EP1989094A1 - Assistenzsystem zur unterstützung eines fahrers - Google Patents

Assistenzsystem zur unterstützung eines fahrers

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Publication number
EP1989094A1
EP1989094A1 EP07726412A EP07726412A EP1989094A1 EP 1989094 A1 EP1989094 A1 EP 1989094A1 EP 07726412 A EP07726412 A EP 07726412A EP 07726412 A EP07726412 A EP 07726412A EP 1989094 A1 EP1989094 A1 EP 1989094A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
assistance system
driver
display
traffic
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07726412A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinz-Bernhard Abel
Hubert Adamietz
Jens Arras
Hans-Peter Kreipe
Bettina Leuchtenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aumovio Germany GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Technologies GmbH filed Critical Continental Automotive Technologies GmbH
Publication of EP1989094A1 publication Critical patent/EP1989094A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W50/16—Tactile feedback to the driver, e.g. vibration or force feedback to the driver on the steering wheel or the accelerator pedal

Definitions

  • the invention relates to an assistance system for assisting a driver of a motor vehicle with a plurality of traffic-relevant visual data supplying outside and inside ⁇ sensors (video sources), a downstream of the external and internal sensors object detection unit, an evaluation logic for evaluating the output of the object recognition unit and output channels whose output signals inform the driver by means of a human-machine interface.
  • Such assistance systems are among the most recent developments in the automotive industry. Limited clear line of sight ⁇ ratios and gauges, glare, poor or no recognizable people, animals and surprising Hin ⁇ obstacles on the road among the most common accidents. Such systems, which are becoming increasingly important, support the driver in a borderline area of human perception and thus help to reduce the risk of accidents. Two so-called. Night vision systems of the previously mentioned type are described in the automotive technical paper 11/2005, born 107 professional articles published "integration" of Night- vision and head-up display ". This Veröffentli ⁇ chung, however, are not satisfied Vice end concepts inferred that describe what actions to perform like or how the driver is informed when arise in the observation area critical driving situations. This, the driver must even afford by betrach it the video image offered or the recognized traffic signs (shown) ⁇ interpreted and interpreted.
  • This object is achieved according to the invention in that a decision unit is provided which, when a traffic-relevant object or a traffic-relevant situation is detected by the outside and inside sensors, displays the visual data with the output signals of the output channels informing the driver in terms of controlling or influencing the human Machine interface linked.
  • the decision unit when it detects a traffic-related object or a traffic-related situation through the exterior and interior sensors on the man-machine interface creates a visual, acoustic or haptic He ⁇ eignis.
  • An advantageous development of the subject invention provides that the visual event is formed by a Videodar ⁇ position, are highlighted in the recognized objects by coloring whose nature depends on the risk potential of the detected objects.
  • the video presentation forms a basis for the visual output.
  • the risk potential resulting in a further development of the invention From ⁇ from the absolute distance of the detected object from the vehicle and the distance of the detected object from the predicted trajectory. It is particularly useful if the risk Potenti ⁇ al is represented by gradation of the brightness of the coloring or by different colors.
  • the video display is permanently displayed on a head-up display. Recognized objects are, as already mentioned, highlighted by coloring.
  • chen for example, Traffic Sign ⁇ , ACC functions, current vehicle speed or Wegleitinstrudictionen a navigation system.
  • the second variant is that the video presentation on a central information display z. B. a combination instrument and / or a center console display permanently ge ⁇ shows. Recognized objects are also highlighted in this embodiment by coloring, in addition to the coloring on the detected objects on the central information display a warning message (by symbol and text) is issued. To the driver's attention to the visible on the central information display source of danger to steer is output in addition ne on the head-up display ei ⁇ warning.
  • the third variant finally, the fact that the Vi ⁇ deodar ein shown tempo- rar on a central information display.
  • the activation of the outside vision system is indicated by a warning light in the instrument cluster of the vehicle.
  • a warning message is issued both on the central information display and in addition on the head-up display.
  • a significant increase in traffic safety is achieved in ei ⁇ ner other advantageous embodiment of the invention in that a virtual road course shown which corresponds to the real road course.
  • the virtual road course is graphically drawn and shown in perspective.
  • the road course information is obtained from the data of the infrared system, a downstream lane recognition and / or vehicle navigation map data.
  • An advantageous development of the subject invention provides that on the roadway, potential obstacles and / or danger objects are displayed.
  • a data processing system recognizes this from the camera data z.
  • the size of the obstacles and / or danger objects shown varies with their distance from the vehicle.
  • the representation of the obstacles and / or danger objects preferably varies by weighting as a function of the probability of collision. It is particularly useful when th between relevan ⁇ and irrelevant obstacles are distinguished.
  • the measures mentioned improve the quality of the visual presentation, especially on the head-up display.
  • Head-up display improves the readability due to the Kon ⁇ contrast ratios to the image background. At the same time the psychological stress of the driver is reduced.
  • the complicatenob ⁇ projects may be classified by color matching. The assignment of the colors can be done as follows:
  • acoustic events that are preferential ⁇ be formed by audio signals or voice messages. It is particularly advantageous if the manure units preferred amplitude or frequency of the tone signals in the decision ⁇ ⁇ or voice messages can be set by the driver.
  • the above-mentioned haptic event is manure units selected by the decision ⁇ that it initiates the driver an appropriate response.
  • the haptic event may be a vibration in the driver's seat, a vibration of the steering wheel or a vibration of the accelerator or brake pedal. Also in this case, it is particularly advantageous if in the decision ⁇ unit, the preferred amplitude or frequency of vibration by the driver is adjustable.
  • a further embodiment of the invention consists in that the decision unit has information about the condition of the vehicle, the driver's condition (eg the load, the fatigue %), the driver behavior and / or information on driver preferences such as the location of the display, Functional content, appearance ⁇ appearance u. like. be supplied.
  • the decision unit information about the vehicle speed, navigation data (u place. Time) and Informatio ⁇ nen on traffic information (traffic) u. be fed.
  • Fig. 1 is a simplified schematic representation of a
  • FIG. 2 shows the functional sequence of the processing of a video signal in the assistance system according to the invention.
  • ⁇ sistenzsystem is typically modular and con- sists essentially of a first and Situationserfas- sung module 1, a second or situation analysis module 2, a third decision module or a decision unit 3 and a fourth or human-machine Interface module 4.
  • Reference numeral 5 denotes ⁇ is provided in the example, the driver, whereas the loading ⁇ reference symbol 6 carries the only schematically indicated motor vehicle.
  • the first module 1 includes satellite sensors 11, for example radar sensors, the distances ⁇ drive to advance detect the vehicle and video sources 12, for example a video camera, which serves as a track determiner.
  • the output signals of the said components are fed to an object recognition block 13, in which the objects are detected algorithms using software ⁇ and the output of which is evaluated in a Ausretelogikblock 14 as to whether a relevant object or a relevant situation is detected or is not detected.
  • a relevant object or a relevant situation is detected or is not detected.
  • a relevant object ⁇ nen pedestrian Kings in the danger zone, a speed limit or the beginning called a construction site.
  • the information objects in question will be the first input ⁇ size of the decision unit 3 provided.
  • the situation detection module comprises 1 mecanical ⁇ sensors 15 and -videoettin 16, whose signals are processed in an image processing block 17 by means of suitable software algorithms to information, for example, represent the degree of driver load and a second
  • Ausenselogikblock 18 are supplied, whose output is provided as input to the second or situation analysis module 2 available.
  • the situation analysis module 2 includes a criteria record that includes both vehicle and driver status data 21 and personalizability data 22 that includes driver preferences for a display location, functional content, appearance, and the like.
  • the output of the Situationsanalysis- module 2 is supplied as a second input variable of the Oxfordsein ⁇ unit 3, the output of the fourth channels and control the human-machine interface module 5 or flexible influence. For this purpose, it works with visual (41), acoustic (42) or haptic output targets 43, which will be referred to as A n in the following description.
  • a head-up display (HUD) 411 As examples of the visual output destinations 41, a head-up display (HUD) 411, a combination meter 412, or a center console display 413 may be mentioned.
  • HUD head-up display
  • HUD1 As independent output destinations, permanently assigned display areas on the head-up display (HUD) as HUD1, HUD2 can be additionally extended.
  • the decision unit 3 also does the prioritization of a driving situation f (x), the vehicle functions and components by accessing the output destinations.
  • the output destinations are to be understood as a mathematically mappable function of the vehicle functions and components and are represented as a weighting function or decision tensor W (A x ) with:
  • Pi f (Oi, O 2 ,... O n ; Fi, F 2 ,... F n )
  • P 3 f (Oi, O 2 , ... O n ; Fi, F 2 , ... F n )
  • P 4 f (0i, O 2 , .. O n ; Fi, F 2 , ... F n )
  • the driver data which the decision-making unit learns through "measuring" serve to have a learning curve determined by the system as to how well the driver reacts to the selected output destinations in which situation f (x). This leads to an implied prioritization behavior of the vehicle functions and components in the output destination matrix W (A n ).
  • F D2 f (Di, D 2 , ..., D n )
  • F 2 W (F x ) * F D2 to
  • the driver data Di to D n are evaluated and weighted by their timing by the decision unit 3.
  • the driver data received in W (F x ) takes into account a typical driver unknown to the system.
  • a strategy for establishing better output behavior is to optimize for a faster response time of the driver in conjunction with the development of defined critical parameters of the vehicle functions and data. As a first approximation, both the response time and the time response of the critical parameters should be weighted equally.
  • a decision unit without Personali ⁇ tion can or without a self-optimizing logic concept vice ⁇ sets are.
  • examples play warning signals 421 or voice messages given ⁇ which the aforesaid acoustic output destinations 422 ⁇ .
  • the driver 5 can determine the general preferences of the acoustic signals 42 or 421/422, z. B. enter the driver preferred amplitude, frequency, etc.
  • the haptic output destinations 43 are selected by the decision unit 3 so that they provide an appropriate response of the
  • Initiate driver Both the amplitude and the frequency of haptic feedback are adjustable by the driver.
  • a considerable improvement of the visual representation is achieved in that a virtual road is displayed corresponding to the actual roads extending ⁇ and the drawn graphically and perspec ⁇ represented tivisch.
  • a video signal of a camera or infrared camera 25 of a downstream lane recognition 26 and of an object is shown in FIG. 2,
  • Traffic sign and obstacle detection 27 supplied for further processing. From the data of the lane recognition 26 and the map data of a vehicle navigation 28, the course of the road is calculated in function block 29. The calculation of graphical data and the drawing of the virtual view is carried out in the function block 30, the data of the object, traffic sign and obstacle detection 27 and other information, eg the map data of the vehicle navigation 28. B. on the driving speed or ACC information (see function block 31) are made available. The user 32 can make a selection from all representable functions groove ⁇ zereingabe / configuration by means of a further function block, and hence this display system its loading to adjust. The thus formed virtual road ⁇ course information is finally output on the head-up 411, the instrument cluster 412 and / or the center console display 413.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Assistenzsystem zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeuges mit mehreren, verkehrsrelevante visuelle Daten liefernden Außensicht- und Innensichtsensoren (Videoquellen), einer den Außensicht- und Innensichtsensoren nachgeschalteten Objekterkennungseinheit, einer Auswertelogik zum Auswerten der Ausgangsgröße der Objekterkennungseinheit sowie mit Ausgabekanälen, deren Ausgangssignale mittels einer Mensch-Maschine-Schnittstelle den Fahrer informieren. Um ein autonomes System vorzuschlagen, das entsprechend der erkannten Objekte eigenständig entscheidet, ob und wie der Fahrer informiert wird bzw. autonom in die Fahrdynamik eingreift, um z. B. eine Kollision zu vermeiden, sieht die Erfindung vor, dass eine Entscheidungseinheit (3) vorgesehen ist, die beim Erkennen eines verkehrsrelevanten Objektes oder einer verkehrsrelevanten Situation durch die Außensicht- (11, 12) und Innensichtsensoren (15, 16) die visuellen Daten mit den den Fahrer informierenden Ausgangssignalen der Ausgabekanäle im Sinne der Steuerung oder Beeinflussung der Mensch-Maschine-Schnittstelle (4) verknüpft.

Description

Beschreibung
Assistenzsystem zur Unterstützung eines Fahrers
Die Erfindung bezieht sich auf ein Assistenzsystem zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeuges mit mehreren, verkehrsrelevante visuelle Daten liefernden Außen- und Innen¬ sensoren (Videoquellen) , einer den Außen- und Innensensoren nachgeschalteten Objekterkennungseinheit, einer Auswertelogik zum Auswerten der Ausgangsgröße der Objekterkennungseinheit sowie mit Ausgabekanälen, deren Ausgangssignale mittels einer Mensch-Maschine-Schnittstelle den Fahrer informieren.
Derartige Assistenzsysteme gehören zu den jüngsten Entwick- lungen in der Automobilindustrie. Eingeschränkte Sichtver¬ hältnisse und Lichtraumprofile, Blendeffekte, schlecht oder gar nicht erkennbare Personen, Tiere und überraschende Hin¬ dernisse auf der Fahrbahn zählen zu den häufigsten Unfallquellen. Solche Systeme, die zunehmend an Bedeutung gewinnen, unterstützen den Fahrer in einem Grenzbereich der menschlichen Wahrnehmung und helfen damit, die Unfallgefahr zu senken. Zwei sog. Night-Vision-Systeme der vorhin genannten Art sind im in der Automobiltechnischen Zeitung 11/2005, Jahrgang 107 veröffentlichten Fachartikel "Integration" von Night- Vision und Head-up-Display" beschrieben. Dieser Veröffentli¬ chung sind jedoch keine zufrieden stellenden Konzepte entnehmbar, die beschreiben, welche Aktionen wie durchzuführen sind bzw. wie der Fahrer informiert wird, wenn sich in seinem Beobachtungsbereich fahrkritische Situationen ergeben. Dies muss der Fahrer selbst leisten, indem er das angebotene Videobild oder das erkannte (gezeigte) Verkehrszeichen betrach¬ tet und interpretiert.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein autono- mes System der eingangs genannten Gattung vorzuschlagen, das entsprechend der erkannten Objekte eigenständig entscheidet, ob und wie der Fahrer informiert wird bzw. autonom in die Fahrdynamik eingreift, um z. B. eine Kollision zu vermeiden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Entscheidungseinheit vorgesehen ist, die beim Erkennen eines verkehrsrelevanten Objektes oder einer verkehrsrelevanten Si- tuation durch die Außen- und Innensensoren die visuellen Daten mit den den Fahrer informierenden Ausgangssignalen der Ausgabekanäle im Sinne der Steuerung oder Beeinflussung der Mensch-Maschine-Schnittstelle verknüpft. Die Objekterkennung gewinnt ihre Daten aus einem Sensorsystem zur Außensicht des Fahrzeugs. Dies können im Einzelnen sein:
1. Infrarot-Nachtsichtkameras oder -sensoren
2. Tageslichtkameras
3. Ultraschall- und Radarsysteme 4. Lidar (Laser-Radar)
5. Andere, insbesondere bildgebende Sensoren.
Zur Konkretisierung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, dass die Entscheidungseinheit beim Erkennen eines verkehrsre- levanten Objektes oder einer verkehrsrelevanten Situation durch die Außen- und Innensensoren an der Mensch-Maschine- Schnittstelle ein visuelles, akustisches oder haptisches Er¬ eignis erzeugt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass das visuelle Ereignis durch eine Videodar¬ stellung gebildet ist, in der erkannte Objekte durch Einfär- bung hervorgehoben werden, deren Art vom Gefährdungspotential der erkannten Objekte abhängig ist. Die Videodarstellung bil- det eine Grundlage für die visuelle Ausgabe.
Das Gefährdungspotential ergibt sich bei einer weiteren Aus¬ führung der Erfindung aus der absoluten Entfernung des erkannten Objektes vom Fahrzeug und der Entfernung des erkann- ten Objektes von der vorhergesagten Fahrlinie. Dabei ist es besonders sinnvoll, wenn das Gefährdungspotenti¬ al durch Abstufung der Helligkeit der Einfärbung oder durch unterschiedliche Farben dargestellt wird.
Für die visuelle Ausgabe werden drei vorteilhafte Varianten vorgeschlagen :
Bei der ersten Variante wird die Videodarstellung auf einem Head-Up-Display permanent gezeigt. Erkannte Objekte werden, wie bereits erwähnt wurde, durch Einfärbung hervorgehoben.
Zusätzlich zur Außensichtdarstellung werden auf dem Head-Up- Display graphische Informationen, beispielsweise Verkehrszei¬ chen, ACC-Funktionen, aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit oder Wegleitinstruktionen eines Navigationssystems, dargestellt.
Die zweite Variante besteht darin, dass die Videodarstellung auf einem zentralen Informationsdisplay z. B. einem Kombiinstrument und/oder einem Mittelkonsolen-Display permanent ge¬ zeigt wird. Erkannte Objekte werden auch bei dieser Ausfüh- rungsvariante durch Einfärbung hervorgehoben, wobei zusätzlich zur Einfärbung bei den erkannten Objekten auf dem zentralen Informationsdisplay eine Warnmeldung (durch Symbol und Text) ausgegeben wird. Um die Aufmerksamkeit des Fahrers auf die auf dem zentralen Informationsdisplay sichtbare Gefahren- quelle zu lenken, wird zusätzlich auf dem Head-Up-Display ei¬ ne Warnmeldung ausgegeben.
Die dritte Variante besteht schließlich darin, dass die Vi¬ deodarstellung auf einem zentralen Informationsdisplay tempo- rar gezeigt wird. Dabei wird die Aktivierung des Außensicht- systems durch eine Kontrollleuchte im Kombiinstrument des Fahrzeugs angezeigt. Außerdem wird sowohl auf dem zentralen Informationsdisplay als auch zusätzlich auf dem Head-up- Display eine Warnmeldung ausgegeben.
Eine erhebliche Erhöhung der Verkehrssicherheit wird bei ei¬ ner anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht, dass ein virtueller Straßenverlauf dargestellt wird, der dem realen Straßenverlauf entspricht. Der virtuelle Straßenverlauf wird graphisch gezeichnet und perspektivisch dargestellt. Die Straßenverlaufsinformation wird aus den Daten des Infrarotsystems, einer nachgeschalteten Fahrspurer- kennung und/oder Kartendaten der Fahrzeugnavigation erhalten.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, dass sich auf der Fahrbahn befindende, potentielle Hindernisse und/oder Gefahrenobjekte dargestellt werden. Ein Datenverarbeitungssystem erkennt hierbei aus den Kameradaten z. B. Fußgänger, Radfahrer, Tiere usw. Die Größe der dargestellten Hindernisse und/oder Gefahrenobjekte variiert mit deren Entfernung vom Fahrzeug. Die Darstellung der Hindernisse und/oder Gefahrenobjekte variiert vorzugsweise durch eine Gewichtung in Abhängigkeit von der Kollisionswahrscheinlichkeit. Dabei ist es besonders sinnvoll, wenn zwischen relevan¬ ten und nicht relevanten Hindernissen unterschieden wird. Durch die genannten Maßnahmen wird eine Verbesserung der Qualität der visuellen Darstellung, insbesondere auf dem Head- up-Display, erreicht. Eine graphische Darstellung auf dem
Head-up-Display verbessert die Ablesbarkeit aufgrund der Kon¬ trastverhältnisse zum Bildhintergrund. Gleichzeitig wird die psychische Belastung des Fahrers reduziert. Die Gefahrenob¬ jekte können durch farbliche Anpassung klassifiziert werden. Die Zuordnung der Farben kann wie folgt erfolgen:
Grün: Keine Gefahr Gelb: Erhöhte Vorsicht Rot: Kollision möglich
In Abhängigkeit von der Dringlichkeit der intendierten Fahrerreaktion (ermittelt durch die Entscheidungseinheit) werden vorhin erwähnte akustische Ereignisse erzeugt, die vorzugs¬ weise durch Tonsignale oder Sprachmeldungen gebildet sind. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn in der Entschei¬ dungseinheit die bevorzugte Amplitude oder Frequenz der Ton¬ signale oder der Sprachmeldungen durch den Fahrer einstellbar ist. Das oben erwähnte haptische Ereignis wird von der Entschei¬ dungseinheit so gewählt, dass es eine angemessene Reaktion des Fahrers einleitet. Das haptische Ereignis kann eine Vib- ration im Fahrersitz, eine Vibration des Lenkrads oder eine Vibration des Fahr- oder Bremspedals sein. Auch in diesem Fall ist es besonders vorteilhaft, wenn in der Entscheidungs¬ einheit die bevorzugte Amplitude oder Frequenz der Vibration durch den Fahrer einstellbar ist .
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Entscheidungseinheit Informationen über den Zustand des Fahrzeugs, den Zustand der Fahrers (z. B. die Belastung, die Müdigkeit...) , das Fahrerverhalten und/oder Informationen über Präferenzen des Fahrers wie Anzeigeort, Funktionsinhalte, Er¬ scheinungsbild u. dgl . zugeführt werden. Außerdem können der Entscheidungseinheit Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit, Navigationsdaten (Ort u. Uhrzeit) sowie Informatio¬ nen über die Verkehrsinformation (Verkehrsfunk) u. dgl. zuge- führt werden.
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer
Ausführung des erfindungsgemäßen Assistenzsystems; und
Fig. 2 den Funktionsablauf der Verarbeitung eines Video¬ signals im erfindungsgemäßen Assistenzsystem.
Das in Fig. 1 vereinfacht dargestellte erfindungsgemäße As¬ sistenzsystem ist typischerweise modular aufgebaut und be- steht im Wesentlichen aus einem ersten bzw. Situationserfas- sungs-Modul 1, einem zweiten bzw. Situationsanalyse-Modul 2, einem dritten Entscheidungsmodul bzw. einer Entscheidungseinheit 3 sowie einem vierten bzw. Mensch-Maschine- Schnittstellen-Modul 4. Mit dem Bezugszeichen 5 wird im dar¬ gestellten Beispiel der Fahrer bezeichnet, während das Be¬ zugszeichen 6 das lediglich schematisch angedeutete Kraftfahrzeug trägt. Zur Vernetzung der Module dient ein im Fahr- zeug vorhandenes, nicht näher bezeichnetes Netzwerk bzw. Bus¬ system (CAN-Bus) . Das erste Modul 1 umfasst Außensensoren 11, beispielsweise Radarsensoren, die Abstände zum voraus fahren¬ den Fahrzeug erfassen, sowie Videoquellen 12, beispielsweise eine Videokamera, die als Spurerkenner dient. Die Ausgangs- Signale der genannten Komponenten werden einem Objekterkennungsblock 13 zugeführt, in dem die Objekte mittels Software¬ algorithmen erkannt werden und dessen Ausgangsgröße in einem Auswertelogikblock 14 dahin gehend ausgewertet wird, ob ein relevantes Objekt oder eine relevante Situation erkannt oder nicht erkannt wird. Als Beispiele der relevanten Objekte kön¬ nen Fußgänger im Gefahrenbereich, eine Geschwindigkeitsbegrenzung oder der Beginn einer Baustelle genannt werden. Die die Objekte betreffende Information wird als erste Eingangs¬ größe der Entscheidungseinheit 3 zur Verfügung gestellt.
Weiterhin umfasst das Situationserfassungs-Modul 1 Innensen¬ soren 15 sowie -videoquellen 16, deren Signale in einem Bildverarbeitungsblock 17 mittels geeigneter Softwarealgorithmen zu Informationen verarbeitet werden, die beispielsweise den Grad der Fahrerbelastung darstellen und die einem zweiten
Auswertelogikblock 18 zugeführt werden, dessen Ausgangsgröße als Eingangsgröße dem zweiten bzw. Situationsanalyse-Modul 2 zur Verfügung gestellt wird. Als Beispiel einer relevanten Situation kann die Fahrermüdigkeit genannt werden. Das Situa- tionsanalyse-Modul 2 enthält einen Kriteriendatensatz, der Zustandsdaten 21 sowohl des Fahrzeugs als auch des Fahrers sowie Personalisierbarkeitsdaten 22, die Präferenzen des Fahrers für einen Anzeigeort, Funktionsinhalte, Erscheinungsbild usw. beinhaltet. Die Ausgangsgröße des Situationsanalyse- Moduls 2 wird als zweite Eingangsgröße der Entscheidungsein¬ heit 3 zugeführt, deren Ausgabekanäle das vierte bzw. das Mensch-Maschine-Schnittstellen-Modul 5 steuern oder flexibel beeinflussen. Zu diesem Zweck wirkt sie mit visuellen (41), akustischen (42) oder haptischen Ausgabezielen 43 zusammen, die in der nachfolgenden Beschreibung mit An bezeichnet werden. Als Beispiele der visuellen Ausgabeziele 41 können ein Head-up-Display (HUD) 411, ein Kombiinstrument 412 oder ein Mittelkonsolen-Display 413 genannt werden. Als eigenständige Ausgabeziele können fest zugeordnete Anzeigeflächen auf dem Head-up-Display (HUD) als HUDl, HUD2 zusätzlich erweitert werden. Die Entscheidungseinheit 3 erledigt mit dem Zugriff auf die Ausgabeziele auch die Priorisierung einer Fahrsitua- tion f (x) , der Fahrzeugfunktionen und Komponenten. Die Ausgabeziele sind als mathematisch abbildbare Funktion der Fahrzeugfunktionen und Komponenten aufzufassen und werden als Wichtungsfunktion bzw. Entscheidungstensor W(Ax) dargestellt mit :
Ai = f(Oi, O2, .. On; Fi, F2, ... Fn; Di, D2, ... Dn) = W(Ai)
A2 = f(Oi, O2, .. On; Fi, F2, ... Fn; Di, D2, ... Dn) = W(A2)
A3 = f(0i, O2, .. On; Fi, F2, ... Fn; Di, D2, ... Dn) = W(A3)
A4 = f(0i, O2, .. On; Fi, F2, ... Fn; Di, D2, ... Dn) = W (A4) A5 = f(0i, O2, .. On; Fi, F2, ... Fn; Di, D2, ... Dn) = W(A5)
A6 = f(0i, O2, .. On; Fi, F2, ... Fn; Di, D2, ... Dn) = W(A6)
bis
An = f(0i, O2, .. On; Fi, F2, ... Fn; Di, D2, ... Dn) = W(An)
Dabei werden mit On Objekte der Außensicht, z. B. Fußgänger, Tier, entgegenkommendes Fahrzeug, Fahrzeug im toten Winkel ..., mit Fn durch intrinsische Daten definierte Fahrzeugzu- stände, z. B. Navigation, Außentemperatur, Verkehrsinformationen ... und mit Dn Zustände des Fahrers, z. B. Fahrergesichtserkennung, Müdigkeit, Puls, Art der Lenkradumfassung (Position und Kraft) ... bezeichnet.
Dazu kommt die Personalisierung Pn von Fahrzeugfunktionen und Komponenten durch den Fahrer auf die einzelnen Ausgabeziele. Auf die Fahrerzustandsdaten hat der Fahrer durch Personalisierung keinen Einfluss. Jedes Pn stellt also eine Personali¬ sierung eines Ausgabeziels mit den vom Fahrzeug zur Verfügung gestellten Funktionen und Komponenten wie folgt dar:
Pi = f(Oi, O2,.. On; Fi, F2,... Fn)
P2 = f(Oi, O2,.. On; Fi, F2,... Fn)
P3 = f (Oi, O2, ..On; Fi, F2, ...Fn) P4 = f(0i, O2,.. On; Fi, F2,... Fn)
P5 = f(0i, O2,.. On; Fi, F2,... Fn)
P6 = f(0i, O2,.. On; Fi, F2,... Fn)
bis
Pn = f (Oi, O2, ..On; Fi, F2, ...Fn)
Die Fahrerdaten, die die Entscheidungseinheit durch "Messen" erfährt, dienen dazu, eine Lernkurve vom System ermitteln zu lassen, wie gut der Fahrer auf die gewählten Ausgabeziele in welcher Situation f (x) reagiert. Das führt zu einem implizierten Priorisierungsverhalten der Fahrzeugfunktionen und Komponenten in der Ausgabezielmatrix W(An) . Dabei gilt:
ODI = f (Di,D2, ...,Dn) Oi = W(Fx) *0Di
0D2 = f (Di,D2, ...,Dn) O2 = W(Fx) *0D2 bis
0Dn = f (Di,D2, ...,Dn) On = W(Fx) *ODn
und
FDi = f (Di,D2, . . . ,Dn) Fi = W(Fx) *FDi
FD2 = f (Di,D2, . . . ,Dn) F2 = W(Fx) *FD2 bis
FDn = f (D1, D2, ...,Dn) Fn = W(Fx) *FDn
Dazu werden die Fahrerdaten Di bis Dn durch ihr Zeitverhalten von der Entscheidungseinheit 3 ausgewertet und gewichtet. Ei¬ ne zusätzliche Berücksichtigung des Zeitverhaltens der ein¬ zelnen Funktionen und Komponenten muss nicht erfolgen, da da- für jeweils eine eigenständige Fahrzeugfunktion bzw. Kompo¬ nente angelegt werden kann, z. B. Oi - Fußgänger in unkritischer Entfernung; O2 - Fußgänger in kritischer Entfernung; O3 - Fußgänger in gefährlichem Bereich. Die Fahrerdaten, die in W(Fx) eingehen, berücksichtigen einen typischen, dem System unbekannten Fahrer. Durch eine Speicherung der Datensätze kann das System anhand der Wichtungsmatrizen und der zugehörigen Antwortfunktion des Fahrerzustands (Speicherung des Zeitverlaufs), aufgrund des Verlaufs der kritischen von vor¬ her festgelegten Funktionen und Komponenten aufnehmen, wie das Reaktionsverhalten des Fahrers für eine derartige Situa¬ tion ist. Aus der W(Fx) wird durch eine Zuordnung zu einem bestimmten Fahrer N, der z. B. durch eine Fahrergesichtserkennung identifiziert wurde, ein W(FN) mit N = 1,2,3,... ge¬ speichert. Eine Entscheidung für das zukünftige Verhalten der Entscheidungseinheit kann z. B. mit Hilfe von Fuzzy Logik er¬ folgen. Dafür werden die aufgenommenen Datensätze jeder Fahrsituation mit Hilfe von unscharfen Mengen ausgewertet. Als Strategie für das Festlegen eines besseren Ausgabeverhaltens gilt eine Optimierung auf eine schnellere Antwortzeit des Fahrers in Verbindung mit der Entwicklung festgelegter kritischer Parameter der Fahrzeugfunktionen und Daten. In erster Näherung sollten sowohl die Antwortzeit als auch das Zeitverhalten der kritischen Parameter gleichwertig gewichtet werden .
Als Variante kann eine Entscheidungseinheit ohne Personali¬ sierung oder ohne ein selbst optimierendes Logikkonzept umge¬ setzt werden. In Abhängigkeit von der Dringlichkeit der intendierten Fahrerreaktion (ermittelt durch die Entscheidungseinheit 3) wer¬ den die vorhin genannten akustischen Ausgabeziele 42, bei- spielsweise Warntonsignale 421 oder Sprachmeldungen 422 aus¬ gegeben. In den im Situationsanalyse-Modul 2 abgelegten Kriteriendatensatz können durch den Fahrer 5 die generellen Präferenzen der akustischen Signale 42 bzw. 421/422, z. B. die vom Fahrer bevorzugte Amplitude, Frequenz usw. eingehen.
Als haptische Ausgabeziele 43 können z. B. Vibrationsmeldungen im Lenkrad 431, im Gas- oder Bremspedal 432, im Fahrer¬ sitz 433, u. U. in der Kopfstütze 434 verwendet werden. Die haptischen Ausgabeziele 43 werden von der Entscheidungsein- heit 3 so gewählt, dass sie eine angemessene Reaktion des
Fahrers einleiten. Sowohl die Amplitude als auch die Frequenz der haptischen Rückmeldungen sind vom Fahrer einstellbar.
Wie bereits erwähnt wurde, wird eine erhebliche Verbesserung der visuellen Darstellung dadurch erreicht, dass ein virtueller Straßenverlauf dargestellt wird, der dem realen Straßen¬ verlauf entspricht und der graphisch gezeichnet und perspek¬ tivisch dargestellt wird. Wie in Fig. 2 dargestellt ist, wird ein Videosignal einer Kamera bzw. Infrarotkamera 25 einer nachgeschalteten Fahrspurerkennung 26 sowie einer Objekt-,
Verkehrszeichen- und Hinderniserkennung 27 zur weiteren Verarbeitung zugeführt. Aus den Daten der Fahrspurerkennung 26 und den Kartendaten einer Fahrzeugnavigation 28 wird im Funktionsblock 29 der Straßenverlauf berechnet. Die Berechnung graphischer Daten und das Zeichnen der virtuellen Ansicht erfolgt im Funktionsblock 30, dem außer den Kartendaten der Fahrzeugnavigation 28 die Daten der Objekt-, Verkehrszeichen- und Hinderniserkennung 27 sowie weitere Informationen, z. B. über die Fahrgeschwindigkeit oder ACC-Informationen (s. Funk- tionsblock 31) zur Verfügung gestellt werden. Dabei kann der Benutzer mittels eines weiteren Funktionsblocks 32 zur Nut¬ zereingabe/Konfiguration eine Auswahl von allen darstellbaren Funktionen treffen und somit dieses Anzeigesystem seinen Be- dürfnissen anpassen. Die derart gebildete virtuelle Straßen¬ verlaufsinformation wird schließlich auf dem Head-up 411, dem Kombiinstrument 412 und/oder dem Mittelkonsolen-Display 413 ausgegeben .

Claims

Patentansprüche
1. Assistenzsystem zur Unterstützung eines Fahrers eines Kraftfahrzeuges mit mehreren, verkehrsrelevante visuelle Daten liefernden Außensicht- und Innensichtsensoren (Videoquellen) , einer den Außen- und Innensensoren nachgeschalteten Objekterkennungseinheit, einer Auswertelogik zum Auswerten der Ausgangsgröße der Objekterkennungseinheit sowie mit Ausgabekanälen, deren Ausgangssignale mittels einer Mensch-Maschine-Schnittstelle den Fahrer informieren, dadurch gekennzeichnet, dass eine Entscheidungseinheit (3) vorgesehen ist, die beim Erken¬ nen eines verkehrsrelevanten Objektes oder einer verkehrsrelevanten Situation durch die Außen- (11, 12) und Innensensoren (15, 16) die visuellen Daten mit den den
Fahrer informierenden Ausgangssignalen der Ausgabekanäle im Sinne der Steuerung oder Beeinflussung der Mensch- Maschine-Schnittstelle (4) verknüpft.
2. Assistenzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Entscheidungseinheit (3) beim Er¬ kennen eines verkehrsrelevanten Objektes oder einer verkehrsrelevanten Situation durch die Außen- (11, 12) und Innensensoren (15, 16) an der Mensch-Maschine- Schnittstelle (4) ein visuelles (41), akustisches (42) oder haptisches Ereignis (43) erzeugt.
3. Assistenzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das visuelle Ereignis (41) durch eine Videodarstellung gebildet ist, in der erkannte Objekte durch Einfärbung hervorgehoben werden, deren Art vom Ge- fährdungspotential der erkannten Objekte abhängig ist.
4. Assistenzsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , dass das Gefährdungspotential sich aus der absoluten Entfernung des erkannten Objektes vom Fahrzeug und der Entfernung des erkannten Objektes von der vor- hergesagten Fahrlinie ergibt .
5. Assistenzsystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , dass das Gefährdungspotential durch Abstufung der Helligkeit der Einfärbung oder durch unterschiedliche Farben dargestellt wird.
6. Assistenzsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Videodarstellung auf einem Head-Up-Display (411), einem Kombiinstrument (412) und/oder einem Mittelkonsolen-Display (413) perma¬ nent gezeigt wird.
7. Assistenzsystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , dass auf dem Head-Up-Display (411), dem Kombiinstrument (412) und/oder dem Mittelkonsolen- Display (413) zusätzlich graphische Informationen, bei¬ spielsweise Verkehrszeichen, ACC-Funktionen, aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit oder Wegleitinstruktionen eines Navigationssystems, dargestellt werden.
8. Assistenzsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Videodarstellung auf einem zentralen Informationsdisplay permanent ge- zeigt wird.
9. Assistenzsystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , dass auf dem zentralen Informationsdisplay eine Warnmeldung ausgegeben wird.
10. Assistenzsystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich auf dem Head-Up- Display (411), dem Kombiinstrument (412) und/oder dem Mittelkonsolen-Display (413) eine Warnmeldung ausgegeben wird.
11. Assistenzsystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , dass die Videodarstellung auf einem zentralen Informationsdisplay temporär gezeigt wird.
12. Assistenzsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , dass die Aktivierung des Außensichtsystems (11, 12) durch eine Kontrollleuchte im Kombinationsinstrument angezeigt wird.
13. Assistenzsystem nach Anspruch 11, dadurch gekenn- zeichnet , dass auf dem zentralen Informationsdisplay eine Warnmeldung ausgegeben wird.
14. Assistenzsystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet , dass eine zusätzliche Warnmeldung auf dem Head-Up-Display (411), dem Kombiin- strument (412) und/oder dem Mittelkonsolen-Display (413) ausgegeben wird.
15. Assistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet , dass ein virtueller Stra¬ ßenverlauf (33) dargestellt wird, der dem realen Stra- ßenverlauf entspricht.
16. Assistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet , dass sich auf der Fahr- bahn befindende, potentielle Hindernisse und/oder Gefah¬ renobjekte dargestellt werden.
17. Assistenzsystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Größe der dargestellten Hinder- nisse und/oder Gefahrenobjekte mit der Entfernung vom Fahrzeug variiert.
18. Assistenzsystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung der Hinder¬ nisse und/oder Gefahrenobjekte durch eine Gewichtung in Abhängigkeit von der Kollisionswahrscheinlichkeit vari¬ iert .
19. Assistenzsystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen relevanten und nicht rele¬ vanten Hindernissen unterschieden wird.
20. Assistenzsystem nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefahrenob¬ jekte durch farbliche Anpassung klassifiziert werden.
21. Assistenzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das akustische Ereignis (42) durch Tonsignale (421) oder Sprachmeldungen (422) gebildet ist .
22. Assistenzsystem nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in der Entscheidungseinheit (3) die bevorzugte Amplitude oder Frequenz der Tonsignale (421) oder der Sprachmeldungen (422) durch den Fahrer einstellbar ist.
23. Assistenzsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das haptische Ereignis (43) durch ei¬ ne Vibration im Fahrersitz (433), eine Vibration des Lenkrads (431) oder eine Vibration des Fahr- oder Brems- pedals (432) gebildet ist.
24. Assistenzsystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in der Entscheidungseinheit (3) die bevorzugte Amplitude oder Frequenz der Vibration durch den Fahrer einstellbar ist.
25. Assistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entschei¬ dungseinheit (3) Informationen über den Zustand des Fahrzeugs, das Fahrerverhalten und/oder Informationen über Präferenzen des Fahrers wie Anzeigeort, Funktions- inhalte, Erscheinungsbild u. dgl . zugeführt werden.
26. Assistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Entschei¬ dungseinheit (3) Informationen über die Fahrzeugge¬ schwindigkeit, Navigationsdaten (Ort u. Uhrzeit) sowie Informationen über die Verkehrsinformation (Verkehrsfunk) u. dgl. zugeführt werden.
27. Assistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aufgrund einer autarken intrinsischen Lernfähigkeit des Assistenzsys- tems die Interaktion der Mensch-Maschine-Schnittstelle und einhergehend die Informations- und Warnstrategie des Assistenzsystems an den Fahrer situativ optimiert und angepasst ist und wird.
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