WO2014108556A1 - Verfahren und vorrichtung zur unterstützung eines fahrers eines fahrzeugs bei einer fahrt auf unebenem gelände - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur unterstützung eines fahrers eines fahrzeugs bei einer fahrt auf unebenem gelände Download PDF

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Jascha Freess
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a method for assisting a driver of a vehicle when driving on uneven terrain, to a corresponding device and to a corresponding one
  • MPC mono or stereo front cameras
  • comfort and safety functions eg. B. lane keeping systems, intelligent lighting control, traffic sign recognition, etc. shown.
  • Such cameras recognize u. a. Lanes and objects that z. B. in cars, trucks, motorcycles u. ä.
  • the present invention provides a method for assisting a driver of a vehicle when driving on uneven terrain, furthermore a device that uses this method, and finally a corresponding computer program product according to FIGS.
  • a concept to assist a driver of a vehicle when driving on unpaved roads and off-road includes a classification problematic terrain characteristics and a provision of information for the driver handling of these.
  • the driver can be warned in good time of places that could become critical with regard to damage to the vehicle or stoppage of the vehicle.
  • the driver can also be proposed a trajectory to avoid critical points.
  • the driver can be advantageously supported when driving on dirt roads and in the field to avoid damage to the vehicle or a stoppage of the vehicle by unsuitable driving measures.
  • existing one or more forward-looking sensors for measuring the surface in front of the vehicle and for predictive determination of the resulting situation can be used.
  • the sensors may for example be associated with a stereo camera of the vehicle.
  • one or more lidar sensors can be used.
  • the driver can be warned in particular of situations in which his vehicle could be damaged or stuck.
  • the driver can be recommended an optimized trajectory or the vehicle can also be guided on one.
  • Algorithms required for carrying out such a method can be easily designed.
  • a method for assisting a driver of a vehicle when driving on uneven terrain comprises the following steps:
  • the method can be performed, for example, by a driver assistance system or in conjunction with a driver assistance system of the vehicle.
  • the vehicle may be, for example, a truck or a passenger car.
  • the uneven terrain may be an unpaved road or a trackless off-road terrain.
  • the assistance of the driver may be aimed at helping to move the vehicle through the uneven terrain without damage and / or stoppage.
  • the step of classifying can be performed by means of a suitable algorithm.
  • the uneven terrain by means of a sensor or sensors of the
  • the unevenness of the terrain can be either large or large
  • the uneven terrain can be classified as a slope or a gradient of various characteristics or as a trouble-free movement of the vehicle obstructing object.
  • the terrain unevenness may represent a unique spatially limited terrain feature or a large area terrain change with a plurality of terrain bumps.
  • the unevenness of the terrain may initially be fundamentally related to an inherent hazard potential for the
  • the step of classifying to the general result that the terrain unevenness has no hazard potential the process can be terminated at this point.
  • the process may proceed to the step of determining.
  • the direction of travel may represent a targeted planned direction of travel of the vehicle.
  • the step of determining may be performed using a suitable algorithm.
  • the result of the classifying may entail a determination of a strategy for dealing with the preceding terrain unevenness. The strategy can then via the information for guiding the vehicle via a
  • Output device of the vehicle z. B. are issued to the driver of the vehicle.
  • the information for guiding the vehicle can the driver of the vehicle, optically, for example by means of a pictogram on a
  • Display device of the vehicle acoustically, z. B. via an alarm sound, or haptically transmitted via the steering wheel of the vehicle.
  • the method may include a step of detecting the terrain unevenness by means of at least one optical sensor of the
  • the at least one optical sensor may be part of a mono or stereo front camera of the vehicle.
  • the method may be due to the optimum
  • Detection options for the terrain unevenness in particular perform the step of classifying with a very low error rate. Also, this embodiment allows a 3D image of a scene in front of the vehicle, so that accurate dimensions of the terrain unevenness can be realized. Additionally or alternatively, the vehicle may also have a mono or stereo rear-view camera, so even when reversing the vehicle
  • Uneven terrain can be classified and driven accordingly.
  • the rough terrain in the step of classifying, may be classified as an obstacle precluding further damage to the vehicle without damage. Accordingly, in the determining step, the information for guiding as a warning to the driver of the vehicle may be determined before continuing. Under such a classification z. B. terrain bumps such as too steep a ramp on which the vehicle would slip, or z. B. a rock formation, which can not be avoided due to lack of space understood. With this embodiment, the driver of the vehicle before a u. U. fatal Misjudgment of the situation and concomitant damage to the
  • the warning can z. B. by means of an alarm tone and / or a corresponding icon z. B. in a viewing direction display of the vehicle to the driver.
  • the rough terrain in the step of classifying, may be classified as an obstacle precluding further damage-free driving for the vehicle.
  • the step of determining the information for guiding can be determined as a brake signal for initiating a braking operation of the vehicle.
  • the brake signal may be suitable for initiating emergency braking of the vehicle or reducing a current speed of the vehicle to a speed suitable for driving on or around the rough terrain.
  • the rough terrain may be formed as a ramp and / or a direction transverse to the direction of travel
  • the information for guiding may be used as an information for executing a
  • the ramp may be an uphill or downhill grade of the front of the vehicle
  • the ramp can be very inclined or relatively flat. It can be inclined evenly or gradually.
  • Transverse bottom shaft may be transverse or oblique with respect to the direction of travel. Overall, it can be so pronounced that, when the vehicle is traveling forwards, it has to be driven over first with the front tires and then with the rear tires of the vehicle.
  • the Quer foundedwelle can consist of solid terrain or be formed by a snowdrift or a sand dune. With a diagonal or oblique driving the ramp or the transverse bottom shaft tilting of the vehicle can be advantageously reduced to a minimum. In addition, a risk of vehicle seating when driving on and off the ramp can be effectively reduced.
  • Direction and rash of the steering movement can be the driver of the Vehicle z. B. be notified via an insertion of an arrow in a display device of the vehicle.
  • the rough terrain may be classified as a longitudinal bottom wave formed along the traveling direction.
  • the information for guiding as information for executing a steering movement for initiating one-way driving of the longitudinal base shaft with the left-side or right-side wheels of the vehicle can be obtained.
  • the longitudinal floor wave may be one extending in the direction of travel and between two
  • Off-road unevenness can be classified as a lane twist and / or a pothole, and in the determining step, the information for guiding can be obtained as information for executing a steering movement for avoiding the lane twist and / or the pothole on an ideal trajectory.
  • this embodiment can advantageously a
  • the method may include a step of reading information about a trailer attached to the vehicle. Accordingly, the step of determining may be further performed based on the information about the trailer.
  • the trailer can be used to carry loads. Also, it can be in the trailer to a caravan. The trailer can by means of a
  • Coupling element to be connected to a rear of the vehicle.
  • the step of reading information about the trailer z. B. a sub-step of reading a type of coupling, a
  • Partial step of detecting a deflection of the clutch a sub-step of detecting or reading in a mean distance of the coupling element to the ground and / or a sub-step for reading a tipping stability of the trailer.
  • the method may include a step of outputting the information for guiding the vehicle to a driver assistance system of the vehicle.
  • the driver assistance system may be configured to effect engagement with a steering of the vehicle.
  • the driver assistance system may, for example, be coupled to a vehicle dynamics control or a power steering system of the vehicle and designed to give the driver, for example, steering instructions or to influence the steering or to execute the steering automatically.
  • the intervention in the steering can be
  • the driver assistance system may be designed to effect an intervention in a braking system of the vehicle.
  • the driver assistance system may be configured to perform an asymmetric braking intervention in order to steer the vehicle in a direction adapted to the uneven terrain.
  • the driver assistance system can be designed to give the driver of the vehicle an indication of a driving style adapted to the unevenness of the terrain.
  • the driver can be visually displayed a hint.
  • a display device of a navigation system, information system or combination device can be used to display the hint.
  • the hint may be a directional arrow or a recommended one
  • a device for assisting a driver of a vehicle when driving on uneven terrain has the following features: a device for classifying a rough terrain in front of the vehicle in the direction of travel; and means for determining information for guiding the vehicle in
  • the device may be a control unit of a
  • the device can also be used separately and with the driver assistance system and / or possibly one
  • the device can be designed to carry out or implement the steps of the method according to the invention in the corresponding devices. Also through this
  • a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon.
  • the device may have an interface, which may be formed in hardware and / or software.
  • the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device.
  • the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
  • An advantage is also a computer program product with program code, which on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a Hard disk space or an optical storage can be stored and used to carry out the method according to one of the embodiments described above, when the program product is executed on a computer or a device.
  • a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a Hard disk space or an optical storage
  • ABS Electronic Stability Control
  • ABS have additional software functions that can detect and use off-road situations in order to adapt system behavior accordingly.
  • Disparity metering allows front-of-line stereo cameras to obtain a 3D image of the situation in front of the vehicle. Depending on the resolution of the cameras, not only curbs but also so-called speed bumps as well as potholes and other unevenness in the road surface can be detected and measured.
  • a combination of a stereo front camera with the active chassis of a vehicle can be used to selectively use measurement results to move the individual suspensions, so that the
  • Fig. 1 is a plan view of a vehicle with a device for
  • FIGS. 1A-2B are block diagrams of driver assistance systems in connection with a method for assisting a driver of the vehicle when driving on uneven terrain, according to an embodiment of the present invention
  • 3A-3B are schematic diagrams for a drive of a vehicle along a
  • FIGS. 4A-4C are schematic diagrams for ramping a vehicle according to embodiments of the present invention.
  • FIG. 5A - 5B schematic representations for a ramp ride a vehicle with
  • FIG. 6 is a schematic representation of a strategy of bypassing a
  • FIG. 1 shows a top view of a vehicle 100 with an exemplary embodiment of a device 102 for assisting a driver of the vehicle 100 when driving on uneven terrain.
  • the device 102 comprises a
  • the vehicle is equipped here with a stereo front camera 1 10.
  • the stereo front camera 1 10 has two in the representation by means of detection cones identified optical sensors 1 12.
  • the optical sensors 1 12 are formed to a
  • the means 106 determines a result 1 14 of the means 104 for classifying
  • the information for guiding the vehicle 100 may be output from the device 102 to different components of the vehicle 100. This will be discussed in detail with reference to the following FIGS. 2A and 2B.
  • the sensors 1 12 integrated in the vehicle 100 are able to measure a waviness, inclination and inclination change of a surface in front of the vehicle 100 with an accuracy of ⁇ 10 cm. In the vehicle 100 shown here, they are arranged so that they look as steep as possible from above the surface to reduce shading. It can also be used only a single sensor 1 12. In the embodiment shown in Fig. 1, optical sensors 1 12 are used. Alternatively, one or more radar or lidar sensors can be used. The two sensors 1 12 can have an original component of the
  • FIGS. 2A and 2B show block diagrams of exemplary embodiments of driver assistance systems in conjunction with a method for
  • Fig. 2A shows a block diagram of an embodiment of a
  • Driver assistance system 200 Shown is the stereo front camera 1 10 with the two optical sensors 1 12. Furthermore, a user interface or an HMI
  • Embodiment of the driver assistance system 200 the device for assisting the driver in the camera 1 10 is integrated.
  • the coupled with the camera 1 10 user interface 202 for example
  • Steering instructions issued to the driver of the vehicle eg. B. via an overlay on a head-up display or a visual field display device of the vehicle.
  • vehicle dynamics control or an ESP are the vehicle dynamics control or an ESP
  • Driver assistance system 200 can be controlled in response to the data detected by the camera 1 10.
  • FIG. 2B shows a block diagram of another exemplary embodiment of a driver assistance system 200. In the embodiment, this corresponds
  • Driver assistance system 200 that of FIG. 2A with the difference that here additionally a central control unit or an ECU (Electronic Control Unit) 208 is integrated into the driver assistance system 200.
  • the controller 208 has the device for assisting the driver.
  • the controller 208 receives the image data from the stereo front camera 110 and takes over the distribution of the appropriate information for guiding the vehicle to the HMI 202, the vehicle dynamics control 204 and the power steering 206.
  • the controller 208 may also be a DAS unit be used.
  • a driver assistance system 200 integrating the approach presented here uses not only the sensors 12, but also the component 202 for issuing warnings or recommendations.
  • the steering can also be influenced via EPS 206 or the braking system via ESP 204.
  • the implementation of the method according to the invention can be represented either on the camera 110, on the central driver assistance control unit 208 or completely decentrally on several or all of the components 110, 202, 204, 206, 208.
  • FIGS. 3A to 6 show critical situations caused by the use of the method presented here or the device presented here can be solved advantageously.
  • the situations illustrated in FIGS. 3A to 6 are abstracted and illustrated in a modular manner. Real situations are in most cases combinations and modifications of the individual situations described below.
  • 3A shows a simplified sketch of a situation in which the vehicle 100 along a bumps in the longitudinal direction or
  • Longitudinal floor shaft 300 drives.
  • the longitudinal bottom shaft 300 forms here a
  • the longitudinal base wave 300 in the middle can become so high that the
  • Ground clearance is no longer sufficient.
  • An underbody 302 of the vehicle 100 may be damaged and / or the vehicle 100 may lose traction and get stuck. This situation can drag on over a longer distance.
  • FIG. 3B shows, by means of a further sketch, by way of example a driving behavior for solving the present problem.
  • the risk of damage or sticking of the vehicle 100 is banned by the vehicle 100, the longitudinal floor shaft 300 on one side - here with left-side wheels 304 of the vehicle 100 - travels.
  • This can be achieved, for example, by a driver of the vehicle 100 having received corresponding steering information which has been made available to him, for example, via an overlay in a display device of the vehicle 100.
  • FIGS. 4A to 4C in turn sketchily illustrate exemplary problematic ramping movements of the vehicle 100.
  • FIG. 4A shows a driveway of the vehicle 100 onto a ramp 400. As shown in FIG. 4A, there is a risk of damaging a front 402 of the vehicle 100 when the ramp 400 is correspondingly steep.
  • FIG. 4B again shows by way of example a possible hazard for a tail 404 of the vehicle 100 when driving on a ramp 400.
  • FIGS. 4A to 4C which can result when driving on uneven terrain, clearly show that there is a risk that, when entering or leaving ramps 400, the vehicle front 402 or the vehicle rear 404 may be in contact with the road are damaged.
  • a rear axle of the vehicle 100 can be so relieved that the vehicle 100 loses traction and gets stuck.
  • ground clearance may be too low for a kink 406 and may seat the vehicle 100.
  • the vehicle 100 may be damaged here or lose traction as well.
  • Ramps 400 can be too steep for a given length and grip of the surface to drive. The vehicle 100 would - after it has lost its momentum - come to a standstill or roll back or slip.
  • FIGS. 5A and 5B show examples of critical ones on the basis of further sketches
  • FIG. 5A shows by way of example a critical situation of driving a ramp 400 with the trailer 500.
  • the trailer 500 is a caravan here. In the trailer 500 but it may also be z. B. act to a cargo trailer.
  • the illustration in FIG. 5A clearly shows that during Driving up the ramp 400 a trailer hitch 502 contacted the roadway. There is a risk that the trailer coupling 502 breaks or is loosened and the trailer 500 is disconnected from the vehicle 100 and is damaged or endangers further road users.
  • FIG. 5B shows a problem of driving over a hill 406 or driving into a downhill ramp 400 with a trailer 500 attached to it.
  • the trailer coupling 502 may break or release the trailer 500 unintentionally.
  • FIGS. 5A and 5B clearly show that when a trailer 500 is coupled to the vehicle 100 in the method for assisting a driver of the vehicle 100, the trailer 500 must be taken into account accordingly. There are corresponding adaptations of the algorithms of the method for the recognition.
  • FIG. 6 shows a plan view of a strategy for bypassing a rough terrain, according to an embodiment of the present invention.
  • the unevenness of the terrain here consists of a pothole 600.
  • An ideal trajectory 602 characterized by a lane in the illustration follows corresponding information for guiding the vehicle (not shown here) in order to avoid the pothole 600.
  • Pothole 600 is dependent on its depth and length. Potholes 600, into which the wheels of the vehicle can dip too deeply, are to be recognized as critical. In addition to tires and suspension, it can also cause damage to the
  • the terrain unevenness shown in FIG. 6 may also represent another critical location or object, such as a boulder.
  • the ground to be driven instead of or in addition to
  • Potholes have 600 twisted lanes. When driving on a twisted lane, one or more wheels of the vehicle can be relieved to such an extent that they lose traction and the vehicle gets stuck. Although differential locks can deflect the traction on the loaded wheels and thus free the vehicle again. Avoiding such
  • FIG. 7 shows one embodiment of a flowchart of a method 700 for assisting a driver of a vehicle when driving on uneven terrain.
  • one or more sensors, such as front camera sensors, of the vehicle detect a rough terrain in front of the vehicle in the direction of travel.
  • the terrain roughness is classified in a step 704. For example, in the step of
  • Lane twisting are classified.
  • the rough terrain may also be classified as a combination of some or all of the mentioned features.
  • a result of the step of classifying 704 is used to obtain information for guiding the vehicle with respect to the rough terrain.
  • This information is output in a step 708 to the driver of the vehicle or, for example, to a driver assistance system of the vehicle.
  • the information for guiding the vehicle may, for. Example, as a warning or information to carry out a suitable steering movement to the driver of the vehicle.
  • the method 700 further includes a step 710 of reading in information about a trailer attached to the vehicle. When the information that a trailer is attached to the vehicle is read in step 710, the determining step 706 is further performed based on the information about the trailer. Step 710 may be performed at any suitable time in method 700 or even prior to the beginning of method 700.
  • the method 700 for assisting a driver when driving off-road and on unpaved roads can be performed in different functional forms.
  • the driver of the vehicle is warned after the classification of a critical situation in step 704 based on the information determined in step 706 by outputting a signal in step 708.
  • the output of the warning in step 708 may be in a simple form or augmented by an accurate reference to the critical one Situation take place, z. B. by markings in a head-up display, which refer to the direction in which the vehicle is to be steered, or by a marker in the camera image, the z. B. is displayed in the head unit or main unit of an infotainment system of the vehicle.
  • step 706 the information is determined to include a recommendation to the driver how to bypass the critical situation.
  • the recommendation may in step 708 as a pictogram in the instrument cluster or head-up display or in the camera image z. B. are shown as arrow mark.
  • the method 700 is applied to situations as described in FIGS. 4A to 5B. Ramps 400 and transverse shafts are approached diagonally. The diagonal also attenuates too high gradients.
  • step 706 the information is determined as information for guiding the vehicle on an ideal trajectory in order to avoid the critical situation by avoiding it.
  • the information comprises an instruction to intervene in the steering of the vehicle by a driver assistance system.
  • the interventions may be weak, to give the driver only slight hints, or even strong enough to steer the vehicle automatically.
  • additional information about an environment around the vehicle is read to avoid further risks being taken by the bypass.
  • the method 700 is carried out accordingly in order in a situation as shown with reference to the illustration in FIG. 6.
  • the method 700 is also performed when driving on a terrain with bumps in the longitudinal direction. As is clearly illustrated with reference to FIGS. 3A and 3B, longitudinal floor shafts 300 are driven on one side or along one side
  • Bump 300 defused Similar to a lane departure warning system, the vehicle 100 is guided along the bump 300.
  • the method and apparatus described herein are particularly suitable for use in off-highway vehicles, e.g. Eg as a value-added function of a stereo video camera with position search (SOP).
  • SOP stereo video camera with position search
  • an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs (100) bei einer Fahrt auf unebenem Gelände. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Klassifizierens einer in Fahrtrichtung (108) vor dem Fahrzeug (100) liegenden Geländeunebenheit und einen Schritt des Ermittelns einer Information zum Führen des Fahrzeugs (100) in Bezug auf die Geländeunebenheit basierend auf einem Ergebnis des Klassifizierens.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren und Vorrichtunq zur Unterstützunq eines Fahrers eines Fahrzeuqs bei einer Fahrt auf unebenem Gelände
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs bei einer Fahrt auf unebenem Gelände, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein entsprechendes
Computerprogrammprodukt.
Mittels an der Frontscheibe integrierter Mono- oder Stereo-Frontkameras (im Folgenden kurz MPC oder SVC genannt) werden heute verschiedene Komfort- und Sicherheitsfunktionen, z. B. Spurhaltesysteme, intelligente Lichtsteuerung, Verkehrszeichenerkennung, usw. dargestellt. Solche Kameras erkennen u. a. Fahrspuren und Objekte, die z. B. in PKW, Lastwagen, Motorräder u. ä.
unterschieden bzw. klassifiziert werden können.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs bei einer Fahrt auf unebenem Gelände, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den
Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Ein Konzept zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs bei Fahrten auf unbefestigten Straßen und im Gelände umfasst eine Klassifizierung problematischer Geländeausprägungen und eine Bestimmung von Informationen zum fahrerischen Umgang mit diesen.
Beispielsweise kann der Fahrer rechtzeitig vor Stellen gewarnt werden, die kritisch werden könnten hinsichtlich Beschädigungen am Fahrzeug oder eines Steckenbleibens des Fahrzeugs. Je nach Ausprägung des hier vorgeschlagenen Ansatzes kann dem Fahrer zudem eine Trajektorie vorgeschlagen werden, um kritische Stellen zu umfahren.
Gemäß Ausführungsformen eines hierin vorgeschlagenen Verfahrens kann der Fahrer bei Fahrten auf unbefestigten Straßen und im Gelände vorteilhaft unterstützt werden, um Beschädigungen am Fahrzeug oder ein Steckenbleiben des Fahrzeugs durch ungeeignete fahrerische Maßnahmen zu vermeiden.
Beispielsweise können bereits vorhandene ein oder mehrere nach vorne gerichtete Sensoren zur Vermessung der Oberfläche vor dem Fahrzeug und zur vorausschauenden Ermittlung der resultierenden Situation eingesetzt werden. Die Sensoren können beispielsweise einer Stereo-Kamera des Fahrzeugs zugeordnet sein. Alternativ können auch ein oder mehrere Lidar-Sensoren eingesetzt werden.
Gemäß Ausführungsformen des hier vorgestellten Verfahrens kann der Fahrer insbesondere vor Situationen gewarnt werden, in denen sein Fahrzeug beschädigt werden oder stecken bleiben könnte. In einer weiteren Ausprägung kann dem Fahrer eine optimierte Trajektorie empfohlen oder das Fahrzeug auch auf einer solchen geführt werden.
Für eine Durchführung eines derartigen Verfahrens erforderliche Algorithmen können ohne Weiteres konzipiert werden.
Ein Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs bei einer Fahrt auf unebenem Gelände weist die folgenden Schritte auf:
Klassifizieren einer in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug liegenden
Geländeunebenheit; und Ermitteln einer Information zum Führen des Fahrzeugs in Bezug auf die
Geländeunebenheit basierend auf einem Ergebnis des Klassifizierens.
Das Verfahren kann beispielsweise von einem Fahrerassistenzsystem oder in Zusammenhang mit einem Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs durchgeführt werden. Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um einen Lastkraftwagen oder einen Personenkraftwagen handeln. Bei dem unebenen Gelände kann es sich um eine unbefestigte Straße oder auch um ein wegloses Gelände abseits von Straßen handeln. Die Unterstützung des Fahrers kann darauf abzielen, dazu beizutragen, das Fahrzeug ohne Beschädigung und/oder Steckenbleiben durch das unebene Gelände zu bewegen. Der Schritt des Klassifizierens kann mittels eines geeigneten Algorithmus durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Geländeunebenheit mittels eines Sensors oder mehrerer Sensoren des
Fahrzeugs erfasst werden und der Algorithmus zum Klassifizieren unter
Verwendung einer Information über die erfasste Geländeunebenheit durchgeführt werden. Bei der Geländeunebenheit kann es sich um eine groß- oder
kleinräumige für Fahrzeug und/oder Insassen relevante Änderung des Geländes verglichen mit einem aktuell befahrenen Bereich des Geländes handeln. Die Geländeunebenheit kann als eine Steigung oder ein Gefälle unterschiedlichster Ausprägung oder auch als ein eine störungsfreie Weiterfahrt des Fahrzeugs behinderndes Objekt klassifiziert werden. Die Geländeunebenheit kann eine einmalige räumlich eng begrenzte Geländeausprägung oder eine großräumige Geländeänderung mit einer Mehrzahl von Geländeunebenheiten repräsentieren. Prinzipiell kann in dem Schritt des Klassifizierens die Geländeunebenheit zunächst grundsätzlich in Bezug auf ein inhärentes Gefährdungspotenzial für das
Fahrzeug und/oder Insassen des Fahrzeugs hin bewertet werden. Gelangt z. B. in einer Ausführungsform des Verfahrens der Schritt des Klassifizierens zu dem allgemeinen Ergebnis, dass die Geländeunebenheit kein Gefährdungspotenzial aufweist, kann das Verfahren an dieser Stelle beendet werden. Ist das allgemeine Ergebnis jedoch die Erkenntnis eines Gefährdungspotenzials, kann das Verfahren zum Schritt des Ermitteins fortfahren. Die Fahrtrichtung kann eine zielgerichtete geplante Fortbewegungsrichtung des Fahrzeugs repräsentieren. Auch der Schritt des Ermitteins kann unter Verwendung eines geeigneten Algorithmus durchgeführt werden. Prinzipiell kann in dem Schritt des Ermitteins das Ergebnis des Klassifizierens eine Bestimmung einer Strategie zum Umgang mit der vorausliegenden Geländeunebenheit nach sich ziehen. Die Strategie kann dann mittels der Information zum Führen des Fahrzeugs über eine
Ausgabeeinrichtung des Fahrzeugs z. B. an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben werden. So kann es sich bei nun vorliegender Kenntnis der Geländeunebenheit bei der Information zum Führen des Fahrzeugs z. B. um eine Warninformation, eine Lenkinformation oder eine Information über eine ideale Trajektorie zum Befahren, Überfahren oder Umfahren der Geländeunebenheit handeln. Die Information zum Führen des Fahrzeugs kann dem Fahrer des Fahrzeugs, optisch, beispielsweise mittels eines Piktogramms auf einer
Anzeigeeinrichtung des Fahrzeugs, akustisch, z. B. über einen Alarmton, oder auch haptisch über das Lenkrad des Fahrzeugs übermittelt werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Erfassens der Geländeunebenheit mittels zumindest eines optischen Sensors des
Fahrzeugs aufweisen. Der zumindest eine optische Sensor kann Teil einer Mono- oder Stereo-Frontkamera des Fahrzeugs sein. In dem Schritt des
Klassifizierens kann dann die Geländeunebenheit mittels eines von der
Frontkamera ermittelten Abbildes derselben identifiziert und klassifiziert werden. In dieser Ausführungsform kann das Verfahren aufgrund der optimalen
Erkennungsmöglichkeiten für die Geländeunebenheit insbesondere den Schritt des Klassifizierens mit sehr geringer Fehlerquote durchführen. Auch ermöglicht diese Ausführungsform ein 3D-Abbild einer Szene vor dem Fahrzeug, sodass genaue Abmessungen der Geländeunebenheit realisierbar sind. Zusätzlich oder alternativ kann das Fahrzeug auch über eine Mono- oder Stereo-Heckkamera verfügen, sodass auch bei einer Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs
Geländeunebenheiten klassifiziert und entsprechend befahren bzw. umfahren werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens kann in dem Schritt des Klassifizierens die Geländeunebenheit als ein Hindernis klassifiziert werden, das eine für das Fahrzeug beschädigungsfreie Weiterfahrt ausschließt. Entsprechend kann in dem Schritt des Ermitteins die Information zum Führen als eine Warnung an den Fahrer des Fahrzeugs vor einer Weiterfahrt ermittelt werden. Unter einer derartigen Klassifizierung können z. B. Geländeunebenheiten wie eine zu steile Rampe, auf der das Fahrzeug abrutschen würde, oder z. B. eine Felsformation, die aus Platzgründen nicht umfahren werden kann, verstanden werden. Mit dieser Ausführungsform kann der Fahrer des Fahrzeugs vor einer u. U. fatalen Fehleinschätzung der Situation und einhergehenden Beschädigung des
Fahrzeugs oder gar Gefährdung der Unversehrtheit von Insassen des Fahrzeugs bewahrt werden. Die Warnung kann z. B. mittels eines Alarmtons und/oder eines entsprechenden Piktogramms z. B. in einer Blickrichtungsanzeige des Fahrzeugs an den Fahrer ausgegeben werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann in dem Schritt des Klassifizierens die Geländeunebenheit als ein Hindernis klassifiziert werden, das eine für das Fahrzeug beschädigungsfreie Weiterfahrt ausschließt. Dabei kann in dem Schritt des Ermitteins die Information zum Führen als ein Bremssignal zum Einleiten eines Bremsvorgangs des Fahrzeugs ermittelt werden. Beispielsweise kann das Bremssignal geeignet sein, um eine Notbremsung des Fahrzeugs einzuleiten oder eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf eine zum Befahren oder Umfahren der Geländeunebenheit geeignete Geschwindigkeit zu verringern.
Beispielsweise kann in dem Schritt des Klassifizierens die Geländeunebenheit als eine Rampe und/oder eine quer zu der Fahrtrichtung ausgebildete
Querbodenwelle klassifiziert werden. Dabei kann in dem Schritt des Ermitteins die Information zum Führen als eine Information zum Ausführen einer
Lenkbewegung zum Einleiten eines Befahrens der Rampe und/oder der
Querbodenwelle in einer schräg zu der Rampe und/oder der Querbodenwelle verlaufenden weiteren Fahrtrichtung ermittelt werden. Bei der Rampe kann es sich um eine Steigung oder ein Gefälle des vor dem Fahrzeug liegenden
Geländes handeln. Die Rampe kann stark geneigt sein oder relativ flach verlaufen. Sie kann gleichmäßig oder abgestuft geneigt sein. Die
Querbodenwelle kann in Bezug auf die Fahrtrichtung quer oder schräg verlaufen. Sie kann insgesamt so ausgeprägt sein, dass sie bei einer Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs zuerst mit den vorderen und anschließend mit den hinteren Reifen des Fahrzeugs zu überfahren ist. Die Querbodenwelle kann aus festem Gelände bestehen oder durch eine Schneeverwehung oder eine Sanddüne gebildet werden. Mit einer diagonalen bzw. schrägen Befahrung der Rampe bzw. der Querbodenwelle kann eine Kippneigung des Fahrzeugs vorteilhaft auf ein Minimum reduziert werden. Darüber hinaus kann eine Gefahr eines Aufsitzens des Fahrzeugs beim Fahren auf die bzw. aus der Rampe wirksam verringert werden. Richtung und Ausschlag der Lenkbewegung können dem Fahrer des Fahrzeugs z. B. über eine Einblendung eines Pfeils in einer Anzeigeeinrichtung des Fahrzeugs mitgeteilt werden.
Ferner kann in dem Schritt des Klassifizierens die Geländeunebenheit als eine entlang der Fahrtrichtung ausgebildete Längsbodenwelle klassifiziert werden.
Entsprechend kann in dem Schritt des Ermitteins die Information zum Führen als eine Information zum Ausführen einer Lenkbewegung zum Einleiten eines einseitigen Befahrens der Längsbodenwelle mit den linksseitigen oder rechtsseitigen Rädern des Fahrzeugs ermittelt werden. Bei der Längsbodenwelle kann es sich um eine sich in Fahrtrichtung erstreckende und zwischen zwei
Spurrillen einer Fahrbahn bestehende Bodenerhebung handeln, die eine Gefahr für eine Beschädigung eines Unterbodens des Fahrzeugs darstellen kann. Mit der einseitigen Befahrung der Längsbodenwelle mit entweder der rechten oder der linken Fahrzeugseite kann auf einfache Weise der Unterboden des
Fahrzeugs vor Beschädigungen geschützt werden. Auch hier kann die
Information über eine Einblendung eines entsprechenden Piktogramms übermittelt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann in dem Schritt des Klassifizierens die
Geländeunebenheit als eine Fahrspurverwindung und/oder ein Schlagloch klassifiziert werden, wobei in dem Schritt des Ermitteins die Information zum Führen als eine Information zum Ausführen einer Lenkbewegung zum Umfahren der Fahrspurverwindung und/oder des Schlaglochs auf einer idealen Trajektorie ermittelt werden kann. Mit dieser Ausführungsform kann vorteilhaft eine
Beschädigung des Fahrzeugs bei einem Durchfahren des Schlaglochs bzw. der
Fahrspurverwindung oder z. B. eine Gefahr eines Steckenbleibens in dem Schlagloch ausgeschaltet werden. Auch hier kann wieder die Information als ein Piktogramm in einem Display eingeblendet werden. Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Einlesens einer Information über einen an das Fahrzeug angehängten Anhänger aufweisen. Entsprechend kann der Schritt des Ermitteins ferner basierend auf der Information über den Anhänger durchgeführt werden. Der Anhänger kann zum Befördern von Lasten dienen. Auch kann es sich bei dem Anhänger um einen Wohnwagen handeln. Der Anhänger kann mittels eines
Kupplungselements mit einem Heck des Fahrzeugs verbunden sein. Um zu verhindern, dass beispielsweise beim Einfahren in oder Ausfahren aus Rampen der Anhänger oder das Kupplungselement auf dem Untergrund aufsitzt oder beschädigt wird, kann der Schritt des Einlesens einer Information über den Anhänger z. B. einen Teilschritt des Einlesens einer Kupplungsart, einen
Teilschritt des Erfassens einer Auslenkung der Kupplung, einen Teilschritt des Erfassens oder Einlesens eines mittleren Abstands des Kupplungselements zum Untergrund und/oder einen Teilschritt zum Einlesen einer Kippstabilität des Anhängers aufweisen. Mit dieser Ausführungsform des Verfahrens kann die Sicherheit für Fahrzeug und Insassen noch weitergehend verbessert werden.
Insbesondere kann das Verfahren einen Schritt des Ausgebens der Information zum Führen des Fahrzeugs an ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs aufweisen. Das Fahrerassistenzsystem kann ausgebildet sein, um einen Eingriff in eine Lenkung des Fahrzeugs zu bewirken. Das Fahrerassistenzsystem kann beispielsweise mit einer Fahrdynamikregelung oder einer Servolenkung des Fahrzeugs gekoppelt sein und ausgebildet sein, um dem Fahrer beispielsweise Lenkhinweise zu geben oder die Lenkung zu beeinflussen oder die Lenkung selbsttätig auszuführen. Bei dem Eingriff in die Lenkung kann es sich
entsprechend um eine von dem Fahrerassistenzsystem veranlasste von dem Fahrer unabhängige Lenkbewegung eines Lenkrads des Fahrzeugs handeln. Zusätzlich oder alternativ kann das Fahrerassistenzsystem ausgebildet sein, um einen Eingriff in ein Bremssystem des Fahrzeugs zu bewirken. Beispielsweise kann das Fahrerassistenzsystem ausgebildet sein, um einen asymmetrischen Bremseingriff vorzunehmen, um das Fahrzeug in eine an die Geländeunebenheit angepasste Richtung zu lenken. Ferner kann das Fahrerassistenzsystem ausgebildet sein, um dem Fahrer des Fahrzeugs einen Hinweis zu einer an die Geländeunebenheit angepassten Fahrweise zu geben. Beispielsweise kann dem Fahrer ein Hinweis optisch angezeigt werden. Dazu kann beispielsweise eine Anzeigeeinrichtung eines Navigationssystems, Informationssystems oder Kombigeräts eingesetzt werden, um den Hinweis anzuzeigen. Beispielsweise kann der Hinweis als ein Richtungspfeil oder als eine empfohlene
Geschwindigkeitsänderung angezeigt werden.
Diese Ausführungsform des Verfahrens bietet ein noch höheres Maß an
Sicherheit, da so die Gefahr gebannt werden kann, dass der Fahrer eine zur Vermeidung von Beschädigung oder Steckenbleiben erforderliche Lenkbewegung zu spät oder gar nicht ausführt und das Fahrzeug so nicht rechtzeitig auf die ideale Trajektorie gebracht werden kann.
Eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs bei einer Fahrt auf unebenem Gelände weist die folgenden Merkmale auf: eine Einrichtung zum Klassifizieren einer in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug liegenden Geländeunebenheit; und eine Einrichtung zum Ermitteln einer Information zum Führen des Fahrzeugs in
Bezug auf die Geländeunebenheit basierend auf einem Ergebnis des
Klassifizierens.
Bei der Vorrichtung kann es sich um ein Steuergerät eines
Fahrerassistenzsystems handeln. Die Vorrichtung kann auch separat eingesetzt werden und mit dem Fahrerassistenzsystem und/oder eventuell einem
Kamerasystem des Fahrzeugs gekoppelt sein. Die Vorrichtung kann ausgebildet sein, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in den entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese
Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der
Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem MikroController neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
Fahrten auf unbefestigten Straßen und im Gelände verlangen dem Fahrer ein hohes fahrerisches Können und hohe Aufmerksamkeit ab. Assistenzsysteme können zu seiner Unterstützung eingesetzt werden. Unter Verwendung eines solchen Assistenzsystems kann dem Fahrer die Aufgabe abgenommen werden, dass er selbst darauf achten muss, dass er seinen Weg so wählt, dass das Fahrzeug nicht stecken bleibt und unbeschädigt hindurch kommt. ESP
(Electronic Stability Control) und ABS verfügen je nach Fahrzeug über zusätzliche Softwarefunktionen, die Off-Road-Situationen erkennen und genutzt werden können, um das Systemverhalten entsprechend anpassen zu können.
Mithilfe der Disparitätsmessung können Stereo-Frontkameras ein 3D-Abbild der Situation vor dem Fahrzeug ermitteln. Je nach Auflösung der Kameras sind dabei neben Bordsteinen auch sogenannte Speed-Bumps sowie Schlaglöcher und weitere Unebenheiten in der Fahrbahnoberfläche erfass- und vermessbar.
Eine Kombination einer Stereo-Frontkamera mit dem aktiven Fahrwerk eines Fahrzeugs kann verwendet werden, um mithilfe von Messergebnissen die einzelnen Radaufhängungen gezielt zu bewegen werden, sodass die
Schlagwirkung beim Überfahren von z. B. Speed-Bumps, Bordsteinen o. ä.
gezielt so abgedämpft werden kann, dass sie vom Insassen kaum mehr wahrnehmbar ist. Auch einfachere und kostengünstigere Systeme sind in
Vorbereitung, bei denen auf Basis der Messergebnisse die
Dämpfungseigenschaften verstellbarer Stoßdämpfer eingestellt werden können.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen
beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Aufsicht auf ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur
Unterstützung eines Fahrers des Fahrzeugs bei einer Fahrt auf unebenem Gelände gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 2A - 2B Blockschaltbilder von Fahrerassistenzsystemen in Verbindung mit einem Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers des Fahrzeugs bei einer Fahrt auf unebenem Gelände, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3A - 3B Prinzipdarstellungen für eine Fahrt eines Fahrzeugs entlang einer
Längsbodenwelle, gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4A - 4C Prinzipdarstellungen für eine Rampenfahrt eines Fahrzeugs, gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5A - 5B Prinzipdarstellungen für eine Rampenfahrt eines Fahrzeugs mit
Anhänger, gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 6 Prinzipdarstellung für eine Strategie einer Umfahrung einer
Geländeunebenheit, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Unterstützung eines
Fahrers eines Fahrzeugs bei einer Fahrt auf unebenem Gelände, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren
dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche
Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt eine Aufsicht auf ein Fahrzeug 100 mit einem Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 102 zur Unterstützung eines Fahrers des Fahrzeugs 100 bei einer Fahrt auf unebenem Gelände. Die Vorrichtung 102 umfasst eine
Einrichtung 104 zum Klassifizieren einer in Fahrtrichtung 108 vor dem Fahrzeug liegenden Geländeunebenheit und eine Einrichtung 106 zum Ermitteln einer Information zum Führen des Fahrzeugs 100 in Bezug auf die
Geländeunebenheit. Wie die Darstellung in Fig. 1 zeigt, ist das Fahrzeug hier mit einer Stereo-Frontkamera 1 10 ausgerüstet. Die Stereo-Frontkamera 1 10 weist zwei in der Darstellung mittels Erfassungskegeln gekennzeichnete optische Sensoren 1 12 auf. Die optischen Sensoren 1 12 sind ausgebildet, um eine
Beschaffenheit des in Fahrtrichtung 108 vor dem Fahrzeug 100 liegenden Geländes und insbesondere eine oder mehrere Geländeunebenheiten zu erfassen und eine entsprechende Information über eine Schnittstelle an die Einrichtung 104 zum Klassifizieren zu übermitteln. Basierend auf einem Ergebnis 1 14 der Einrichtung 104 zum Klassifizieren ermittelt die Einrichtung 106 eine
Information zum Führen des Fahrzeugs 100 in Bezug auf die
Geländeunebenheit. Die Information zum Führen des Fahrzeugs 100 kann von der Vorrichtung 102 an unterschiedliche Komponenten des Fahrzeugs 100 ausgegeben werden. Im Detail wird darauf anhand der nachfolgenden Figuren 2A und 2B eingegangen.
Die im Fahrzeug 100 integrierten Sensoren 1 12 sind in der Lage, eine Welligkeit, Neigung und Neigungsänderung einer Oberfläche vor dem Fahrzeug 100 mit einer Genauigkeit < 10 cm vermessen zu können. Bei dem hier gezeigten Fahrzeug 100 sind sie hierfür so angeordnet, dass sie möglichst steil von oben auf die Oberfläche blicken, um Abschattungen zu verringern. Es kann auch lediglich ein einziger Sensor 1 12 eingesetzt werden. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel werden optische Sensoren 1 12 verwendet. Alternativ können auch ein oder mehrere Radar- oder Lidar-Sensoren zum Einsatz kommen. Die beiden Sensoren 1 12 können über eine Original-Komponente des
Fahrzeugs 100 oder ein Nachrüstgerät integriert sein.
Figuren 2A und 2B zeigen anhand von Blockschaltbildern Ausführungsbeispiele von Fahrerassistenzsystemen in Verbindung mit einem Verfahren zur
Unterstützung eines Fahrers des Fahrzeugs bei einer Fahrt auf unebenem
Gelände.
Fig. 2A zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines
Fahrerassistenzsystems 200. Gezeigt ist die Stereo-Frontkamera 1 10 mit den zwei optischen Sensoren 1 12. Ferner ist eine Benutzerschnittstelle bzw. ein HMI
(Human-Machine Interface) 202, eine Fahrdynamikregelung 204 sowie eine elektromechanische Servolenkung 206 gezeigt. Bei dem hier gezeigten
Ausführungsbeispiel des Fahrerassistenzsystems 200 ist die Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrers in die Kamera 1 10 integriert. Über die mit der Kamera 1 10 gekoppelte Benutzerschnittstelle 202 werden beispielsweise
Lenkanweisungen an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben, z. B. über eine Einblendung auf einem Head-Up-Display bzw. einer Blickfeldanzeigeeinrichtung des Fahrzeugs. Ferner sind hier die Fahrdynamikregelung bzw. ein ESP
(Elektronisches Stabilitätsprogramm) 204 sowie die elektromechanische
Servolenkung bzw. ein EPS (Electronic Power Steering) 206 mit der Stereo- Frontkamera 1 10 gekoppelt, sodass auch diese Komponenten des
Fahrerassistenzsystems 200 in Abhängigkeit der von der Kamera 1 10 erfassten Daten gesteuert werden können.
Fig. 2B zeigt ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Fahrerassistenzsystems 200. In der Ausführung entspricht dieses
Fahrerassistenzsystem 200 dem aus Fig. 2A mit dem Unterschied, dass hier zusätzlich ein zentrales Steuergerät bzw. ein ECU (Electronic Control Unit) 208 in das Fahrerassistenzsystem 200 integriert ist. Hier weist das Steuergerät 208 die Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrers auf. Das Steuergerät 208 empfängt die Bilddaten von der Stereo-Frontkamera 1 10 und übernimmt die Verteilung der geeigneten Informationen zum Führen des Fahrzeugs an das HMI 202, die Fahrdynamikregelung 204 und die Servolenkung 206. Zusätzlich zu oder anstelle des Steuergeräts 208 kann auch eine DAS-Einheit eingesetzt werden.
Wie die Darstellungen in den Figuren 2A und 2B zeigen, setzt ein den hier vorgestellten Ansatz integrierendes Fahrerassistenzsystem 200 neben den Sensoren 1 12 auch die Komponente 202 zur Ausgabe von Warnungen bzw. Empfehlungen ein. Je nach Ausprägung kann zusätzlich die Lenkung über EPS 206 oder das Bremssystem über ESP 204 beeinflusst werden. Die Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann entweder auf der Kamera 1 10, auf dem zentralen Fahrerassistenzsteuergerät 208 oder vollständig dezentral auf mehreren oder allen der Komponenten 1 10, 202, 204, 206, 208 dargestellt werden.
Die nachfolgenden Figuren 3A bis 6 zeigen kritische Situationen, die durch den Einsatz des hier vorgestellten Verfahrens bzw. der hier vorgestellten Vorrichtung vorteilhaft gelöst werden können. Die in den Figuren 3A bis 6 dargestellten Situationen sind abstrahiert und modular dargestellt. Reale Situationen stellen sich in den meisten Fällen als Kombinationen und Abwandlungen der einzelnen, im Folgenden beschriebenen, Situationen dar.
Fig. 3A zeigt anhand einer vereinfachenden Skizze eine Situation, in der das Fahrzeug 100 entlang einer Bodenwellen in Längsrichtung bzw.
Längsbodenwelle 300 fährt. Die Längsbodenwelle 300 bildet hier eine
Geländeunebenheit, die eine Fahrt des Fahrzeugs 100 behindern kann oder bei der Fahrt des Fahrzeugs 100 eine Beschädigung des Fahrzeugs 100 hervorrufen kann. Die in Fig. 3A skizzenhaft dargestellte Problematik ist häufig und eine Folge davon, dass Fahrwege ausgefahren und/oder ausgewaschen sind. Das Fahrzeug 100 fährt in den vorhandenen Fahrrinnen. Der Keil bzw. die
Längsbodenwelle 300 in der Mitte kann dabei so hoch werden, dass die
Bodenfreiheit nicht mehr ausreicht. Ein Unterboden 302 des Fahrzeugs 100 kann beschädigt werden und/oder das Fahrzeug 100 kann die Traktion verlieren und stecken bleiben. Diese Situation kann sich über eine längere Fahrstrecke hinziehen.
Fig. 3B zeigt anhand einer weiteren Skizze beispielhaft ein Fahrverhalten zur Lösung der vorliegenden Problematik. Hier wird die Gefahr der Beschädigung oder des Steckenbleibens des Fahrzeugs 100 gebannt, indem das Fahrzeug 100 die Längsbodenwelle 300 einseitig - hier mit linksseitigen Rädern 304 des Fahrzeugs 100 - befährt. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem ein Fahrer des Fahrzeugs 100 eine entsprechende Lenkinformation erhalten hat, die ihm beispielsweise über eine Einblendung in einer Anzeigeeinrichtung des Fahrzeugs 100 zugänglich gemacht wurde.
Figuren 4A bis 4C zeigen wiederum skizzenhaft beispielhafte problematische Rampenfahrten des Fahrzeugs 100.
Fig. 4A zeigt eine Einfahrt in bzw. eine Auffahrt des Fahrzeugs 100 auf eine Rampe 400. Wie die Darstellung in Fig. 4A zeigt, besteht die Gefahr einer Beschädigung einer Front 402 des Fahrzeugs 100, wenn die Rampe 400 entsprechend steil ausgeprägt ist. Fig. 4B zeigt wiederum beispielhaft eine mögliche Gefährdung für ein Heck 404 des Fahrzeugs 100 bei Befahren einer Rampe 400.
Fig. 4C zeigt, dass beim Einfahren in eine absteigende Rampe 400 die Gefahr besteht, dass der Unterboden 302 des Fahrzeugs 100 beschädigt wird oder das Fahrzeug 100 die Traktion verliert und stecken bleibt.
Die in den Figuren 4A bis 4C dargestellten beispielhaften Situationen, die sich bei einer Fahrt auf uneben Gelände ergeben können, zeigen anschaulich, dass die Gefahr besteht, dass beim Einfahren in bzw. Ausfahren aus Rampen 400 die Fahrzeugfront 402 oder das Fahrzeugheck 404 durch Kontakt mit der Fahrbahn beschädigt werden. Bei Fahrten mit entsprechender Geschwindigkeit und stabilem Heck 404 kann ggf. eine Hinterachse des Fahrzeugs 100 so stark entlastet werden, dass das Fahrzeug 100 die Traktion verliert und stecken bleibt. Des Weiteren kann eine Bodenfreiheit zu gering für einen Knick bzw. eine Kuppe 406 sein und das Fahrzeug 100 aufsitzen. Das Fahrzeug 100 kann hier beschädigt werden oder ebenfalls die Traktion verlieren. Rampen 400 können bei gegebener Länge und Griffigkeit der Oberfläche zu steil zum Befahren werden. Das Fahrzeug 100 würde - nachdem es seinen Schwung verloren hat - zum Stillstand kommen bzw. wieder zurückrollen oder rutschen.
Eine zu den anhand der Darstellungen der Figuren 4A bis 4C gezeigten
Situationen analoge Situation ergibt sich auch beim Befahren einer quer zu der Fahrtrichtung 108 verlaufenden Bodenwelle oder Querbodenwelle. Eine solche Querbodenwelle ist in den Figuren nicht gezeigt, jedoch entspricht ein Befahren bzw. Überfahren einer solchen im weitesten Sinne der Situation beim Einfahren in bzw. Ausfahren aus - sehr kurzen - Rampen 400.
Figuren 5A und 5B zeigen anhand weitere Skizzen Beispiele für kritische
Situationen in Verbindung mit einem an das Fahrzeug 100 angehängten
Anhänger 500.
Fig. 5A zeigt beispielhaft eine kritische Situation eines Befahrens einer Rampe 400 mit dem Anhänger 500. Bei den Anhänger 500 handelt es sich hier um einen Wohnwagen. Bei dem Anhänger 500 kann es sich aber auch z. B. um einen Lastenanhänger handeln. Die Darstellung in Fig. 5A zeigt anschaulich, dass beim Auffahren auf die Rampe 400 eine Anhängerkupplung 502 die Fahrbahn kontaktiert. Es besteht die Gefahr, dass die Anhängerkupplung 502 bricht oder gelöst wird und der Anhänger 500 vom Fahrzeug 100 abgekoppelt wird und beschädigt wird oder weitere Verkehrsteilnehmer gefährdet.
Fig. 5B zeigt beispielhaft eine Problematik eines Überfahrens einer Kuppe 406 bzw. eines Einfahrens in eine abwärtsgerichtete Rampe 400 mit angehängtem Anhänger 500. Auch hier kann die Anhängerkupplung 502 brechen bzw. sich lösen und den Anhänger 500 unbeabsichtigterweise freigeben.
Figuren 5A und 5B zeigen anschaulich, dass bei Ankopplung eines Anhängers 500 an das Fahrzeug 100 im Verfahren zur Unterstützung eines Fahrers des Fahrzeugs 100 der Anhänger 500 entsprechend berücksichtigt werden muss. Es ergeben sich für die Erkennung entsprechende Anpassungen der Algorithmen des Verfahrens.
Fig. 6 zeigt als Aufsicht eine Skizze einer Strategie zur Umfahrung einer Geländeunebenheit, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die Geländeunebenheit besteht hier in einem Schlagloch 600. Eine mittels einer Fahrspur in der Darstellung gekennzeichnete ideale Trajektorie 602 folgt einer entsprechenden Information zum Führen des - hier nicht gezeigten - Fahrzeugs, um das Schlagloch 600 zu umfahren. Eine Kritikalität eines
Schlaglochs 600 ist abhängig von dessen Tiefe und Länge. Schlaglöcher 600, in die die Räder des Fahrzeugs zu tief eintauchen können, sind als kritisch zu erkennen. Neben Reifen und Fahrwerk kann es dann auch zu Schäden an der
Karosserie kommen. Anstelle des Schlaglochs 600 kann die in Fig. 6 gezeigte Geländeunebenheit auch eine andere kritische Stelle oder ein kritisches Objekt, beispielsweise einen Felsbrocken, repräsentieren. Auch kann der zu befahrende Untergrund anstelle von oder zusätzlich zu
Schlaglöchern 600 Verwindungen der Fahrspur aufweisen. Beim Befahren einer verwundenen Fahrspur können ein oder mehrere Räder des Fahrzeugs so weit entlastet werden, dass sie die Traktion verlieren und das Fahrzeug stecken bleibt. Differenzialsperren können die Traktion zwar auf die belasteten Räder umlenken und das Fahrzeug so wieder befreien. Ein Vermeiden solcher
Situationen ist jedoch schneller und deshalb wünschenswert. Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ablaufdiagramms eines Verfahrens 700 zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs bei einer Fahrt auf unebenem Gelände. In einem Schritt 702 erfassen ein oder mehrere Sensoren, beispielsweise Frontkamerasensoren, des Fahrzeugs eine in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug liegende Geländeunebenheit. Die Geländeunebenheit wird in einem Schritt 704 klassifiziert. Beispielsweise kann in dem Schritt des
Klassifizierens 704 die Geländeunebenheit als eine Rampe, eine
Querbodenwelle, eine Längsbodenwelle, ein Schlagloch oder eine
Fahrspurverwindung klassifiziert werden. Die Geländeunebenheit kann auch als eine Kombination einiger oder aller der genannten Merkmale klassifiziert werden. In einem Schritt 706 wird ein Ergebnis des Schritts des Klassifizierens 704 verwendet, um eine Information zum Führen des Fahrzeugs in Bezug auf die Geländeunebenheit zu ermitteln. Diese Information wird in einem Schritt 708 an den Fahrer des Fahrzeugs oder beispielsweise an ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs ausgegeben. Die Information zum Führen des Fahrzeugs kann z. B. als eine Warnung oder eine Information zum Ausführen einer geeigneten Lenkbewegung an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben werden. Bei dem hierin vorgeschlagenen Ausführungsbeispiel des Verfahrens 700 umfasst das Verfahren 700 ferner einen Schritt 710 des Einlesens einer Information über einen an das Fahrzeug angehängten Anhänger. Wird in dem Schritt 710 die Information eingelesen, dass ein Anhänger an das Fahrzeug angehängt ist, wird der Schritt des Ermitteins 706 ferner basierend auf der Information über den Anhänger durchgeführt. Der Schritt 710 kann zu einem beliebigen geeigneten Zeitpunkt im Verfahren 700 oder bereits vor Beginn des Verfahrens 700 durchgeführt werden.
Das Verfahren 700 zur Unterstützung eines Fahrers bei Fahrten im Gelände und auf unbefestigten Straßen kann in unterschiedlichen Funktionsausprägungen durchgeführt werden.
In einer ersten Funktionsausprägung wird der Fahrer des Fahrzeugs nach der in dem Schritt 704 erfolgten Klassifizierung einer kritischen Situation basierend auf der in dem Schritt 706 ermittelten Information durch Ausgabe eines Signals in dem Schritt 708 gewarnt. Die Ausgabe der Warnung in dem Schritt 708 kann in einfacher Form oder erweitert durch einen genauen Hinweis auf die kritische Situation erfolgen, z. B. durch Markierungen in einem Head-Up-Display, die auf die Richtung, in die das Fahrzeug gelenkt werden soll, verweisen, oder durch eine Markierung im Kamerabild, das z. B. in der Head Unit bzw. Haupteinheit eines Infotainmentsystems des Fahrzeugs dargestellt wird.
In einer zweiten Funktionsausprägung wird in dem Schritt 706 die Information so ermittelt, dass sie eine Empfehlung an den Fahrer enthält, wie er die kritische Situation umgehen kann. Die Empfehlung kann im Schritt 708 als Piktogramm im Kombiinstrument oder Head-Up-Display oder auch im Kamerabild z. B. als Pfeilmarkierung dargestellt werden. In der zweiten Funktionsausprägung wird das Verfahren 700 bei Situationen wie in den Figuren 4A bis 5B beschrieben angewendet. Rampen 400 und Querwellen werden diagonal angefahren. Über die Diagonale werden auch zu große Steigungen abgeschwächt.
In einer dritten Funktionsausprägung wird in dem Schritt 706 die Information als eine Information zur Führung des Fahrzeugs auf einer idealen Trajektorie, um die kritische Situation durch Umfahren zu vermeiden, ermittelt. Bei einer
Ausführungsform des Verfahrens 700 umfasst die Information eine Anweisung zu Eingriffen in die Lenkung des Fahrzeugs durch ein Fahrerassistenzsystem. Die Eingriffe können schwach sein, um dem Fahrer lediglich leichte Hinweise zu geben, oder auch stark genug, um das Fahrzeug selbsttätig zu lenken. In dieser Funktionsausprägung des Verfahrens 700 werden zusätzliche Informationen über ein Umfeld um das Fahrzeug herum eingelesen, um zu vermeiden, dass durch die Umfahrung weitere Risiken eingegangen werden. In der dritten Funktionsausprägung wird das Verfahren 700 entsprechend durchgeführt, um in einer Situation, wie sie anhand der Darstellung in Fig. 6 gezeigt ist,
Verwindungen und Schlaglöcher 600 zu umfahren. Hierbei wird ein Spurnachlauf eines Hecks des Fahrzeugs in die Kalkulation der idealen Trajektorie 602 einbezogen. In dieser dritten Funktionsausprägung wird das Verfahren 700 auch beim Befahren eines Geländes mit Bodenwellen in Längsrichtung durchgeführt. Wie es anhand der Figuren 3A und 3B anschaulich dargelegt ist, werden Längsbodenwellen 300 durch einseitiges Fahren auf oder entlang der
Bodenwelle 300 entschärft. Ähnlich wie mit einem Spurhalteassistenten wird das Fahrzeug 100 entlang der Bodenwelle 300 geführt. Das hierin beschriebene Verfahren und die beschriebene Vorrichtung eignen sich insbesondere für einen Einsatz in Geländefahrzeugen, z. B. als Value-Added- Function einer Stereo Video Camera mit Positionssuche (SOP).
Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine„und/oder"-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.

Claims

Verfahren (700) zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs (100) bei einer Fahrt auf unebenem Gelände, wobei das Verfahren (700) die folgenden Schritte aufweist:
Klassifizieren (704) einer in Fahrtrichtung (108) vor dem Fahrzeug (100) liegenden Geländeunebenheit; und
Ermitteln (706) einer Information zum Führen des Fahrzeugs (100) in Bezug auf die Geländeunebenheit basierend auf einem Ergebnis des
Klassifizierens (704).
Verfahren (700) gemäß Anspruch 1 , mit einem Schritt des Erfassens (702) der Geländeunebenheit mittels zumindest eines optischen Sensors (1 12) des Fahrzeugs (100).
Verfahren (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem in dem Schritt des Klassifizierens (704) die Geländeunebenheit als ein Hindernis klassifiziert wird, das eine für das Fahrzeug (100)
beschädigungsfreie Weiterfahrt ausschließt, wobei in dem Schritt des Ermitteins (706) die Information zum Führen als eine Warnung an den Fahrer des Fahrzeugs (100) vor einer Weiterfahrt ermittelt wird.
Verfahren (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem in dem Schritt des Klassifizierens (704) die Geländeunebenheit als ein Hindernis klassifiziert wird, das eine für das Fahrzeug (100)
beschädigungsfreie Weiterfahrt ausschließt, wobei in dem Schritt des Ermitteins (706) die Information zum Führen als ein Bremssignal zum Einleiten eines Bremsvorgangs des Fahrzeugs (100) ermittelt wird. Verfahren (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem in dem Schritt des Klassifizierens (704) die Geländeunebenheit als eine Rampe (400) und/oder eine quer zu der Fahrtrichtung (108) ausgebildete
Querbodenwelle klassifiziert wird, wobei in dem Schritt des Ermitteins (706) die Information zum Führen als eine Information zum Ausführen einer Lenkbewegung zum Einleiten eines Befahrens der Rampe (400) und/oder der Querbodenwelle in einer schräg zu der Rampe (400) und/oder der Querbodenwelle verlaufenden weiteren Fahrtrichtung ermittelt wird.
Verfahren (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem in dem Schritt des Klassifizierens (704) die Geländeunebenheit als eine entlang der Fahrtrichtung (108) ausgebildete Längsbodenwelle (300) klassifiziert wird, wobei in dem Schritt des Ermitteins (706) die Information zum Führen als eine Information zum Ausführen einer Lenkbewegung zum Einleiten eines einseitigen Befahrens der Längsbodenwelle (300) mit den linksseitigen oder rechtsseitigen Rädern (304) des Fahrzeugs (100) ermittelt wird.
Verfahren (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem in dem Schritt des Klassifizierens (704) die Geländeunebenheit als eine Fahrspurverwindung und/oder ein Schlagloch (600) klassifiziert wird, wobei in dem Schritt des Ermitteins (706) die Information zum Führen als eine Information zum Ausführen einer Lenkbewegung zum Umfahren der Fahrspurverwindung und/oder des Schlaglochs (600) auf einer idealen Trajektorie (602) ermittelt wird.
Verfahren (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt des Einlesens (710) einer Information über einen an das Fahrzeug (100) angehängten Anhänger (500), wobei der Schritt des Ermitteins (706) ferner basierend auf der Information über den Anhänger (500) durchgeführt wird.
Verfahren (700) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt des Ausgebens der Information zum Führen des Fahrzeugs (100) an ein Fahrerassistenzsystem (200) des Fahrzeugs (100), wobei das
Fahrerassistenzsystem (200) ausgebildet ist, um einen Eingriff in eine Lenkung des Fahrzeugs (100) und/oder in ein Bremssystem des Fahrzeugs (100) zu bewirken, und/oder wobei das Fahrerassistenzsystem (200) ausgebildet ist, um dem Fahrer des Fahrzeugs (100) einen Hinweis zu einer an die Geländeunebenheit angepassten Fahrweise zu geben.
10. Vorrichtung (102) zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs (100) bei einer Fahrt auf unebenem Gelände, wobei die Vorrichtung (102) die folgenden Merkmale aufweist: eine Einrichtung (104) zum Klassifizieren einer in Fahrtrichtung (108) vor dem Fahrzeug (100) liegenden Geländeunebenheit; und eine Einrichtung (106) zum Ermitteln einer Information zum Führen des Fahrzeugs (100) in Bezug auf die Geländeunebenheit basierend auf einem Ergebnis des Klassifizierens (704).
1 1 . Computer-Programmprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens (700) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wenn das
Programmprodukt auf einer Vorrichtung (102) ausgeführt wird.
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