DE102007016956A1

DE102007016956A1 - Fahrerassistenzsystem

Info

Publication number: DE102007016956A1
Application number: DE102007016956A
Authority: DE
Inventors: Enrico RÜCK
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2007-04-05
Filing date: 2007-04-05
Publication date: 2008-10-09

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrassistenzsystem mit mindestens einem am Fahrzeug angeordneten Kamerasensor, dessen Überwachungsbereich sich im Wesentlichen rückwärts zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs liegt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass dem Kamerasensor eine partiell asymmetrische Linse zugeordnet ist, die den Überwachungsbereich erweitert, und eine Auswerteeinheit, die die durch die partielle Asymmetrie hervorgerufene Verzerrung entzerrt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrassistenzsystem mit mindestens einem am Fahrzeug angeordneten Kamerasensor, dessen Überwachungsbereich im Wesentlichen rückwärts zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs liegt.
Die bisherigen Fahrassistenzsysteme verwenden zur Objekterfassung Kamerasysteme, die Daten über den Ort und/oder den Bewegungszustand von Objekten in der Umgebung des Fahrzeugs erfassen. In der Regel werden hier CCD- oder CMOS Technologien eingesetzt. Zur Unfallvermeidung kommen in Abhängigkeit von Entfernung und Situation (fließender Verkehr, Einparken, Spurwechsel, Verkehrshindernisse) neben den Kamera- bzw. Videosystemen Infrarot-, Ultraschall- oder Radarsensorsysteme zum Einsatz. Da der Radar nur Aussagen über die Anwesendheit und Längsgeschwindigkeit von möglichen Objekten liefert, können Kameras in Ergänzungen zum Radar wichtige Informationen bzgl. der Objektumrisse und der Quergeschwindigkeit beitragen. Zusätzlich können mit Kameras Spurmarkierungen und Verkehrsschilder erfasst werden.
Konventionellerweise werden Kameras in die Blickrichtung montiert, aus der die Gefahr zu erwarten ist. Nach vorn, um bspw. ein Stauende zu erfassen, nach hinten, um vor Kollision mit Überholfahrzeugen zu warnen und zur Seite, um die Parklücke zu vermessen. Dabei ist das Objektiv auf den entsprechenden Entfernungsbereich abgestimmt.
Um überholende Fahrzeuge auf der Nebenspur zu erfassen (toter Winkelbereich), sollte die Kamera möglichst weit vorn am eigenen Fahrzeug, bspw. am Außenspiegel, montiert sein. Sobald sich das überholende Fahrzeug neben dem eigenen Fahrzeug befindet verliert die Kamera das erfasste Objekt. In diesem Fall muss der voraussichtliche Weg des überholenden Fahrzeugs aus dem bisherigen Bahnverlauf weiter berechnet werden.
Aus „Auto Reporter" ist es bekannt, über ein sogenanntes Blinde Spot Information System (BLIS) den Fahrer über Bereiche neben und schräg hinter seinem Fahrzeug zu informieren. Die Informationen werden von einem im Spiegel integrierten kamerabasierten Überwachungssystem zur Verfügung gestellt. BLIS überwacht dabei auf beiden Seiten des Fahrzeugs eine 9,5 Meter lange und drei Meter breite Zone und informiert den Fahrer per Warnlampe am jeweiligen Seitenfenster, sobald sich ein Fahrzeug in diesem Bereich befindet. Es ist so programmiert, dass es nicht auf statische Objekte reagiert und nur auf Fahrzeuge, die beim eigenen Überholen bis zu 20 km/h langsamer und bis 70 km/h schneller als das mit BLIS ausgestatteten Fahrzeuge fahren.
Aus der EP 1 197 937 A1 ist ein Rundumüberwachungssystem für ein bewegtes Objekt beschrieben, beispielsweise für die Außenüberwachung eines Kraftfahrzeugs. Unter anderem wird dabei auch eine Anordnung beschrieben, bei der das Rundumüberwachungssystem einen hyperboloid-förmigen Spiegel aufweist, sowie ein Kamerasystem, welches diesen hyperboloid-förmigen Spiegel beobachtet und auf diese Weise Bildinformationen generiert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrassistenzsystem mit mindestens einem am Fahrzeug angeordneten Kamerasensor zu schaffen, der einen dem Einsatzbereich angepassten Überwachungsbereich bei reduziertem mechanischen Aufwand aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass dem Kamerasensor eine partiell asymmetrische Linse zugeordnet ist, die den Überwachungsbereich erweitert und eine Auswerteeinheit, die die durch die partielle Asymmetrie hervorgerufene Verzerrung entzerrt.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die neue Umfelderkennung verwendet eine partiell asymmetrische Kameralinse die auf der fahrzeugabgewandten Seite einseitig abgeändert ist, damit der Erfassungsbereich auf dieser Seite erweitert wird. 1 zeigt auf dem vom Betrachter unteren Bereich (Fahrerseite) einen mit der asymmetrischen Linse erweiterten Überwachungsbereich, während auf der Beifahrerseite ein Überwachungsbereich nach dem Stand der Technik mit zwei Kameras dargestellt ist. Der rückwärts zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs liegende Überwachungsbereich auf der Fahrerseite wird um einen seitwärts gerichteten Überwachungsbereich ergänzt. Dadurch wird bei einem Überholvorgang der Überholende durch den Kamerasensor des überholten Fahrzeugs auch bei Parallelfahrt weiter erkannt (2). Vorteilhaft kann dadurch ein weiterer Seitensensor (Kamera, Radar, Ultaschall) eingespart werden.
Dadurch die partiell modifizierte Kameralinse kann die Kamera um die Ecke schauen und ein erfasstes Fahrzeug während des Überholvorgangs solange mitverfolgen, bis es parallel zum eigenen Fahrzeug fährt. Ohne modifizierte Linse verlässt ein über holendes und von der Kamera erfasstes Fahrzeug frühzeitiger den Kameraerfassungsbereich.
Durch eine partielle Änderung der Linse ergibt sich eine partielle Verzerrung des Kamerabilds. Diese Verzerrung kann auf Grund der Kenntnis der asphärischen Linsenform per Software zurückgerechnet werden.
Ein Vorteil einer modifizierten Kameralinse ist der einseitig erweiterte Bilderfassungsbereich. Bei einer komplett symmetrisch anderen Linse (bspw. Fischauge) sind zwei Drittel des Bildes zu viel, nicht linear im Brechungsverlauf und damit unbrauchbar wegen des zu hohen Rechenaufwands.
Ein weiterer Vorteil einer partiell modifizierten Linse ist die Einsparung von Zusatzsensorik (Ultraschall, Kamera etc.) im Seitenbereich.
Der Kamerasensor kann alleine oder in Verbindung mit weiteren Sensoren zur Warnung oder zur Unterstützung bei einem Spurwechsel eingesetzt werden. Lane Departure Warnung (LDW) warnt den Fahrer, falls dieser unbeabsichtigt die Fahrspur zu verlassen droht. Dieses Fahrerassistenzsystem erfasst mittels 2D-Kamera mit Hilfe entsprechender Bildverarbeitungsalgorithmen den Verlauf der Fahrspur relativ zum Fahrzeug. Das System sieht gewissermaßen, wo die Straße verläuft, und wo das Auto hinfährt. Erkennt LDW ein drohendes Verlassen der Fahrbahn, weist es den Fahrer haptisch, kinestetisch oder akustisch darauf hin. Mögliche Warnmeldungen können ein Zittern im Lenkrad, Vibrationen des Sitzes oder ein virtuelles Nagelbandrattern sein.
In einem weiteren Schritt kann LDW in Kombination mit einer fremdansteuerbaren Assistenzlenkung zum Lane Keeping Support (LKS) erweitert werden. Dieses System unterstützt den Fahrer bei seiner Fahraufgabe, die Spur zu halten: Die Lenkmomente werden so beeinflusst, dass es für den Fahrer den geringsten Kraftaufwand darstellt, innerhalb seiner Fahrspur zu fahren. Wie der Fahrer heute ein Fahrzeug mit dem Lenkrad fast kraftfrei geradeaus steuert, werden die Fahrzeuge mit LKS in Zukunft auch in der Kurve fast kraftfrei zu steuern sein – ähnlich einem Fahrzeug, das Spurrillen folgt.
Mittels des Kamerasensors werden dabei die Verkehrssituationen neben und hinter dem eigenen Fahrzeug beobachtet.
In einer weiteren Ausführung wird der Kamerasensor für bei Lane Change Assist-Funktionen (LCA) eingesetzt werden. Ziel des LCA ist es, die Folge- und Überholfahrzeuge zu erfassen, zu beobachten und bei drohender Kollision unfallvermeidende bzw. – mindernde Maßnahmen einzuleiten. Ein mit diesem LDC System ausgestattetes Fahrzeug weist zwei von einander unabhängige nach hinten gerichtete CMOS-Kameras in jedem Fahrzeugaußenspiegel auf. Die nötige Kontrolleinheit (ECU) befindet sich in Kameranähe.
Die LCA-Funktion arbeitet wie folgt:
Jede der beiden Spiegelkameras erfasst unabhängig voneinander den Bereich hinter dem eigenem Fahrzeug. Per Software wird dieser Bereich permanent nach typischen Fahrzeug- bzw. Motorradfronten abgesucht. Sobald ein Objekt als relevant erkannt wird, erfolgt eine Berechnung seiner Position und Relativgeschwindigkeit zum eigenen Fahrzeug. Die Berechnung erfolgt ü ber die Pixeländerung im Kamerabild. Dadurch kann gleichzeitig die zu erwartende Bewegungsrichtung dieses Folge- bzw. Überholobjekts ermittelt werden. Diese Bahnkurve wird permanent mit der Bahnkurve des Eigenfahrzeugs verglichen. Im Fall einer Berührung oder Kreuzung beider Trajektoren muss mit einer Kollision beider Fahrzeuge gerechnet werden. Die Warnung des Fahrers vor überholenden Verkehrsteilnehmern erfolgt in drei Abstufungen:

1) der Überholende fährt mit einer Differenzgeschwindigkeit > 0 km/h parallel zum eigenen Fahrzeug. Sobald dieser Überholende in einen Bereich fährt, in dem ein Spurwechsel des eigenen Fahrzeugs auf dessen Fahrbahn ihn zu einem Bremseingriff zwingen würde, wird der Fahrer optisch gewarnt. Diese Warnung erfolgt in Außenspiegelnähe, um den Fahrer die Seite möglichen Gefahr zu zeigen.
2) Szenario wie 1) Der Fahrer setzt vor dem Spurwechsel den Blinker. Bei betätigtem Blinker wird zusätzlich zur optischen Warnung eine akustische Warnung in der B-Säule gesetzt. Damit wird der Fahrer 2x auf die Gefahrenseite hingewiesen.
3) Szenario wie 2) Der Fahrer verlässt trotz zweifacher Warnung seine bisherige Bahn und wechselt in Richtung des Überholenden. In dem Moment werden präventiv die Gurte gestrafft und die Fenster geschlossen. Sollten sich die berechneten zu erwartenden Bahnverläufe beider Fahrzeuge schneiden, wird zur Unfallvermeidung ein Lenkimpuls weg von der Gefahr überlagert. Dieser Impuls erfolgt mit Hilfe eines Lenkaktuators.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- EP 1197937 A1 [0006]

Claims

Fahrassistenzsystem mit mindestens einem am Fahrzeug angeordneten Kamerasensor, dessen Überwachungsbereich sich im Wesentlichen rückwärts zur Fahrtrichtung des Fahrzeugs liegt dadurch gekennzeichnet, dass dem Kamerasensor eine partiell asymmetrische Linse zugeordnet ist, die den Überwachungsbereich erweitert und eine Auswerteeinheit, die die durch die partielle Asymmetrie hervorgerufene Verzerrung entzerrt.
Fahrassistenzsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überwachungsbereich im Wesentlichen seitlich zur Fahrtrichtung erweitert wird.
Fahrassistenzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kamerasensor am oder im Außenspiegel angeordnet ist und auf der Fahrzeug abgewandten Seite der partiell asymmetrische Bereich der Linse vorgesehen ist.
Fahrassistenzsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kamerasensor auf der Basis einer CCD-, CMOS- oder FIR-Technologie ausgebildet ist.
Fahrassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Unterstützung des im We sentlichen rückwärtsschauenden Kamerasensors mindestens ein weiterer Sensor vorgesehen ist.
Fahrassistenzsystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine weitere Sensor ein vorwärts schauender Sensor ist.