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Die
Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug.
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Mit
zunehmendem Verkehrsaufkommen passiert es immer häufiger,
dass Autofahrer falsch in eine Autobahn einfahren, also entgegengesetzt
zur eigentlichen Fahrtrichtung der Autobahn fahren. Um dem Kraftfahrer
die für
ihn vorgesehene korrekte Fahrspur anzuzeigen, bedient man sich vornehmlich einer
entsprechenden Beschilderung, über
die dem Kraftfahrer die erlaubte Fahrspur sowie die verbotene Fahrspur
angezeigt werden. Häufig
kommt es jedoch vor, dass diese Schilder übersehen werden oder aufgrund
der zunehmenden Anzahl von relativ benachbart zueinander stehenden
Schildern verwechselt oder falsch zugeordnet werden, was letztlich
zu einer Wahl der falschen Fahrspur führen kann.
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Um
insbesondere ein falsches Auffahren auf Autobahnen zu vermeiden
ist es bekannt, in die Straßenoberfläche integrierte
Vorrichtungen vorzusehen, die bei einer unzulässigen Auffahrt auf diese Straße zerstörend auf
die Reifen des Fahrzeugs wirken. Zu nennen sind hier beispielsweise
vorspringende Dornen, die die Reifen durchbohren. Dieses Mittel
ist zwar wirkungsvoll, birgt jedoch eine beachtliche Gefahr für den Kraftfahrer,
da das Platzen der Reifen eine Gefahrensituation darstellt, die
für den
Kraftfahrer gegebenenfalls unkontrollierbar wird. Natürlich ist auch
die Zerstörung
der Reifen mit beachtlichen Folgekosten verbunden.
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Aus
DE 199 34 774 A1 ist
es daneben bekannt, über
ein geeignetes Erfassungssystem, z.B. ein GPS (Global Positioning
System) oder DGPS (Differential Global Positioning System) die Ist-Position
eines Fahrzeugs zu erfassen und mit in einem fahrzeugseitigen Speichermittel
in Form von "digitalen
Straßenkarten" abgelegten Vergleichsdaten
zu vergleichen, um auf diese Weise eine Abweichung von der zulässigen Sollfahrstrecke
zu erfassen. Wird eine solche unzulässige Abweichung ermittelt,
so kann beispielsweise ein Warnsignal ausgegeben oder über das
Motorsteuergerät
das Fahrzeug abgeschaltet werden. Nachteilig hierbei ist jedoch,
dass das korrekte Arbeiten dieses Systems zwangsläufig von
der Genauigkeit der Ist-Positionserfassung
sowie von der Genauigkeit der abgelegten "digitalen Straßenkarten" abhängig
ist und mithin die Gefahr besteht, dass bei ungenauer Positionserfassung oder
fehlerhaften Daten das System nicht oder erst zu spät die Falschfahrt
erkennt.
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Aus
DE 198 29 162 A1 ist
ein System zum Erkennen von passiven Verkehrszeichen mit einer elektronischen
Kamera für
ein Kraftfahrzeug bekannt. Der Kamera ist eine Bilderkennungseinrichtung
zugeordnet, wobei aufgenommene Bilder mittels eines Bildvergleiches
mit Vergleichsbildern von Verkehrszeichen, die in einer Datenbank
abgelegt sind, verglichen werden. Wird als Verkehrszeichen ein solches
erkannt, das eine Geschwindigkeitsbegrenzung gebietet, so wird über einen
Komparator die gebotene Geschwindigkeit mit der tatsächlichen Geschwindigkeit
des Kraftfahrzeugs verglichen. Ist die tatsächliche Geschwindigkeit höher als
die vom Verkehrszeichen gebotene Geschwindigkeit, wird ein optisches
und/oder akustisches Signal ausgegeben, das bei einem Unterschreiten
der gebotenen Höchstgeschwindigkeit
wieder erlischt. Wird ein Verkehrszeichen erkannt, das keine Geschwindigkeitsbegrenzung
gebietet, so erfolgt kein Vergleich, die Information über das
Verkehrszeichen wird an einen Signalgeber gegeben, der daraufhin
ein Warnsignal ausgibt.
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Aus
DE 692 04 239 T2 ist
eine Bordvorrichtung für
Straßenfahrzeuge
zur Ermittlung und Verfolgung der Position des Kraftfahrzeugs bezüglich Bodenmarkierungsstreifen
beschrieben. Diese Vorrichtung besteht aus einer Kamera, über die
die Straße vor
dem Fahrzeug aufgenommen wird, sowie aus Anzeige- oder Warnmitteln
für den
Fall einer erfassten unnormalen Position des Fahrzeugs bezüglich der Bodenmarkierungsstreifen.
Die Kamera nimmt dabei unter anderem eine Kurvenkrümmung auf,
anhand welcher Bildaufnahme überprüft wird,
ob das Fahrzeug mit zu hoher Geschwindigkeit im Verhältnis zur der
Kurvenkrümmung
in die Kurve einfährt.
Hieran soll erkannt werden, ob eine Gefahrensituation der Gestalt
droht, dass das Fahrzeug aus der Kurve ausbricht, weil es zu schnell
fährt,
oder ob die Geschwindigkeit (noch) angemessen ist. Ergibt sich eine
Gefahrensituation aufgrund des Vergleichs Geschwindigkeit-Kurvenkrümmung, so
wird ein Signal ausgegeben.
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Der
Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Kraftfahrzeug anzugeben,
das eine sichere Ermittlung einer etwaigen Falschfahrt, sei es beim
Auffahren auf eine Autobahn oder eine beispielsweise beim falschen
Einfahren in eine Einbahnstraße,
erfasst.
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Zur
Lösung
dieses Problems ist erfindungsgemäß ein Kraftfahrzeug mit einem
Bildaufnahmemittel zum Aufnehmen von Bildern der mit dem Kraftfahrzeug
befahrenen oder zu befahrenden Fahrbahn und mit Verarbeitungs- und
Auswertemitteln, die zum Bestimmen eines etwaigen im Bild sichtbaren
Verkehrsschilds, dessen Regelungsinhalt und dessen Zuordnung zu
der befahrenen oder zu befahrenden Fahrbahn sowie zum Ausgeben wenigstens
eines eine für
den Kraftfahrer erkennbare Aktion auslösenden Signals in Abhängigkeit
des Bestimmungsergebnisses ausgebildet sind, wobei die Verarbeitungs- und
Auswertemittel zum Erkennen eines den Beginn einer Autobahn oder
sonstigen Fahrbahn mit einer ausgezeichneten Fahrtrichtung anzeigenden
Schilds sowie zum Ermitteln der Kurvenkrümmung und/oder eine zwei Fahrbahnen
begrenzende und trennende Fahrbahnmarkierung der im Bild oder einem
nachfolgend aufgenommenen Bild gezeigten befahrenen Fahrbahn als
weitere im Rahmen der möglichen
Signalausgabe zu berücksichtigende,
eine Falschfahrt anzeigende Information ausgebildet sind, und wobei die
Verarbeitungs- und Auswertemittel zur Ausgabe eines Signals bei
erkannter Zuordnung des Schilds zur befahrenen oder zu befahrenden
Fahrbahn und bei Vorliegen einer eine Falschfahrt anzeigenden Information
ausgebildet sind.
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Beim
erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug werden
vorzugsweise kontinuierlich Bilder der befahrenen oder zu befahrenden
Fahrbahn aufgenommen und ausgewertet, um etwaige in ihnen gezeigte
Verkehrsschilder zu erkennen. Die Verarbeitungs- und Auswertemittel
sind daneben in der Lage, den Regelungsinhalt, also die für den Kraftfahrer
bzw. Verkehr relevante Information, zu ermitteln und das Verkehrsschild
einer bestimmten Fahrspur zuzuordnen, um so zu erkennen, ob es für die befahrene
oder zu befahrende Fahrbahn gilt oder nicht. Je nachdem wie dieses
Bestimmungsergebnis ausfällt,
kann sofern erforderlich ein Signal ausgegeben werden, über welches
dann eine geeignete, vom Kraftfahrer erkennbare Aktion ausgelöst wird,
die beispielsweise die sich anbahnende oder bereits gegebene Gefahrensituation
anzeigt. Die gesamte Situationserfassung erfolgt also fahrzeugintern.
Die Verarbeitungs- und Auswertemittel verfügen beispielsweise über eine geeignete
Recheneinrichtung, die eine entsprechende Bildanalyse zur Verkehrsschilddetektion
durchführen
kann. In einem Speicher sind beispielsweise sämtliche bundesweit geltende
Verkehrsschilder mit ihrem Regelungsinhalt hinterlegt, mit denen
ein detektiertes Verkehrsschild verglichen werden kann. Es besteht
natürlich
auch die Möglichkeit,
nur einige wenige Verkehrsschilder, die für die mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug
zu erfassende Gefahrensituation relevant sind, zu hinterlegen.
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Weiterhin
sind die Verarbeitungs- und Auswertemittel zum Erkennen eines den
Beginn einer Autobahn oder sonstigen Fahrbahn mit einer ausgezeichneten
Fahrtrichtung anzeigenden Schilds und zur Ausgabe eines Signals
bei erkannter Zuordnung des Schilds zur befahrenen oder zur befahrenden Fahrbahn
und bei Vorliegen wenigstens einer eine Falschfahrt anzeigenden
Information ausgebildet. Bei dieser Erfindungsvariante analysieren
die Verarbeitungs- und Auswertemittel ein aufgenommenes Bild dahingehend,
ob beispielsweise ein Beginn "Autobahn"-Schild gezeigt und
ob dieses der befahrenen oder zu befahrenden Fahrbahn zugeordnet
ist. Ist beides der Fall, so ist anzunehmen, dass der Kraftfahrer
die richtige Fahrspur beispielsweise zum Auffahren auf die Autobahn
gewählt
hat. Gleichwohl kann es natürlich
trotzdem vorkommen, dass der Kraftfahrer fälschlicherweise von der richtigen
Fahrbahn auf eine falsche wechselt. Infolgedessen ist es bei dieser
Erfindungsausgestaltung zweckmäßig, wenn
wenigstens ein weiterer aus der Auswertung resultierender Informationsparameter
mit in die Entscheidung über
die Signalgabe eingeht. Denn wenn beispielsweise als eine solche
auswertungsspezifische Information ermittelt wird, dass die vorher
richtige Fahrspur unzulässigerweise
gewechselt wurde, muss das Signal trotz Vorliegen der ursprünglichen die
richtige Fahrbahn anzeigenden Analyseparameter ausgegeben werden.
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Als
eine solche Information wird beispielsweise die Kurvenkrümmung der
im Bild oder in einem nachfolgend aufgenommenen Bild gezeigten Fahrbahn
ermittelt und berücksichtigt
werden. Die Verarbeitungs- und Auswertemittel sind entsprechend
ausgebildet, um aus dem aufgenommenen Bild durch geeignete Datentransformation
die Kurvenkrümmung
der befahrenen Fahrspur zu erfassen. Beispielsweise kann die Kurvenkrümmung in
Form eines gegebenenfalls vorzeichenbehafteten Wertes ermittelt
werden, wobei dieser seitens der Verarbeitungs- und Auswertemittel
mit einem entsprechenden Sollwert verglichen wird. Die Signalgabe
ist in diesem Fall dann von dem Vergleichsergebnis abhängig. Wird
also beispielsweise ein "Beginn
Autobahn"-Schild
detektiert und der befahrenen Fahrspur zugeordnet und erfassen die
Verarbeitungs- und Auswertemittel, dass die Fahrbahn in eine Rechtskurve übergeht,
wie dies üblicherweise
bei Autobahnauffahrten der Fall ist, da die Auffahrt dann in die Einfädelspur
der Autobahn übergeht,
so wäre
eine Signalgabe nicht erforderlich. Nimmt aber der Fahrer beispielsweise
einen versehentlichen Spurwechsel auf die manchmal parallel zur
Auffahrt geführte
Abfahrt vor, so würden
die Verarbeitungs- und Auswertemittel zu dieser dann befahrenen
Fahrspur eine Linkskurve ermitteln. Diese bei üblichen Autobahnenauffahrten
in der Regel nicht realisierte Kurvenführung wäre in diesem Fall ein Analyseparameter, der
eine Falschfahrt anzeigt, was zur Signalgabe führt.
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Denkbar
ist auch, dass seitens der Verarbeitungs- und Auswertemittel eine
zwei parallel geführte Fahrbahnen
begrenzende und trennende Fahrbahnmarkierung erfasst und geprüft wird,
ob diese nachfolgend überfahren
wird, was einen unzulässigen Spurwechsel
bedeuten würde.
Sind also z.B. die Abfahrt und die Auffahrt einer Autobahn abschnittsweise
parallel geführt
und nur durch eine durchgezogene Linie getrennt, so kann ein verbotswidriges Überfahren
und damit eine Falschfahrt erfasst werden.
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Dabei
können
erfindungsgemäß die Verarbeitungs-
und Auswertemittel zum Erkennen eines die Einfahrt verbietenden
Schilds und zur Ausgabe eines Signals bei erkannter Zuordnung des
Schilds zur befahrenen Fahrbahn ausgebildet sein. Nach dieser Erfindungsausgestaltung,
die die einfachste Form der Erfindungsausgestaltung darstellt, wird über die
Verarbeitungs- und Auswertemittel das Bild dahingehend analysiert,
ob in ihm ein "Einfahrt
verboten"-Schild
gezeigt ist. Daneben wird seine Zuordnung zur befahrenen oder zu
befahrenden Fahrbahn überprüft. Sind
beide Entscheidungsparameter positiv, so wird das Signal ausgegeben,
da dann die Gefahr einer Falschauffahrt besteht. Wird beispielsweise
ein "Einfahrt verboten"-Schild detektiert,
ist es jedoch einer parallelen Fahrbahn und nicht der befahrenen
zugeordnet, so unterbleibt die Signalausgabe, da dann die Gefahr
einer Falschfahrt nicht vorliegt.
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Für den Fall,
dass die Fahrbahn eine sich ändernde
Kurvenkrümmung
zeigt, also beispielsweise zunächst
eine Linkskurve und anschließend
eine Rechtskurve mit Übergang
in die Einfädelspur
beschreibt, so ist es zweckmäßig, wenn
die Verarbeitungs- und Auswertemittel zum Ermitteln einer sich ändernden
Kurvenkrümmung
der befahrenen Fahrbahn ausgebildet sind, wobei der Ausgabe eines
Signals bei einer ermittelten Änderung
gegebenenfalls unterbleibt. Hierüber
wird beispielsweise der Fall erfasst, dass nach Ermitteln eines "Beginn Autobahn"-Schilds die Fahrbahn
zunächst
eine Linkskurve beschreibt, die eigentlich ein Indiz für eine Falschfahrt
ist, jedoch später
in eine Rechtskurve und anschließend in die Einfädelspur übergeht,
d.h. dass der Fahrer also auf der zulässigen Auffahrt fährt. Diese
Situation kann nach der erfindungsgemäßen Ausgestaltung erfasst werden,
wobei hier entweder die Signalausgabe unterbleibt, da das System
nicht mit abschließender
Sicherheit die Falschfahrt bestimmen kann.
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Alternativ
besteht auch die Möglichkeit
einer wechselnden Signalgabe, beispielsweise derart, dass zunächst ein
Alarmsignal ausgegeben wird, das anschließend in ein "Freigabesignal" geändert wird. Daneben
besteht natürlich
auch die Möglichkeit,
eine Fahrbahnführung
mit zunächst "zulässiger" Rechtskurve und
anschließender
Linkskurve, die nachfolgend wiederum in eine Rechtskurve mit Übergang
in die Einfädelspur übergeht,
zu erfassen.
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Um
insbesondere in diesem Fall trotz allem Sicherheit dahingehend zu
haben, ob nun eine korrekte oder eine falsche Autobahnauffahrt erfolgt,
bzw. um generell die Sicherheit der Bewertung der Situation zu verbessern
kann vorgesehen sein, dass die Verarbeitungs- und Auswertemittel
zum Ermitteln einer von einer Autobahn abführenden Ausfädelspur und
gegebenenfalls einer auf eine Autobahn führenden Einfädelspur
als weitere fahrbahnbezogene Information, in deren Abhängigkeit
die oder gegebenenfalls eine erneute Signalausgabe erfolgt, ausgebildet
sind. Die Verarbeitungs- und Ausgabemittel bzw. deren die Bildanalyse
vornehmendes Mittel ist nach dieser Erfindungsausgestaltung imstande,
bestimmte Fahrspuren zu ermitteln, wie sie bei Autobahnen typisch
sind. Bei einer Autobahnabfahrt zweigt von der eigentlichen rechten
Autobahnfahrspur die Ausfädelspur
ab, die dann in die Autobahnabfahrt übergeht. Diese charakteristische
Spurführung
kann über
das Bildverarbeitungsmittel erfasst werden, beispielsweise durch
Erfassung der Lage des Grünstreifens
oder der Leitplanke (die bei der Ausfädelspur im linken Bildbereich
liegen müssen) oder
durch Erfassung der Lage der zur Einfädelspur parallelen Autobahnfahrbahnen
etc. Entsprechendes gilt für
die Erfassung der Einfädelspur,
wobei hier der Grünstreifen
oder die Leitplanke im rechten Bildbereich und die parallel geführten Autobahnfahrbahnen im
linken Bildbereich liegen müssten.
Wird beispielsweise bei einer Erfassung eines "Beginn Autobahn"-Schilds, seiner Zuordnung zur Fahrbahn
und nachfolgenden erfassten mehreren Kurvenkrümmungswechseln, die gegebenenfalls
keine endgültige
Situationsbewertung zulassen, schließlich eine Einfädelspur
erkannt, so liegt keine Falschfahrt vor, eine Signalausgabe kann
unterbleiben. Wird jedoch eine Ausfädelspur detektiert, so wird
sofort die Signalausgabe und die entsprechende Alarmierung angestoßen.
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Eine
weitere Möglichkeit
das System zu unterstützen
besteht darin, dass erfindungsgemäß die Verarbeitungs- und Auswertemittel
zum Ermitteln von Soll-Fahrbahndaten basierend auf der Bildaufnahme sowie
zum Vergleich der Soll-Fahrbahndaten mit Ist-Daten, die die aktuelle
Position des Fahrzeugs angeben, insbesondere von mittels eines GP-
oder DGP-Systems erfassten Daten sowie zur Ausgabe eines Signals
bei fehlender Übereinstimmung
der Daten ausgebildet sind. Hier erfolgt also zusätzlich zur
bereits beschriebenen Datenverarbeitung auch eine Berücksichtigung
von über
externe Erfassungssysteme aufgenommenen, die Ist-Position des Fahrzeugs
angebenden Daten.
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Auf
Basis des Signals, das von den Verarbeitungs- und Auswertemitteln
ausgegeben wird, kann ein akustisches und/oder ein optisches Warnsignal ausgegeben
werden. Beispielsweise kann ein Warnton erzeugt werden oder es erfolgt
eine Sprachausgabe derart, dass der Fahrer auf die Gefahrensituation
hingewiesen wird, z.B. durch eine Ansage "Achtung, es könnte die falsche Fahrbahn befahren
werden" oder dergleichen.
Auch ist es denkbar, optische Blinksignale auszugeben, die möglichst
auffällig
und für
den Fahrer erkennbar sind, beispielsweise in Form ein roten Warnleuchte
(ein gegebenenfalls nachfolgend zu gebendes Freigabesignal wäre dann beispielsweise
eine grüne
Leuchte), selbstverständlich
können
auch akustische und optische Signale gleichzeitig gegeben werden.
Daneben besteht die Möglichkeit,
dass der Kraftfahrer manuell und/oder aktustisch, z. B. durch Spracheingabe,
das Warnsignal unterdrücken
kann, wozu entsprechende Mittel, z.B. ein Knopf oder Schalter oder
eine entsprechende Spracheingabemöglichkeit vorgesehen sind.
Wird also beispielsweise ein Warnsignal gegeben, ist der Fahrer
jedoch definitiv sicher, dass er die richtige Fahrbahn befährt, so
kann er das Warnsignal hierüber
unterdrücken.
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Schließlich besteht
die Möglichkeit,
dass das Signal an ein den Betrieb des Fahrzeugmotors steuerndes
Steuergerät
gegeben wird, das zum Empfang des Signals und zum Variieren des
Motorbetriebs in Abhängigkeit
des Signals ausgebildet ist. Hierüber wird die Möglichkeit
realisiert, beispielsweise den Motor komplett abzuschalten oder
zu drosseln, so dass nur noch minimale Fahrzeugbewegungen, die z.B.
ein sofortiges Wenden bei einer tatsächlichen Falschauffahrt, die
der Fahrer trotz rechtzeitig gegebenem Warnsignals nicht mehr korrigiert
hat oder korrigieren konnte, möglich
sind. Die Art und Weise, wie der Fahrzeugmotor bei einer Signalgabe
gesteuert wird, kann abhängig
von der jeweiligen Situation gestaltet werden.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
dem im nachfolgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie anhand
der Zeichnungen. Dabei zeigen:
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1 eine
Prinzipskizze zur Darstellung der relevanten Komponenten des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
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2 eine
Prinzipskizze zur Darstellung unterschiedlicher Fahrsituationen,
und
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3 ein
Flussdiagramm zur Ablaufdarstellung.
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1 zeigt
die relevanten Komponenten eines nicht näher gezeigten Kraftfahrzeugs,
die für
die erfindungsgemäße Situationsanalyse
und Bewertung und nachfolgende mögliche
Fahrerwarnung erforderlich sind. Über eine Bildaufnahmemittel 1 in
Form einer Kamera, die beispielsweise im oberen Bereich der Windschutzscheibe
nach vorne blickend angeordnet ist, werden kontinuierlich Bilder
der Fahrbahn aufgenommen. Dem Bildaufnahmemittel 1 sind
Verarbeitungs- und Auswertemittel 2 nachgeschalten, die
zunächst
ein Bildverarbeitungsmittel 3 umfassen, in dem die mit
dem Bildaufnahmemittel 1 aufgenommenen Bilder analysiert
werden. Hierbei werden zum einen Verkehrsschilder 4a, 4b detektiert,
ob sie im aufgenommenen Bild vorhanden sind. Bei dem Bild 4a handelt
es sich im gezeigten Ausführungsbeispiel um
ein Einfahrtsverbotsschild, beim Schild 4b handelt es sich
um ein Beginn einer Autobahn anzeigendes Schild. Die Bildverarbeitungsmittel 3,
die über eine
entsprechende Rechen- und Verarbeitungseinrichtung verfügen, sind
imstande, aus den gelieferten Bilddaten die entsprechenden ein Verkehrsschild
anzeigenden Daten zu analysieren und zur Ermittlung des Regelungsgehalts
mit in einem nicht näher
gezeigten Speicherbereich abgelegten Vergleichsdaten bekannter Verkehrsschilder
zu vergleichen. D.h. in diesem Fall wären in dem nicht gezeigten
Speicherbereich die Daten zu den Schildern 4a, 4b hinterlegt, mit
denen die analysierten Daten verglichen werden, um so eine definitive
Schildbestimmung vorzunehmen.
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Weiterhin
sind die Bildverarbeitungsmittel zum Erfassen der Krümmung einer
befahrenen Fahrbahn ausgebildet, wie durch das Symbol 5,
das eine nach links und eine nach rechts gekrümmte Fahrbahn zeigt, angedeutet
ist. Hierfür
kann durch geeignete Datentransformation ein die Krümmung der
aus den Bilddaten analysierten Fahrbahn beschreibender Wert oder
dergleichen ermittelt werden, der dann die Krümmung beschreibt. Z.B. kann
einer Rechtskrümmung
ein Wert von "+1" und eine Linkskrümmung ein Wert
von "–1" zugeordnet werden.
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Weiterhin
sind die Bildverarbeitungsmittel 3 zum Analysieren und
Erkennen einer Ausfädelspur und
einer Einfädelspur
auf eine Autobahn ausgebildet, wie durch die Symbole 6 angedeutet.
Das Symbol 6a zeigt die Möglichkeit der Detektion einer
Ausfädelspur,
das Symbol 6b zeigt die Möglichkeit der Detektion einer
Einfädelspur
anhand der aufgenommenen Bilder.
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Die
ermittelten Informationen und Analyseergebnisse werden von dem Bildverarbeitungsmittel 3 an
eine Auswerteeinrichtung 7, die ebenfalls Teil der Verarbeitungs-
und Auswertemittel 2 ist, gegeben, in welcher eine Situationsanalyse
und -bewertung der gegebenen Bestimmungs- und Analyseergebnisse
erfolgt. Ergibt sich unter Berücksichtigung
der gelieferten Parameter, dass eine Falschfahrt vorliegt, so wird über die
Auswerteeinrichtung 7 ein Signal ausgegeben, das zum Auslösen einer
für den
Kraftfahrer erkennbaren Aktion dient. Hierüber kann beispielsweise ein
akustisches Warnsignal 8 oder ein optisches Warnsignal 9 oder
beide zusammen ausgegeben werden, die den Fahrer unmissverständlich auf
die gegebene oder sich anbahnende Gefahrensituation hinweisen. Daneben
besteht die Möglichkeit,
dass das Signal an ein Steuergerät 10, das
den Betrieb des Kraftfahrzeugmotors 11 steuert, gegeben
werden. Das Steuergerät
kann bei Signalgabe beispielsweise den Motor 11 komplett abschalten
oder aber drosseln, so dass nur noch eine Langsamfahrt mit der Möglichkeit
einer Fahrzeugwendung oder dergleichen gegeben ist.
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2 zeigt
in Form einer Prinzipskizze eine typische Fahrbahnführung im
Bereich einer Autobahnab- und -auffahrt. Gezeigt ist ausschnittsweise eine
Autobahn 12, von der eine Ausfädelspur 13 in eine
Autobahnabfahrt 14 übergeht,
die ihrerseits in eine Bundesstraße 15 oder dergleichen
mündet.
Auf der anderen Seite führt
von der Bundesstraße 15 eine
Autobahnauffahrt 16 in eine Einfädelspur 17, über die
dann auf die Autobahn 12 eingefahren werden kann. Im gezeigten
Beispiel sind die Auf- und die Abfahrt über entsprechende bauliche
Inseln 18 zumindest teilweise voneinander getrennt.
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Von
links kommend befährt
ein Kraftfahrzeug 19 die Bundesstraße 15. Am Kraftfahrzeug 19 ist windschutzscheibenseitig
das Bildaufnahmemittel 1, wie es aus 1 bekannt
ist, vorgesehen. Es nimmt die vor ihm liegende Fahrbahn auf.
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Im
ersten Beispielfall fährt
das Kraftfahrzeug 1 fälschlicherweise
nach links in die Autobahnabfahrt 14 ein. Diese Fahrsituation
ist durch den gestrichelten Pfeil 1 gezeigt. Diese Einfahrt
ist verboten, wie das Verbotsschild 4a, das im gezeigten
Beispiel am linken Fahrbahnrand steht, deutlich zeigt. Dieses Verbotsschild 4a ist
im aufgenommenen Bild sichtbar und wird über das Bildverarbeitungsmittel 3 detektiert und
der vom Kraftfahrzeug 19 befahrenen Fahrbahn, also der
Autobahnabfahrt 14 zugeordnet, so dass die Auswerteeinrichtung 7 sofort
eine Falschfahrt erkennt und das oder die Signale zur Ausgabe der Warnsignale
etc. ausgibt.
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Im
zweiten Beispielfall fährt
das Kraftfahrzeug 19 wie durch den gestrichelten Pfeil
II angedeutet korrekt in die dafür
vorgesehene Autobahnauffahrt 16 ein. Der Beginn der Autobahn
wird über
das hier am rechten Fahrbahnrand angeordnete Verkehrsschild 4b angezeigt.
Dieses Verkehrsschild 4b wird ebenfalls mit aufgenommen
und über
das Bildverarbeitungsmittel 3 detektiert. Bewegt sich das
Kraftfahrzeug 19 weiter und nimmt der Fahrer die Fahrspur,
wie sie durch den gestrichelten Pfeil IIa angedeutet ist, so beschreibt
ersichtlich die Auffahrt 16 eine Rechtskurve. Diese Kurvenkrümmung wird ebenfalls über das
Bildverarbeitungsmittel 3 erfasst und zusammen mit dem
detektierten Verkehrsschild und dessen Zuordnung an die Auswerteeinrichtung 7 gegeben,
die im Rahmen der Situationsanalyse und -bewertung erkennt, dass
die korrekte Fahrbahn befahren wird. Zur letzten Sicherheit wird,
sobald die Einfädelspur 17 im
aufgenommenen Bild erkennbar ist, auch diese vom Bildverarbeitungsmittel 3 erkannt,
so dass definitiv sichergestellt ist, dass die richtige Auffahrt
gewählt
ist.
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Im
gezeigten Beispielfall verläuft
die Fahrspur nach dem Abbiegen von der Bundesstraße 15 im
Wesentlichen geradlinig und geht dann in die Rechtskurve der Autobahnauffahrt 16 über. Es
besteht aber auch die Möglichkeit,
dass die Fahrspur zunächst
eine leichte Linkskurve beschreibt und anschließend in die Rechtskurve übergeht.
Diese Linkskurve würde über die
Verarbeitungsmittel 3 ebenfalls erkannt und bewertet, wobei
eine Linkskurve aber für eine
Autobahnauffahrt an und für
sich ungewöhnlich ist
und ein Indiz für
eine etwaige Falschfahrt darstellen kann, obwohl vorher das Schild 4b defektiert
wurde. Entweder kann bereits in diesem Fall ein Signal zur Gabe
eines Warnsignals ausgegeben werden, welches nach Erfassen der folgenden
Rechtskurve entweder wieder aufgehoben oder durch Gabe eines Freigabesignals
abgeändert
wird, spätestens
aber dann, wenn die Einfädelspur 17 definitiv
erkannt wurde. Es besteht auch die Möglichkeit, das Signal bei Erfassen
der leichten Linkskurve zu unterdrücken und zunächst den
weiteren Fahrverlauf abzuwarten, bis die Möglichkeit zur Detektion der
Ausfädelspur 13 oder
der Einfädelspur 17 gegeben
ist, was dann endgültig
eine Situationsbewertung zulässt.
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Eine
weitere beispielhafte Fahrsituation ergibt sich, wenn der gemäß Pfeil
II abgebogene Kraftfahrer die Autobahnauffahrt 16 verlässt und
wie mit dem Pfeil IIb bezeigt auf die Autobahnabfahrt 14 einfährt. Diese
beschreibt ersichtlich eine Linkskurve, was über das Bildverarbeitungsmittel 3 erkannt
wird. Entweder kann bereits hier eine Signalausgabe erfolgen, die
dem Fahrer zumindest die Möglichkeit
einer Falschfahrt anzeigt. Bewegt sich das Fahrzeug dann wie gemäß dem gestrichelten
Pfeil IIc angedeutet weiter, so wird ab einem bestimmten Zeitpunkt
die Ausfädelspur 13 im
Bild detektiert, was ein eindeutiges Indiz dafür ist, dass eine Falschfahrt
vorliegt. Spätestens
jetzt muss zwingend ein Warnsignal gegeben werden, damit der Kraftfahrer
unverzüglich handeln
kann, beispielsweise durch sofortiges Bremsen oder linksseitiges
Heranfahren, um anschließend zu
wenden etc. Auch kann z.B. eine Zwangsbremsung oder dergleichen
erfolgen.
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Unterstützt werden
kann die erfindungsgemäße Fahrspurerfassung
ferner dadurch, dass der Auswerteeinrichtung 7 Ist-Positionsdaten,
die z.B. über
GPS oder DGPS erfasst werden, gegeben werden, wobei diese mit von
dem Bildverarbeitungsmittel 3 gegebenen Daten verglichen
werden können
und so in das Analyse- und Bewertungsergebnis eingehen können.
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3 zeigt
ein Flussdiagramm zur Darstellung des Prüfungsablaufs. Über die
Bildverarbeitungsmittel 3 erfolgt eine Bildverarbeitung
derart, dass zunächst überprüft wird,
ob im gezeigten Bild ein "Einfahrt
verboten"-Schild
vorhanden ist. Ist dies der Fall, so erfolgt unmittelbar die Ausgabe
einer optischen oder akustischen Warnung oder aber ein geeigneter
Steuerungseingriff in den Fahrzeugbetrieb. Wird kein "Einfahrt verboten"-Schild detektiert, so wird geprüft, ob ein "Beginn Autobahn"-Schild im Bild gezeigt
ist. Ist dies nicht der Fall, so kehr die Regelungsschleife zurück und analysiert
das nächste
aufgenommene Bild in der beschriebenen Weise.
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Ist
ein "Beginn Autobahn"-Schild erfasst worden,
so wird nachfolgend geprüft,
ob die im Bild gezeigte Fahrbahn eine Krümmung nach links beschreibt,
was bei den meisten Autobahnauffahrten unüblich ist. Ist dies nicht der
Fall, so kehrt die Regelungsschleife ebenfalls wieder zum Anfang
zurück. Wird
eine Fahrbahnkrümmung
nach links detektiert, so wird gegebenenfalls eine Vorwarnung in
optischer oder akustischer Form ausgegeben, um den Fahrer bereits
jetzt zu sensibilisieren. Anschließend wird ein aufgenommenes
Bild dahingehend analysiert, ob eine Ausfädelspur im Bild gezeigt ist,
die anhand der eingangs beschriebenen Merkmale erfasst werden kann.
Hier ist darauf hinzuweisen, dass im Rahmen des beschriebenen Analyseverfahrens
natürlich mehrere
nachfolgend aufgenommene Bilder analysiert werden, um den fortschreitenden
Bewegungsweg des Fahrzeugs erfassen zu können. Ist dies der Fall, so
erfolgt ebenfalls unmittelbar eine optische oder akustische Warnung
bzw. ein Steuerungseingriff. Wird keine Ausfädelspur erkannt, so wird das Bild
analysiert, ob eine Einfädelspur
gezeigt ist. Ist dies der Fall, so kehrt die Regelungsschleife ebenfalls
zum Anfang zurück,
da das Kraftfahrzeug dann korrekt auf die Autobahn auffährt. Wird
keine Einfädelspur
erkannt, so wird in einem Zeitglied geprüft, ob bzw. wie lange die Bildverarbeitung
bereits im Hinblick auf die Analyse der Ausfädel- bzw. Einfädelspur arbeitet.
Stellt sich heraus, dass eine vorgegebene Grenzwert-Zeitspanne noch
nicht überschritten
wurde, kehrt die Regelschleife wieder zurück und detektiert erneut, ob
eine Ausfädel-
oder Einfädelspur
erkannt wird. Hat das System aber die aufgenommenen Bilder nach
Anstoßen
der Ausfädel-/Einfädelspur-Analyse lange genug
diesbezüglich
die Bilder analysiert, so ist davon auszugehen, dass die ursprünglich angenommene
Gefahrensituation entweder überhaupt
nicht vorliegt oder aber der Fahrer die Autobahnauffahrt anderweitig
verlassen hat oder dass eine ursprüngliche Fehlanalyse, die zur
Initialisierung der Spuranalyse geführt hat, vorlag. In diesem
Fall kehrt die Regelschleife ebenfalls zu ihrem Ausgang zurück, d.h.
der Analysemodus wird zurückgesetzt.