Verfahren zur Spurhaltung eines Fahrzeugs Vehicle tracking method
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spurhaltung eines Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for tracking a vehicle according to the preamble of claim 1.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vielzahl von Verfahren und Systemen bekannt, welche dazu dienen, ein Fahrzeug, beispielsweise einen Lastkraftwagen, auf einer vorgegebenen Fahrspur zu halten und gegebenenfalls den Fahrer des Fahrzeugs zu warnen, wenn das Fahrzeug droht, diese gewünschte Fahrspur unplanmäßig zu verlassen. Derartige Systeme und Verfahren werden im Allgemeinen unter dem Oberbegriff „LDW" (La- ne Departure Warning) beziehungsweise „LKS" (Lane Keeping System) zusam engefasst und kommen vermehrt in Fahrzeugen zum Einsatz .A large number of methods and systems are known from the prior art which serve to keep a vehicle, for example a truck, in a predetermined lane and, if appropriate, to warn the driver of the vehicle if the vehicle threatens to unschedule this desired lane leave. Such systems and methods are generally summarized under the generic term “LDW” (lane departure warning) or “LKS” (lane keeping system) and are increasingly used in vehicles.
Die einfachste Variante derartiger Systeme beinhaltet ausschließlich das Informieren bzw. Warnen des Fahrers. Das System macht den nachlässigen Fahrer hierbei auf die Tatsache aufmerksam, dass das Fahrzeug demnächst die Fahrspur verlassen wird bzw. bereits verlassen hat. Davon in Kenntnis gesetzt, soll der Fahrer dann das Fahrzeug wieder in die vorgesehene Fahrspur lenken. Oftmals ist ein Warnen jedoch nicht mehr ausreichend, z.B. wenn der Fahrer vollkommen ermüdet ist oder bei der aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs die für den Fahrer zum Reagieren verbleibende Zeit nach erfolgter Warnung nicht lang genug ist, um die erforderlichen Gegenmaß-
nahmen einzuleiten. Zu diesem Zweck sind aus dem Stand der Technik Systeme bekannt, bei denen ein Warnmechanismus mit aktiven Eingriffsmaßnahmen gekoppelt ist, wie beispielsweise einem aktiven Lenkeingriff oder aktiven Bremseingriffen.The simplest variant of such systems only includes informing or warning the driver. The system alerts the careless driver to the fact that the vehicle will soon leave the lane or has already left it. Once informed of this, the driver should then steer the vehicle back into the intended lane. However, warning is often no longer sufficient, e.g. if the driver is completely tired or, given the current speed of the vehicle, the time left for the driver to react after the warning has been given is not long enough to take the necessary countermeasures. took initiate. For this purpose, systems are known from the prior art in which a warning mechanism is coupled with active intervention measures, such as, for example, an active steering intervention or active brake intervention.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 30 548 AI ist beispielsweise eine Lenksteuervorrichtung bekannt, welche in Abhängigkeit des Abweichens des Fahrzeugs von vorgegebenen Bezugslinien ein entsprechendes Rücklenkdrehmoment ausübt, um den Fahrer, der unter Umständen an Müdigkeitserscheinungen leidet, zu unterstützen und das Fahrzeug zurück auf die vorgegebene Fahrspur zu führen.From the German published patent application DE 198 30 548 AI, for example, a steering control device is known which, depending on the deviation of the vehicle from predetermined reference lines, exerts a corresponding steering torque in order to support the driver, who may be suffering from fatigue, and to bring the vehicle back to the predefined one Lead lane.
Des Weiteren ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 103 11 518 AI bekannt, das Verhalten des Fahrers, insbesondere das vorausgegangene Verhalten, insbesondere sein Lenkverhalten, vor einem drohenden Abweichen des Fahrzeugs in die Beurteilung des tatsächlichen Gefahrenpotentials bei einem solchen Abweichen mit einfließen zu lassen.Furthermore, it is known from German published patent application DE 103 11 518 AI to allow the driver's behavior, in particular the previous behavior, in particular his steering behavior, to be included in the assessment of the actual risk potential in the event of such a deviation before the vehicle threatens to deviate.
Sämtliche Systeme kombinieren aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannte Objekterkennungssysteme, welche die Umgebung des Fahrzeugs, insbesondere den vorderen Bereich visuell erfassen, und fahrzeuginterne Sensorik, welche Parameter für die aktuelle Fahrsituation des Fahrzeugs, wie z.B. Geschwindigkeit, Querbeschleunigung, Drehgeschwindigkeiten etc. wie auch Parameter für das Verhalten des Fahrers aufnimmt .All systems combine object detection systems well known from the prior art, which visually detect the surroundings of the vehicle, in particular the front area, and in-vehicle sensors, which parameters for the current driving situation of the vehicle, such as Includes speed, lateral acceleration, turning speeds etc. as well as parameters for the behavior of the driver.
Allen Verfahren beziehungsweise Systemen ist der Nachteil gemeinsam, dass sich diese nicht adaptiv auf den Fahrer einerseits und auf die aktuelle Fahrsituation des Fahrzeugs andererseits einstellen lassen. Unter Umständen kann dies zu Fehlwarnungen führen, auf die der Fahrer nicht reagiert, beziehungsweise zu Fehleinschätzungen solcher sensorbedingten Fehlwarnungen, was die Akzeptanz solcher Systeme bei den Fahrern erheblich herabsetzt. So kann es Situationen geben, bei welchen der Zeitpunkt zum Informieren bzw. Warnen des Fahrers
und/oder des aktiven Eingreifens nicht zu demjenigen Zeitpunkt auftritt, zu welchem die gefährliche Situation außerhalb des Fahrzeugs tatsächlich detektiert wird.The disadvantage of all methods and systems is that they cannot be adapted adaptively to the driver on the one hand and to the current driving situation of the vehicle on the other. Under certain circumstances, this can lead to false warnings to which the driver does not respond, or to incorrect assessments of such sensor-related false warnings, which considerably reduces the acceptance of such systems by the drivers. There may be situations in which the time to inform or warn the driver and / or the active intervention does not occur at the point in time at which the dangerous situation outside the vehicle is actually detected.
Zu nennen ist beispielsweise die Situation, bei welcher bei einem beginnenden Abweichen des Fahrzeugs, ohne dass dieses die Seitenlinie bereits überfahren hat, der Fahrer lediglich kurzzeitig unaufmerksam ist, weil er z.B. gerade das Radio bedient, im Vergleich zu einer Situation, bei welcher der Fahrer offensichtlich in eine Sekundenschlafphase übergeht. Bei letzterem Fall muss die Warnung wesentlich früher erfolgen, da zu erwarten ist, dass die Reaktionsfähigkeit des Fahrers aufgrund seiner Müdigkeit herabgesetzt und damit seine Reaktionszeit im Vergleich zu dem erstgenannten Beispiel erheblich länger ausfallen wird. Mit anderen Worten, das Gefahrenpotential ist im letzten Beispiel wesentlich hδher, obwohl in beiden Fällen das Fahrzeug tatsächlich noch nicht kritisch von der vorgegebenen Fahrspur abgekommen ist .For example, the situation is to be mentioned in which, when the vehicle begins to deviate without having already crossed the sideline, the driver is only briefly inattentive because he e.g. is currently operating the radio, compared to a situation in which the driver obviously goes into a second sleep phase. In the latter case, the warning must be given much earlier, since it is to be expected that the driver's responsiveness will be reduced due to his tiredness and thus his reaction time will be considerably longer compared to the first example. In other words, the hazard potential is significantly higher in the last example, although in both cases the vehicle has not actually strayed critically from the specified lane.
Ausgehend davon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, welches eine situations- adaptive Information bzw. Warnung des Fahrers vor dem ungewollten Verlassen der Fahrspur einerseits und gegebenenfalls entsprechende Eingriffsmaßnahmen andererseits ermöglicht.Proceeding from this, it is the object of the present invention to provide a method which, on the one hand, enables the driver to adapt to the situation or is warned of the unwanted departure from the lane and, on the other hand, appropriate intervention measures.
Gelöst wird diese Aufgabe mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved with a method according to the features of patent claim 1.
Insbesondere zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, dass die Einflussnahme auf den Fahrer und das Fahrzeug in verschieden deutlichen Formen, die untereinander abgestuft sind, erfolgt. Die Formen oder Stufen der Einflussnahme umfassen dabei im Wesentlichen das Informieren des Fahrers, das Warnen des Fahrers und, falls letztendlich erforderlich, auch das Eingreifen in die Steuerung des Fahrzeugs.
Hierbei ist es gemäß der Erfindung vorgesehen, dass sich der Zeitpunkt, die Zeitdauer, die Stufe und das Ausmaß der jeweiligen Einflussnahme in Abhängigkeit eines zu einem jeweiligen Zeitpunkt ermittelten Gefahrenpotentials bestimmt, wobei sich dieses Gefahrenpotential kombiniert aus dem Verhalten des Fahrers und aus der Fahrsituation des Fahrzeugs berechnen lässt . Durch die Regelung des Ausmaßes einer Einflussnahme sind innerhalb der drei Stufen - Informieren, Warnen, Eingreifen - weitere graduelle Abstufungen der Deutlichkeit der Einflussnahme, d.h. ihrer Wahrnehmbarkeit durch den Fahrer, möglich. Mit einer solchen Abstufung der Einflussnahme hinsichtlich ihrer Deutlichkeit wird erreicht, dass der Fahrer nicht gegen zu viele gleichartige Hinweise eines Fahrspur- Überwachungssystems abstumpft .In particular, the invention is characterized in that the driver and the vehicle are influenced in different clear forms which are graduated from one another. The forms or stages of influencing essentially include informing the driver, warning the driver and, if ultimately necessary, also intervening in the control of the vehicle. It is provided according to the invention that the point in time, the duration, the level and the extent of the respective influence is determined as a function of a hazard potential determined at a particular point in time, this hazard potential combining the behavior of the driver and the driving situation of the driver Vehicle can be calculated. By regulating the extent of influence, further gradual gradations of the clarity of the influence, ie its perceptibility by the driver, are possible within the three stages - information, warning, intervention. With such a gradation of the influence with regard to its clarity, it is achieved that the driver does not become dull against too many similar indications of a lane monitoring system.
Dabei ist es für die Akzeptanz des Verfahrens durch den Fahrer weiterhin von Vorteil, wenn in einer aktuellen Gefahrensituation, in der bereits eine oder mehrere Einflussnahmen erfolgt sind, auf die der Fahrer nicht angemessen reagiert, die Einflussnahmen mit schrittweise erhöhter Deutlichkeit fortzusetzen. Die Deutlichkeit kann dabei durch die Wahl der nächsthöheren Stufe aus der Folge - Informieren, Warnen, Eingreifen - und/oder durch eine Kombination der Stufen und/oder das Ausmaß der gewählten Maßnahmen geregelt werdenIt is further advantageous for the driver to accept the method if, in a current dangerous situation in which one or more influences have already occurred, to which the driver does not respond adequately, the influences can be continued step by step with increased clarity. The clarity can be regulated by choosing the next higher level from the sequence - informing, warning, intervening - and / or by a combination of the levels and / or the extent of the measures chosen
Die Fahrsituation des Fahrzeugs wird durch hinlänglich bekannte Objekterkennungssysteme detektiert, wie beispielsweise Radar, Lidar, Kamerasysteme oder Systeme basierend auf digitalen Karten (digitaler Horizont und Kartenattribute) , gegebenenfalls gekoppelt mit TotwinkelSystemen. Mit derartigen Systemen lässt sich der Spurverlauf aufgrund der detektierten Fahrbahn und auf Basis der auf dieser Fahrbahn verlaufenden Linien ermitteln. Die Objekterkennungssysteme setzen dann das Fahrzeug in Bezug zu der detektierten Fahrspur. Darüber hinaus können diese Systeme Objekte, wie beispielsweise entgegenkommende sowie seitlich oder hinter dem Fahrzeug sich befindende andere Fahrzeuge, erkennen. In eine Erkennung und
Berechnung des Fahrbahnverlaufs kann auch eine Objekterkennung zur Erkennung vorausfahrender Fahrzeuge bzw. zur Erkennung von stationären Objekten integriert sein.The driving situation of the vehicle is detected by well-known object detection systems, such as radar, lidar, camera systems or systems based on digital maps (digital horizon and map attributes), possibly coupled with blind spot systems. With such systems, the course of the lane can be determined on the basis of the detected lane and on the basis of the lines running on this lane. The object detection systems then relate the vehicle to the detected lane. In addition, these systems can recognize objects, such as oncoming vehicles and other vehicles located to the side or behind the vehicle. In a detection and Calculation of the course of the lane can also include an object recognition for recognizing vehicles driving ahead or for recognizing stationary objects.
Alle Daten aus „externen" Erkennungssystemen werden mit „internen" sensorischen Messungen verrechnet, wie beispielsweise der Geschwindigkeit, Querbeschleunigung und so weiter, wobei bekanntermaßen Momentensensoren, Momentensteller, Gierratenmesser und so weiter zum Einsatz kommen können.All data from "external" detection systems are offset against "internal" sensory measurements, such as, for example, the speed, lateral acceleration and so on, it being known that torque sensors, torque adjusters, yaw rate meters and so on can be used.
In die Ermittlung des Gefahrenpotentials und seine Beurteilung fließt gemäß der Erfindung eine Vielzahl von Parametern ein.According to the invention, a large number of parameters flow into the determination of the hazard potential and its assessment.
Ein wichtiger Parameter ist beispielsweise der Straßentyp, auf welchem sich das Fahrzeug fortbewegt . So können unterschiedliche Strategien bei der Beurteilung des Gefahrenpotentials festgelegt werden, je nach dem, ob sich das Fahrzeug auf einer Autobahn, einer Bundesstraße oder einer Landstraße bewegt. So kann beispielsweise in Erwägung gezogen werden, das Verfahren auf Landstraßen abzuschalten, wenn die entsprechende Straßenführung als genügend abwechslungsreich und daher für den Fahrer als nicht ermüdungsgefährdend eingestuft werden kann.An important parameter is, for example, the type of road on which the vehicle is traveling. In this way, different strategies can be defined when assessing the hazard potential, depending on whether the vehicle is moving on a motorway, a federal road or a country road. For example, it can be considered to switch off the procedure on country roads if the corresponding road layout can be classified as sufficiently varied and therefore not dangerous for the driver.
Ein weiteres Kriterium stellt die Spurbreite dar. Je kleiner die Spurbreite, umso kürzer der Zeitpunkt, zu welchem das Fahrzeug die seitliche Fahrspurmarkierung überfahren kann. Dementsprechend muss hier das Gefahrenpotential hδher eingestuft werden und beispielsweise ein Warnzeitpunkt früher festgelegt werden.Another criterion is the lane width. The smaller the lane width, the shorter the time at which the vehicle can drive over the side lane marking. Accordingly, the hazard potential must be classified higher and, for example, a warning time must be set earlier.
Ein weiteres Kriterium ist der Grad beziehungsweise das Ausmaß der Krümmung der Fahrspur beziehungsweise einer Kurve. So muss bei kommenden engen Kurven der Fahrer schneller gewarnt werden als bei langgestreckten Kurven, da die Gefahr eines Abweichens von der Fahrspur bei gleicher Geschwindigkeit we-
sentlich höher ist. Je nach Höhe der Geschwindigkeit kann bereits hier systemseitig ein aktiver Eingriff in die Steuerung des Fahrzeugs erfolgen. Unter Umständen soll es möglich sein, dass ein Schneiden der Kurve explizit möglich ist. Hierbei wird eine Warnung beim Schneiden einer Kurve jedoch nur ausgegeben, wenn das fahrzeugseitige Objekterkennungssystem detektiert, dass sich auf der Nachbarspur ein Fahrzeug befindet. Hierbei kann dies sowohl für den vorderen als auch mittels eines Totwinkelsystems für den hinteren Fahrzeugbereich bewerkstelligt werden.Another criterion is the degree or extent of the curvature of the lane or a curve. For example, the driver has to be warned more quickly when coming into tight bends than with long bends, since the risk of deviating from the lane at the same speed is considerably higher. Depending on the speed, the system can actively intervene in the control of the vehicle. Under certain circumstances, it should be possible that the curve can be cut explicitly. Here, however, a warning when cutting a curve is only issued if the vehicle-side object detection system detects that a vehicle is in the neighboring lane. This can be done for both the front and a blind spot system for the rear vehicle area.
Ein weiterer Parameter, der in die Beurteilung des Gefahrenpotentials mit einfließt, ist die Art der Linien, welche sich auf der Fahrbahn befinden. So lässt sich einstellen, dass grundsätzlich ein Informieren beziehungsweise Warnen des Fahrers nur bei Überfahren von einfach oder doppelt durchgezogenen Linien auftritt. Handelt es sich aber beispielsweise um durchgezogene Linien bei einer Baustelle, wird aufgrund des fahrzeugseitigen Objekterkennungssystems die Umgebung und damit die Linien erfasst und bestimmt, dass es sich hierbei um eine Baustelle handelt.Another parameter that is included in the assessment of the hazard potential is the type of lines that are on the road. In this way, it can be set that the driver is informed or warned only when crossing single or double solid lines. If, for example, solid lines are at a construction site, the environment and thus the lines are detected based on the vehicle-based object detection system, and it is determined that this is a construction site.
Des Weiteren kann das Gefahrenpotential beim Überfahren einer durchgezogenen Linie dahingehend variieren, dass es sich für unterschiedliche Breiten des Seiten- beziehungsweise Standstreifens, sofern ein solcher vorhanden ist, unterschiedlich bestimmt. Bei einem breiteren Standstreifen ist das Gefahrenpotential niedriger als bei einem weniger breiten Standstreifen, da dem Fahrer weniger Raum und daher Zeit zum Reagieren verbleibt. Dementsprechend ist das Gefahrenpotential sehr hoch, wenn kein Standstreifen vorhanden ist oder wenn ein Objekt, wie beispielsweise ein liegen gebliebenes Fahrzeug, auf dem Standstreifen detektiert wird. Das Vorhandensein und die Breite des Standstreifens ebenso wie ein Fahrzeug auf dem Standstreifen kann wiederum über die bekannten Objekterfassungssysteme im Fahrzeug erfolgen.
Befindet sich beispielsweise auf dem Standstreifen ein anderes Fahrzeug oder schließt die Straße ohne Standstreifen mit einer Leitplanke ab, kann gemäß der Erfindung dementsprechend der Zeitpunkt so festgelegt werden, dass ein Warnen des Fahrers oder ein Eingreifen in die Steuerung des Fahrzeugs bereits vor einem tatsächlichen Überfahren der seitlichen Fahrbahnmarkierung erfolgt, so dass genügend Sicherheitsabstand zu dem Fahrzeug beziehungsweise zu der Leitplanke in Abhängigkeit der noch zur Verfügung stehenden Zeit verbleibt.Furthermore, the hazard potential when crossing a solid line can vary so that it is determined differently for different widths of the hard shoulder or hard shoulder, if there is one. With a wider hard shoulder, the hazard potential is lower than with a less hard shoulder because the driver has less space and therefore time to react. Accordingly, the hazard potential is very high if there is no hard shoulder or if an object, such as a vehicle that has broken down, is detected on the hard shoulder. The presence and the width of the hard shoulder as well as a vehicle on the hard shoulder can in turn take place via the known object detection systems in the vehicle. If, for example, there is another vehicle on the hard shoulder or the road closes with a guard rail without hard shoulder, according to the invention the time can accordingly be set such that the driver is warned or the control of the vehicle intervenes before the vehicle is actually driven over lateral lane marking takes place so that a sufficient safety distance to the vehicle or to the guardrail remains depending on the time still available.
Gemäß der Erfindung fließt neben diesen "externen" Parametern auch der "interne" Parameter des Verhaltens des Fahrers in die Beurteilung des Gefahrenpotentials mit ein. Hierbei ist sowohl das aktuelle als auch das dem gefährlichen Ereignis vorausgehende Verhalten des Fahrers von Interesse .According to the invention, in addition to these “external” parameters, the “internal” parameter of the driver's behavior also flows into the assessment of the potential hazard. Both the current behavior and the behavior of the driver preceding the dangerous event are of interest here.
Das Verhalten des Fahrers kommt insbesondere zum Tragen, wenn die Müdigkeit beziehungsweise der Aufmerksamkeitszustand des Fahrers beurteilt werden soll . Auch hier gibt es im Stand der Technik bereits mehrere Vorschläge, die sich auf eine Detek- tion der Augen- bzw. Augenliderbewegung des Fahrers konzentrieren.The behavior of the driver is particularly important when the driver's fatigue or alertness is to be assessed. Here, too, there are already several proposals in the prior art which focus on detecting the driver's eyelid or eyelid movement.
In Kombination mit den anderen Parametern wird die Warnschwelle erheblich herabgesetzt, wenn der Fahrer ermüdet ist, so dass die Reaktionszeit bei Warnung im Falle eines Spurver- lassens des Fahrzeugs schneller zum Tragen kommen kann.In combination with the other parameters, the warning threshold is significantly reduced when the driver is tired, so that the response time in the event of a warning if the vehicle leaves the lane can take effect more quickly.
Die Müdigkeit lässt sich beispielsweise durch die Lenkaktivität und/oder Führung des Fahrzeugs in der Fahrspur ermitteln. Führt der Fahrer beispielsweise nur minimale Lenk- und Pedal- bewegungen aus, die der aktuellen Fahrsituation nicht mehr gerecht werden, lässt dies auf einen ermüdeten Zustand schließen. Bei hoher Lenkaktivität hingegen kann eine Warnschwelle höher angesetzt werden, da dieses Verhalten auf eine aktive Teilnahme am Verkehr schließen lässt. Durch solche Maßnahmen lässt sich die Anzahl von Fehlwarnungen vorteilhaft
verringern, da eine Warnung vor einem Spurverlassen nur ausgelöst wird, wenn der Fahrer tatsächlich bis zu einem gewissen Grad an Aufmerksamkeit vermissen lässt oder ermüdet ist.Fatigue can be determined, for example, by the steering activity and / or guidance of the vehicle in the lane. For example, if the driver performs only minimal steering and pedal movements that no longer meet the current driving situation, this indicates a tired state. With high steering activity, on the other hand, a warning threshold can be set higher because this behavior suggests active participation in traffic. The number of false warnings can be advantageous by means of such measures reduce, since a warning of leaving the lane is only triggered if the driver actually lacks a certain amount of attention or is tired.
Ein weiteres Kriterium für den Grad der Aufmerksamkeit des Fahrers ist darin zu sehen, ob sich die Hände des Fahrers in Kontakt mit dem Lenkrad befinden. Dies kann über im Lenkrad integrierte Drucksensoren beziehungsweise über kapazitive Sensoren detektiert werden. Befinden sich die Hände nicht am Lenkrad, wird dementsprechend eine frühe Information und bei drohender Spurverlassung eine frühe Warnung an den Fahrer herausgegeben. Gleiches gilt, wenn die Elektronik im Fahrzeug erkennt, dass vom Fahrer andere Aggregate zum akuten Zeitpunkt bedient werden, beispielsweise das Radio, die Klimaanlage und so weiter, da dies darauf schließen lässt, dass der Fahrer zumindest kurzzeitig von der Straße abgelenkt ist. Bei einem drohenden Abweichen des Fahrzeugs erfolgt unter solchen Bedingungen dementsprechend eine Herabsetzung der Warnschwelle.Another criterion for the level of driver attention is whether the driver's hands are in contact with the steering wheel. This can be detected via pressure sensors integrated in the steering wheel or via capacitive sensors. If the hands are not on the steering wheel, early information is given to the driver and, if there is a risk of lane departure, an early warning is given to the driver. The same applies if the electronics in the vehicle recognize that the driver is operating other units at the acute time, for example the radio, the air conditioning system and so on, since this suggests that the driver is distracted from the road at least for a short time. If the vehicle threatens to deviate, the warning threshold is reduced accordingly under such conditions.
Das System, welche das erfindungsgemäße Verfahren implementiert, kann mit einem der hinlänglich bekannten Navigationssysteme gekoppelt sein. So lassen sich sämtliche Daten hinsichtlich des Straßentyps, Krümmung, Art der Linien und so weiter für den jeweils aktuellen Ort und eine Vorausschau ü- ber einen größeren Bereich auch aus einer im Navigationssystem abgelegten Karte entnehmen.The system which implements the method according to the invention can be coupled to one of the well-known navigation systems. In this way, all data relating to the type of road, curvature, type of lines and so on for the current location and a preview of a larger area can also be obtained from a map stored in the navigation system.
In diesem Zusammenhang werden Warnungen und ein Eingreifen in die Lenkung des Fahrzeugs nicht durchgeführt, wenn nachweislich der Routenführung des NavigationsSystems gefolgt wird bzw. der Fahrer eine Weisung dieses NavigationsSystems ausführt, beispielsweise bei einem Spurwechsel auf eine Autobahnausfahrt, obwohl er dabei vergessen hat, den Fahrtrichtungsanzeiger zu aktivieren.
Die vorgehend geschilderten Parameter und Mechanismen, die Einfluss auf den Zeitpunkt der Warnung bzw. des Eingriffs nehmen, werden gemäß der Erfindung grundsätzlich für die Evaluierung des Gefahrenpotentials herangezogen. In Abhängigkeit des im jeweiligen Zustand aufgrund dieser Parameter festgelegten Gefahrenpotentials werden die einzelnen Formen oder Stufen der Einflussnahme - Informieren, Warnen und , falls erforderlich, Eingreifen - ausgewählt und durchgeführt. Dabei bestimmt sich gemäß der Erfindung die genaue Form, die Dauer und die Variabilität der einzelnen Stufen durch das jeweils vorherrschende Gefahrenpotential, wobei sich dieses innerhalb des kurzen Zeitraums, der bei den üblicherweise auftretenden Geschwindigkeiten von Fahrzeugen zur Verfügung steht, schnell ändern kann.In this context, warnings and intervention in the steering of the vehicle are not carried out if the route guidance of the navigation system can be demonstrated to have been followed or the driver has given instructions from this navigation system, for example when changing lanes to a motorway exit, even though he has forgotten the direction indicator to activate. The parameters and mechanisms described above, which influence the time of the warning or of the intervention, are used in principle according to the invention for the evaluation of the hazard potential. Depending on the hazard potential defined in the respective state on the basis of these parameters, the individual forms or stages of influencing - informing, warning and, if necessary, intervening - are selected and carried out. According to the invention, the exact shape, duration and variability of the individual stages are determined by the prevailing hazard potential, which can change quickly within the short period of time that is available at the speeds of vehicles that usually occur.
Dementsprechend beginnt bei einem geringen Gefahrenpotential das Verfahren gemäß der Erfindung mit einer reinen Information, um dem Fahrer kundzutun, dass ein Gefahrenpotential vorliegt. Bei ansteigendem Gefahrenpotential, beispielsweise bei deutlichem Abweichen von der Fahrspur, wobei jedoch noch genügend Raum für eine Reaktion des Fahrers zur Verfügung steht, eröffnet das erfindungsgemäße Verfahren die Möglichkeit, den Fahrer konkret zu warnen. Sollte das Gefahrenpotential jedoch erheblich ansteigen, weil der Fahrer weder auf das Informieren noch auf das Warnen reagiert, beispielsweise wenn dieser tatsächlich eingeschlafen sein sollte, sieht das Verfahren gemäß der Erfindung vor, aktiv in die Steuerung des Fahrzeugs, gegebenenfalls unterstützend zu einer verzögerten Reaktion des ermüdeten Fahrers, einzugreifen.Accordingly, in the case of a low hazard potential, the method according to the invention begins with a pure information to inform the driver that there is a hazard potential. If the risk potential rises, for example if there is a clear deviation from the lane, but there is still enough space for the driver to react, the method according to the invention opens up the possibility of specifically warning the driver. However, should the risk potential increase significantly because the driver neither reacts to the information nor to the warning, for example if the driver should actually have fallen asleep, the method according to the invention provides for active control of the vehicle, possibly supporting a delayed reaction of the driver tired driver to intervene.
Bei einem hohen Gefahrenpotential kann ein Warnen des Fahrers und ein Eingreifen in die Steuerung das Fahrzeugs sogar gleichzeitig erfolgen. Mit anderen Worten hängt es gemäß der Erfindung stets von dem ermittelten Gefahrenpotential ab, ob eine abgestufte Einflussnahme der Form: Informieren - Warnen - Eingreifen eingehalten wird, oder ob gleich eine Warnung oder ein Eingreifen in die Steuerung erfolgt.
Gemäß der Erfindung kann das Informieren und/oder Warnen auf optische, akustische, haptische oder auf andere Weise fühlbar durchgeführt werden.In the event of a high risk potential, the driver can be warned and the vehicle's control system intervened at the same time. In other words, according to the invention, it always depends on the hazard potential ascertained whether a graduated influence of the form: informing - warning - intervening is observed, or whether a warning or an intervention in the control takes place immediately. According to the invention, the information and / or warning can be carried out in a visual, acoustic, haptic or other way.
Ein optisches Informieren und/oder Warnen kann mittels einer Blinkanzeige erfolgen, wobei es gemäß der Erfindung vorgesehen ist, dass sich die Blinkfrequenz und/oder gegebenenfalls die Farbe der Blinkanzeige in Abhängigkeit eines Gefahrenpotentials ändert, das heißt bei wachsendem Gefahrenpotential erhöht sich die Blinkfrequenz und beispielsweise die Farbe geht von orange in rot über.Optical information and / or warnings can take place by means of a flashing indicator, it being provided according to the invention that the flashing frequency and / or possibly the color of the flashing indicator changes depending on a hazard potential, that is to say the flashing frequency increases with increasing hazard potential and, for example the color changes from orange to red.
Auf ähnliche Weise verhält es sich mit einem akustischen Hinweis an den Fahrer. Bei einem erhöhten Gefahrenpotential steigt die Frequenz einer Tonfolge und/oder gegebenenfalls die Lautstärke dieses Tones an.The same applies to an acoustic signal to the driver. If there is an increased risk potential, the frequency of a tone sequence and / or the volume of this tone may increase.
Bei einem haptischen System wird beispielsweise das Lenkrad und/oder der Fahrersitz unter Schwingungen gesetzt, wobei sich die Frequenz der Schwingungen in Abhängigkeit des Gefahrenpotentials ändern kann. Je größer das Gefahrenpotential, umso heftiger das Vibrieren des Lenkrades und/oder des Sitzes .In the case of a haptic system, for example, the steering wheel and / or the driver's seat is set to vibrations, the frequency of the vibrations being able to change as a function of the hazard potential. The greater the hazard potential, the more violent the vibration of the steering wheel and / or the seat.
Eine weitere Möglichkeit, die den Fahrer auf einen drohenden abnormalen Fahrverlauf hinweist, kann dadurch bewerkstelligt werden, dass kurzzeitig der Gurt durch reversible Gurtstraffer gestrafft wird, um auf den Fahrer eine Kraft auszuüben, die ihn auf die Fahrsituation aufmerksam machen soll. Gemäß der Erfindung ist es möglich, das Ausmaß der Gurtstraffung und auch die Schnelligkeit der Gurtstraffung bei steigendem Gefahrenpotential entsprechend umzusetzen. Ebenfalls kann ein kurzzeitiger Bremseingriff durchgeführt werden, um die Aufmerksamkeit des Fahrers auf die aktuelle Fahrsituation zu lenken.
Selbstverständlich lassen sich alle vorhergehend geschilderten Maßnahmen und Mittel miteinander in adäquater Weise kombinieren.Another possibility, which indicates to the driver of an impending abnormal driving course, can be accomplished by briefly tightening the belt using reversible belt tensioners in order to exert a force on the driver that is intended to draw his attention to the driving situation. According to the invention, it is possible to implement the extent of the belt tightening and also the speed of the belt tightening as the danger potential increases. A brief braking intervention can also be carried out in order to draw the driver's attention to the current driving situation. Of course, all the measures and means described above can be adequately combined with each other.
Wenn weder das Informieren und schließlich das Warnen des Fahrers nicht fruchtet, weil dieser nicht in angemessener Weise und in angemessener Zeit zu reagieren vermag, wird aktiv in die Steuerung des Fahrzeugs als abschließende Maßnahme eingegriffen. Diese Maßnahmen können umfassen, dass mit entsprechend im Fahrzeug angeordneter Aktuatoren eine aktive rückführende Lenkbewegung durchgeführt wird oder eine Bremsung einzelner Räder kurzzeitig so erfolgt, dass das Fahrzeug zurück in die Spur geführt wird.If neither the information and finally the warning of the driver is of no avail because the driver is unable to react in an appropriate manner and in a reasonable time, the control of the vehicle is actively intervened as a final measure. These measures can include that with correspondingly arranged actuators in the vehicle, an active return steering movement is carried out or individual wheels are briefly braked so that the vehicle is led back into the lane.
Wird durch das fahrzeugseitige Erkennungssystem jedoch detektiert, dass der Fahrer nicht mehr reaktionsfähig ist, beispielsweise weil dieser nunmehr vollständig eingeschlafen ist, kann gemäß der Erfindung ein Abbremsen des gesamten Fahrzeugs, gegebenenfalls bis zum Stillstand des Fahrzeugs, durchgeführt werden, wobei hierbei auch die Warnblinkanlage zur Warnung anderer Verkehrsteilnehmer aktiviert werden kann. Befindet sich das Fahrzeug auf einer äußeren Spur, und wird ein Seitenstreifen erkannt, kann das Fahrzeug zur Vermeidung von Kollisionen aktiv diesen gelenkt werden. Alternativ ist es möglich, das Fahrzeug am Rand der eigenen Fahrspur zum Stillstand zu bringen.However, if the vehicle-side detection system detects that the driver is no longer able to react, for example because he is now completely asleep, the entire vehicle can be braked according to the invention, possibly until the vehicle comes to a standstill, the hazard warning system also being used Warning of other road users can be activated. If the vehicle is on an outer lane and a hard shoulder is recognized, the vehicle can be actively steered to avoid collisions. Alternatively, it is possible to bring the vehicle to a stop at the edge of its own lane.
Es wird deutlich, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren, welches elektronisch und software-unterstützt umgesetzt werden kann, ein situationsadaptives Ansprechen der einzelnen Hinweisstufen an den Fahrer bis hin zu einem aktiven Eingriff in die Steuerung realisiert werden kann, so dass kritische Zustände vermieden werden und die Anzahl der Fehlwarnungen einerseits sowie die Anzahl der als Fehlwarnungen wahrgenommenen tatsächlichen Warnungen reduziert werden kann.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens wiedergegeben.It is clear that the method according to the invention, which can be implemented electronically and with software support, can be used to adapt the individual information levels to the driver in a manner that is adaptable to the situation up to an active intervention in the control, so that critical states are avoided and Number of false warnings on the one hand and the number of actual warnings perceived as false warnings can be reduced. An exemplary embodiment is given below to illustrate the method according to the invention.
Es wird von einer monotonen Fahrt auf einer autobahnähnlichen, das heißt im Wesentlichen geradeaus geführten Strecke mit großen Kurvenradien ausgegangen, wobei der Fahrer entweder abgelenkt oder ermüdet ist .A monotonous drive on a road-like, that is to say essentially straight-ahead route with large curve radii is assumed, the driver either being distracted or tired.
Das Fahrzeug beginnt die vorgesehene beziehungsweise durch den Straßenverlauf vorgegebene Spur zu verlassen. Das fahrzeugseitige optische Spurerkennungssystem erkennt aufgrund der Quergeschwindigkeit/-beschleunigung des Fahrzeugs und der sich veränderten Abstände zu den seitlichen durchgezogenen Linien, dass ein Abweichen von der Fahrbahn droht. Das System, welche das erfindungsgemäße Verfahren umsetzt, gibt ein erstes haptisches Signal an den Fahrer aus, indem das Lenkrad unter Vibration gesetzt wird. Der Fahrer sollte dies spüren, sofern sich seine Hände am Lenkrad befinden und entsprechende korrigierende Lenkbewegungen einleiten (Warnstufe 1) .The vehicle begins to leave the intended lane or the lane given by the course of the road. The vehicle-side optical lane detection system recognizes that the vehicle is about to deviate from the road due to the lateral speed / acceleration of the vehicle and the changed distances to the solid lines on the side. The system which implements the method according to the invention outputs a first haptic signal to the driver by vibrating the steering wheel. The driver should feel this if his hands are on the steering wheel and initiate appropriate corrective steering movements (warning level 1).
Reagiert der Fahrer nicht, wird ein entsprechendes Warnsignal ausgegeben, welches beispielsweise akustischer und optischer Art sein kann, indem ein Blinken mit korrespondierender Tonfolgefrequenz und/oder ein entsprechender Ton ausgegeben wird (Warnstufe 2) .If the driver does not react, a corresponding warning signal is output, which can be of an acoustic and optical type, for example, by flashing with a corresponding tone repetition frequency and / or a corresponding tone (warning level 2).
Wird im fahrzeugseitigen Müdigkeitserkennungssystem erkannt, dass der Fahrer die für ein Führen eines Fahrzeugs notwendige Aufmerksamkeit nicht mehr zeigt beziehungsweise nicht mehr aufrecht erhalten kann, wird kurzzeitig ein Gurtstraffer aktiviert, um den Fahrer "aufzuwecken" (Warnstufe 3) .If it is recognized in the vehicle's fatigue detection system that the driver no longer shows the attention necessary for driving a vehicle or can no longer maintain it, a belt tensioner is briefly activated in order to "wake up" the driver (warning level 3).
Falls keine oder nur eine unzureichende Fahrerreaktion nach der Gurtstraffung erfolgt, erfolgt ein aktives Eingreifen in die Lenkung über einen im Fahrzeug vorgesehenen Lenkungssteiler. Dadurch wird die Fahrzeugrichtung systemseitig in begrenztem Umfang aktiv korrigiert (Warnstufe 4) .
Liegt immer noch keine oder nur eine unzureichende Reaktion seitens des Fahrers vor, wird zusätzlich eine Einzelradbremsung eingeleitet, um das Fahrzeug auf der Spur zu halten (Warnstufe 5) .If there is no or only an insufficient driver reaction after the belt tensioning, there is an active intervention in the steering via a steering divider provided in the vehicle. As a result, the vehicle direction is actively corrected to a limited extent by the system (warning level 4). If there is still no or only insufficient reaction on the part of the driver, independent wheel braking is also initiated to keep the vehicle on track (warning level 5).
Sollte aus irgendwelchen Gründen der Fahrer trotz der bereits aktiven Einflussnahme des fahrzeugseitigen Systems nicht in der Lage sein, entsprechend zu reagieren, wird das Fahrzeug letztendlich abgebremst, bis es zum Stillstand kommt, wobei die übrigen Verkehrsteilnehmer durch Aktiveren der Warnblinkanlage gewarnt werden können (Warnstufe 6) .
If for some reason the driver is unable to react accordingly despite the already active influence of the vehicle system, the vehicle is finally braked until it comes to a standstill, whereby the other road users can be warned by activators of the hazard warning lights (warning level 6 ).