DE19818236A1 - Monitoring system for detecting a motor vehicle lane change - Google Patents
Monitoring system for detecting a motor vehicle lane changeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung eines Fahrspurwechsels eines Kraftfahrzeuges.The invention relates to a device for monitoring a lane change Motor vehicle.
Die Entwicklung hat in den letzten Jahren auf den Straßen zu einem rapiden Anstieg der Verkehrsdichte geführt. Daher sind sogenannte Fahrer-Assistenz-Systeme entwickelt worden, um den Fahrzeugführer in kritischen Situationen zu entlasten und auf Gefahren hinzuweisen.Development has increased rapidly on the streets in recent years Traffic density led. So driver assistance systems have been developed has been used to relieve the driver in critical situations and on hazards point out.
Aus der DE 43 13 568 ist ein Verfahren zur Leithilfe für einen Fahrspurwechsel von einer Momentanspur auf eine benachbarte Zielspur durch ein Kraftfahrzeug bekannt, beim dem der Vorraum und der Rückraum wenigstens der benachbarten Zielspur für den gewünsch ten Spurwechsel überwacht, die Abstände von dort detektierten Objekten und deren Ge schwindigkeiten gemessen, sowie daraus Sicherheitsabstände berechnet werden. Wenn alle gemessenen Abstände größer als die errechneten Sicherheitsabstände sind, wird dies als möglicher Spurwechsel erkannt. Der Fahrer wird dadurch weitgehend von Über wachungsaufgaben und einem Schätzen von Abständen und Geschwindigkeiten nachfol gender und vorausfahrender Fahrzeuge entlastet. Das Verfahren wird eingeleitet durch einen Aktivierungsschritt, der durch eine Betätigung eines Fahrtrichtungsanzeigehebels gebildet wird. Die Aktivierung des Systems erfolgt somit gleichzeitig mit dem Auslösen des Fahrtrichtungsanzeigers. Als Alternative kann vorgesehen sein, daß die Verfah rensaktivierung durch ein bloßes Antippen des Fahrrichtungsanzeigehebels erfolgt, ohne daß bereits die Fahrtrichtungsanzeige ausgelöst wird, so daß die anderen Verkehrsteil nehmer nicht durch die Absicht eines möglicherweise augenblicklich noch gar nicht reali sierbaren Spurwechsel irritiert werden. Die Fahrtrichtungsanzeige erfolgt dann erst, wenn eine Lücke für einen möglichen Spurwechsel erkannt und das eigene Fahrzeug die für den Spurwechsel erforderliche Position erreicht hat. Weiter ist es aus der Druckschrift bekannt, daß alternativ das System, das das Verfahren durchführt ständig aktiviert bleibt und lediglich die Datenausgabe an entsprechende Anzeigevorrichtung oder fahrzeug bewegungsregelnde Einrichtungen jeweils durch die Fahrrichtungsanzeigeanforderung aktiviert wird. Bei dieser Verfahrensweise sind die Rechner und die Datenleitungen stän dig belegt und bereit. Die Aufforderung zur Betätigung des Fahrtrichtungsanzeigers kann dem Fahrer auch durch die Vorraumüberwachung auf der Momentanspur vermittelt wer den, wenn hierbei festgestellt wird, daß sich ein Objekt in diesem Vorraumbereich befin det, welches sich langsamer in Fahrtrichtung bewegt als das eigene Fahrzeug. Nachteilig an dem bekannten Verfahren ist, daß dieses ein korrektes Verkehrsverhalten des Fahrers voraussetzt und bei verkehrswidrigen Verhalten nicht anspricht. Gerade aber verkehrs widriges Verhalten bei Überholvorgängen ist eine häufige Ursache für Verkehrsunfälle.DE 43 13 568 describes a method for guiding a lane change from one Current track to an adjacent target track known by a motor vehicle in which the anteroom and the back space of at least the neighboring target track for the desired one The lane change is monitored, the distances from objects detected there and their ge speeds are measured, and safety distances are calculated from them. If all measured distances are greater than the calculated safety distances recognized this as a possible lane change. The driver is largely over monitoring tasks and estimating distances and speeds relieves gender and vehicles in front. The procedure is initiated by an activation step, which is activated by operating a direction indicator lever is formed. The system is activated at the same time as it is triggered of the direction indicator. As an alternative it can be provided that the procedure activation by simply tapping the direction indicator lever without that the direction indicator is already triggered, so that the other traffic section not by the intent of a possibly not yet reali switchable lane changes are irritated. The direction of travel is only displayed when recognized a gap for a possible lane change and the own vehicle the for has reached the required lane change position. It is further from the publication known that, alternatively, the system that carries out the method remains constantly activated and only the data output to the corresponding display device or vehicle motion-regulating devices in each case by the direction of travel display request is activated. With this procedure, the computers and the data lines are constant dig occupied and ready. The request to actuate the direction indicator can who is conveyed to the driver by the vestibule surveillance on the momentary lane if it is determined that there is an object in this area det, which moves slower in the direction of travel than your own vehicle. Disadvantageous The known method is that this is a correct traffic behavior of the driver assumes and does not respond in the event of traffic behavior. Especially traffic Adverse behavior when overtaking is a common cause of traffic accidents.
Aus der DE 295 08 198 U1 ist eine optische bzw. optoelektronische Überholhilfe für Kraftfahrzeuge bekannt, bei der eine Kamera an der Außenseite des Kraftfahrzeuges oder am Rückspiegel angeordnet ist, um den Gegenverkehr besser beachten zu können.DE 295 08 198 U1 is an optical or optoelectronic overtaking aid for Motor vehicles known in which a camera on the outside of the motor vehicle or is arranged on the rear-view mirror in order to be able to take better account of oncoming traffic.
Aus der DE 197 15 519 ist ein Gerät zum Schätzen eines Schläfrigkeitsgrades eines Kraftfahrzeugführers bekannt, das ein Bildaufzeichnungsmittel zum Aufzeichnen von Bil dern eines Gesichtsbereiches des Fahrers, einschließlich eines Auges des Fahrers, und ein Schätzungsmittel zum Erfassen des Blinzelns des Auges des Fahrers aus den Bild daten des Bildaufzeichnungsmittels umfaßt. Das Gerät umfaßt weiter ein Erfassungsmittel zum Erfassen einer verstrichenen Zeit während eines Augenblinzelns als Blinzeldauer in Übereinstimmung mit den Bilddaten für den Gesichtsbereich, die durch das Bildaufzeich nungsmittel erhalten werden, ein Erhaltemittel zum Erhalten einer Häufigkeitsverteilung der Blinzeldauer, die während einer ersten vorbestimmten Zeitspanne nach einem Start des Fahrbetriebs des Fahrzeugs erfaßt werden, ein Setzmittel zum Setzen eines Schwellwertes in Übereinstimmung mit der Häufigkeitsverteilung zur Extraktion des lang samen Blinzelns des Auges, ein Berechnungsmittel zum Berechnen eines Auftrittsver hältnisses des langsamen Blinzelns während jeder zweiten vorbestimmten Zeitspanne nach einer Beendigung der ersten vorbestimmten Zeitspanne, wobei das Auftrittsverhältnis durch das Verhältnis einer Anzahl der Blinzelvorgänge mit einer Dauer dargestellt wird, deren Werte nicht kleiner als der Schwellwert sind, in Bezug auf eine Gesamtzahl der Blinzeldauer während der zweiten vorbestimmten Zeitspanne und ein Unterscheidungs mittel zum Unterscheiden des Schläfrigkeitsgrades des Fahrers in Übereinstimmung mit dem berechneten Auftrittsverhältnis.DE 197 15 519 describes a device for estimating a degree of drowsiness Motor vehicle driver known that an image recording medium for recording Bil a facial area of the driver, including an eye of the driver, and an estimation means for detecting the blinking of the driver's eye from the image data of the image recording medium. The device further comprises a detection means to record an elapsed time during blinking as blink duration in Correspondence with the image data for the facial area, which is recorded by the image a means for obtaining a frequency distribution the blink duration during a first predetermined period after a start of the driving operation of the vehicle are detected, a setting means for setting a Threshold in accordance with the frequency distribution for the extraction of the lang blinking the eye, a calculation means for calculating an occurrence ver ratio of slow blinking during every other predetermined period after an end of the first predetermined period of time, the occurrence ratio is represented by the ratio of a number of blinking processes with a duration, whose values are not less than the threshold in relation to a total number of Blink duration during the second predetermined period and a distinction means for distinguishing the drowsiness level of the driver in accordance with the calculated performance ratio.
Aus der DE 43 38 244 ist ein Gefahrenabwendungssystem für ein Kraftfahrzeug bekannt, mit einer Fahrzeugzustands-Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Fahrzeug zustandes, einer Fahrtumgebungs-Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Um gebung, in welcher das Fahrzeug sich bewegt, einer Fahrer-Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Fahrers und einer Gefahrenabwendungseinrichtung zur Durchfüh rung eines Gefahrenabwendungsvorganges, bei der eine Fahrt-Bewertungseinrichtung zur Bestimmung einer Gefahrensituation für das Fahrzeug vorgesehen ist, die so be schaffen ist, daß ihr von einer Fahrzeugszustands-Überwachungseinrichtung Daten über den Bewegungs- und Betriebszustand des Fahrzeuges und von einer Fahrtumgebungs- Überwachungseinrichtung Daten über die Umgebung zugeführt werden, und die Fahrt- Bewertungseinrichtung auf der Grundlage der von der Fahrzeugzustands-Überwa chungseinrichtung und der Fahrtumgebungs-Überwachungseinrichtung zugeführten Da ten das Gefahrenpotential bewertet und dann ein Steuersignal abgibt, wenn das Fahr zeug sich in einer Gefahrensituation befindet. Die Gefahrenabwendungs-Steuereinrich tung stellt fest, ob eine Gefahrenwahrnehmung des Fahrers stattfindet. Die Gefahren abwendungs-Steuereinrichtung wird von der Fahrt-Bewertungseinrichtung gesteuert und nur dann aktiviert, wenn diese eine Gefahrensituation feststellt. Weiter werden der Gefah renabwendungs-Steuereinrichtung Daten von der Fahrtumgebungs-Überwachungsein richtung und der Fahrer-Überwachungseinrichtung zugeführt, die dann ein Steuersignal nur abgibt, wenn die Gefahrenabwendungs-Steuereinrichtung anhand der zugeführten Daten feststellt, daß der Fahrer die Gefahrensituation nicht wahrnimmt, wobei das Steu ersignal der Gefahrenabwendungs-Steuereinrichtung zugeführt wird, um einen Gefahren abwendungs-Vorgang durchzuführen. Die Fahrer-Überwachungseinrichtung umfaßt einen Sichtliniendetektor, einen Blinzeldetektor, einen Blutdruck- und einen Pulssensor. Der Aufbau eines Sichtliniendetektors zur Erfassung der Blickrichtung des Fahrers mittels einer Videokamera ist beispielsweise aus der DE 41 22 752 bekannt.DE 43 38 244 discloses a hazard prevention system for a motor vehicle, with a vehicle condition monitoring device for monitoring the vehicle state, a driving environment monitoring device for monitoring the order in which the vehicle is moving, a driver monitoring device for monitoring the driver and a hazard prevention device for implementation tion of a hazard avoidance process in which a trip evaluation device is provided for determining a hazardous situation for the vehicle, so be create is that you from a vehicle condition monitoring device data on the movement and operating state of the vehicle and of a driving environment Monitoring device data are supplied about the environment, and the driving Evaluation device based on the from the vehicle condition monitoring Chungseinrichtung and the driving environment monitoring device supplied Da ten evaluated the hazard potential and then emits a control signal when driving is in a dangerous situation. The Danger Prevention Controller determines whether the driver perceives a hazard. The dangers turn control device is controlled by the travel evaluation device and only activated if it detects a dangerous situation. The danger continues Renewal control device data from the travel environment monitoring direction and the driver monitoring device, which is then a control signal only releases if the hazard avoidance control device based on the supplied Data determines that the driver is not aware of the dangerous situation, the tax ersignal the hazard prevention control device is supplied to a hazard to perform the averting process. The driver monitoring device includes one Line of sight detector, a blink detector, a blood pressure and a pulse sensor. Of the Setup of a line-of-sight detector to detect the driver's line of sight a video camera is known for example from DE 41 22 752.
Nachteilig an den bekannten Vorrichtungen zur Überwachung eines Fahrspurwechsels ist, daß diese von einem verkehrsgerechten Verhalten des Kraftfahrzeugführers ausge hen.A disadvantage of the known devices for monitoring a lane change is that this is based on a traffic-oriented behavior of the driver hen.
Der Erfindung liegt daher das technische Problem zugrunde, eine Vorrichtung zur Über wachung eines Fahrspurwechsels zu schaffen, bei der der Fahrer bei einem unkonzen trierten Fahrspurwechsel gewarnt wird.The invention is therefore based on the technical problem, a device for over to monitor a lane change, in which the driver at an unkonzen lane change is warned.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Merkmale des Patentanspru ches 1. Durch die Zuordnung eines optischen Bilderfassungssystems, mittels dessen zeitlich aufgelöst die Blickrichtung des Fahrers ermittelbar ist, kann überprüft werden, wie lange der Kraftfahrzeugführer im Rück- und/oder Außenspiegel den Verkehrsraum beob achtet hat, so daß bei einer zu flüchtigen bzw. unkonzentrierten Beobachtung bzw. gar keiner Beobachtung der Fahrer mittels einer Warneinrichtung gewarnt werden kann. The solution to the technical problem results from the features of the patent claim ches 1. By assigning an optical imaging system, by means of which If the driver's line of sight can be determined in a temporally resolved manner, it can be checked how for a long time the driver of the vehicle in the rear-view mirror and / or outside mirror observes the traffic area has taken care so that if the observation is too volatile or unfocused or even no observation of the driver can be warned by means of a warning device.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprü chen.Further advantageous embodiments of the invention result from the subclaims chen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Überwachung eines Fahrspurwechsels eines Kraftfahrzeuges.The invention is explained in more detail below on the basis of a preferred exemplary embodiment explained. The single figure shows a schematic block diagram of a device for Monitoring a lane change in a motor vehicle.
Die Vorrichtung 1 zur Überwachung eines Fahrspurwechsels eines Kraftfahrzeuges um faßt eine Einrichtung 2 zur Erfassung eines eingeleiteten Fahrspurwechsels, eine Ver kehrsraum-Überwachungseinrichtung 3, ein optisches Bilderfassungssystem 4, eine Auswerteeinheit 5, einen Speicher 6 und eine Warneinrichtung 7.The device 1 for monitoring a lane change of a motor vehicle comprises a device 2 for detecting an initiated lane change, a traffic area monitoring device 3 , an optical image detection system 4 , an evaluation unit 5 , a memory 6 and a warning device 7 .
Die Einrichtung 2 zur Erfassung eines eingeleiteten Überholvorganges wird durch ein Betätigungssignal 8 eines Fahrtrichtungsanzeigers aktiviert. Da jedoch nicht immer ge währleistet ist, daß vor einem Fahrspurwechsel der Fahrtrichtungsanzeiger bestätigt wird, werden der Einrichtung 2 Daten von Sensoren zugeführt, aus denen auf ein Fahrspur wechsel geschlossen werden kann, was hier jedoch nicht dargestellt ist. Als Sensoren kommen beispielsweise die ABS-Sensoren, der Drehwinkelgeber am Lenkrad und Abstandssensoren in Frage. Die Verkehrsraum-Überwachungseinrichtung 3 überwacht den umliegenden Verkehrsraum und kann beispielsweise aus einem Kamerasystem, Ra dar-, Lidarsensoren oder Kombinationen dieser Sensoren bestehen. Das optische Bil derfassungssystem 4 ist vorzugsweise als Kamera ausgebildet und dient zur zeitlich auf gelösten Ermittlung der Blickrichtung des Fahrers. Dazu ist die Kamera als mit einem elektronischen Kurzzeitverschluß versehene infrarotempfindliche Videokamera ausgebil det. Zur Beleuchtung des Auges des Kraftfahrzeugführers dient eine gepulste Infrarot lichtquelle, die mit der Videokamera synchronisiert ist und in den Öffnungszeiten des elektronischen Kameraschlusses abstrahlt. Das Bilderfassungssystem 4 kann als separate Baueinheit ausgebildet sein, oder aber auch Bestandteil der Verkehrsraum-Überwa chungseinrichtung 3 oder einer anderen Innenraum-Überwachungseinrichtung sein. Er faßt nun die Einrichtung 2 den Beginn eines Fahrspurwechsels, so wird von dieser die Verkehrsraum-Überwachungseinrichtung 3 aktiviert. Kontinuierlich ermittelt das Bilderfas sungssystem 4 die Blickrichtung des Kraftfahrzeugführers und überträgt an die Auswer teeinheit 5 den Zeitpunkt und die Dauer, die der Kraftfahrzeugführer in den Rück- und Außenspiegel geblickt hat. Diese werden mit einem in den Speicher 6 abgelegten Refe renzwert verglichen, wobei bei Unterschreitung des Referenzwertes die Warneinheit 7 angesteuert wird. Dabei kann der Referenzwert vom Verkehrsgeschehen abhängig sein, d. h. bei dichtem Verkehr ist der Referenzwert groß, wohingegen bei geringem Verkehrs aufkommen der Referenzwert geringer sein kann. Das Verkehrsgeschehen bzw. die Ver kehrsdichte läßt sich dabei aus den Daten der Verkehrsraum-Überwachungseinrichtung 3 ableiten. Ebenso kann die Auswerteeinheit 5 mit dem Speicher 6 durch eine Fuzzy-Logik ersetzt werden, um den Referenzwert fahreradaptiv zu ermitteln.The device 2 for detecting an initiated overtaking process is activated by an actuation signal 8 of a direction indicator. However, since it is not always guaranteed that the direction indicator is confirmed before a lane change, the device 2 data from sensors are supplied, from which a lane change can be concluded, which is not shown here. Examples of suitable sensors are the ABS sensors, the angle encoder on the steering wheel and distance sensors. The traffic area monitoring device 3 monitors the surrounding traffic area and can consist, for example, of a camera system, Ra dar, lidar sensors or combinations of these sensors. The optical image detection system 4 is preferably designed as a camera and is used to determine the driver's line of sight in a time-resolved manner. For this purpose, the camera is designed as an infrared-sensitive video camera provided with an electronic short-time shutter. To illuminate the driver's eye, a pulsed infrared light source is used, which is synchronized with the video camera and emits in the opening hours of the electronic camera closing. The image acquisition system 4 can be designed as a separate structural unit, or can also be part of the traffic space monitoring device 3 or another interior monitoring device. If the device 2 detects the start of a lane change, the traffic area monitoring device 3 is activated by it. The image acquisition system 4 continuously determines the line of sight of the motor vehicle driver and transmits to the evaluation unit 5 the point in time and the duration that the motor vehicle driver has looked in the rear-view and exterior mirrors. These are compared with a reference value stored in the memory 6 , the warning unit 7 being activated when the reference value is undershot. The reference value can be dependent on the traffic situation, ie the reference value is large in heavy traffic, whereas the reference value can be lower in the case of light traffic. The traffic situation or the traffic density can be derived from the data of the traffic area monitoring device 3 . Likewise, the evaluation unit 5 with the memory 6 can be replaced by fuzzy logic in order to determine the reference value in a driver-adaptive manner.
Claims (5)
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