte Fahrzeugklasse gilt beziehungsweise noch gilt.
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In Schritt 230 stellt die Recheneinheit 3, insbesondere basierend auf dem Kamerabildstrom, fest, ob das Kraftfahrzeug 1 sich auf der ersten Fahrspur befindet oder auf der zweiten Fahrspur. Befindet sich das Fahrzeug auf der zweiten Fahrspur, so überprüft die Recheneinheit 3 in Schritt 235, ob eine Benutzereingabe detektiert wird, die die Intention des Fahrers zur Einleitung des Spurwechsels von der zweiten auf die erste Fahrspur anzeigt. Optional kann die Recheneinheit 3 vorab einen Hinweis beziehungsweise eine Aufforderung hierzu an den Fahrer ausgeben. Wird keine solche Benutzereingabe detektiert, so leitet die Recheneinheit 3 einen automatischen Spurwechsel von der zweiten Fahrspur auf die erste Fahrspur ein, insbesondere wenn die Fahrerassistenzfunktion als Funktion zum automatischen Spurwechsel ausgestaltet ist. Der Hinweise und/oder die Aufforderung an den Fahrer können gegebenenfalls auch ausgegeben werden, wenn es sich bei der Fahrerassistenzfunktion um eine Spurhalteassistenzfunktion handeln.
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Befindet sich das Kraftfahrzeug 1 auf der ersten Fahrspur, so wird in Schritt 240 durch die Recheneinheit 3 festgestellt, ob eine Benutzereingabe detektiert wird, die die Intention des Fahrers zur Einleitung eines Spurwechsels von der ersten auf die zweite Fahrspur einleitet. Ist dieser Fall, so unterbindet die Recheneinheit 3 in Schritt 245 die Einleitung des Spurwechsels durch die Fahrerassistenzfunktion und steuert den wenigstens einen Aktuator des Kraftfahrzeugs 1 an, um das Kraftfahrzeug 1 durch den automatischen Eingriff in die Querführung auf der ersten Fahrspur zu halten und/oder in Richtung Mitte der ersten Fahrspur zu führen. Beispielsweise kann die Recheneinheit 3 eine weitere Information und/oder einen weiteren Hinweis an den Fahrer ausgeben, um auf das Vorliegen des Überholverbots hinzuweisen.
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Wird keine Benutzereingabe zum Spurwechsel von der ersten auf die zweite Fahrspur detektiert oder wurde der Spurwechsel in Schritt 245 unterbunden, so kann die Recheneinheit 3 in Schritt 250 basierend auf dem Kamerabildstrom überprüfen, ob das Überholverbot noch vorliegt beziehungsweise ob eine Aufhebung des Überholverbots durch ein entsprechendes weiteres Verkehrszeichen angezeigt wird. Ist dies nicht der Fall, so kann das Verfahren mit Schritt 240 weitergeführt werden. Ist dies jedoch der Fall, so kann das Verfahren beispielsweise mit Schritt 220 weitergeführt werden.
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Wie beschrieben, insbesondere bezüglich der Figuren, ermöglicht die Erfindung eine Reduzierung des Risikos für Staus und/oder Verkehrsunfälle auf einer mehrspurigen Fahrbahn, auf der ein Überholverbot für die vordefinierte Fahrzeugklasse gilt. Durch die Erfindung kann in verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise ein bestehender Spurwechselassistent durch eine Konfigurationsoption für bestimmte Fahrzeugtypen, insbesondere LKW oder Fahrzeuge mit Anhänger, ergänzt werden. Für LKW kann diese Option vorab konfiguriert und eingestellt werden und für PKW mit Anhänger kann sie beispielsweise aktiviert werden, wenn der Anhänger angehängt wird. In manchen Ausführungsformen kann die Einstellung manuell deaktiviert werden, beispielsweise wenn ein Fahrradträger oder dergleichen statt einem Anhänger montiert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007021580 A1 [0006]
