WO2009010334A1 - Fahrerassistenzvorrichtung - Google Patents

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WO2009010334A1
WO2009010334A1 PCT/EP2008/056667 EP2008056667W WO2009010334A1 WO 2009010334 A1 WO2009010334 A1 WO 2009010334A1 EP 2008056667 W EP2008056667 W EP 2008056667W WO 2009010334 A1 WO2009010334 A1 WO 2009010334A1
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WO
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driver assistance
assistance device
transceiver
vehicle
radiation
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PCT/EP2008/056667
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Michael Weilkes
Michael Scherl
Uwe Zimmermann
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
    • G01S7/4817—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements relating to scanning

Definitions

  • the invention relates to a driver assistance device according to the preamble of claim 1.
  • Driver assistance devices are known which assist the driver in guiding the vehicle, in particular in maintaining a selected traffic lane.
  • the driver assistance device includes assistance functions such as ACC (Automatic Cruise Control), RCS (Road Condition Sensing), LDW (Lane Departure Warning) and / or LKS (Lane Keeping Support).
  • the assistance function ACC allows compliance with the
  • the assistance function RCS enables the detection of road conditions.
  • LDW warns the driver against leaving the lane by generating visual and / or audible and / or haptic signals.
  • the assistance function LKS actively intervenes in onboard systems of the vehicle, such as the steering system, and / or the braking system or an ESP system to keep a lane deviating vehicle in the lane.
  • the driver assistance device with assistance functions such as LKS and / or LDW comprises a sensor system for detecting lane markings or the like, comprising in particular at least one video sensor.
  • DE 101 37 292 A1 discloses a method for operating a driver assistance system of a vehicle, in particular a motor vehicle, with a power-assisted steering system. This method is characterized by the following steps: acquiring or estimating environmental data of a preferably current traffic situation,
  • sensors for the three-dimensional detection of the vehicle environment such as PMD (Photon Mixing Devices) and so-called range and laser scanners, are known with which the distance and intensity of each pixel of an image captured from the vehicle environment can be determined.
  • PMD Photon Mixing Devices
  • range and laser scanners are known with which the distance and intensity of each pixel of an image captured from the vehicle environment can be determined.
  • the driver assistance device enables the detection of objects in the vehicle environment, in particular their geometry, that is, preferably width and height, their relative position with respect to the own vehicle, and their speed.
  • objects come here primarily other vehicles into consideration, which share the traffic space with the own vehicle.
  • the inventive allows Driver assistance device and the detection of the traffic guidance serving markers on the road surface, such as in particular of continuous and broken lines or traffic signs. By evaluating reflectance or intensity images, these lines can be recognized by the driver assistance device. Furthermore, their position and orientation on the road surface can be measured with great accuracy.
  • the driver assistance device configured according to the invention also enables a spatially resolved detection of the road condition.
  • radiation having at least two different wavelengths is advantageously used, wherein the wavelengths are chosen such that radiation of at least one wavelength is strongly absorbed in the case of a wet road surface, while the absorption behavior on a dry road substantially coincides. From the reflectance ratio of the different radiation components can then be closed advantageous to the respective road conditions. Thus, it can be advantageously determined whether and, if appropriate, which areas of the road surface are covered with precipitation, such as rain or snow. This detection of the road condition can be used advantageously for warning functions or the anticipatory conditioning of the steering and / or braking system of the vehicle.
  • the invention is characterized by a high degree of robustness against the effects of weather and is available in all lighting conditions, ie both during the day and at night.
  • driver assistance device is easily scalable.
  • a cost-effective variant can be realized by using only one wavelength. In this case, the detection of the road condition would be omitted.
  • Figure 1 is a plan view of a traffic area
  • FIG. 3 is a block diagram of a driver assistance device
  • FIG. 4 shows a further block diagram of a driver assistance device.
  • the core of the invention is a driver assistance device comprising a device for the detection of objects, a device for the
  • Detection of lane markings and a device for detecting the condition of the lane detected comprises at least one sensor device.
  • the devices mentioned comprise at least one sensor device.
  • a so-called 3D sensor system is advantageously used, which supplies angle-resolved distance information and intensities of backscattering objects.
  • facilities such as a rangeimager or a lidar scanner are suitable, for example.
  • microelectromechanical systems for the beam deflection can advantageously be used.
  • a particular advantage of a lidar scanner compared to a PMD sensor is that the robustness against weather influences is much higher.
  • a vehicle surrounded by spray in a heavy rain is recognized as a single target object and only an average distance to this object surrounded by spray can be determined.
  • a lidar sensor on the other hand, the spray cloud and the vehicle hidden therein can be detected separately from one another and thus also distinguished from one another.
  • the detection range should be designed such that the range for detecting a stationary target object (ACC-FSR) depends on
  • Operational characteristics of the vehicle following system is to be adjusted.
  • the maximum range and the maximum possible deceleration of the system affect the maximum relative speed and thus the set speed with which the vehicle following system can be operated in order, for example, to comfortably brake to a standstill.
  • An important parameter for the determination of the position, the size and possibly the speed of an object is the distance of the object in the direction of the beam of the 3D sensor system directed onto the object. This distance is expediently determined by determining the transit time of the beam emitted in the direction of the object in a specific solid angle, reflected on the object and received again.
  • At least two different wavelengths are advantageously used for the spatially resolved detection of the condition of the road surface. The wavelengths are expediently chosen such that the radiation of the at least one wavelength is strongly absorbed by moisture present on the road surface, while in the case of a dry roadway there is essentially no difference in the absorption or reflection behavior of the used
  • Wavelengths is observed.
  • two radiation pulses are emitted in succession per solid angle unit (scanning angle).
  • the radiation of the first radiation pulse has a wavelength of about 900 nm (nanometers) and the radiation of the second
  • Radiation pulse a wavelength of about 1550 nm. In this way, more solid angle units are scanned. From the reflectance ratio of the at least two different wavelengths of radiation used can then be closed to the respective state of the road surface reflecting the radiation. For example, it can be determined whether or not there is a moisture film on the road surface and over which area of the road surface this moisture film extends. This information can advantageously used for a warning of the driver or for a predictive preconditioning of the steering and or braking system of the vehicle.
  • FIG. 1 shows a plan view of a traffic area 1 with a lane 1.1 bounded by a lane marking 3.
  • a vehicle 5 (other vehicle) moves in the direction of travel 6.
  • the vehicle 5 is followed by a distance the ego vehicle 2.
  • the ego vehicle 2 comprises a sensor device (3d sensor) with a detection range 2.1.
  • the two-dimensional representation in FIG. 1 shows only the horizontal extent of the detection range 2.1.
  • the vertical extent of the detection range 2.1 is suitably dimensioned such that all objects present in the traffic space 1 can be detected reliably.
  • reference numeral 2.2 are designated rays of the sensor device, which serve to detect lane markings 3, in particular in the usual form of lines.
  • Reference numeral 2.3 designates beams of the sensor device which scan the surface of the traffic lane with at least two different wavelengths.
  • Reference numeral 4 denotes a lane area which has a different reflectance from the rest lane, for example, because it is coated with a moisture film.
  • Reference numeral 2.4 designates beams of the sensor device which are used to detect objects, in particular foreign vehicles in the traffic area 1. With the beams 2.4, the preceding vehicle 5 is detected in the present example case. By measuring transit time, the distance and speed of the vehicle 5 can be detected. By scanning the detection area from the vehicle environment by means of a scanning beam movement, the dimensions of the vehicle 5 can be detected. For example, it can be determined whether the vehicle 5 shown in FIG. 1 is a passenger car or a commercial vehicle.
  • FIG. 2 shows a schematic representation of the most important components of a transceiver 7 of the sensor device.
  • Reference numeral 9, 10 designates transmitters which have radiation with at least two different wavelengths from the optical range of the spectrum and possibly adjacent ones
  • Reference numeral 11 denotes a beam splitter.
  • Reference numeral 12 denotes a receiver.
  • Reference numeral 13 is a beam deflection serving
  • Mirror called. This is preferably a micromechanical system.
  • Reference numeral 8 designates an object from the traffic area 1, which is acted upon by radiation of the transmitters 9, 10, and which reflects this radiation. The radiation reflected by the object 8 is detected by the receiver 12. From the position of the mirror 13, it depends on which solid angle region is exposed to radiation of the transmitter 9, 10 and what proportion of the emitted radiation is supplied to the receiver 12.
  • the driver assistance device 30 comprises in this exemplary embodiment a plurality of transceivers 7.1, 7.2, 7.3.
  • the transmission Receiving device 7.1 preferably captures objects from the environment of the ego vehicle 2, such as, in particular, foreign vehicles 5.
  • the transceiver 7.2 preferably detects indications for the traffic guidance, such as traffic signs and lane markings.
  • the transceiver 7.3 preferably detects continuously the condition of the road surface, wherein the transceiver 7.3 emits radiation having at least two different wavelengths and detects and evaluates radiation reflected from the roadway.
  • Reference numeral 32 denotes a function module control unit which evaluates and processes the output signals of the transceivers 7.1, 7.2, 7.3.
  • Reference numeral 31 denotes a function module interface, which is the connection of the
  • Driver assistance system 30 with other components of the vehicle electrical system 2, not shown here allows.
  • This complex system has the advantage that information about objects, lane markings and the condition of the road surface can be obtained practically simultaneously and in parallel.
  • a driver assistance device In a simpler and cost-effective embodiment variant of a driver assistance device (FIG. 4), only a single transceiver 7 is provided, which, depending on the respective solid-angle region irradiated with radiation, obtains, in chronological order, information about surrounding objects, lane markings and the property of the road surface supplies.
  • the functions of the devices 7.1, 7.2, 7.3 are therefore realized by corresponding operating modes of the single transceiver 7.
  • the driver assistance device 30 can provide numerous assistance functions supporting the driver, such as Traffic Assistant, Lane Departure Warning, Collision Avoiding Breaking, Clearance Assistant, Road Condition Sensing, Predictive Parking, Provide Cost Effective.
  • the roll angle of the vehicle and / or the course of the road surface or the road profile can be detected particularly advantageously with the driver assistance device according to the invention. These values can be determined from the distance course of the rays striking the road surface and reflected by it. A particularly advantageous further application results from the possible timely detection of an imminent tilting of the vehicle (Rollover-sensing). This is possible, for example, by monitoring changes in the roll angle.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrerassistenzvorrichtung (30), das eine Einrichtung für die Erfassung von Objekten (7.1), eine Einrichtung für die Erfassung von Fahrbahnmarkierungen (7.2) und eine Einrichtung für die Erfassung des Fahrbahnzustands (7.3) umfasst.

Description

Beschreibung
Titel Fahrerassistenzvorrichtung
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Fahrerassistenzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es sind Fahrerassistenzvorrichtungen bekannt, die den Fahrer bei der Führung des Fahrzeugs, insbesondere bei dem Einhalten einer gewählten Fahrspur, unterstützen. Die Fahrerassistenzvorrichtung umfasst dazu Assistenzfunktionen wie ACC (Automatic Cruise Control), RCS (Road Condition Sensing) , LDW (Lane Departure Warning) und/oder LKS (Lane Keeping Support) . Die Assistenzfunktion ACC ermöglicht die Einhaltung des
Sicherheitsabstands zu einem voraus fahrenden Fahrzeug. Die Assistenzfunktion RCS ermöglicht die Erkennung des Straßenzustands. LDW warnt den Fahrer vor einem Verlassen der Fahrspur durch Erzeugung von optischen und/oder akustischen und/oder haptischen Signalen. Die Assistenzfunktion LKS greift aktiv in Bordsysteme des Fahrzeugs, wie beispielsweise das Lenksystem, und/oder das Bremssystem oder ein ESP-System ein, um ein von der Fahrspur abweichendes Fahrzeug in der Fahrspur zu halten. Die Fahrerassistenzvorrichtung mit Assistenzfunktionen wie LKS und/oder LDW umfasst dazu ein insbesondere mindestens einen Videosensor umfassendes Sensorsystem für die Erfassung von Fahrspurmarkierungen oder dergleichen. Aus DE 101 37 292 Al ist ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrer-Assistenzsystems eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, mit einer servounterstützten Lenkung bekannt. Dieses Verfahren ist durch folgende Schritte gekennzeichnet: - Erfassen oder Abschätzen von Umgebungsdaten einer, vorzugsweise momentanen, Verkehrssituation,
- Erfassen oder Abschätzen von, vorzugsweise momentanen, Bewegungsdaten des Fahrzeugs,
- Vergleichen der erfassten oder abgeschätzten Umgebungsdaten mit den Bewegungsdaten des Fahrzeugs,
- Änderung der Unterstützung einer Lenkhandhabe nach Maßgabe des Vergleichs .
Weiterhin sind Sensoren für die dreidimensionale Erfassung des Fahrzeugumfelds, wie zum Beispiel PMD (Photon Mixing Devices) und so genannte Range- und Laserscanner, bekannt, mit denen die Entfernung und Intensität jedes Bildpunkts eines aus dem Fahrzeugumfeld erfassten Bilds bestimmt werden können.
Offenbarung der Erfindung
Vorteilhafte Wirkungen
Die erfindungsgemäße Fahrerassistenzvorrichtung ermöglicht die Erfassung von Objekten in dem Fahrzeugumfeld, insbesondere deren Geometrie, das heißt vorzugsweise Breite und Höhe, deren relative Position in Bezug auf das eigene Fahrzeug, und deren Geschwindigkeit. Als genannte Objekte kommen hier in erster Linie andere Fahrzeuge in Betracht, die sich den Verkehrsraum mit dem eigenen Fahrzeug teilen. Vorteilhaft ermöglicht die erfindungsgemäße Fahrerassistenzvorrichtung auch die Erfassung von der Verkehrslenkung dienenden Markierungen auf der Fahrbahnoberfläche, wie insbesondere von ununterbrochenen und unterbrochenen Linien oder von Verkehrszeichen. Durch die Auswertung von Reflektanz- bzw. Intensitätsbildern können diese Linien von der Fahrerassistenzvorrichtung erkannt werden. Weiterhin können ihre Lage und Orientierung auf der Fahrbahnoberfläche mit großer Genauigkeit vermessen werden. Schließlich ermöglicht die erfindungsgemäß ausgestaltete Fahrerassistenzvorrichtung auch eine ortsaufgelöste Erfassung des Fahrbahnzustands. Dazu wird vorteilhaft Strahlung mit mindesten zwei unterschiedlichen Wellenlängen eingesetzt, wobei die Wellenlängen derart gewählt sind, dass Strahlung mindestens einer Wellenlänge bei feuchter Fahrbahnoberfläche stark absorbiert wird, während das Absorptionsverhalten auf trockener Fahrbahn im Wesentlichen übereinstimmt. Aus dem Reflektanzverhältnis der unterschiedlichen Strahlungskomponenten kann dann vorteilhaft auf den jeweiligen Straßenzustand geschlossen werden. So kann vorteilhaft festgestellt werden, ob und ggf. welche Bereiche der Fahrbahnoberfläche mit Niederschlag, wie Regen oder Schnee, bedeckt sind. Diese Erkennung des Straßenzustands kann vorteilhaft für Warnfunktionen oder die vorausschauende Konditionierung des Lenk- und/oder Bremssystems des Fahrzeugs angewendet werden.
Die Erfindung zeichnet sich durch eine große Robustheit gegen Witterungseinflüsse aus und steht bei allen Lichtverhältnissen, also sowohl bei Tag als auch bei Nacht zur Verfügung.
Dabei wird für die verschiedenen Funktionen zur Fahrerunterstützung nur ein einziger aus Sender und Empfänger bestehender Sensor verwendet. Weiterhin ist die erfindungsgemäß ausgestaltete Fahrerassistenzvorrichtung einfach skalierbar. So kann eine kostengünstige Variante durch Verwendung nur einer Wellenlänge realisiert werden. In diesem Fall würde die Erkennung des Straßenzustands wegfallen.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
Figur 1 eine Aufsicht auf einen Verkehrsraum;
Figur 2 eine Sensoreinrichtung in schematischer Darstellung;
Figur 3 ein Blockdiagramm einer Fahrerassistenzvorrichtung;
Figur 4 ein weiteres Blockdiagramm einer Fahrerassistenzvorrichtung.
Ausführungsformen der Erfindung
Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Kern der Erfindung ist eine Fahrerassistenzvorrichtung, die eine Einrichtung für die Erfassung von Objekten, eine Einrichtung für die
Erfassung von Fahrbahnmarkierungen und eine Einrichtung für die Erfassung des Fahrbahnzustands erfasst. Dabei wird in einer Ausführung nur ein einziger Sensor verwendet. Die genannten Einrichtungen umfassen wenigstens eine Sensoreinrichtung. Als eine solche Sensoreinrichtung wird vorteilhaft eine so genannte 3D-Sensorik verwendet, die winkelaufgelöste Abstandsinformationen und Intensitäten von rückstreuenden Objekten liefert. Hierfür sind zum Beispiel Einrichtungen wie ein Rangeimager oder ein Lidarscanner geeignet. In Verbindung mit einem Lidarscanner können vorteilhaft mikroelektromechanische Systeme für die Strahlablenkung zum Einsatz kommen. Ein besonderer Vorteil eines Lidarscanners im Vergleich zu einem PMD-Sensor besteht darin, dass die Robustheit gegenüber Witterungseinflüssen wesentlich höher ist. So wird beispielsweise ein bei starkem Regen von Gischt umgebenes Fahrzeug als ein einziges Zielobjekt erkannt und es kann nur ein mittlerer Abstand zu diesem von Gischt umgebenen Objekt ermittelt werden. Mit einem Lidarsensor können dagegen die Gischtwolke und das darin verborgene Fahrzeug voneinander getrennt erfasst und so auch voneinander unterschieden werden.
Für eine Fahrzeugfolgefunktion hat eine geeignete Auslegung des Detektionsbereichs hinsichtlich Reichweite, Öffnungswinkel, horizontaler und vertikaler Winkelauflösung zu erfolgen. So ist beispielsweise der Detektionsbereich so auszulegen, dass die Reichweite zur Erfassung eines stehenden Zielobjekts (ACC-FSR) in Abhängigkeit von
Betriebskenngrößen des Fahrzeugfolgesystems anzupassen ist. Beispielsweise beeinflussen die maximale Reichweite und die maximal mögliche Verzögerung des Systems die maximale Relativgeschwindigkeit und damit die Set-Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeugfolgesystem betrieben werden kann, um zum Beispiel komfortabel bis zum Stillstand zu bremsen.
Eine wichtige Größe für die Erkennung von auf der Fahrbahn aufgebrachten Linien ist die Anzahl der Strahlen, die auf in einer bestimmten Entfernung befindliche Linie auftreffen. Je mehr Strahlen auf die Linie auftreffen, desto besser kann diese von dem benachbarten Straßenbelag unterschieden und so sicher detektiert werden. Die Auflösung wird davon abhängen, bis zu welcher Entfernung Linien noch erkannt werden sollen.
Eine für die Bestimmung der Position, der Größe und ggf. der Geschwindigkeit eines Objekts wichtige Messgröße ist der Abstand des Objekts in Richtung des auf das Objekt gerichteten Strahls der 3D-Sensorik. Dieser Abstand wird zweckmäßig durch Bestimmung der Laufzeit des in Richtung des Objekts in einem bestimmten Raumwinkel ausgesandten, an dem Objekt reflektierten und wieder empfangenen Strahls bestimmt. Für die ortsaufgelöste Erfassung des Zustands der Fahrbahnoberfläche werden vorteilhaft mindestens zwei unterschiedliche Wellenlängen verwendet. Die Wellenlängen werden dabei zweckmäßig derart gewählt, dass die Strahlung der mindestens einen Wellenlänge durch auf der Fahrbahn befindliche Feuchtigkeit stark absorbiert wird, während bei trockener Fahrbahn im Wesentlichen kein Unterschied im Absorptions- bzw. Reflexionsverhalten der verwendeten
Wellenlängen zu beobachten ist. Zum Beispiel werden pro Raumwinkeleinheit (Scanwinkel) zwei Strahlungsimpulse nacheinander abgegeben. Die Strahlung des ersten Strahlungsimpulses hat dabei eine Wellenlänge von etwa 900 nm (Nanometer) und die Strahlung des zweiten
Strahlungsimpulses eine Wellenlänge von etwa 1550 nm. Auf diese Weise werden weitere Raumwinkeleinheiten abgetastet. Aus dem Reflektanzverhältnis der mindestens zwei verwendeten unterschiedlichen Wellenlängen der Strahlung kann dann auf den jeweiligen Zustand der die Strahlung reflektierenden Fahrbahnoberfläche geschlossen werden. So kann beispielsweise festgestellt werden, ob sich ein Feuchtigkeitsfilm auf der Fahrbahnoberfläche befindet oder nicht und über welchen Bereich der Fahrbahn sich dieser Feuchtigkeitsfilm erstreckt. Diese Information kann vorteilhaft für eine Warnung des Fahrers oder für eine vorausschauende Vorkonditionierung des Lenk- und oder Bremssystems des Fahrzeugs verwendet werden.
Die praktische Anwendung der Erfindung wird im Folgenden unter Bezug auf Figur 1 erläutert. Figur 1 zeigt eine Aufsicht auf einen Verkehrsraum 1 mit einer von einer Fahrspurmarkierung 3 begrenzten Fahrspur 1.1. Auf dieser Fahrspur 1.1 bewegt sich ein Fahrzeug 5 (Fremdfahrzeug) in Fahrtrichtung 6. Dem Fahrzeug 5 folgt mit Abstand das Egofahrzeug 2. Das Egofahrzeug 2 umfasst eine Sensoreinrichtung (3d-Sensorik) mit einem Erfassungsbereich 2.1. Die zweidimensionale Darstellung in Figur 1 zeigt nur die horizontale Ausdehnung des Erfassungsbereichs 2.1. Die vertikale Ausdehnung des Erfassungsbereichs 2.1 ist zweckmäßig so bemessen, dass alle in dem Verkehrsraum 1 vorhandenen Objekte zuverlässig erfasst werden können. Mit Bezugsziffer 2.2 sind Strahlen der Sensoreinrichtung bezeichnet, die zur Erfassung von Fahrspurmarkierungen 3, insbesondere in der üblichen Form von Linien, dienen. Mit Bezugsziffer 2.3 sind Strahlen der Sensoreinrichtung bezeichnet, die mit mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängen die Oberfläche der befahrenen Fahrspur abtasten. Mit Bezugsziffer 4 ist ein Fahrspurbereich bezeichnet, der ein von der übrigen Fahrspur unterschiedliches Reflexionsvermögen aufweist, weil er beispielsweise mit einem Feuchtigkeitsfilm überzogen ist. Mit Bezugsziffer 2.4 sind Strahlen der Sensoreinrichtung bezeichnet, die zur Erfassung von Objekten, wie insbesondere fremden Fahrzeugen in dem Verkehrsraum 1 dienen. Mit den Strahlen 2.4 wird im vorliegenden Beispielsfall das vorausfahrende Fahrzeug 5 erfasst. Durch eine Laufzeitmessung können Entfernung und Geschwindigkeit des Fahrzeugs 5 erfasst werden. Durch Abtastung des Erfassungsbereichs aus dem Fahrzeugumfeld mittels einer scannenden Strahlbewegung können die Abmessungen des Fahrzeugs 5 erfasst werden. So kann beispielsweise festgestellt werden, ob es sich bei dem in Figur 1 dargestellten Fahrzeug 5 um einen PKW oder einen NKW handelt.
Im Folgenden wird, unter Bezug auf Figur 2, eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer Sensoreinrichtung beschrieben, mit der das in Figur 1 dargestellte Egofahrzeug 2 ausgerüstet ist. Figur 2 zeigt, in schematischer Darstellung die wichtigsten Komponenten einer Sende- Empfangseinrichtung 7 der Sensoreinrichtung. Mit Bezugsziffer 9,10 sind Sender bezeichnet, die Strahlung mit mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängen aus dem optischen Bereich des Spektrums und ggf. angrenzenden
Bereichen erzeugen. Mit Bezugsziffer 11 ist ein Strahlteiler bezeichnet. Mit Bezugsziffer 12 ist ein Empfänger bezeichnet .
Mit Bezugsziffer 13 ist ein der Strahlablenkung dienender
Spiegel bezeichnet. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um ein mikromechanisches System. Mit Bezugsziffer 8 ist ein Objekt aus dem Verkehrsraum 1 bezeichnet, das mit Strahlung der Sender 9, 10 beaufschlagt wird, und das diese Strahlung reflektiert. Die von dem Objekt 8 reflektierte Strahlung wird von dem Empfänger 12 erfasst. Von der Stellung des Spiegels 13 hängt es ab, welcher Raumwinkelbereich mit Strahlung der Sender 9, 10 beaufschlagt wird und welcher Anteil der ausgesandten Strahlung dem Empfänger 12 zugeleitet wird.
Ein Blockdiagramm einer Fahrerassistenzvorrichtung ist in Figur 3 dargestellt. Die Fahrerassistenzvorrichtung 30 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Sende- Empfangseinrichtungen 7.1, 7.2, 7.3. Die Sende- Empfangseinrichtung 7.1 erfasst vorzugsweise Objekte aus dem Umfeld des Egofahrzeugs 2, wie insbesondere fremde Fahrzeuge 5. Die Sende-Empfangseinrichtung 7.2 erfasst vorzugsweise Hinweise für die Verkehrslenkung, wie beispielsweise Verkehrszeichen und Fahrspurmarkierungen. Die Sende- Empfangseinrichtung 7.3 erfasst vorzugsweise kontinuierlich den Zustand der Fahrbahnoberfläche, wobei die Sende- Empfangseinrichtung 7.3 Strahlung mit mindestens zwei unterschiedlichen Wellenlängen aussendet und von der Fahrbahn reflektierte Strahlung erfasst und auswertet. Mit Bezugsziffer 32 ist ein Funktionsmodul Steuergerät bezeichnet, das die Ausgangssignale der Sende- Empfangseinrichtungen 7.1, 7.2, 7.3 auswertet und aufbereitet. Mit Bezugsziffer 31 ist ein Funktionsmodul Schnittstelle bezeichnet, das die Verbindung des
Fahrerassistenzsystems 30 mit weiteren Komponenten des hier nicht dargestellten Bordnetzes des Fahrzeugs 2 ermöglicht. Dieses aufwändige System bietet den Vorteil, dass Informationen über Objekte, Fahrbahnmarkierungen und den Zustand der Fahrbahnoberfläche praktisch zeitgleich und parallel gewonnen werden können.
In einer einfacheren und kostengünstigen Ausführungsvariante einer Fahrerassistenzvorrichtung (Figur 4) ist lediglich eine einzige Sende-Empfangseinrichtung 7 vorgesehen, die, in Abhängigkeit von dem jeweils mit Strahlung beaufschlagten Raumwinkelbereich, in zeitlicher Folge Informationen über Objekte aus dem Umfeld, Fahrspurmarkierungen und die Eigenschaft der Fahrbahnoberfläche liefert. Die Funktionen der Einrichtungen 7.1, 7.2, 7.3 werden daher durch entsprechende Betriebsmodi der einzigen Sende- Empfangseinrichtung 7 realisiert. Auf diese Weise kann die Fahrerassistenzvorrichtung 30 zahlreiche, den Fahrer unterstützende Assistenzfunktionen, wie Traffic Assistant, Lane Departure Warning, Collision Avoiding Breaking, Durchfahrassistent, Road Condition Sensing, vorausschauendes Einparken, kostengünstig bereitstellen.
Da es sich um ein skalierbares Sensorkonzept handelt, kann weiterhin auch nur eine einzige Lichtwellenlänge verwendet werden, wenn dies aus Kostengründen erforderlich ist. Dabei wird dann allerdings auf eine Erkennung des Zustands der Fahrbahnoberfläche, und insbesondere auf die Unterscheidung zwischen einer trockenen und einer feuchten Fahrbahnoberfläche verzichtet.
Besonders vorteilhaft können mit der erfindungsgemäßen Fahrerassistenzvorrichtung auch der Wankwinkel des Fahrzeugs und/oder der Verlauf der Fahrbahnoberfläche bzw. das Straßenprofil erfasst werden. Diese Werte lassen sich aus dem Abstandsverlauf der auf die Fahrbahnoberfläche treffenden und von dieser reflektierten Strahlen ermitteln. Eine besonders vorteilhafte weitere Anwendung ergibt sich dabei noch durch die mögliche rechtzeitige Erkennung eines drohenden Kippvorgangs des Fahrzeugs (Rollover-Sensierung) . Dies ist beispielsweise durch eine Überwachung von Änderungen des Wankwinkels möglich.

Claims

Ansprüche
1. Fahrerassistenzvorrichtung (30), dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem (30) eine Einrichtung für die Erfassung von Objekten (7.1), eine Einrichtung für die Erfassung von Fahrbahnmarkierungen (7.2) und eine
Einrichtung für die Erfassung des Fahrbahnzustands (7.3) umfasst .
2. Fahrerassistenzvorrichtung (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (7.1, 7.2, 7.3) mindestens eine Sende- Empfangseinrichtung (7) umfassen, die Strahlung aussendet und reflektierte Strahlung empfängt .
3. Fahrerassistenzvorrichtung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende-Empfangseinrichtung (7) im optischen Wellenlängenbereich liegende Strahlung aussendet.
4. Fahrerassistenzvorrichtung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- Empfangseinrichtung (7) Strahlung mit mindestens zwei Wellenlängen aussendet.
5. Fahrerassistenzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- Empfangseinrichtung (7) Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa 900 nm und etwa 1550 nm aussendet.
6. Fahrerassistenzvorrichtung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- Empfangseinrichtung (7) Mittel für den wellenlängenselektiven Vergleich der von der Fahrbahnoberfläche reflektierten Strahlung umfasst.
7. Fahrerassistenzvorrichtung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- empfangseinrichtung (7) Mittel für die Bestimmung der Laufzeit der ausgesandten und reflektierten Strahlung umfasst.
8. Fahrerassistenzvorrichtung (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende-Empfangseinrichtung (7) mindestens einen
Spiegel (13) für die Strahlablenkung umfasst.
9. Fahrerassistenzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionen der Einrichtungen (7.1, 7.2, 7.3) als Betriebsmodi einer einzigen Sende-Empfangseinrichtung (7) realisiert sind.
10.Verwendung einer Fahrerassistenzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für die Erfassung des Fahrbahnprofils.
11. Verwendung einer Fahrerassistenzvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für die Rollover-Sensierung.
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