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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fahrzeugsicherheitssysteme.
Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Verhindern
unbeabsichtigter Fahrbahnabweichungen von Fahrzeugen wie Lastwagen
oder Personenwagen.
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Hintergrund der Erfindung
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Unbeabsichtigtes
Abweichen von einer Fahrbahn ist eine der Hauptursachen tödlicher
Verkehrsunfälle.
Es gibt viele Auslöser
für unbeabsichtigtes fahreraufmerksamkeitsbedingtes
Abweichen von der Fahrbahn, wie zum Beispiel Verwenden eines Mobiltelefons,
Wechseln von Radiosendern oder Einschlafen am Steuer.
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Herkömmliche
Fahrbahnabweichungs-Warnsysteme, wie beispielsweise das in der
EP 1 074 430 A1 Beschriebene,
sind ausgebildet, Unterschiede zwischen der Straße und Fahrbahnmarkierungen
auf der Straßenoberfläche zu erkennen.
Derartige Systeme umfassen eine Kamera zum überwachen der sichtbaren Fahrbahnmarkierungen und
einen Bildverarbeitungsprozessor, um die Fahrzeugposition bezüglich der
Fahrbahnmarkierungen zu bestimmen. Wenn ein Fahrzeug die Fahrbahnmarkierung überquert
oder im Begriff ist, sie zu überqueren,
stellt das Fahrbahnabweichungs-Warnsystem automatisch eine Warnung
an den Fahrer des Fahrzeugs bereit.
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Ein
weiteres Fahrbahnabweichungs-Warnsystem ist aus der
FR 2 759 647 A1 bekannt.
Das Fahrbahnabweichungs-Warnsystem beinhaltet eine Vielzahl von
Infrarot-Sendern
und Infrarot-Empfängern,
die an der Unterseite eines Fahrzeugs angebracht und auf die Straßenoberfläche gerichtet
sind. Wenn ein Fahrzeug eine Fahrbahnmarkierung überquert, erkennen die Infrarot-Sender
und -Empfänger einen Übergang
von der normalen Straßenoberfläche zu einer
Straßenoberfläche, auf
der Fahrbahnmarkierungen angeordnet sind. Sobald ein solcher Übergang
erfasst wird, gibt das Fahrbahnabweichungs-Warnsystem automatisch
eine Warnung an den Fahrer des Fahrzeugs aus.
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Die
WO 00/54008 A1 offenbart
ebenfalls ein Fahrbahnabweichungs-Warnsystem, das ein GPS- oder
DGPS-System zur Bestimmung der absoluten Position eines Fahrzeugs verwendet
und anschließend
die Fahrzeuglage bezüglich
der Begrenzungen einer Fahrstraße
bestimmt.
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Ebenfalls
bekannt sind Alarmsysteme zum Erzeugen einer Warnung, wenn ein Fahrer
als schläfrig
werdend befunden wird. Bei dem in der
EP 0 048 492 A2 beschriebenen Schläfrigkeits-Alarmsystem werden
verschiedene aktivitätsbezogene
Parameter wie der Lenkwinkel oder die Lenkfrequenz überwacht und
bewertet, um zu bestimmen, ob ein Fahrer schläfrig wird.
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Die
DE-103 11 518-A offenbart
ein Fahrbahnabweichungs-Warnsystem, das eine Aufmerksamkeit des
Fahrers berücksichtigt.
In diesem System wird die zu erwartende Fahrzeugspur bestimmt und
die zukünftigen
Reaktionen des Fahrers werden bei der Bestimmung mit einbezogen.
Die erwartete Fahrzeugspur wird dann mit erfassten Begrenzungsmarkierungen
verglichen.
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In
vielen Fällen
nähert
sich ein Fahrer eines Fahrzeugs absichtlich Fahrbahnmarkierungen
oder überquert
sie. Ein Nachteil konventioneller Fahrbahnabweichungs-Warnsysteme besteht
darin, dass in solchen Fällen
falsche Warnungen erzeugt werden können. Solche falschen Warnungen
sind nicht nur störend,
sondern können
auch die Fahrsicherheit negativ beeinflussen.
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Daher
ist es nachvollziebar, dass ein Bedürfnis für eine verbesserte Fahrbahnabweichungs-Warntechnik
verbleibt, die in der Lage ist, die Anzahl falscher Warnungen beim
bewussten Annähern
oder Überqueren
einer Fahrbahnmarkierung zu verringern.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum automatischen Erzeugen
eines Alarmsignals, welches auf eine unbeabsichtigte Fahrbahnabweichung
eines Fahrzeugs hinweist, bereitgestellt. Das Verfahren umfasst
die Schritte des Bestimmens eines ersten Parameters, der auf eine Position
einer Fahrbahnbegrenzung hinweist, und eines zweiten Parameters,
der auf einen Aufmerksamkeitspegel eines Fahrers des Fahrzeuges
hinweist, des Bestimmens einer virtuellen Fahrbahnbegrenzung auf
der Grundlage des ersten und des zweiten Parameters, des Bestimmens
der Fahrzeugposition bezüglich
der virtuellen Fahrbahnbegrenzung und des Erzeugens eines Alarmsignals
im Fall eines tatsächlichen
oder bevorstehenden Überquerens
der virtuellen Fahrbahnbegrenzung.
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Die
Entscheidung, ob ein Alarmsignal erzeugt werden soll oder nicht,
ist daher nicht von dem tatsächlichen
oder bevorstehenden Überqueren
der realen Fahrbahnbegrenzung (üblicherweise
eine Fahrbahnmarkierung, ein Bordstein, ein Seitenstreifen oder
etwas Ähnliches),
sondern vom Überqueren einer
virtuellen Fahrbahnbegrenzung abhängig. Die virtuelle Fahrbahnbegrenzung
stellt einen einstellbaren Toleranzbereich bereit, innerhalb dessen
tatsächliche Überquerungen
der Fahrbahnbegrenzung toleriert werden können. Mit anderen Worten, der
Toleranzbereich kann sich bezüglich
des Fahrzeugs jenseits der Fahrbahnbegrenzung erstrecken. Die virtuelle
Fahrbahnbegrenzung kann jedoch auch derart eingestellt werden, dass
sie sich nicht jenseits der Fahrbahnbegrenzung erstreckt, sondern
eine Pufferzone bereit stellt, die sicher stellt, dass das Fahrzeug einen
festen oder variablen minimalen Abstand zur Fahrbahnbegrenzung einhält.
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Die
Bereitstellung der virtuellen Fahrbahnbegrenzung hilft, falsche
Warnungen zu verringern, weil sie in Abhängigkeit des Aufmerksamkeitspegels
des Fahrers des Fahrzeugs eingestellt werden kann. Wenn der Fahrer
als aufmerksam (oder wachsam) befunden wird, kann die virtuelle
Fahrbahnbegrenzung mit der Fahrbahnbegrenzung zusammenfallen oder
sich sogar über
die Fahrbahnbegrenzung hinaus erstrecken. Mit anderen Worten, das Überqueren der
Fahrbahnbegrenzung durch einen aufmerksamen Fahrer wird akzeptiert
und keine falsche Warnung wird erzeugt. Wird der Fahrer andererseits
als nicht aufmerksam (oder nicht wachsam) befunden, dann kann die
virtuelle Fahrbahnbegrenzung derart eingestellt werden, dass das
Fahrzeug in einem Abstand von der Fahrbahnbegrenzung gehalten wird.
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Der
erste, auf die Fahrbahnbegrenzung hinweisende Parameter kann auf
die Position des Fahrzeugs auf der Straße hinweisen. Üblicherweise
weist der erste Parameter auf den lateralen Abstand zwischen der
Fahrbahnbegrenzung und dem Fahrzeug (d. h. die Position der Fahrbahnbegrenzung
bezüglich
des Fahrzeugs) hin.
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Der
zweite Parameter bezeichnet einen Aufmerksamkeitspegel (oder, was
gleichbedeutend sein kann, einen Wachsamkeitspegel) eines Fahrers
des Fahrzeugs. Die virtuelle Fahrbahnbegrenzung kann in Abhängigkeit
von Änderungen
des zweiten Parameters eingestellt werden. Diese Einstellung kann
in festen oder veränderlichen
Zeitabständen
durchgeführt
werden. Der Zeitabstand zwischen zwei aufeinander folgenden Einstellungen
kann in Abhängigkeit von
einem oder mehreren Faktoren eingestellt werden, beispielsweise
der Fahrzeit, seitdem das Fahrzeug in Bewegung gesetzt wurde, der
Umgebungshelligkeit, der Häufigkeit,
mit welcher der zweite Parameter bereitgestellt wird, usw..
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Das
Verfahren kann zusätzlich
den Schritt des Bestimmens des Aufmerksamkeitspegels umfassen. Der
Schritt des Bestimmens des Aufmerksamkeitspegels kann zwei oder
mehrere Unter-Schritte enthalten. In einem ersten Unter-Schritt
können
ein Kurzzeit-Grad, welcher auf ein oder mehrere Kurzzeit-Ereignisse
hinweist, und ein Langzeit-Grad, welcher auf ein oder mehrere Langzeit-Ereignisse
hinweist, bestimmt werden. Vorzugsweise beziehen sich der eine oder
die mehreren Kurzzeit-Ereignisse auf einen Ablenkungs-Zustand des
Fahrers des Fahrzeugs. Der eine oder die mehreren Langzeit-Ereignisse
können
auf einen Schläfrigkeitszustand
bezogen sein.
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Der
Kurzzeit-Grad kann häufiger
als der Langzeit-Grad aktualisiert werden. Der Langzeit-Grad kann
beispielsweise in der Größenordnung von
Sekunden oder Minuten aktualisiert werden, während der Kurzzeit-Grad im
Millisekunden-Bereich aktualisiert werden kann. Vorzugsweise wird
der Langzeit-Grad ungefähr
alle dreißig
Sekunden bis fünf
Minuten aktualisiert, und der Kurzzeit-Grad wird alle zehn bis hundert
Millisekunden aktualisiert.
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Der
Aufmerksamkeitsgrad kann aus dem Extremwert des Kurzzeit-Grades
und des Langzeit-Grades abgeleitet werden. Wenn beispielsweise ein
hoher Langzeit-Grad auf einen schläfrigen Fahrer und ein hoher
Kurzzeit-Grad auf einen abgelenkten Fahrer hinweist, dann kann der
Aufmerksamkeitspegel als ein Maximalwert des Langzeit-Grades und des Kurzzeit-Grades
bestimmt werden.
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Zusätzlich zu
dem ersten und dem zweiten Parameter können ein oder mehrere weitere
Parameter beim Bestimmen der virtuellen Fahrbahnbegrenzung bestimmt
und berücksichtigt
werden. Dementsprechend kann das Verfahren ferner den Schritt des
Bestimmens wenigstens eines auf das Fahrzeug bezogenen dritten Parameters
umfassen. Die virtuelle Fahrbahnbegrenzung kann dann auch in Abhängigkeit
des dritten Parameters eingestellt werden. Der wenigstens eine auf
das Fahrzeug bezogene dritte Parameter kann aus der Gruppe ausgewählt werden,
die aus Folgendem besteht: Fahrzeuggeschwindigkeit, laterale Geschwindigkeit
des Fahrzeugs, Lenkradwinkel, Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades,
Pedal-Betätigungszustand
und Pedal-Betätigungsweg.
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Bei
Berücksichtigen
zweier oder mehr Parameter kann die virtuelle Fahrbahnbegrenzung
zwischen einem oberen Wert und einem unteren Wert eingestellt werden.
In Abhängigkeit
des Aufmerksamkeitspegels kann die virtuelle Fahrbahnbegrenzung
näher an
den oberen Wert oder den unteren Wert bewegt werden. Beispielsweise
kann im Fall eines hochgradig aufmerksamen Fahrers die virtuelle Fahrbahnbegrenzung
auf den oberen Wert eingestellt werden. Andererseits kann der untere
Wert als virtuelle Fahrbahnbegrenzung ausgewählt werden, falls der Fahrer
als nicht aufmerksam befunden wird.
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Wenigstens
der obere Wert der virtuellen Fahrbahnbegrenzung kann einstellbar
sein. Der obere Wert kann beispielsweise abhängig vom ersten und dritten
Parameter eingestellt werden, und die Position der virtuellen Fahrbahnbegrenzung
zwischen dem oberen Wert und dem unteren Wert kann auf der Grundlage
des zweiten Parameters bestimmt werden.
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Die
vorliegende Erfindung kann als Software, als ein oder mehrere Teile
von Hardware oder als eine Kombination aus beidem implementiert
werden. Daher wird gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodeabschnitten
zur Durchführung
der einzelnen Schritte der Erfindung bereitgestellt, wenn das Computerprogramm
auf einer oder mehreren Computereinrichtungen abläuft. Das
Computerprogrammprodukt kann auf einem computerlesbaren Aufzeichnungsmedium
gespeichert sein.
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Gemäß noch einem
weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrbahnabweichungswarnsystem für Fahrzeuge
bereitgestellt. Das System umfasst eine Fahrbahnabweichungs-Erkennungseinheit
zur Bestimmung eines ersten Parameters, der auf eine Position einer
Fahrbahnbegrenzung hinweist, eine Fahreraufmerksamkeits-Überwachungseinheit zur Bestimmung
eines zweiten Parameters, der auf einen Aufmerksamkeitspegel eines
Fahrers des Fahrzeugs hinweist, eine Alarmeinheit und eine Alarmsteuerungseinheit
zur Bestimmung einer virtuellen Fahrbahnbegrenzung auf der Grundlage
des ersten und des zweiten Parameters zur Bestimmung der Position
des Fahrzeugs bezüglich
der virtuellen Fahrbahnbegrenzung und zur Aktivierung der Alarmeinheit
im Fall eines tatsächlichen
oder bevorstehenden Überquerens
der virtuellen Fahrbahnbegrenzung.
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Die
Fahreraufmerksamkeits-Überwachungseinheit
kann einen mit einem Lenkrad des Fahrzeugs verbundenen Sensor zur Überwachung
eines Lenkverhaltens enthalten. Zusätzlich oder alternativ dazu können einer
oder mehrere weitere Sensoren bereitgestellt sein, zum Beispiel
ein Geschwindigkeitssensor, einer oder mehrere Pedalsensoren und ähnliche.
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Das
Fahrbahnabweichungs-Warnsystem kann auf verschiedene Arten konfiguriert
sein. Es kann beispielsweise als ein optisches System konfiguriert
sein, das Bildverarbeitungsfähigkeiten
enthält, wie
in der
EP 1 074 430
A1 beschrieben ist. Solche optischen Systeme erfassen üblicherweise
Fahrbahnmarkierungen oder andere sichtbare Merkmale und bestimmen
die Position des Fahrzeugs bezüglich
der erfassten Merkmale. Die Fahrbahnabweichungs-Erkennungseinheit
muss jedoch nicht notwendigerweise als ein optisches System konfiguriert sein.
Sie kann alternativ oder zusätzlich
dazu auf andere Mechanismen gründen,
zum Beispiel Ultraschall-Techniken, die den Abstand zu dreidimensionalen
Objekten bestimmen. Es könnte
auch ein Ansatz ähnlich
zu dem in der
FR 2
759 647 A1 offenbarten Infrarot-Ansatz verwendet werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus einem Studium
der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen, in denen
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1 schematisch
die Verwendung einer virtuellen Fahrbahnbegrenzung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 ein
schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist;
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3 ein
schematisches Diagramm eines Verfahrens gemäß einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung ist; und
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4 ein
schematisches Diagramm eines Fahrbahnabweichungs-Warnsystems gemäß einer weiteren
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist.
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Detaillierte Beschreibung
bevorzugter Ausführungsbeispiele
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1 veranschaulicht
eine beispielhafte Anordnung der Erfindung. In dieser Anordnung
fährt ein Fahrzeug 100 auf
einer Fahrbahn 110 einer Straße 120. Die Fahrbahn 110 wird
von zwei Fahrbahnbegrenzungen 130, 140 begrenzt.
Eine erste Fahrbahnbegrenzung 130 wird durch den Rand eines
Bürgersteigs
oder durch eine Fahrbahnmarkierung in Form einer durchgezogenen
Linie gebildet. Die zweite Fahrbahnbegrenzung 140 ist eine
unterbrochene Fahrbahnmarkierung. Eine solche unterbrochene Fahrbahnmarkierung 140 trennt üblicherweise
zwei benachbarte Fahrbahnen voneinander.
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Ebenfalls
in 1 dargestellt ist eine virtuelle Fahrbahnbegrenzung 150,
die sich bezüglich
des Fahrzeugs 100 jenseits der ersten Fahrbahnbegrenzung 130 erstreckt.
Obwohl nicht in 1 gezeigt, könnte der zweiten Fahrbahnbegrenzung 140 auf
der anderen Seite des Fahrzeugs 100 eine ähnliche,
virtuelle Fahrbahnbegrenzung zugeordnet sein.
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Ein
Alarmsignal, das den Fahrer des Fahrzeugs 100 warnt, wird
durch ein dem Fahrzeug 100 zugeordnetes Fahrbahnabweichungs-Warnsystem (nicht
in 1 gezeigt) jedes Mal erzeugt, wenn das Fahrzeug 100 die
virtuelle Fahrbahnbegrenzung 150 überquert oder im Begriff ist,
sie zu überqueren.
In 2 ist ein Ablaufdiagramm 200 einer ersten
Ausführungsform
eines Verfahrens zum Erzeugen eines solchen Alarmsignals erzeugt.
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Das
Verfahren beginnt in Schritt 202 mit dem Bestimmen eines
ersten Parameters, der auf die Position der Fahrbahnbegrenzung 130 hinweist,
und eines zweiten Parameters, der auf einen Pegel einer Aufmerksamkeit
(oder Wachsamkeit) des Fahrers des Fahrzeugs 100 hinweist.
In einem folgenden Schritt 204 wird die Position der virtuellen
Fahrbahnbegrenzung 150 auf der Grundlage des ersten und des
zweiten Parameters bestimmt.
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Anschließend wird
in Schritt 206 die Position des Fahrzeugs 100 bezüglich der
virtuellen Fahrbahnbegrenzung 150 bestimmt. In einem letzten Schritt 208 wird
im Fall eines tatsächlichen
oder bevorstehenden Überquerens
der virtuellen Fahrbahnbegrenzung 150 das Alarmsignal erzeugt.
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Durch
fortlaufendes oder periodisches Wiederholen der Schritte 202–208 wird
die Position der virtuellen Fahrbahnbegrenzung 150, und
dadurch die Breite einer Pufferzone zwischen der ersten Fahrbahnbegrenzung 130 und
der virtuellen Fahrbahnbegrenzung 150, auf den momentanen
Aufmerksamkeitspegel des Fahrers eingestellt. Die Breite kann auf
Null oder unterhalb von Null (was bedeutet, dass die virtuelle Fahrbahnbegrenzung 150 so
gewählt wäre, dass
sie auf der Fahrbahn 110 der Straße liegt) gewählt werden,
falls der Fahrer als nicht aufmerksam befunden wird. Andererseits
kann im Fall eines aufmerksamen Fahrers eine maximale Breite gewählt werden.
Wie in dem in 1 dargestellten Szenario gezeigt
ist, kann es einem aufmerksamen Fahrer sogar erlaubt werden, die
erste Fahrbahnbegrenzung 130 absichtlich zu überqueren,
ohne ein Alarmsignal zu erzeugen, da sich die virtuelle Fahrbahnbegrenzung 150 jenseits
der ersten Fahrbahnbegrenzung 130 erstreckt.
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Im
Folgenden wird eine weitere Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf das schematische Diagramm 300 von 3 beschrieben.
Wie in 3 gezeigt ist, ist eine erste funktionale Komponente 310 zur
Bestimmung des Aufmerksamkeitspegels (oder eines darauf hinweisenden
Parameters) eines Fahrers bereitgestellt. Die funktionale Komponente 310 enthält eine
erste Unterkomponente 320 zur Schläfrigkeits-Bestimmung und eine zweite
funktionale Komponente 330 zur Ablenkungs-Bestimmung.
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Eine
weitere funktionale Komponente 340 bestimmt die Position
des Fahrzeugs auf der Straße bezüglich sowohl
einer oder mehrerer Fahrbahnbegrenzungen als auch der lateralen
Geschwindigkeit des Fahrzeugs (oder entsprechende, darauf hinweisende
Parameter). Eine dritte funktionale Komponente 350 in Form
eines Fachleuten bekannten CAN-Busses stellt eine Vielzahl von fahrzeugbezogenen
Parametern bereit. Die dritte funktionale Komponente 350 stellt
fahrzeugbezogene Parameter, wie zum Beispiel wenigstens eines einer
Fahrzeuggeschwindigkeit, eines Lenkradwinkels, einer Winkelgeschwindigkeit
des Lenkrades, eines Betätigungszustandes
eines oder mehrerer Pedale (wie des Brems-, Gas- und/oder Kupplungspedals)
und Informationen über
Pedal-Betätigungswege
(die anzeigen, wie weit ein Pedal niedergedrückt wurde, zum Beispiel innerhalb
eines Prozentbereichs von 0 bis 100%) bereit.
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Eine
vierte funktionale Einheit 360 ist ausgebildet, wenigstens
von den funktionalen Komponenten 310 und 340 empfangene
Signale auszuwerten, um zu bestimmen, ob ein Alarmsignal erzeugt
werden soll oder nicht.
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Der
Aufmerksamkeitspegel wird durch die funktionale Komponente 310 wie
folgt bestimmt. In einem ersten Schritt wird ein Schläfrigkeitsgrad
(oder -pegel) und ein Ablenkungsgrad (oder -pegel) bestimmt. Der
Schläfrigkeitsgrad
kann als ein Langzeit-Grad betrachtet werden, während der Ablenkungsgrad als
ein Kurzzeit-Grad betrachtet werden kann.
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Der
Schläfrigkeitsgrad,
als ein Langzeit-Grad, kann auf der Grundlage eines oder mehrerer
Parameter, die auf Langzeit-Ereignisse hinweisen, bestimmt werden.
Diese Parameter, die aus von den funktionalen Komponenten 340 und 350 empfangenen
Signalen abgeleitet sein können,
enthalten einen Lenkradwinkel, eine Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades
und den Abstand des Fahrzeugs von der Mitte der Fahr bahn (d. h.
den Abschnitt der Straße zwischen
der ersten Fahrbahnbegrenzung 130 und der zweiten Fahrbahnbegrenzung 140 von 1). Diese
drei Parameter werden Verarbeitungsoperationen unterworfen, um ein
Maß für die Schläfrigkeit
zu erhalten, wie zum Beispiel den Mittelwert der lateralen Fahrzeugposition
oder die Stärke
der hochfrequenten Anteile des Lenkrades. Diese Informationen werden
weiter verarbeitet, um einen Schläfrigkeitsgrad zu erhalten.
Der so erhaltene Schläfrigkeitsgrad kann
sich zwischen einem unteren Wert (wie 0) und einem oberen Wert (wie
2) bewegen, wobei der obere Wert darauf hinweist, dass der Fahrer
schläfrig
ist. Nachdem er ein Langzeit-Grad ist, wird der Schläfrigkeitsgrad
alle paar Sekunden oder Minuten aktualisiert. Vorzugsweise wird
der Schläfrigkeitsgrad
ungefähr
jede Minute aktualisiert.
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Der
Ablenkungsgrad, der ein Kurzzeit-Grad ist, wird auf der Grundlage
von Parametern bestimmt, die auf Kurzzeit-Ereignisse hinweisen.
Solche Parameter, die aus von den funktionalen Komponenten 340, 350 empfangen
Signalen abgeleitet werden können,
enthalten einen Lenkradwinkel, eine Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades,
eine laterale Geschwindigkeit, eine Position des Gaspedals und die Abstände des
Fahrzeugs zu den Fahrbahnbegrenzungen (Bezugszeichen 130 und 140 in 1).
Um ein Maß für die Ablenkung
zu erhalten, wird die Summe aus dem Quadrat des Lenkwinkels und
dem Quadrat der Winkelgeschwindigkeit des Lenkrades durch Drei geteilt.
Der so erhaltene Wert wird weiterverarbeitet, wobei einer oder mehrere
der oben dargelegten verbleibenden Kurzzeit-Parameter berücksichtigt werden,
um einen Ablenkungsgrad zu erhalten. Der Ablenkungsgrad kann sich
zwischen einem unteren Wert (wie 0) und einem oberen Wert (wie 2)
bewegen, wobei der obere Wert darauf hinweist, dass der Fahrer abgelenkt
ist. Nachdem er ein Kurzzeit-Grad ist, kann der Ablenkungsgrad alle
paar Millisekunden, vorzugsweise alle 40 Millisekunden, aktualisiert werden.
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Der
Schläfrigkeitsgrad
und der Ablenkungsgrad werden fortlaufend bestimmt (obwohl es offensichtlich
ist, dass sie auch in periodischen Abständen bestimmt werden können). Ebenfalls
fortlaufend bestimmt wird der Aufmerksamkeitspegel aus dem Schläfrigkeitsgrad
und dem Ablenkungsgrad. Vorzugsweise wird der Aufmerksamkeitspegel
ungefähr im
selben Zeitabstand wie der Kurzzeit-Grad, d. h. der Ablenkungsgrad,
bestimmt. Dies bedeutet in der vorliegenden Ausführungsform, dass der Aufmerksamkeitspegel
ungefähr
alle 40 Millisekunden bestimmt wird.
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Der
Aufmerksamkeitspegel kann unter Berücksichtigung des Schläfrigkeitsgrades
und/oder des Ablenkungsgrades bestimmt werden. In einer vorliegenden
Ausfüh rungsform
der Erfindung wird der Aufmerksamkeitspegel so gewählt, dass
er der größere Wert
des Schläfrigkeitsgrades
und des Ablenkungsgrades ist.
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Sobald
der Aufmerksamkeitspegel durch die funktionale Komponente 310 bestimmt
wurde, wird er in die funktionale Komponente 360 eingegeben.
Die funktionale Komponente 360 empfängt ferner fahrzeugbezogene
Parameter 370 von den funktionalen Komponenten 350 und 340.
Auf der Grundlage des Aufmerksamkeitspegels und fahrzeugbezogener
Parameter, wie der Position einer oder mehrerer Fahrbahnbegrenzungen,
bestimmt die funktionale Komponente 360 eine virtuelle
Fahrbahnbegrenzung wie die in 1 gezeigte
und eine Position des Fahrzeugs bezüglich der virtuellen Fahrbahnbegrenzung.
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Wenn
die funktionale Komponente 360 bestimmt, dass das Fahrzeug
die virtuelle Fahrbahnbegrenzung überquert oder im Begriff ist,
sie zu überqueren,
gibt sie ein Alarmsignal aus, um den Fahrer zu warnen. In einigen
Ausgestaltungen beinhaltet die funktionale Komponente ein Unscharfe-Logik-Gerät zum adaptiven
Bestimmen auf der Grundlage der Fahrcharakteristik des Fahrers,
wann ein Alarmsignal ausgegeben wird.
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4 zeigt
ein Fahrbahnabweichungs-Warnsystem 400 gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung. Das Fahrbahnabweichungs-Warnsystem kann in dem in 1 gezeigten Fahrzeug 100 enthalten.
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Das
Fahrbahnabweichungs-Warnsystem 400 umfasst eine Fahrbahnabweichungs-Erkennungseinheit 410 zum
Bestimmen eines ersten Parameters, der auf eine Fahrbahnbegrenzungsposition hinweist,
eine Fahreraufmerksamkeits-Überwachungseinheit 420 zum
Bestimmen eines zweiten Parameters, der auf einen Pegel der Aufmerksamkeit des
Fahrzeugfahrers hinweist, eine Alarmeinheit 430 und eine
Alarmsteuerungseinheit 440.
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Die
Alarmsteuerungseinheit 440 bestimmt eine virtuelle Fahrbahnbegrenzung
auf der Grundlage des von der Fahrbahnabweichungserkennungseinheit 410 bzw.
der Fahreraufmerksamkeitsüberwachung 420 empfangenen
ersten und zweiten Parameters. Sie bestimmt auch die Position des
Fahrzeugs bezüglich
der virtuellen Fahrbahnbegrenzung und aktiviert die Alarmeinheit 430 im
Fall eines tatsächlichen
oder bevorstehenden Überquerens
der virtuellen Fahrbahnbegrenzung. Die Alarmeinheit 430 kann
dazu ausgebildet sein, den Fahrer optisch und/oder akustisch zu
alarmieren. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Fahrbahnabweichungserkennungseinheit 410 als
ein bildverarbeitendes System ausgebildet, das eine Kamera und einen Bildverarbeitungsprozessor
enthält.
Die Kamera ist an der Windschutzscheibe, dem Armaturenbrett oder der
Oberseite des Fahrzeugs angebracht und verfolgt Fahrbahnbegrenzungen.
Die von der Kamera erzeugten Bildinformationen werden in den Bildverarbeitungsprozessor
eingespeist, der an die Alarmsteuerungseinheit 440 Informationen
bereitstellt, die auf die Position einer Fahrbahnbegrenzung hinweisen.
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Wie
aus dem oben stehenden offenbar wurde, verringert die Implementierung
einer virtuellen Fahrbahnbegrenzung, die auf der Grundlage eines Aufmerksamkeitspegels
eines Fahrers des Fahrzeugs eingestellt werden kann, Fehlalarme,
falls der Fahrer als aufmerksam befunden wird. Diese Verringerung
geht großteils
darauf zurück,
dass die Verwendung einer virtuellen Fahrbahnbegrenzung beabsichtigte
Fahrbahnüberquerungen
durch einen aufmerksamen Fahrer erlaubt.
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Während die
vorliegende Erfindung bezüglich
bestimmter Ausführungsformen
(die bestimmte Systemanordnungen und bestimmte Reihenfolgen von
Schritten innerhalb verschiedener Verfahren beinhalten) erklärt wurde,
ist für
Fachleute ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf
die hierin beschriebenen und veranschaulichten Ausführungsformen
beschränkt
ist. Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf ihre bevorzugten
Ausführungsformen
beschrieben wurde, ist es daher zu verstehen, dass diese Offenbarung
lediglich veranschaulichend ist. Demgemäss ist es beabsichtigt, dass
die Erfindung lediglich durch den Bereich der beigefügten Ansprüche beschränkt wird.