DE202016001441U1 - Lane departure warning system - Google Patents
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Abstract
Spurhalteassistenzsystem für ein Fahrzeug mit einer Umgebungssensorik (1) zum Erfassen der Position des Fahrzeugs (11) relativ zu einer Begrenzung einer von dem Fahrzeug befahrenen Fahrspur, einer Verarbeitungseinheit (4) zum Ermitteln einer zum Halten des Fahrzeugs (11) auf der Fahrspur geeigneten Lenkkorrektur (δR) und einer Fahrersensorik (7) zum Erfassen der Blickrichtung (12, 23) des Fahrers (13), wobei die Verarbeitungseinheit (4) an die Fahrersensorik (7) gekoppelt ist, um die Entfernung (d, d') eines Schnittpunkts (16, 24), an dem die Blickrichtung (12, 23) des Fahrers (13) die Oberfläche (14) der Fahrspur kreuzt, vom Fahrzeug (11) abzuschätzen und die Lenkkorrektur (δR) bei geringer Entfernung des Schnittpunkts (16, 24) größer als bei großer Entfernung festzulegen.A lane keeping assistance system for a vehicle having an environmental sensor system (1) for detecting the position of the vehicle (11) relative to a boundary of a lane traveled by the vehicle, a processing unit (4) for determining a steering correction suitable for keeping the vehicle (11) on the lane (δR) and a driver sensor system (7) for detecting the viewing direction (12, 23) of the driver (13), wherein the processing unit (4) is coupled to the driver sensor system (7) by the distance (d, d ') of an intersection point (16, 24), at which the direction of view (12, 23) of the driver (13) crosses the surface (14) of the traffic lane, from the vehicle (11) and the steering correction (δR) at a small distance of the intersection point (16, 24 ) greater than at long distance.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spurhalteassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug.The present invention relates to a lane keeping assistance system for a motor vehicle.
Ein Fahrerassistenzsystem, bei dem aus Daten einer Kamera oder eines Radarsystems eine Fahrspurbegrenzung erkannt und eine Warnung an den Fahrer ausgegeben wird, wenn das Fahrzeug die Fahrspurbegrenzung überschreitet, ist z. B. in
Dieses bekannte Fahrerassistenzsystem verwendet eine auf die Augen des Fahrers ausgerichtete Kamera, um die Blickrichtung des Fahrers zu ermitteln und anhand dieser Blickrichtung ein Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs zu identifizieren, das einer speziellen Überwachung unterzogen werden soll. Eine Verbesserung der Spurhalteassistenzfunktion ergibt sich aus der Überwachung eines solcherart spezifizierten Objekts nicht.This known driver assistance system uses a camera aimed at the eyes of the driver to determine the driver's line of sight and to identify, from this viewing direction, an object in the surroundings of the vehicle which is to be subjected to special monitoring. An improvement of the lane keeping assistance function does not result from the monitoring of such a specified object.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein verbessertes Spurhalteassistenzsystem zu schaffen.An object of the present invention is to provide an improved lane keeping assistance system.
Die Aufgabe wird einer Ausgestaltung der Erfindung zufolge gelöst, indem bei einem Spurhalteassistenzsystem für ein Fahrzeug, das eine Umgebungssensorik zum Erfassen der Position des Fahrzeugs relativ zu einer Begrenzung einer von dem Fahrzeug befahrenen Fahrspur, eine Verarbeitungseinheit zum Ermitteln einer zum Halten des Fahrzeugs auf der Fahrspur geeigneten Lenkkorrektur und eine Fahrersensorik zum Erfassen der Blickrichtung des Fahrers umfasst, die Verarbeitungseinheit an die Fahrersensorik gekoppelt ist, um die Entfernung eines Schnittpunkts, an dem die Blickrichtung des Fahrers die Oberfläche der Fahrspur kreuzt, vom Fahrzeug abzuschätzen und die Lenkkorrektur bei geringer Entfernung des Schnittpunkts größer als bei großer Entfernung festzulegen.The object is achieved according to an embodiment of the invention, in a lane keeping assistance system for a vehicle having an environment sensor system for detecting the position of the vehicle relative to a boundary of a lane traveled by the vehicle, a processing unit for determining a for holding the vehicle on the lane suitable steering correction and a driver sensor system for detecting the line of sight of the driver, the processing unit is coupled to the driver sensor system to estimate the distance of an intersection where the driver's line of sight crosses the surface of the lane of the vehicle and the steering correction at a small distance of the intersection greater than at long distance.
Wenn der Schnittpunkt weit vom Fahrzeug entfernt ist, kann davon ausgegangen werden, dass der Fahrer die Fahrbahn zwischen dem Schnittpunkt und dem Fahrzeug bereits wahrgenommen hat und bei der Planung seiner Lenkmanöver berücksichtigt, und dass zur Durchführung dieser Lenkmanöver ausreichend Zeit vorhanden ist. In einem solchen Fall sollte das Fahrerassistenzsystemen mit Lenkkorrekturen, egal ob sie lediglich dem Fahrer durch geeignete Signale nahegelegt oder durch Eingriff in die Lenkung aktiv vorgenommen werden, eher zurückhaltend sein. Wenn hingegen der Schnittpunkt nah am Fahrzeug liegt, kann davon ausgegangen werden, dass der Fahrer, z. B. aufgrund schlechter Sichtverhältnisse oder unvorhergesehenen Fahrbahnverlaufs, mit dem Navigieren auf kurze Entfernung beschäftigt ist und eventuell schnelle, heftige Lenkmanöver nötig sein können, um das Fahrzeug auf der Fahrspur zu halten, so dass in diesem Fall eine intensivere Unterstützung durch das Assistenzsystem hilfreich ist.If the intersection point is far from the vehicle, it can be assumed that the driver has already perceived the lane between the intersection and the vehicle and takes this into account when planning his steering maneuvers, and that sufficient time is available to carry out these steering maneuvers. In such a case, the driver assistance systems with steering corrections, whether they are merely suggested to the driver by appropriate signals or actively made by engaging in the steering, should be rather cautious. If, however, the intersection is close to the vehicle, it can be assumed that the driver, for. B. due to poor visibility or unforeseen road course, is busy with the navigation in the short distance and possibly fast, violent steering maneuvers may be necessary to keep the vehicle in the lane, so that in this case a more intensive assistance by the assistance system is helpful.
Die Unterstützung kann darin bestehen, eine Warnung auszugeben, wenn die Lenkkorrektur einen ersten Grenzwert überschreitet. Die Warnung kann optisch oder akustisch sein, bevorzugt ist eine haptische Warnung, z. B. in Form eines von der Verarbeitungseinheit über ein geeignetes Stellglied auf das Lenkrad ausgeübten Drehmoments, das vom Fahrer wahrgenommen werden und diesen veranlassen kann, in die von dem Drehmoment angezeigte Richtung zu lenkenThe assistance may be to issue a warning if the steering correction exceeds a first limit. The warning can be visual or audible, preferably a haptic warning, z. In the form of a torque applied to the steering wheel by the processing unit via a suitable actuator, which torque is perceived by the driver and which can cause the driver to steer in the direction indicated by the torque
Die Unterstützung kann -alternativ oder ergänzend zum oben beschriebenen Fall – darin bestehen, in die Lenkung des Fahrzeugs einzugreifen, wenn die Lenkkorrektur einen zweiten Grenzwert überschreitet.The assistance, alternatively or in addition to the case described above, may be to intervene in the steering of the vehicle when the steering correction exceeds a second limit.
Zum Erfassen der Blickrichtung kann die Fahrersensorik eine auf die Augen des Fahrers ausgerichtete Kamera umfassen.For detecting the viewing direction, the driver sensor system may comprise a camera directed toward the eyes of the driver.
Die Abschätzung der Entfernung eines Schnittpunkts, an dem die Blickrichtung des Fahrers die Oberfläche der Fahrspur kreuzt, kann allein auf der so erfassten Blickrichtung und der vereinfachenden Annahme basieren, dass die Fahrbahn des Fahrzeugs sich in einer zu Fahrzeuglängs- und -querrichtung parallelen, also gleichmäßig geneigten Ebene erstreckt. Ergänzend können jedoch auch Informationen über das Höhenprofil der Fahrbahn herangezogen werden, die z. B. von einem Fahrzeugnavigationssystem bereitgestellt werden können oder auf Daten der Umgebungssensorik wie etwa auf von einer Kamera aufgenommenen Bildern der Fahrbahn basieren können.The estimation of the distance of an intersection where the driver's line of sight crosses the surface of the traffic lane may be based solely on the viewing direction thus detected and the simplifying assumption that the roadway of the vehicle is parallel to vehicle longitudinal and transverse directions, ie evenly extending inclined plane. In addition, however, information about the height profile of the roadway can be used, the z. B. can be provided by a vehicle navigation system or based on ambient environment data such as images taken by a camera images of the road surface.
Die Fahrersensorik kann ferner eingerichtet sein, die Position des Kopfs des Fahrers in Längsrichtung des Fahrzeugs zu erfassen und so zu registrieren, ob sich dieser unwillkürlich nach vorn reckt, um eine bessere Sicht auf die Fahrbahn in der Nähe des Fahrzeugs zu haben. Diese Information kann von der Verarbeitungseinheit genutzt werden, um die Plausibilität einer auf der Blickrichtung basierenden Entfernungsberechnung zu überprüfen; im einfachsten Fall kann sie eine Überwachung der Augenstellung ersetzen, indem als Blickrichtung des Fahrers eine Linie angenommen wird, die sich von den Augen des Fahrers, die Vorderkante der Motorhaube streifend, zur Fahrbahnoberfläche erstreckt.The driver sensor system may further be configured to detect the position of the driver's head in the longitudinal direction of the vehicle and to register whether it is involuntarily stretching forward in order to have a better view of the roadway in the vicinity of the vehicle. This information can be used by the processing unit to check the plausibility of a view-based distance calculation; in the simplest case, it can replace eye position monitoring by assuming, as the driver's line of sight, a line extending from the driver's eyes, grazing the leading edge of the hood, to the road surface.
Die Fahrersensorik kann ferner eingerichtet sein, die Blickrichtung des Fahrers in azimutaler Richtung abzuschätzen. Die Verarbeitungseinheit kann dann, wenn die Blickrichtung von der Richtung der Fahrspur abweicht, eine kürzere Entfernung annehmen, als wenn die Blickrichtung mit der Richtung der Fahrspur übereinstimmt. Auf diese Weise kann berücksichtigt werden, ob der Fahrer die vor dem Fahrzeug liegende Fahrbahn im Blick hat oder ob gerade etwas anderes, wie etwa ein Rückspiegel, Anzeigeinstrumente oder Bedienelemente des Armaturenbretts seine Aufmerksamkeit in Anspruch nimmt, um in letzterem Falle wenn nötig früher zu warnen oder in die Lenkung einzugreifen.The driver sensor system can also be set up to estimate the driver's viewing direction in the azimuthal direction. The processing unit can, if the viewing direction from the direction of Lane deviates, take a shorter distance than if the line of sight coincides with the direction of the lane. In this way, it can be taken into account whether the driver is watching the road ahead of the vehicle, or whether something else, such as a rearview mirror, gauges or dashboard controls, is taking his or her attention to warn earlier if necessary in the latter case or intervene in the steering.
Die Verarbeitungseinheit kann an einen richtungssteuerbaren Scheinwerfer gekoppelt sein, um einen Strahl des Scheinwerfers nicht nur in an sich bekannter Weise in Abhängigkeit von einem an lenkbaren Rädern des Fahrzeugs eingestellten Lenkwinkel zu steuern, sondern ihn zusätzlich um eine Gierachse in Richtung der Lenkkorrektur abzulenken. Indem somit die Verarbeitungseinheit den Scheinwerfer in eine zum Halten des Fahrzeugs auf der Fahrspur geeignete Fahrtrichtung lenkt, fördert sie auch die innere Bereitschaft des Fahrers, in diese Richtung zu lenken.The processing unit may be coupled to a directional headlamp to control a beam of the headlamp not only in a conventional manner depending on a steering angle set to steerable wheels of the vehicle, but also to deflect it by a yaw axis in the direction of steering correction. Thus, by directing the headlamp into a direction of travel suitable for keeping the vehicle on the lane, the processing unit also promotes the driver's inner readiness to steer in that direction.
Wie die Lenkkorrektur selber sollte auch die Ablenkung des Strahls bei geringer Entfernung des Schnittpunkts größer sein als bei großer Entfernung.Like the steering correction itself, the deflection of the beam at a small distance of the point of intersection should be greater than at a long distance.
Der Strahl des Scheinwerfers kann ferner in Abhängigkeit von der Entfernung des Schnittpunkts um eine Nickachse schwenkbar sein. Indem die Neigung des Strahls bei geringer Entfernung stärker gemacht wird als bei großer Entfernung, kann dann, wenn der Fahrer auf die Fahrbahn in der Nähe des Fahrzeugs blickt, dieser Teil der Fahrbahn intensiver ausgeleuchtet werden, um so nicht nur dem Fahrer sondern auch der Umgebungssensorik das Erkennen des Fahrbahnverlaufs in der Nähe des Fahrzeugs zu erleichtern.The beam of the headlamp may also be pivotable about a pitch axis depending on the distance of the intersection. By making the inclination of the beam at a short distance greater than at a great distance, when the driver looks at the road near the vehicle, that part of the road can be illuminated more intensely, not only to the driver but also to the surrounding sensor to facilitate the detection of the lane course in the vicinity of the vehicle.
Die Aufgabe wird einer anderen Ausgestaltung der Erfindung zufolge gelöst durch ein Verfahren mit den Schritten
Erfassen der Position des Fahrzeugs relativ zu einer Begrenzung einer von dem Fahrzeug befahrenen Fahrspur, Abschätzen der Entfernung eines Schnittpunkts, an dem die Blickrichtung des Fahrers die Oberfläche der Fahrspur kreuzt, vom Fahrzeug,
Ermitteln einer zum Halten des Fahrzeugs auf der Fahrspur geeigneten Lenkkorrektur, wobei die Lenkkorrektur bei geringer Entfernung des Schnittpunkts größer als bei großer Entfernung festgelegt wird.The object is achieved according to another embodiment of the invention by a method with the steps
Detecting the position of the vehicle relative to a boundary of a lane traveled by the vehicle, estimating the distance of an intersection where the driver's line of sight crosses the surface of the lane of the vehicle,
Determining a steering correction suitable for holding the vehicle on the lane, the steering correction being set greater at a short distance of the intersection than at a long distance.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Computerprogramm-Produkt mit Programmcode-Mitteln, die einen Computer befähigen, zumindest als Verarbeitungseinheit in einem Spurhalteeassistenzsystem wie oben beschrieben zu arbeiten. Wenn gewünscht, können die Programmcode-Mittel den Computer auch befähigen, Aufgaben der Umgebungssensorik wie etwa das Identifizieren der Begrenzung einer Fahrspur in von einer Kamera gelieferten Bildern der Fahrbahn, oder der Fahrersensorik, wie etwa das Identifizieren der Augen in von einer Kamera gelieferten Bildern des Fahrers und das Berechnen der Blickrichtung zu übernehmen.The invention also relates to a computer program product with program code means which enable a computer to operate at least as a processing unit in a lane keeping assistance system as described above. If desired, the program code means may also enable the computer to perform environmental sensing tasks, such as identifying the boundary of a lane in camera-supplied lane images, or driver sensing, such as identifying the eyes in imagery delivered by a camera Driver and calculating the line of sight to take.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Computerlesbarer Datenträger, auf dem Programmanweisungen aufgezeichnet sind, die einen Computer befähigen, in der oben angegebenen Weise zu arbeiten.Another object of the invention is a computer readable medium on which program instructions are recorded which enable a computer to operate in the manner indicated above.
Nicht zuletzt ist Gegenstand der Erfindung ein Computersystem zum Einbau in einem Fahrzeug, mit Mitteln zum Erfassen der Position des Fahrzeugs relativ zu einer Begrenzung einer von dem Fahrzeug befahrenen Fahrspur, Mitteln zum Ermitteln einer zum Halten des Fahrzeugs auf der Fahrspur geeigneten Lenkkorrektur und Mitteln zum Erfassen der Blickrichtung des Fahrers, wobei die Mittel aneinander gekoppelt sind, um die Entfernung eines Schnittpunkts, an dem die Blickrichtung des Fahrers die Oberfläche der Fahrspur kreuzt, vom Fahrzeug abzuschätzen und die Lenkkorrektur bei geringer Entfernung des Schnittpunkts größer als bei großer Entfernung festzulegen.Last but not least subject of the invention is a computer system for installation in a vehicle, comprising means for detecting the position of the vehicle relative to a boundary of a lane traveled by the vehicle, means for determining a suitable for holding the vehicle on the lane steering correction and means for detecting the driver's line of sight, wherein the means are coupled to each other to estimate the distance of an intersection where the driver's line of sight crosses the surface of the lane from the vehicle and to set the steering correction at a greater distance from the intersection than at a long distance.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figures. Show it:
Eine Umgebungssensorik
Eine Verarbeitungseinheit
Die Verarbeitungseinheit
Bei der Festlegung der Lenkkorrektur δR kann die Formel zugrundegelegt werden. Sie berücksichtigt die Gierrate lWBκC, die erforderlich ist, um einer Fahrbahn mit der von der Bildauswerteeinheit
Um die Länge der vom Fahrer überblickten Wegstrecke DH abzuschätzen, ist die Verarbeitungseinheit
Einer Weiterentwicklung zufolge kann die Verarbeitungseinheit
Das Fahrzeugnavigationssystem
Die Bildauswerteeinheit
Ein Ausgang der Verarbeitungseinheit
Reagiert der Fahrer nicht, kann vorgesehen werden, dass die Verarbeitungseinheit
Es kann auch vorgesehen werden, dass bei Überschreitung eines geeignet festgelegten Grenzwerts der Lenkkorrektur δR die Verarbeitungseinheit
Einer vereinfachten Ausgestaltung zufolge überwacht die Kamera
Einer Weiterentwicklung zufolge sind richtungssteuerbare Scheinwerfer
Da der Beitrag ψ' proportional zur Lenkkorrektur δR ist, berücksichtigt er automatisch, wie weit der Fahrer die vor ihm liegende Fahrspur
Ein weiteres Stellglied kann vorgesehen sein, um der Verarbeitungseinheit
Es versteht sich, dass die obige detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen zwar bestimmte exemplarische Ausgestaltungen der Erfindung darstellen, dass sie aber nur zur Veranschaulichung gedacht sind und nicht als den Umfang der Erfindung einschränkend ausgelegt werden sollen. Diverse Abwandlungen der beschriebenen Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Rahmen der nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalenzbereich zu verlassen. Insbesondere gehen aus dieser Beschreibung und den Figuren auch Merkmale der Ausführungsbeispiele hervor, die nicht in den Ansprüchen erwähnt sind. Solche Merkmale können auch in anderen als den hier spezifisch offenbarten Kombinationen auftreten. Die Tatsache, dass mehrere solche Merkmale in einem gleichen Satz oder in einer anderen Art von Textzusammenhang miteinander erwähnt sind, rechtfertigt daher nicht den Schluss, dass sie nur in der spezifisch offenbarten Kombination auftreten können; stattdessen ist grundsätzlich davon auszugehen, dass von mehreren solchen Merkmalen auch einzelne weggelassen oder abgewandelt werden können, sofern dies die Funktionsfähigkeit der Erfindung nicht in Frage stellt.It should be understood that the foregoing detailed description and drawings, while indicating certain exemplary embodiments of the invention, are intended for purposes of illustration only and are not to be construed as limiting the scope of the invention. Various modifications of the described embodiments are possible without departing from the scope of the following claims and their equivalence range. In particular, go out of this Description and the figures also show features of the embodiments, which are not mentioned in the claims. Such features may also occur in combinations other than those specifically disclosed herein. Therefore, the fact that several such features are mentioned in the same sentence or in a different type of textual context does not justify the conclusion that they can occur only in the specific combination disclosed; instead, it is generally to be assumed that it is also possible to omit or modify individual ones of several such features, provided this does not call into question the functionality of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Umgebungssensorikambient sensor
- 22
- Kameracamera
- 33
- Bildauswerteeinheitimage evaluation
- 44
- Verarbeitungseinheitprocessing unit
- 55
- Tachometerspeedometer
- 66
- Sensorsensor
- 77
- Fahrersensorikdriver sensor
- 88th
- Kameracamera
- 99
- Bildauswerteeinheitimage evaluation
- 1010
- Mikroprozessorsystemmicroprocessor system
- 1111
- Fahrzeugvehicle
- 1212
- Blickrichtungline of sight
- 1313
- Fahrerdriver
- 1414
- Fahrbahnroadway
- 1515
- Augeeye
- 1616
- Schnittpunktintersection
- 1717
- FahrzeugnavigationssystemCar navigation system
- 1818
- Stellgliedactuator
- 1919
- Lenkspindelsteering shaft
- 2020
- Lenkradsteering wheel
- 2121
- Kupplungclutch
- 2222
- MotorhaubeEngine Hood
- 2323
- Blickrichtungline of sight
- 2424
- Schnittpunktintersection
- 2525
- Fahrspurlane
- 2626
- Fahrspurbegrenzunglane boundary
- 2727
- Fahrspurbegrenzunglane boundary
- 2828
- Stellgliedactuator
- 2929
- Scheinwerferheadlights
- 3030
- Strahlbeam
- 3131
- Radwheel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102011087459 A1 [0002] DE 102011087459 A1 [0002]
Claims (12)
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