DE102005039895A1

DE102005039895A1 - System für Spurverlassenswarnung und/oder Spurhaltefunktion

Info

Publication number: DE102005039895A1
Application number: DE200510039895
Authority: DE
Inventors: Stephan Voltz
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2005-08-23
Publication date: 2007-03-01
Also published as: WO2007023103A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System für Spurverlassenswarnung und/oder Spurhaltefunktion in einem Kraftfahrzeug (1). DOLLAR A Erfindungsgemäß umfasst das System wenigstens eine in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges (1) ausgerichtete Sensoreinheit (10) zur Erkennung der Fahrspur/en (11) und eine seitlich zum Kraftfahrzeug (1) ausgerichtete Sensoreinheit (20; 20a, 20b, ...) zum Abtasten der Mittelleitplanke (21). DOLLAR A Der Vorteil einer Fahrspurerkennung, basierend auf mehreren Sensorsystemen (20; 20, 20a, 20b, ...), ist, dass eine sicherere Bestimmung der aktuellen Position des Fahrzeuges (1) auf der Fahrbahn vorgenommen werden kann. Vor allem in Fällen von schlechter Sicht wie starkem Regen oder schneebedeckter Fahrbahn kann das Sensorsystem (20; 20a, 20b, ...), welches sich an der Leitplanke (21) orientiert, dem Fahrer Unterstützung geben, seine Position innerhalb der Fahrspur beizubehalten und in einer zukünftigen Ausbaustufe auch eine Spurhaltefunktion sicherer zu machen. Ein weiterer Vorteil ist, dass ein beispielsweise im Außenspiegel des Kraftfahrzeuges (1) integriertes bestehendes System zur Überwachung des Totwinkelbereichs eines Fahrzeuges genutzt und erweitert werden kann und somit keine wesentlichen weiteren Kosten entstehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur System für Spurverlassenswarnung und/oder Spurhaltefunktion in einem Kraftfahrzeug.

Zu den zukünftig in modernen Kraftfahrzeugen zu erwartenden Funktionen gehören Fahrerassistenzsysteme, welche den Fahrer unterstützen, beispielsweise die Fahrspur bei Autobahnfahrt nicht unbeabsichtigt wegen Unachtsamkeit oder Müdigkeit zu verlassen. Dies wird im Wesentlichen durch ein Sensorsystem zur Fahrspurerkennung, insbesondere einem Kamerasystem erreicht, welches die Fahrspuren im Frontbereich des Fahrzeuges erfasst und die Position des Fahrzeuges innerhalb der Fahrspuren ermittelt.

Ein unbeabsichtigtes Verlassen der Fahrspuren kann zum Beispiel sein, wenn der Fahrer den Fahrkorridor verlässt, ohne den Blinker zu setzen, vorausgesetzt der Fahrer hat das System aktiviert. In diesem Fall kann dem Fahrer beispielsweise ein akustisches oder haptisches Signal gegeben werden, um seine Aufmerksamkeit zu wecken. In einer weiteren Ausbaustufe kann mit den Spurdaten der Kamera auch eine Spurhaltefunktion realisiert werden, welche aktiv in die Lenkung eingreift und das Fahrzug genau auf dem vorgegebenen Fahrkorridor hält.

Die Funktion ist jedoch in solchen Fällen beeinträchtigt oder nicht verfügbar, wenn die Kamera aufgrund der Umweltbedingungen oder Wetterverhältnisse keine oder nur unvollständige Spurdaten generieren kann. Dies kann zum Beispiel bei starken Regen nachts der Fall sein, wenn auch noch Gegenlicht von an deren Fahrzeugen dazu kommt, aber auch bei schneebedeckter Fahrbahn. Gerade in diesen Fällen aber wäre eine Fahrspurverlassenswarnung oder eine Fahrspurhaltefunktion sehr hilfreich, da es für den Fahrer selbst bei hoher Aufmerksamkeit schwierig ist, auf dem vorgeschriebenen Fahrkorridor zu bleiben.

Bisher bekannte Systeme für Spurverlassenswarnung oder Spurhaltefunktion basieren lediglich auf in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtete Kamerasysteme, welche bei ungenügenden Spurdaten das System deaktivieren. Das System ist somit gerade in kritischen Fällen bei schlechter Sicher nicht verfügbar.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden. Insbesondere soll ein System für Spurverlassenswarnung und/oder Spurhaltefunktion in einem Kraftfahrzeug bereitgestellt werden, welches auch bei schlechten optischen Verhältnissen dem Fahrer eines Kraftfahrzeuges zur Verfügung steht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Das erfindungsgemäße System für Spurverlassenswarnung und/oder Spurhaltefunktion in einem Kraftfahrzeug umfasst wenigstens eine in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges ausgerichtete Sensoreinheit zur Fahrspurerkennung; und eine seitlich zum Kraftfahrzeug ausgerichtete Sensoreinheit zum Abtasten der Mittelleitplanke.

Um hier eine sichere Erkennung der Mittelleitplanke zu realisieren ist ein Messsystem von Vorteil, welches den Abstand der Leitplanke und das Profil sehr genau und mit einer hohen Wiederholrate aufnehmen und auswerten kann.

Ein geeigneter Sensor ist beispielsweise ein auf Lichtlaufzeit basierender CMOS Bildsensor, welcher bevorzugt eine oder mehrere ganze Zeilen von Abstandsprofilen generieren kann. Ein derartiger Bildsensor ist aus der DE 101 38 531 A1 bekannt, auf welche vollumfänglich Bezug genommen wird.

Für die vorliegende Anwendung würde ein solcher Sensor, welcher vorzugsweise als Zeile ausgeführt ist, genügen, um laufend das Abstandsprofil von der Mittelleitplanke zum eigenen Fahrzeug zu ermitteln.

Alternativ oder kumulativ wären aber auch Sensoren wie triangulationsbasierte optische Lasermeßsysteme oder Radarsensoren bzw. Ultraschallsensoren geeignet. Diese Sensoren können in einem Fahrzeug ohnehin bereits für ein System vorhanden sein, welches den Totwinkelbereich (Blind Spot) überwacht.

Vorzugsweise würde der Sensor so ausgerichtet sein, dass er seitlich zum Fahrzeug angebracht ist. Das Charakteristische profil mit den Vertiefungen einer Leitplanke gibt, wenn es mit einem hochauflösenden Meßsystem erfasst wird, einen sicheren Anhaltspunkt, insb. in Fällen, wenn die Straße z.B. schneebedeckt ist oder wenn im Randbereich der Fahrbahn Schnee aufgehäuft ist.

Um die Funktion auch bei der Fahrt auf der rechten Spur, welche sich in weiteren Abstand zur Mittelleitplanke befindet, nutzen zu können, ohne dass überholende Fahrzeuge die Sicht verdecken, wird vorgeschlagen, wenigstens zwei Sensorsysteme zu verwenden. Diese wären beispielsweise jeweils im vorderen und im hinteren Bereich des Fahrzeuges angebracht und können in einem bestimmten Winkel den Abstand zur Leitplanke ermitteln, so dass möglichst immer ein System einen freien Blick zur Mittelleitplanke hin hat, selbst wenn Fahrzeuge überholen.

Der Vorteil einer Fahrspurerkennung basierend auf mehrere Sensorsysteme ist, dass eine sicherere Bestimmung der aktuellen Position des Fahrzeuges auf der Fahrbahn vorgenommen werden kann. Vor allem in Fällen von schlechter Sicht wie starken Regen oder schneebedeckter Fahrbahn kann das Sensorsystem, welches sich an der Leitplanke orientiert, dem Fahrer Unterstützung geben, seine Position innerhalb der Fahrspur beizubehalten und in einer zukünftigen Ausbaustufe auch eine Spurhaltefunktion sicherer zu machen. Ein weiterer Vorteil ist, dass ein bestehendes System zur Überwachung des Totwinkelbereichs eines Fahrzeugs genutzt und erweitert werden kann, und somit keine wesentlichen weiteren Kosten entstehen.

Zusätzliche Einzelheiten und weitere Vorteile der Erfindung werden nachfolgend an Hand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben.

Darin zeigen:
1 die Prinzipskizze einer Abstandsermittlung zur Mittelleitplanke mit einer Sensoreinheit;
2 die Prinzipskizze einer Abstandsermittlung zur Mittelleitplanke mit zwei Sensoreinheiten; und
3 in einer Hinteransicht ein typisches Abstandsprofil.
Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten.
1 zeigt die Prinzipskizze einer Abstandsermittlung zur Mittelleitplanke 21 mit einer Sensoreinheit 20. Um Funktionen einer Spurverlassenswarnung und/oder Spurhaltefunktion in einem Kraftfahrzeug 1 auch bei schlechten Sichtbedingungen und Wetterverhältnissen dennoch zur Verfügung zu stellen wird vorgeschlagen, neben einer in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges 1 ausgerichteten Sensoreinheit 10 zur Erkennung der Fahrspuren 11 mindestens ein weiteres Sensorsystem 20 einzusetzen, welches in geeigneter Weise den Abstand des Fahrzeuges 1 zum Fahrbahnrand beziehungsweise zur Mittelleitplanke 21 ermittelt und das Fahrzeug 1 so in konstantem Abstand dazu hält.
Um hier eine sichere Erkennung der Mittelleitplanke 21 zu realisieren ist ein Messsystem 20; 20a, 20b nötig, welches den Abstand der Leitplanke 21 und dessen Profil sehr genau und mit einer hohen Wiederholrate aufnehmen und auswerten kann.
Ein geeigneter Sensor 20 ist beispielsweise ein auf Lichtlaufzeit basierender CMOS Bildsensor, welcher eine oder mehrere ganze Zeilen 22 von Abstandsprofilen generieren kann.
Für diese Anwendung würde ein solcher Sensor 20, welcher als Zeile ausgeführt ist genügen, um laufend das Abstandsprofil von der Mittelleitplanke 21 zum eigenen Fahrzeug 1 zu ermitteln.
Geeignete Sensoren 20a, 20b wären aber auch triangulationsbasierte optische Lasermeßsysteme oder Radarsensoren bzw. Ultraschallsensoren. Diese Sensoren 20, 20a, 20b können in einem Fahrzeug 1 ohnehin bereits für ein System vorhanden sein, welches den Totwinkelbereich (Blind Spot) überwacht.
Vorzugsweise ist der Sensor 20 so ausgerichtet, dass er seitlich zum Fahrzeug 1 angebracht ist und beispielsweise durch die Seitenscheibe blickt. Das Charakteristische Profil mit den Vertiefungen einer Leitplanke 21 gibt, wenn es mit einem hochauflösenden Meßsystem 20 erfasst wird, einen sicheren Anhaltspunkt, auch in Fällen, wenn die Straße z.B. schneebedeckt ist oder wenn im Randbereich der Fahrbahn Schnee aufgehäuft ist.
Um die Funktion auch bei der Fahrt auf der rechten Spur, welche sich in weiteren Abstand zur Mittelleitplanke 21 befindet, nutzen zu können, ohne dass überholende Fahrzeuge 2 die Sicht verdecken, kann angedacht werden, wenigstens zwei Sensorsysteme 20a, 20b, ... zu verwenden. Diese wären beispielsweise jeweils im vorderen und im hinteren Bereich des Fahrzeuges 1 angebracht und können in einem bestimmten Winkel den Abstand zur Leitplanke 21 ermitteln, so dass möglichst immer ein System 20a bzw. 20b ... einen freien Blick zur Mittelleitplanke 21 hin hat, selbst wenn Fahrzeuge 2 überholen.
Um das System für verschiedene Fahrbahnbreiten oder Abständen der Leitplanke 21 zur Fahrbahn anzupassen, kann es dem Fahrer überlassen werden, sich auf einen bestimmten Abstand an die Leitplanke 21 „einzuklinken", wenn er der Meinung ist, sich jeweils im richtigen Fahrkorridor der jeweiligen Fahrbahn zu befinden. Falls sich Abstände oder Fahrbahnbreiten während der Fahrt ändern sollten, kann der Fahrer korrigierend eingreifen und das System erneut auf den neuen Abstand setzen.
Der Vorteil einer Fahrspurerkennung basierend auf mehrere Sensorsysteme 10; 20, 20a, 20b, ... ist, dass eine sicherere Bestimmung der aktuellen Position des Fahrzeuges 1 auf der Fahrbahn vorgenommen werden kann. Vor allem in Fällen von schlechter Sicht wie starken Regen oder schneebedeckter Fahrbahn kann das Sensorsystem 20, 20a, 20b, ..., welches sich an der Leitplanke 21 orientiert, dem Fahrer Unterstützung geben, seine Position innerhalb der Fahrspur beizubehalten und in einer zukünftigen Ausbaustufe auch eine Spurhaltefunktion sicherer zu machen. Ein weiterer Vorteil ist, dass ein beispielsweise im Außenspiegel des Kraftfahrzeuges 1 integriertes bestehendes System zur Überwachung des Totwinkelbereichs eines Fahrzeugs genutzt und erweitert werden kann, und somit keine wesentlichen weiteren Kosten entstehen.
Die vorliegende Erfindung stellt erstmals ein System für Spurverlassenswarnung und/oder Spurhaltefunktion in einem Kraftfahrzeug 1 bereit, welches eine Plausibilitätsprüfung eines in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges 1 ausgerichteten Sensoreinheit 10 zur Erkennung der Fahrspur/en 11 mittels wenigstens einer seitlich zum Kraftfahrzeug 1 ausgerichteten Sensoreinheit 20 zum Abtasten der Mittelleitplanke 21 gestattet. Das erfindungsgemäße System ist damit deutlich robuster als bekannte Systeme für Spurverlassenswarnung und/oder Spurhaltefunktion in einem Kraftfahrzeug.

Claims

System für Spurverlassenswarnung und/oder Spurhaltefunktion in einem Kraftfahrzeug (1), wenigstens umfassend – eine in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges (1) ausgerichtete Sensoreinheit (10) zur Erkennung der Fahrspur/en (11); und – eine seitlich zum Kraftfahrzeug ausgerichtete Sensoreinheit (20) zum Abtasten der Mittelleitplanke (21).
System nach Anspruch 1, bei dem die seitlich zum Kraftfahrzeug (1) ausgerichtete Sensoreinheit (20) zum Abtasten der Mittelleitplanke (21) ein auf Lichtlaufzeit basierender CMOS Bildsensor ist.
System nach Anspruch 1, bei dem die seitlich zum Kraftfahrzeug (1) ausgerichtete Sensoreinheit (20) zum Abtasten der Mittelleitplanke (21) ein triangulationsbasier tes optisches Lasermeßsystem ist.
System nach Anspruch 1, bei dem die seitlich zum Kraftfahrzeug (1) ausgerichtete Sensoreinheit (20) zum Abtasten der Mittelleitplanke (21) ein Radar- oder Ultraschallsensor ist.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem neben einer ersten seitlich zum Kraftfahrzeug (1) ausgerichteten Sensoreinheit (20a) zum Abtasten der Mittelleitplanke (21) wenigstens eine weitere zum Kraftfahrzeug (1) ausgerichtete Sensoreinheit (20b) zum Abtasten der Mittelleitplanke(21) vorgesehen ist.
System nach Anspruch 5, bei dem von erster (20a) und weiterer (20b) seitlich zum Kraftfahrzeug (1) ausgerichteter Sensoreinheit (20a; 20b) zum Abtasten der Mittelleitplanke (21) die eine (20a; 20b) im vorderen und die andere (20b; 20a) im hinteren Bereich des Kraftfahrzeuges (1) oder umgekehrt angebracht ist.
System nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die seitlich zum Kraftfahrzeug (1) ausgerichtete/n Sensoreinheit/en (20; 20a, 20b, ...) zum Abtasten der Mittelleitplanke (21) eine oder mehrere ganze Zeilen (22) von Abstandsprofilen generieren kann.