DE10212985A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Signalisieren von Gefahrensituationen in einem Kfz - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Signalisieren von Gefahrensituationen in einem Kfz

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Abstract

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen, durch die der Fahrer eines Kraftfahrzeugs frühzeitig auf Gefahrensituationen aufmerksam gemacht werden kann, so dass er schneller und besser reagieren kann. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird dazu die Umfeldsituation des Kraftfahrzeugs kontinuierlich überwacht und analysiert, indem kontinuierlich Situationsdaten erfasst und ausgewertet werden, um die Wahrscheinlichkeit für eine bevorstehende Kollision des Kraftfahrzeugs zu ermitteln. Wenn die Wahrscheinlcihkeit einen vorgegebenen Wert übersteigt, wird eine Gefahrensituation über mindestens eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human-Machine-Interface-HMI) signalisiert.

Description

    Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Signalisieren von Gefahrensituationen in einem Kraftfahrzeug.
  • Die aus der Praxis bekannten Sicherheitssysteme in Kraftfahrzeugen, wie z. B. Rückhaltesysteme, werden in der Regel erst dann aktiviert, wenn eine Kollision bereits stattgefunden hat oder unmittelbar bevorsteht, also unvermeidbar ist. Diese Sicherheitssysteme dienen in erster Linie dazu, die negativen Auswirkungen einer Kollision auf die Fahrzeuginsassen zu vermindern. Die Aktivierung basiert auf der Auswertung von Situationsdaten, wie z. B. den Messdaten von Beschleunigungssensoren und Precrash-Daten.
  • Neben den aus der Praxis bekannten Sicherheitssystemen werden derzeit auch Sicherheitssysteme für Kraftfahrzeuge entwickelt, die aktiv auf eine Gefahrensituation reagieren sollen, um Kollisionen schon im Vorfeld zu vermeiden. Auch diese Sicherheitssysteme basieren auf einer Analyse der Umfeldsituation, die mit Hilfe einer Sensorik erfasst wird. Zum Abwenden einer Gefahrensituation greift ein solches Sicherheitssysteme automatisch in das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs ein, das der Fahrer dann nicht mehr beeinflussen kann. Die Analyse der Umfeldsituation muss hier also äußerst zuverlässig sein, da ein Fehlverhalten des Sicherheitssystems katastrophale Folgen haben kann. Dies erweist sich als problematisch, da die Umfeldsituation mit Hilfe einer Sensorik immer nur unvollkommen erfasst werden kann, die realen Bedingungen also niemals vollständig berücksichtigt werden können. Dementsprechend ist die Reaktion von aktiven Sicherheitssystemen oftmals nicht optimal.
  • In der Praxis hat sich gezeigt, dass viele Unfälle gänzlich vermieden werden könnten oder zumindest hinsichtlich ihrer Auswirkungen erheblich entschärft werden könnten, wenn der Fahrer frühzeitig auf die jeweilige Situation reagieren würde. Tatsächlich ist der Fahrer aber oftmals abgelenkt, beispielsweise durch das Autoradio oder einen Beifahrer, so dass er Gefahrensituationen zu spät erkennt. So kann ein aufmerksamer Fahrer beispielsweise durch frühzeitiges Bremsen oder Ausweichen eine Kollision vermeiden oder zumindest gewisse Vorbereitungen treffen, indem er sich beispielsweise aufrecht hinsetzt oder am Lenkrad festhält.
    • Vorteile der Erfindung
  • Mit der vorliegenden Erfindung werden ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen, durch die der Fahrer frühzeitig auf Gefahrensituationen aufmerksam gemacht werden kann, so dass er schneller und besser reagieren kann.
  • Erfindungsgemäß wird dazu die Umfeldsituation des Kraftfahrzeugs kontinuierlich überwacht und analysiert, indem kontinuierlich Situationsdaten erfasst und ausgewertet werden, um die Wahrscheinlichkeit für eine bevorstehende Kollision des Kraftfahrzeugs zu ermitteln. Wenn die Wahrscheinlichkeit einen vorgegebenen Wert übersteigt, wird eine Gefahrensituation über mindestens eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human-Machine-Interface - HMI) signalisiert.
  • Grundsätzlich gibt es verschiedene Möglichkeiten für die Realisierung und Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung. So kann im Rahmen der Erfindung nicht nur signalisiert werden, dass eine Gefahrensituation absehbar ist. In einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Gefahrensituation aufgrund der Analyse der Umfeldsituation zusätzlich spezifiziert und entsprechend differenziert signalisiert. In diesem Fall werden dem Fahrer also auch Informationen über die Art der drohenden Gefahr zur Verfügung gestellt, insbesondere aus welcher Richtung eine Kollision mit dem Kraftfahrzeug erfolgen könnte.
  • Im Rahmen der Erfindung erfolgt die Überwachung der Umfeldsituation mit Hilfe einer Sensorik, die in der Regel aus mehreren Sensorkomponenten besteht. Der Umfang der Sensorik und die Genauigkeit der einzelnen Sensorkomponenten bestimmt die Güte der Umfeldbeschreibung und der darauf basierenden Analyse der Umfeldsituation.
  • Voraussetzung für eine Kollisionsvorhersage ist die Bestimmung der Abstände zwischen dem Fahrzeug und einzelnen Objekten im Umfeld des Fahrzeugs. Hierfür können in vorteilhafter Weise Short-Range-Radar Sensoren eingesetzt werden. Ebenfalls geeignet sind optisch aktive Systeme oder Videosysteme mit einer entsprechenden Datenaufbereitung. Im Zusammenhang mit der Abstandsbestimmung erweist es sich oftmals als vorteilhaft, auch die Position des Fahrzeugs und die Positionen der einzelnen Objekte zu bestimmen.
  • Bei der Analyse der Umfeldsituation wird sinnvoller Weise auch das Zeitverhalten des Fahrzeugs und der Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs berücksichtigt. Dazu können die jeweilige Geschwindigkeit und Beschleunigung sowie der Lenkwinkel des Fahrzeugs erfasst werden. Für die Bestimmung des Zeitverhaltens des Fahrzeugs und der Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs eignen sich beispielsweise Verfahren wie das Trackingverfahren und die Objekttriangulation
  • In Verbindung mit der Überwachung und Analyse der Umfeldsituation sei schließlich noch erwähnt, dass auch eine Klassifizierung der Objekte durchgeführt werden kann, um die Auswirkungen einer etwaigen Kollision besser einzuschätzen.
  • Grundsätzlich können Gefahrensituationen im Rahmen der Erfindung auf unterschiedliche Art und Weise signalisiert werden, so dass die Aufmerksamkeit der Fahrzeuginsassen und insbesondere des Fahrers zuverlässig auf das Verkehrsgeschehen gelenkt wird.
  • In einer besonders vorteilhaften Variante wird zumindest dem Fahrer das Vorliegen einer Gefahrensituation über einen reversibel ansteuerbaren Gurtstraffer signalisiert, der dazu leicht betätigt werden kann. Die so verursachte Krafteinwirkung wird vom Fahrer immer wahrgenommen, sofern er den Gurt angelegt hat, so dass seine Aufmerksamkeit automatisch und zuverlässig erhöht wird. Da die Aktivierung eines reversibel ansteuerbaren Gurtstraffers verschleißfrei erfolgt, kann der Fahrer auch bei geringerer Unfallwahrscheinlichkeit, also früher und öfter, gewarnt werden, was wesentlich zur Unfallvermeidung beiträgt.
  • Alternativ oder auch ergänzend zur Signalisierung mit Hilfe eines reversibel ansteuerbaren Gurtstraffers kann eine Gefahrensituation aber auch optisch und/oder akustisch signalisiert werden. Dafür können beispielsweise ein Display oder Signal-LEDs vorgesehen sein. Es kann auch eine bereits im Fahrzeug vorhandene Lautsprechereinrichtung genutzt werden.
    • Zeichnung
  • Wie bereits voranstehend ausführlich erörtert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird einerseits auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung verwiesen.
  • Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit einem Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erläuterung des Zusammenwirkens der einzelnen Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispiels
  • Im oberen Teil der einzigen Figur sind die einzelnen Komponenten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Signalisieren von Gefahrensituationen in einem Kraftfahrzeug und deren Zusammenwirken in Form eines Blockdiagramms dargestellt. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Signalisieren von Gefahrensituationen in einem Kraftfahrzeug, das mit Hilfe einer solchen Vorrichtung durchgeführt werden kann, ist im unteren Teil der einzigen Figur als Flussdiagramm dargestellt, wobei den einzelnen Verfahrensschritten die entsprechenden Komponenten der Vorrichtung zugeordnet sind.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst Mittel zum kontinuierlichen Überwachen der Umfeldsituation des Kraftfahrzeugs, die nachfolgend unter dem Begriff Sensorik 1 zusammengefasst werden.
  • Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Sensorik 1 mehrere Short- Range-Radar Sensoren zum Erfassen der Abstände zwischen dem Fahrzeug und Objekten im Umfeld des Fahrzeugs, wobei zumindest einer dieser Sensoren im Bereich der Fahrzeugschnauze angeordnet ist. Zusätzlich kann die Sensorik 1 auch Mittel zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs und der Positionen von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs umfassen. Zur Erfassung des Zeitverhaltens des Fahrzeugs selbst und aller relevanten Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs können ferner Mittel zum Erfassen der Geschwindigkeit und Beschleunigung des Fahrzeugs und der Objekte im Umfeld des Fahrzeugs vorgesehen sein sowie Mittel zum Bestimmen des Lenkwinkels des Fahrzeugs. Soll die Beschreibung der Umfeldsituation auch eine Klassifizierung der Objekte im Umfeld des Fahrzeugs liefern, so muss die Sensorik 1 auch Mittel zum Erfassen dafür geeigneter Parameter umfassen.
  • Die Sensorik 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird - wie bereits erwähnt - zum kontinuierlichen Erfassen von Situationsdaten zur kontinuierlichen Überwachung der Umfeldsituation eingesetzt, was im Verfahrensschritt 10 des Flussdiagramms erfolgt.
  • Der Sensorik 1 der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Auswerteeinheit 2, beispielsweise in Form eines Kleinrechners, nachgeschaltet, der sämtliche erfassten Situationsdaten zugeführt werden. Auf der Basis der Situationsdaten wird im Verfahrensschritt 20 eine Situationsanalyse durchgeführt, die nicht nur eine Situationsbeschreibung liefert sondern auch eine Crashprädiktion ermöglicht. Dabei wird die Wahrscheinlichkeit für eine bevorstehende Kollision des Kraftfahrzeugs ermittelt. Mit Hilfe der Sensorik 1 und der Auswerteeinheit 2 werden also mögliche Kollisionspartner in der Umgebung des Fahrzeugs frühzeitig erkannt. Außerdem wird deren Verhalten kontinuierlich erfasst, so dass es über eine gewisse Zeit extrapoliert werden kann.
  • Übersteigt die Wahrscheinlichkeit für eine Kollision einen vorgegebenen Wert, d. h. wird bei der Situationsanalyse erkannt, dass mit hoher Sicherheit eine Kollision bevorsteht, so wird die Gefahrensituation im Verfahrensschritt 30 über mindestens eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (Human-Machine-Interface - HMI) 3 bis 6 signalisiert. In einer einfachsten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird lediglich signalisiert, dass eine Gefahrensituation vorliegt. Da die Situationsanalyse aber in der Regel auch Informationen über die Art der Gefahrensituation liefert, wie beispielsweise die Kollisionsposition, den Kollisionswinkel und den Abstand zum Kollisionspartner bzw. die Zeit bis zur Kollision, kann auch eine differenziertere Signalisierung der Gefahrensituation erfolgen. Die Warnung des Fahrers erfolgt also auf der Grundlage einer Schätzung des Objektverhaltens eines möglichen Kollisionspartners.
  • Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel stehen ein reversibel ansteuerbarer Gurtstraffer 3, Signal-LEDs 4 als optische Signalmittel und Lautsprecher 5 als akustische Signalmittel zur Verfügung, die direkt von der Auswerteeinheit angesteuert werden. Mit 6 ist angedeutet, dass die Vorrichtung zusätzlich noch weitere Signalmittel umfassen kann.
  • Optische und akustische Signale können aufgrund von Umgebungseinflüssen im Fahrzeuginnenraum, wie z. B. blendender Sonneneinstrahlung oder lauter Musik, nicht immer zuverlässig wahrgenommen werden. Deshalb wird im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, einen reversibel ansteuerbaren Gurtstraffer 3 zur Signalisierung von Gefahrensituationen einzusetzen. Da eine vom Sicherheitsgurt ausgeübte Krafteinwirkung immer wahrgenommen wird, eignet sich ein reversibel ansteuerbarer Gurtstraffer besonders gut, um dem Fahrer eine Gefahrensituation zu signalisieren. Alternativ zu der in der einzigen Figur dargestellten Möglichkeit der Ansteuerung über die Auswerteeinheit, kann ein solcher Gurtstraffer auch über das - dann ebenfalls an die Auswerteeinheit angeschlossene - Airbagsteuergerät angesteuert werden.
  • Kann der Fahrer eine Kollision vermeiden oder zumindest die signalisierte Gefahrensituation entschärfen, so generiert die Auswerteeinheit 2 nach erneuter Situationsanalyse ein Signal, mit dem die HMIs 3 bis 6 wieder deaktiviert werden.
  • Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich ein aufmerksamer Fahrer immer einen besseren Überblick von der Verkehrssituation verschaffen kann, als ein ausschließlich sensorbasiertes System. Dementsprechend kann er auch besser auf mögliche Gefahrensituationen reagieren, indem er geeignete Gegenmaßnahmen einleitet und/oder sich auf eine Kollision vorbereitet. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Aufmerksamkeit des Fahrers frühzeitig auf Gefahrensituationen gelenkt, so dass er auch frühzeitig reagieren kann.

Claims (13)

1. Verfahren zum Signalisieren von Gefahrensituationen in einem Kraftfahrzeug,
bei dem die Umfeldsituation des Kraftfahrzeugs durch kontinuierliches Erfassen und Auswerten von Situationsdaten kontinuierlich überwacht und analysiert wird, um die Wahrscheinlichkeit für eine bevorstehende Kollision des Kraftfahrzeugs zu ermitteln, und
bei dem eine Gefahrensituation über mindestens eine Mensch-Maschine- Schnittstelle (Human-Machine-Interface - HMI) signalisiert wird, wenn die Wahrscheinlichkeit einen vorgegebenen Wert übersteigt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrensituation aufgrund der Analyse der Umfeldsituation spezifiziert wird und entsprechend differenziert signalisiert wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Überwachung der Umfeldsituation des Fahrzeugs
die Abstände zwischen dem Fahrzeug und Objekten im Umfeld des Fahrzeugs ermittelt werden,
die Position des Fahrzeugs und die Positionen der Objekte bestimmt werden,
die Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Fahrzeugs und der Objekte ermittelt werden,
der Lenkwinkel des Fahrzeugs bestimmt wird und/oder die Objekte klassifiziert werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen einer Gefahrensituation zumindest dem Fahrer über einen reversibel ansteuerbaren Gurtstraffer signalisiert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorliegen und ggf. auch die Art einer Gefahrensituation optisch und/oder akustisch signalisiert werden.
6. Vorrichtung zum Signalisieren von Gefahrensituationen in einem Kraftfahrzeug,
mit Mitteln zum kontinuierlichen Erfassen und Auswerten von Situationsdaten zum kontinuierlichen Überwachen und Analysieren der Umfeldsituation des Kraftfahrzeugs (1, 2) und
mit mindestens einer HMI (3 bis 6) zum Signalisieren einer Gefahrensituation.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Bestimmen der Abstände zwischen dem Fahrzeug und Objekten im Umfeld des Fahrzeugs vorgesehen sind, insbesondere Short-Range-Radar Sensoren, optisch aktive Systeme und/oder Videosysteme.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Bestimmung der Position des Fahrzeugs und der Positionen von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Bestimmen der Geschwindigkeiten und Beschleunigungen des Fahrzeugs und der Objekte im Umfeld des Fahrzeugs vorgesehen sind.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Bestimmen des Lenkwinkels des Fahrzeugs vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Klassifizieren der Objekte im Umfeld des Fahrzeugs vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest für den Fahrer ein reversibel ansteuerbarer Gurtstraffer (3) zum Signalisieren einer Gefahrensituation vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass optische und/oder akustische Signalmittel (4, 5)zum Signalisieren einer Gefahrensituation vorgesehen sind.
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