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Stand der
Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fahrerinformation
bei Verlassen der Fahrspur.
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Warnsysteme,
welchen den Fahrer bei Verlassen der Fahrspur bzw. bei drohendem
Verlassen der Fahrspur warnen, sind im Stand der Technik bekannt.
Beispielsweise zeigt die
EP
1 074 430 A1 eine Vorgehensweise, bei welcher aufgrund
von Bildsensorsystemen die Fahrspur, auf der sich ein Fahrzeug bewegt,
ermittelt wird und der Fahrer gewarnt wird, wenn das Fahrzeug diese
Fahrspur verlässt
bzw. zu verlassen droht. Hinweise, wie eine derartige Warnung geeignet
erfolgen könnte,
werden nicht angegeben.
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Die
nicht vorveröffentlichte
deutsche Patentanmeldung 102 38 215.8 vom 21.08.2002 beschreibt
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fahrerinformation bzw. zur
Reaktion bei Verlassen der Fahrspur, wobei für das Auslösen der Warnung die aktuelle
Fahrsituation des Fahrzeugs zur Vermeidung von Fehlwarnungen berücksichtigt
wird. Dort wird angeregt, bei Verlassen der Fahrspur bzw. bei drohendem
Verlassen der Fahrspur zur Fahrerwarnung automatisch ein Blinkergeräusch vorzugeben, ferner
in einer Ausführung
den der Situation entsprechende Blinker einzuschalten.
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Aus
der ebenfalls nicht vorveröffentlichten
DE 102 59 862.2 vom 20.12.2002
ist eine Anordnung zur Steuerung eines Kraftfahrzeugblinkers bekannt, bei
welchem eine automatische Aktivierung bzw. Deaktivierung des Blinkers
in Abhängigkeit
einer videobasierten Fahrspurerkennung vorgenommen wird.
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Vorteile der
Erfindung
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Das
automatische Einschalten des Blinkers (darunter wird im Folgenden
je nach Ausführung
das Ansteuern der Blickereinrichtung oder das Erzeugen eines Blinkergeräuschs ohne
Ansteuerung der Blinker verstanden) bei Verlassen bzw. drohendem
Verlassen der Fahrspur und ggf. anschließendem automatischen Wiederausschalten
bei einer spurhaltenden Fahrerreaktion bzw. bei der nachfolgenden
Einhaltung einer Fahrspur warnt den Fahrer wirksam vor einem unbeabsichtigten
Spurwechsel und setzt bei der entsprechenden Korrektur die Warnung
wieder automatisch zurück.
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Ferner
ist vorteilhaft, dass die Warnung durch einen der Verkehrssituation
entsprechenden Warnton, nämlich
ein Blinkergeräusch
oder ein tatsächliches
Einschalten des Blinkers, verwendet wird, so dass bei Fehlwarnungen
durch das System eine höhere
Akzeptanz als bei der Verwendung von aggressiven Warntönen zu erwarten
ist.
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Besonders
vorteilhaft ist, dass zunächst
eine Warnung mittels eines Blinkergeräusches und dann bei fehlender
Reaktion des Fahrers, d.h. wenn anzunehmen ist, dass der Fahrer
einen Spurwechsel vornehmen will, ein Einschalten des Blinkers und
damit eine Signalisierung nach Außen erfolgt. Dadurch wird ein
ganzheitliches System zur Fahrwarnung beim Verlassen der Fahrspur
und zur Blinkersteuerung bereitgestellt.
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Dieses
System wird in vorteilhafter Weise dadurch ergänzt, dass bei Wiedereinhalten
der Fahrspur und/oder bei Abschluss des Spurwechsels, was beispielsweise
anhand eines Lenkwinkelsignals erkannt wird, eine Deaktivierung
der Blinkersteuerung und/oder eine Deaktivierung des Blinkergeräusches erfolgt.
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In
einer anderen Ausführung
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zunächst den Blinker anzusteuern
und dann bei fehlender Reaktion des Fahrers einen agressiveren Warnton
einzuschalten.
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen bzw.
aus den abhängigen
Patentansprüchen.
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Zeichnung
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsformen näher erläutert. 1 zeigt dabei ein Blockschaltbild einer
Vorrichtung zur Fahrerwarnung bei Verlassen bzw. drohendem Verlassen
der Fahrspur durch das Fahrzeug. In 2 ist
ein Ablaufdiagramm skizziert, in welchem eine bevorzugte Vorgehensweise
der Realisierung der Fahrerwarnung mittels Blinkersteuerung dargestellt
ist.
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Beschreibung
von Ausführungsbeispielen
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1 zeigt eine Vorrichtung,
welche zur Warnung des Fahrers bzw. zur Reaktion bei zukünftigem
Verlassen der Fahrspur des Fahrzeugs dient. Gezeigt ist eine Steuer-
bzw. Auswerteeinheit 10, welche eine Eingangsschaltung 12,
einen Mikrocomputer 14 sowie eine Ausgangsschaltung 16 aufweist. Diese
Elemente sind mit einem Bussystem zum gegenseitigen Datenaustausch
miteinander verbunden. Der Eingangsschaltung 12 werden
Eingangsleitungen von verschiedenen Messeinrichtungen zugeführt, über die
Messsignale bzw. Messinformationen übermittelt werden. Eine erste
Eingangsleitung 20 verbindet die Eingangsschaltung 12 mit
einem Bildsensorsystem 22, welches die Szene vor dem Fahrzeug
aufnimmt. Entsprechende Bilddaten werden über die Eingangsleitung 20 übermittelt.
Ferner sind Eingangsleitungen 24 bis 28 vorgesehen,
welche die Eingangsschaltung 12 mit Messeinrichtungen 30 bis 34 verbinden.
Bei diesen Messeinrichtungen handelt es sich beispielsweise um Messeinrichtungen
zur Messung der Fahrzeuggeschwindigkeit, zur Erfassung des Lenkwinkels,
der Gierrate sowie zur Erfassung weiterer Betriebsgrößen des
Fahrzeugs, welche im Zusammenhang mit der nachfolgend beschriebenen
Vorgehensweise Bedeutung haben. Über
die Ausgangsschaltung 16 und die Ausgangsleitung 36 wird
in einer Ausführung
wenigstens eine Warneinrichtung 38 angesteuert, beispielsweise eine
Warnlampe und/oder ein Lautsprecher für eine akustische Warnung oder
für eine
Sprachausgabe und/oder ein Display für die Anzeige eines Bildes. Darüber hinaus
ist eine Ausgangsleitung 40 vorgesehen, mit welchem eine
Steuerschaltung 42 zum Ansteuern der Blinker des Kraftfahrzeugs
und/oder zum Erzeugen eines Blinkergeräusch ansteuerbar ist, beispielsweise
ein Relais und/oder ein Geräuschgenerator.
Letzteres kann auch vom Mikrocomputer selbst ausgeführt werden,
so dass in dieser Ausführung
auf ein separates Bauteil verzichtet werden kann.
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Im
bevorzugten Ausführungsbeispiel
erfolgt die Erkennung der Fahrspurmarkierungen mit einem Bildsensorsystem,
vorzugsweise einem Kamerasystem. Durch Analyse der aufgenommenen
Bilder insbesondere anhand der Grauwerteverteilung, wird durch eine
Bildauswerteeinheit Randmarkierungen erkannt, deren Verlauf als
mathematische Funktion ermittelt wird.
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Aufgrund
der Informationen über
wenigstens eine Fahrbahnrandmarkierung, deren Verlauf als mathematische
Funktion dargestellt wird, sowie der beispielsweise aufgrund von
Lenkwinkel, etc. ermittelten zukünftigen
Trajektorie des Eigenfahrzeugs wird bei Schneiden oder unzulässigem Annähern dieser
beiden Funktionen ein zu erwartendes Verlassen der Fahrspur bestimmt.
Ist dies der Fall und liegt eine Fahrsituation vor, bei von einem
erhöhten
Gefahrenpotential bei Verlassen der Fahrspur auszugehen ist, wird
eine Warnung an den Fahrer ausgegeben.
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Oft
tritt die Situation auf, dass Fahrzeugführer bei einem Spurwechsel
nicht blinken oder vergessen, den Blinker zurückzusetzen. Durch ein solches Verhalten
können
Unfälle
provoziert werden, da dem nachfolgenden oder umgebenden Verkehr
kein Fahrspurwechsel angezeigt wird bzw. ein nicht stattfindender
Spurwechsel angezeigt wird. Ein automatisches Einschalten bzw. Ausschalten
des Blinkers verhindert dies und ermöglicht darüber hinaus die nachfolgend
beschriebene Warnstrategie bei dem oben skizzierten, sogenannten
Spurverlassenswarner (lane departure warning system, LDW). Dieses System
wird so erweitert, dass ein automatisches Einschalten des Blinkers
im Falle eines gewünschten Überfahrens
der Fahrspur erfolgt. Die Unterscheidung zwischen einem gewünschten
und einem unerwünschten Überfahren
der Spur wird aufgrund von Betriebsgrößen wie beispielsweise Lenkwinkel,
Fahrerzustandsinformationen, etc. getroffen, die beispielsweise
vom Spurverlassenswarner direkt gemessen oder über das fahrzeuginterne Bussystem übermittelt
werden. Ein automatisches Einschalten des Blinkers erfolgt beim
beabsichtigten Überfahren der
Spurbegrenzung. Dies ist dann gegeben, wenn der Fahrer bewusst die
Fahrspurmarkierung überfährt. Davon
wird ausgegangen, wenn nach automatischem Einschalten des Blinkers
keine Gegenreaktion erfolgt, sondern die Lenkwinkeländerung
im Sinne eines geplanten Spurwechsels aktiv aufrecht erhalten wird.
Je nach Ausführung
wird unter dem Einschalten des Blinkers die richtungskorrekte Ansteuerung
der Fahrzeugsblinker (inklusive Blinkergeräusch) oder die Erzeugung eines
Blinkergeräusch ohne
Ansteuerung der Blnker, vorzugsweise ebenfalls richtungskorrekt,
verstanden. Voraussetzung hierfür
ist, dass die Aktivierung des Blinkers bzw. des Blinkergeräusches vom
Fahrer deutlich wahrnehmbar ist. Mit anderen Worten muss die akustische,
optische oder haptische Warnung derart sein, dass der Fahrer auch
bei lauten Umgebungsgeräuschen und/oder
ungünstigen
Beleuchtungsverhältnissen die
Warnung erkennen kann.
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Bei
unbeabsichtigtem Überfahren
der Spur wird der Blinker ebenfalls angesteuert, wobei das Ansteuern
des Blinkers hier die erste Warnstufe darstellt. Reagiert der Fahrer
nicht und ist auch kein Spurwechsel erkennbar, wird in einer zweiten
Stufe der Warnstrategie zusätzlich
eine weitere optische, akustische oder haptische Warnung an den
Fahrer ausgegeben, die derart ausgestaltet ist, dass sie nicht mit
einer gewohnten Fahrsituation in Verbindung gebracht werden kann
und somit eine sehr deutliche Warnung darstellt (z. B. Nagelbandrattern).
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In
einer anderen Ausführung
wird in der ersten Warnstufe lediglich ein Blinkergeräusch erzeugt, ohne
den Blinker anzusteuern, und dann wenn keine Reaktion des Fahrers
auf das Blinkergeräusch
erfolgt, findet eine Ansteuerung des Blinkers (und eine damit verbundene
optische Warnung) statt.
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Die
Unterscheidung zwischen einem gewünschten und einem nicht gewünschten
Spurwechsel kann aufgrund der Rückmeldung
des Fahrers nach Ansteuerung des Blinkers bzw. des Blinkergeräuschs vorzugsweise
durch Auswertung des Lenkwinkelsensorsignals erfolgen.
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Bei
einer Ausführung,
bei welcher in der ersten Warnstufe eine Blinkergeräusch erzeugt
wird, wird der Blinkerton ausgeschaltet, wenn der Fahrer aufgrund
des Blinkertons gegenlenkt und wird die Fahrspur wiedereinhält. Reagiert
der Fahrer nicht ausreichend zum Einhalten der Fahrspur (d.h. es droht
weiterhin ein Verlassen der Fahrspur), wird zusätzlich der Blinker angesteuert.
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Bei
einer Ausführung,
bei welcher in der ersten Warnstufe bereits der Blinker angesteuert
wird, wird der Blinkerton ausgeschaltet, wenn der Fahrer gegenlenkt
und wird die Fahrspur wiedereinhält.
Reagiert der Fahrer nicht ausreichend zum Einhalten der Fahrspur
(d.h. es droht weiterhin ein Verlassen der Fahrspur), wird dann
zusätzlich
zum Blinken aktiv ein Warnton eingespielt.
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Bestätigt der
Fahrer den Spurwechsel durch aktiven Lenkeingriff (z.B. Veränderung
des Lenkwinkels entgegen der Richtung zum Fahrspureinhalten, d.h.
er überfährt dadurch
die Spurmarkierung), bleibt der Blinker eingeschaltet, wobei nach
Abschluss des Spurwechsels und nach Wiedergewinnen einer Fahrspur
der Blinker deaktiviert bzw. das Blinkergeräusch abgeschaltet wird. Diese
Fallunterscheidungen werden auf der Basis eines Signals eines Lenkwinkelsensors
und/oder eines Gierratensensors und/oder der Information des Spurverlassenswarners
selbst getroffen.
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Je
nach Richtung, in der der Spurwechsel bzw. das Überfahren der Spurmarkierungen
erfolgt, wird der rechte oder der linke Blinker angesteuert bzw.
das Blinkergeräusch
von der entsprechenden Fahrzeugseite ausgestrahlt.
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Zusammenfassend
ist festzustellen, dass abhängig
von der jeweiligen Richtung eine automatische Aktivierung des Blinkers
bzw. des Blinkergeräusches
auf der Basis der Fahrspurdaten eines Spurverlassenswarners erfolgt.
Nach automatischem Einschalten des Blinkers und fortgeführtem Überfahren der
Fahrspur wird kein weiterer Warnton eingeblendet, da der Fahrer
offensichtlich die Spur wechseln wollte. Die Aktivität des Blinkers
muss dafür
deutlich hörbar
sein. Bei gewünschtem
Spurwechsel betätigt der
Fahrer den Spurwechsel, indem er nicht gegenlenkt. Der Blinker wird
nach Beendigung des Spurwechsels, feststellbar beispielsweise durch
Auswerten des Lenkmittelsensorsignals, wieder zurückgesetzt
bzw. ausgeschaltet.
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Im
bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird die dargestellte Vorgehensweise mittels eines Programms eines
Mikrorechners des Spurverlassenswarnersystems realisiert. Ein solches
Programm ist anhand des Ablaufdiagramms der 2 skizziert. Das in 2 mittels des Ablaufdiagramms skizzierte Programm
wird in vorgegebenen Zeitintervallen durchlaufen. Im ersten Schritt 100 wird
ein Signal vom Spurverlassenswarner LDW eingelesen, welches anzeigt,
ob ein Überfahren
der Randmarkierung und wenn ja in welcher Richtung erfolgt ist oder
zu erfolgen droht. Ist dies nicht der Fall, wird im Schritt 102 ein
ggf. aktiviertes Blinkergeräusch
und/oder eine ggf. aktivierte Blinkeransteuerung deaktiviert und
das Programm zum nächsten
Zeitintervall wiederholt.
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Zeigt
das Signal des Spurverlassenswarners im Schritt 100 eine Überfahrung
oder drohende Überfahrung
der Randmarkierung an, so wird in Schritt 104 im gezeigten Ausführungsbeispiel
ein Blinkergeräusch
aktiviert, vorzugsweise raumorientiert auf der Seite, in deren Richtung
die Überfahrung
stattfindet bzw. droht. Daraufhin wird in Schritt 106 überprüft, ob eine
Fahrerreaktion beipsielsweise wie oben dargstellt erfolgt ist. Dies
wird vorzugsweise anhand des Lenkwinkelsignals oder eines Gierratensignals,
etc. vorgenommen, wobei ein entsprechender Lenkeinschlag detektiert
wird. Erfolgt keine oder eine nicht ausreichende Fahrerreaktion,
so wird von einem bewussten Spurwechsel ausgegangen und gemäß Schritt 108 richtungskorrekt
der entsprechende Blinker angesteuert. Danach wird das Programm
zum nächsten
Zeitpunkt wiederholt. Hat eine Fahrerreaktion stattgefunden, so
hat der Fahrer entweder auf die Warnung reagiert oder den Spurwechsel
abgeschlossen. In diesem Fall wird gemäß Schritt 110 das Blinkergeräusch und
ggf. der eingeschaltete Blinker deaktiviert. Danach wird das Programm
zum nächsten
Zeitintervall erneut durchlaufen.
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In
einem anderen Ausführungsbeispiel
wird bereits im Schritt 104 die Blinkeransteuerung vorgenommen
und dann bei nicht erkannter Fahrerreaktion im Schritt 106 ein
deutliches Warnsignal erzeugt, da dann angenommen werden kann, der
Spurwechsel findet ungewollt statt, während bei der erkannten Fahrerreaktion
im Schritt 106 von der Beendigung eines gewollten Spurwechsels
oder der Reaktion auf die Warnung ausgegangen werden kann und der Blinker
gemäß Schritt 110 deaktiviert
wird.