DE102016203662A1

DE102016203662A1 - Fahrerassistenzsystem und Verfahren zum Betreiben eines solchen

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Publication number: DE102016203662A1
Application number: DE102016203662.9A
Authority: DE
Inventors: Julian Eichhorn; Lutz Lorenz; Sebastian Hergeth; Philipp Kerschbaum
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-03-07
Filing date: 2016-03-07
Publication date: 2017-09-07

Abstract

Fahrerassistenzsystem und Verfahren zum Betreiben eines solchen Es wird ein Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs angegeben, das den Fahrer in verbesserter Weise bei der Erfassung des Verkehrsgeschehens in seinem Umfeld unterstützt. Dazu weist das Fahrerassistenzsystem – eine Erfassungseinrichtung (11) zur Erfassung mindestens eines im Umfeld des Kraftfahrzeugs befindlichen weiteren Kraftfahrzeugs, – eine Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung mindestens eines das mindestens eine weitere Kraftfahrzeug umgebenden Sicherheitsbereichs und – eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige einer grafischen Darstellung eines Ausschnitts des Umfelds auf. Die Darstellung umfasst eine Darstellung der in dem Ausschnitt des Umfelds befindlichen weiteren Kraftfahrzeuge und Sicherheitsbereiche.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs mit einer Erfassungseinrichtung zur Erfassung im Umfeld des Kraftfahrzeugs befindlicher weiterer Fahrzeuge und einer Anzeigeeinrichtung zur Anzeige einer grafischen Umfelddarstellung. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Fahrerassistenzsystems.
Bedingt unter anderem durch die steigende Verkehrsdichte bewegen sich Kraftfahrzeuge heutzutage oftmals in Verkehrssituationen mit hoher Komplexität. Fahrerassistenzsysteme unterstützen den Fahrer in vielfältiger Weise bei der Durchführung seiner Fahraufgaben in diesen Verkehrssituationen. Fahrerassistenzsysteme können den Fahrer einerseits durch die teilweise oder vollständige Übernahme von Fahraufgaben unterstützen. In diesem Zusammenhang ist absehbar, dass Fahrzeuge zukünftig in der Lage sein werden, abschnittsweise automatisiert zu fahren, d.h. ohne aktiven Eingriff des Fahrers. Fahrerassistenzsysteme können den Fahrer andererseits auch dadurch unterstützen, dass Informationen, beispielsweise die aktuelle oder zukünftige Verkehrssituation betreffend, erfasst, aufbereitet und dargestellt werden.
Ein Beispiel eines Fahrerassistenzsystems ist eine adaptive Geschwindigkeitsregelanlage (englisch „Adaptive cruise control“, ACC). Bei derartigen Systemen wird dem Fahrer häufig eine stilisierte Anzeige des eigenen Fahrzeugs und des Führungsfahrzeugs angeboten. Die Regelgröße der Geschwindigkeitsregelanlage, z.B. ein zeitlicher Abstand oder ein Längenabstand, kann in einer solchen Darstellung als grafisches Element zwischen den beiden genannten Fahrzeugen angezeigt werden. Eine derartige Darstellung ist etwa aus DE 10 2008 061 649 A1 bekannt.
EP 2 857 247 A1 offenbart eine Vorrichtung für ein zur automatischen Längsführung ausgestaltetes Fahrzeug. Eine durch diese Vorrichtung erzeugte Anzeige ist derart gestaltet, dass das Vertrauen des Fahrers in die Vorrichtung zur automatischen Längsführung gesteigert wird. Hierzu ist vorgesehen, dass das Führungsfahrzeug und das eigene Fahrzeug zusammen mit weiteren Informationen angezeigt werden. Unter anderem kann ein hinter dem Führungsfahrzeug befindlicher Bereich, der einen einzuhaltenden Sicherheitsabstand markiert, grafisch dargestellt werden.
DE 10 2013 110 852 A1 beschreibt ein Verfahren für ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, welches ausgestaltet ist, das Fahrzeug zumindest teilweise automatisch zu steuern. Bei aktivierter Autopilotfunktion kann auf einer Anzeigevorrichtung eine grafische Ausgabe erfolgen, die eigene zukünftige Fahrmanöver darstellt. Ferner können in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs befindliche Verkehrsteilnehmer und deren geschätzte Bewegungstrajektorien dargestellt werden.
EP 2 851 886 A1 lehrt eine Vorrichtung in einem Fahrzeug, die dem Fahrer Unterstützung bei einem Überholmanöver bietet. Dabei wird eine Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst und grafisch dargestellt, wobei vorgesehen ist, mögliche Bewegungstrajektorien vorausfahrender Fahrzeuge anzuzeigen.
Ausgehend vom Stand der Technik stellt sich die Aufgabe, ein Fahrerassistenzsystem anzugeben, dass den Fahrer in verbesserter Weise bei der Erfassung des Verkehrsgeschehens in seinem Umfeld unterstützt.
Die Aufgabe wird gelöst bei einem Fahrerassistenzsystem und einem Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs (nachfolgend auch als Egofahrzeug bezeichnet) umfasst eine Erfassungseinrichtung. Diese dient der Erfassung mindestens eines im Umfeld des Egofahrzeugs befindlichen weiteren Kraftfahrzeugs. Bei der Erfassungseinrichtung kann es sich um ein verteiltes Sensorsystem des Egofahrzeugs handeln. Beispielsweise kann die Erfassungseinrichtung unterschiedliche Umfeldsensoren des Egofahrzeugs, beispielsweise Ultraschallsensoren, Radarsensoren, Lidarsensoren, Lasersensoren und / oder Kameras umfassen. Ferner kann die Erfassungseinrichtung ein Steuergerät umfassen, welches die von den genannten Sensoren gelieferten Daten empfängt und weiterverarbeitet. Die Erfassungseinrichtung kann ferner ein Kommunikationsmodul umfassen, welches das Umfeld des Egofahrzeugs betreffende Daten senden und / oder empfangen kann. Bei dem Kommunikationsmodul kann es sich beispielsweise um ein Mobilfunkmodul handeln, welches über Mobilfunk (z.B. LTE, UMTS) und / oder WLAN (z.B. IEEE 802.11p) Daten mit weiteren Kraftfahrzeugen, Objekten der Verkehrsinfrastruktur und oder Backend-Servern austauschen kann. Eine derartige Kommunikation ist auch als Fahrzeug-zu-Fahrzeug-(Car-to-car) bzw. Fahrzeug-zu-Infrastruktur-(Car-to-infrastructure)Kommunikation, allgemein als Car-to-X-Kommunikation, bekannt.
Erfindungsgemäß umfasst das Fahrerassistenzsystem ferner eine Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung mindestens eines das mindestens eine weitere Kraftfahrzeug umgebenden Sicherheitsbereichs. Hierzu empfängt die Bestimmungseinrichtung von der Erfassungseinrichtung Informationen über die zuvor von der Erfassungseinrichtung erfassten weiteren Kraftfahrzeuge. Solche Informationen können beispielsweise die Positionen der weiteren Kraftfahrzeuge (relativ zum Egofahrzeug oder absolut) umfassen. Die Bestimmungseinrichtung ist eingerichtet, aus diesen von der Erfassungseinrichtung gelieferten Informationen zu jedem der erfassten weiteren Kraftfahrzeuge mindestens einen Sicherheitsbereich zu bestimmen. Unter einem Sicherheitsbereich wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein räumlicher Bereich in der Umgebung eines weiteren Kraftfahrzeugs verstanden, welcher – insbesondere aus Gründen der Verkehrssicherheit – von dem Egofahrzeug nicht befahren werden darf oder sollte. Ein solcher Sicherheitsbereich kann sich beispielsweise aus einem nicht zu unterschreitenden Sicherheitsabstand zu einem vorausfahrenden weiteren Kraftfahrzeug ergeben. Jedoch ist der Begriff des Sicherheitsbereichs nicht auf einen solchen Sicherheitsabstand eingeschränkt, wie nachfolgend noch ausführlicher erläutert werden wird.
Schließlich ist erfindungsgemäß eine Anzeigeeinrichtung zur Anzeige einer grafischen Darstellung eines Ausschnitts des Umfelds vorgesehen. Der Ausschnitt kann das gesamte erfasste Umfeld umfassen, muss also nicht zwingend eine geringere räumliche Ausdehnung aufweisen als das erfasste Umfeld. Die Darstellung umfasst erfindungsgemäß eine Darstellung der in dem Ausschnitt des Umfelds befindlichen weiteren Kraftfahrzeuge und Sicherheitsbereiche. Die Darstellung des Ausschnitts kann beispielsweise eine zweidimensionale Kartenansicht des Ausschnitts sein (Vogelperspektive). Die Kartenansicht kann nordweisend orientiert sein, bevorzugt ist jedoch eine Orientierung in Fahrtrichtung des Egofahrzeugs. Bei der Darstellung des Ausschnitts kann es sich auch um eine perspektivische dreidimensionale Darstellung handeln. Diese ist bevorzugt in Fahrtrichtung des Egofahrzeugs orientiert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der dargestellte Ausschnitt das Egofahrzeug selbst umfasst.
Durch die Erfindung wird dem Fahrer des Egofahrzeugs ermöglicht, mit einem Blick die Verkehrssituation in seinem Umfeld zu erfassen. Dazu werden nicht nur die tatsächlich in dem Umfeld vorhandenen Objekte (insbesondere die weiteren Kraftfahrzeuge) dargestellt, sondern auch diejenigen Bereiche, die zwar physisch frei, jedoch aus Gründen der Verkehrssicherheit logisch belegt sind (Sicherheitsbereiche). Anschaulich kann von den dargestellten Sicherheitsbereichen auch als „belegten Feldern“ oder „Teppichen“ gesprochen werden. Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Fahrer in verbesserter Weise über die Verkehrssituation in seinem Umfeld informiert ist, so dass sich bei dem Fahrer – insbesondere in komplexen Verkehrssituationen – ein verbessertes Sicherheitsgefühl einstellt.
Bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung ist das Egofahrzeug in einem automatisierten Fahrmodus betreibbar. Das Egofahrzeug fährt dann also selbstständig, d.h. ohne Zutun des Fahrers. Fahrzeuge mit automatisiertem Fahrmodus befinden sich derzeit in der Entwicklung und Erprobung und werden schon in absehbarer Zukunft im Straßenverkehr verwendet werden. Es ist jedoch zu erwarten, dass die Fahrer solcher Fahrzeuge dieser Technologie anfangs noch skeptisch gegenüberstehen. Es besteht daher ein Bedürfnis des Fahrers, den automatisierten Fahrmodus des Fahrzeugs zu überwachen. Dabei möchte der Fahrer nicht lediglich sicherstellen, dass das Fahrzeug keine Fahrfehler begeht, sondern er möchte darüber hinaus alle (durchgeführten und unterlassenen) Fahrmanöver des Fahrzeugs verstehen. Die Erfindung trägt diesem Bedürfnis insofern Rechnung, als das Umfeld des automatisiert betriebenen Egofahrzeugs derart dargestellt wird, dass bestehende räumliche Beschränkungen des für ein Fahrmanöver zur Verfügung stehenden Raums visuell dargestellt werden. Auf diese Weise kann ein Fahrer beispielsweise erkennen, warum sein automatisiert fahrendes Fahrzeug ein bestimmtes, von dem Fahrer eigentlich erwartbares Fahrmanöver, z.B. einen durch einen Spurwechsel eingeleiteten Überholvorgang, nicht durchführt. Dies würde beispielsweise dadurch sichtbar, dass auf der Nachbarspur (auf die das Egofahrzeug eigentlich wechseln würde) der Sicherheitsbereich eines weiteren Kraftfahrzeugs dargestellt wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sehen vor, dass die Erfassungseinrichtung zur Erfassung mindestens eines Fahrtparameters des mindestens einen weiteren Kraftfahrzeugs eingerichtet ist, insbesondere einer Position, einer Fahrtgeschwindigkeit und / oder einer Fahrttrajektorie. Diese weiteren Informationen können von der Erfassungseinrichtung (gegebenenfalls nach erfolgter Aufbereitung und / oder Weiterverarbeitung) an die Bestimmungseinrichtung weitergegeben werden, von welcher sie zur Bestimmung der Sicherheitsbereiche verwendet werden. Zur Bestimmung der Position und / oder der Fahrtgeschwindigkeit des weiteren Kraftfahrzeugs können insbesondere Kameras, Radarsensoren, Lidarsensoren und / oder Lasersensoren sowie eine Positionsbestimmungseinheit (z.B. ein GNSS-System) des Egofahrzeugs verwendet werden. Unter dem Begriff Fahrttrajektorie eines Fahrzeugs soll der von diesem Fahrzeug befahrene Weg verstanden werden. Fährt beispielsweise ein Fahrzeug entlang einer Fahrspur einer Straße, so entspricht die Fahrttrajektorie des Fahrzeugs in der Regel weitgehend dem Verlauf dieser Fahrspur. Die Fahrttrajektorie kann auch eine zukünftige Fahrttrajektorie umfassen, also den voraussichtlich zukünftig von dem Fahrzeug befahrenen Weg betreffen. Zur Erfassung der zukünftigen Fahrttrajektorie eines Fahrzeugs können beispielsweise Informationen über die gegenwärtige Position des Fahrzeugs sowie den vorausliegenden Straßenverlauf genutzt werden. Die zukünftige Fahrttrajektorie betreffende Fahrmanöver des Fahrzeugs können vorhergesagt werden, indem beispielsweise die Richtungsanzeiger (Blinker) des Fahrzeugs erfasst werden. Ist beispielsweise der rechte Richtungsanzeiger aktiviert, so kann angenommen werden, dass das Fahrzeug einen Abbiege- oder Spurwechselvorgang beabsichtigt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Erfassungseinrichtung mittels Car-to-car-Kommunikation von dem weiteren Kraftfahrzeug Information über beabsichtigte Fahrmanöver erhält.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sehen vor, dass der mindestens eine Sicherheitsbereich einen Bereich in Fahrzeuglängsrichtung des weiteren Kraftfahrzeugs umfasst. Mit anderen Worten kann also vorgesehen sein, dass in Fahrtrichtung vor und / oder hinter dem weiteren Kraftfahrzeug liegende Sicherheitsbereiche bestimmt und angezeigt werden. Auf diese Weise kann der Fahrer unmittelbar erkennen, welchen Sicherheitsabstand das Egofahrzeug vor bzw. hinter einem weiteren Kraftfahrzeug einhalten muss.
Es sei darauf hingewiesen, dass der hier verwendete Begriff der Fahrzeuglängsrichtung auch die sich aus der Fahrtrichtung ergebende Fahrttrajektorie umfassen soll. Fährt ein Kraftfahrzeug beispielsweise entlang einer Kurve, so ändert sich die Fahrtrichtung während der Fahrt durch die Kurve kontinuierlich. Die Fahrttrajektorie des Fahrzeugs ist dann gekrümmt. Sie folgt in der Regel dem Fahrbahn- bzw. Straßenverlauf. In derartigen Fällen können auch die in Fahrzeuglängsrichtung vor bzw. hinter dem weiteren Kraftfahrzeug bestimmten und angezeigten Sicherheitsbereiche gekrümmt sein. Dies soll von den vorbeschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ausdrücklich umfasst sein.
Mit besonderem Vorteil wird eine Länge des Sicherheitsbereichs in Fahrzeuglängsrichtung des weiteren Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit einer Fahrtgeschwindigkeit des Egofahrzeugs und / oder des weiteren Kraftfahrzeugs bestimmt. Mit anderen Worten wird bei der Bestimmung der räumlichen Ausdehnung des Sicherheitsbereichs in Fahrzeuglängsrichtung berücksichtigt, dass die Fahrtgeschwindigkeit eines Fahrzeugs einen Einfluss auf den von diesem Fahrzeug bzw. zu diesem Fahrzeug einzuhaltenden Sicherheitsabstand hat. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Länge des Sicherheitsbereichs in Fahrzeuglängsrichtung proportional zu der Fahrtgeschwindigkeit des Egofahrzeugs und oder des weiteren Kraftfahrzeugs ist.
Mit besonderem Vorteil können die Länge eines vorderen und eines hinteren Sicherheitsbereichs (jeweils in Fahrzeuglängsrichtung) voneinander abweichen. Beispielsweise kann ein hinterer Sicherheitsbereich kürzer sein als ein vorderer Sicherheitsbereich des gleichen Kraftfahrzeugs.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung können vorsehen, dass der mindestens eine Sicherheitsbereich einen Bereich in Fahrzeugquerrichtung des weiteren Kraftfahrzeugs umfasst. Mit anderen Worten können also Sicherheitsbereiche links und / oder rechts des weiteren Kraftfahrzeugs bestimmt und angezeigt werden. Auf diese Weise können Sicherheitsabstände dargestellt werden, die seitlich zu einem weiteren Kraftfahrzeug eingehalten werden müssen. Ferner können auch seitlich eines weiteren Kraftfahrzeugs befindliche Bereiche dargestellt werden, die aufgrund vorhersehbarer Fahrmanöver dieses weiteren Kraftfahrzeugs nicht befahren werden sollten. Beispielsweise kann durch die Erfassungseinrichtung die Absicht des weiteren Kraftfahrzeugs erfasst worden sein, abzubiegen oder die Spur zu wechseln. Hierzu könnte die Erfassungseinrichtung beispielsweise erfasst haben, dass das weitere Fahrzeug seinen Richtungsanzeiger (Blinker) aktiviert hat. Auch könnte die Erfassungseinrichtung mittels Car-to-car-Kommunikation von dem weiteren Kraftfahrzeug die Information über das beabsichtigte Fahrmanöver erhalten haben. Aufgrund dieser von der Erfassungseinrichtung erfassten Informationen kann die Bestimmungseinrichtung einen in Fahrzeugquerrichtung des weiteren Kraftfahrzeugs befindlichen Sicherheitsbereich bestimmen. Wurde beispielsweise erfasst, dass das weitere Kraftfahrzeug einen Spurwechsel nach links durchzuführen beabsichtigt, so kann die Bestimmungseinrichtung einen links neben dem weiteren Kraftfahrzeug befindlichen Sicherheitsbereich bestimmen. Der Fahrer des Egofahrzeugs erkennt somit auch ohne Kenntnis der Spurwechselabsicht des weiteren Kraftfahrzeugs sofort, dass das Egofahrzeug den links neben dem weiteren Kraftfahrzeug befindlichen Bereich freihalten sollte (also beispielsweise das weitere Kraftfahrzeug nicht links überholen sollte).
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung können vorsehen, dass die Erfassungseinrichtung zur Erfassung mindestens eines in Fahrtrichtung hinter dem Egofahrzeug befindlichen weiteren Kraftfahrzeugs eingerichtet ist. Dabei umfasst die Darstellung eine Darstellung des mindestens einen in Fahrtrichtung hinter dem Egofahrzeug befindlichen weiteren Kraftfahrzeugs und / oder eine Darstellung des Sicherheitsbereichs des mindestens einen in Fahrtrichtung hinter dem Egofahrzeug befindlichen weiteren Kraftfahrzeugs. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsformen liegt darin, dass der Fahrer des Egofahrzeugs über das hinter ihm befindliche Verkehrsgeschehen informiert wird, welches er ansonsten typischerweise kaum oder jedenfalls in wesentlich geringerem Ausmaß als das seitlich und vor ihm befindliche Verkehrsgeschehen im Blick hat. Insbesondere ist dies vorteilhaft, wenn sich zwar das weitere Kraftfahrzeug hinter dem Egofahrzeug befindet, ein zu dem weiteren Kraftfahrzeug gehöriger Sicherheitsbereich jedoch zumindest teilweise neben dem Egofahrzeug befindet. Beispielsweise könnte sich das weitere Kraftfahrzeug im sogenannten toten Winkel des Egofahrzeugs befinden. Durch die erfindungsgemäße Darstellung würde der Sicherheitsbereich vor diesem weiteren Kraftfahrzeug dem Fahrer des Egofahrzeugs angezeigt, sodass der Fahrer darüber informiert ist, dass beispielsweise ein Spurwechsel auf die Spur des weiteren Kraftfahrzeugs nicht möglich ist.
In weiterer vorteilhafte Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Darstellung des Sicherheitsbereichs eine in Abhängigkeit von einem Abstand von dem weiteren Kraftfahrzeug in Fahrzeuglängsrichtung und / oder Fahrzeugquerrichtung veränderliche Darstellung umfasst. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Sicherheitsbereiche mit zunehmendem Abstand von dem weiteren Kraftfahrzeug mit abnehmender Intensität (Deckkraft) dargestellt werden. Diese veränderliche Darstellung kann bevorzugt stufenlos sein. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Sicherheitsbereiche mit zunehmendem Abstand von dem weiteren Kraftfahrzeug von einer ersten Farbe in eine zweite Farbe übergehen. Auch dieser Farbverlauf kann bevorzugt stufenlos sein. Beispielsweise kann ein Bereich nahe dem weiteren Kraftfahrzeug einen roten Farbton aufweisen, welcher mit zunehmendem Abstand von dem weiteren Kraftfahrzeug in einem grünen Farbton übergeht. Dies veranschaulicht dem Fahrer intuitiv, dass ein Befahren des dargestellten Sicherheitsbereichs mit dem Egofahrzeug eine umso größere Gefahr bedeutet, je weiter das Egofahrzeug in den Sicherheitsbereich eindringt (je näher also das Egofahrzeug dem weiteren Kraftfahrzeug kommt).
Weitere Ausführungsformen können vorsehen, dass die Darstellung des Sicherheitsbereichs eine eine Kritikalität der Verkehrssituation abbildende Darstellung umfasst. Insbesondere kann die Darstellung in Abhängigkeit der Kritikalität der Verkehrssituation farblich veränderlich sein. Es kann vorgesehen sein, dass die Bestimmungseinrichtung zur Bestimmung der Kritikalität der Verkehrssituation eingerichtet ist. Dies kann jedoch ebenso durch ein anderes Steuergerät des Egofahrzeugs geschehen. Beispielsweise könnte vorgesehen sein, dass bestimmte weitere Kraftfahrzeuge und / oder deren Sicherheitsbereiche rot dargestellt werden, wenn eine diese weiteren Kraftfahrzeuge betreffende Gefahrensituation vorliegt.
Beispielsweise könnte aufgrund des Fahrverhaltens zweier weiterer Kraftfahrzeuge, die sich in Fahrtrichtung vor dem Egofahrzeug befinden, absehbar sein, dass die zwei weiteren Kraftfahrzeuge kollidieren oder zur Vermeidung einer Kollision stark abbremsen werden. In diesem Fall könnten die weiteren Kraftfahrzeuge und / oder die zu den beiden weiteren Kraftfahrzeugen gehörigen Sicherheitsbereiche rot dargestellt werden, um den Fahrer des Egofahrzeugs auf die Kritikalität der Verkehrssituation aufmerksam zu machen.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand beispielhafter Darstellungen erläutert. Es zeigen
1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einem Fahrerassistenzsystems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
2 eine beispielhafte erste Darstellung,
3 eine beispielhafte zweite Darstellung,
4 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
Gleiche Bezugszeichen kennzeichnen in den Figuren gleiche Merkmale der dargestellten Ausführungsformen der Erfindung. Es wird darauf hingewiesen, dass es sich bei den dargestellten Figuren sowie der zugehörigen Beschreibung lediglich um Ausführungsbeispiele der Erfindung handelt. Insbesondere sind Darstellungen von Merkmalskombinationen in den Figuren und / oder der Figurenbeschreibung nicht dahingehend auszulegen, dass die Erfindung zwingend die Verwirklichung aller genannten Merkmale erfordert. Andere Ausführungsformen der Erfindung können weniger, mehr und / oder andere Merkmale enthalten. Der Schutzbereich und die Offenbarung der Erfindung ergeben sich aus den beiliegenden Patentansprüchen und der vollständigen Beschreibung. Es wird zudem darauf hingewiesen, dass es sich bei den Darstellungen um Prinzipdarstellungen von Ausführungsformen der Erfindung handelt. Die Anordnung der einzelnen dargestellten Elemente zueinander ist nur beispielhaft gewählt und kann bei anderen Ausführungsformen der Erfindung anders gewählt werden. Weiterhin ist die Darstellung nicht unbedingt maßstabsgetreu. Einzelne dargestellte Merkmale können zu Zwecken der besseren Veranschaulichung vergrößert oder verkleinert dargestellt sein.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 10 (Egofahrzeug 10). Das Egofahrzeug 10 verfügt über ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem. Dieses weist eine Erfassungseinrichtung 11, eine Bestimmungseinrichtung 12 sowie eine Anzeigeeinrichtung 13 auf. Die Anzeigeeinrichtung 13 verfügt über einen Bildschirm (Display), auf welchem eine grafische Darstellung 13-1 ausgegeben werden kann.
Die Einrichtungen 11, 12, 13 müssen nicht notwendigerweise getrennte Steuergeräte sein. Vielmehr könnten ihre Funktionalitäten auch in einem einzigen Steuergerät zusammengefasst werden. Im dargestellten Beispiel sind die Steuergeräte 11, 12, 13 mittels eines Datenbusses 14 des Egofahrzeugs 10 datentechnisch miteinander verbunden. Bei dem Datenbus 14 kann es sich beispielsweise um einen CAN-Bus, einen Flexray-Bus, einen Ethernet-Bus oder einen anderen für den Einsatz in Kraftfahrzeugen geeigneten Datenbus handeln.
Das Kraftfahrzeug 10 verfügt über ein Kommunikationsmodul 11-1, dass zur drahtlosen Datenkommunikation über ein Mobilfunknetz und / oder ein WLAN eingerichtet ist. Das Kommunikationsmodul 11-1 ist mit der Erfassungseinrichtung 11 über eine Datenleitung verbunden, so dass von dem Kommunikationsmodul 11-1 empfangene Daten der Erfassungseinrichtung 11 zugeleitet werden können. Ferner können von der Erfassungseinrichtung 11 zu versendende Daten an das Kommunikationsmodul 11-1 weitergegeben und von dort übertragen werden. Auf diese Weise kann das Egofahrzeug 10 beispielsweise an Car-to-x-Kommunikation teilnehmen.
Das Egofahrzeug 10 verfügt ferner über eine Vielzahl von Umfeldsensoren 11-2, 11-3, 11-4, von denen in 1 lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit nur drei eingezeichnet sind. Beispielsweise kann das Egofahrzeug 10 über Ultraschallsensoren, Radarsensoren und Kameras verfügen, die in ihrer Gesamtheit das Umfeld des Kraftfahrzeugs 10 vollständig erfassbar machen. Die Umfeldsensoren 11-2, 11-3, 11-4 sind ebenfalls über Datenleitungen mit der Erfassungseinrichtung 11 verbunden.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm der Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens. In Schritt 40 wird mindestens ein im Umfeld des Kraftfahrzeugs 10 befindliches weiteres Kraftfahrzeug 22, 32, 33 erfasst. In Schritt 41 wird mindestens ein das mindestens eine weitere Kraftfahrzeug 22, 32, 33 umgebender Sicherheitsbereich 22a, 22b, 23b, 24a, 32a, 32b, 32c, 33a, 33b bestimmt. In Schritt 42 wird eine grafische Darstellung 13-1 eines Ausschnitts des Umfelds dargestellt, wobei die Darstellung 13-1 eine Darstellung der in dem Ausschnitt des Umfelds befindlichen weiteren Kraftfahrzeuge 22, 32, 33 und Sicherheitsbereiche 22a, 22b, 23b, 24a, 32a, 32b, 32c, 33a, 33b umfasst.
In 2 ist eine erste beispielhafte Darstellung 13-1 gezeigt, welche durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems erzeugt wurde. Es sei erwähnt, dass die Darstellung 13-1 einen bestimmten Zeitpunkt widerspiegelt. Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem ist eingerichtet, die Darstellung fortlaufend an das jeweils gegenwärtige Verkehrsgeschehen anzupassen. Entsprechend kann vorgesehen sein, das erfindungsgemäße Verfahren wiederholt ablaufen zu lassen.
Es soll zunächst die Verkehrssituation beschrieben werden, in der sich das Egofahrzeug 10 in dem 2 zugrunde liegenden Beispiel befindet. Das Egofahrzeug 10 fährt auf einer dreispurigen Autobahn auf der mittleren Spur 21-2. Leicht versetzt vor dem Egofahrzeug 10 fährt auf der rechten Fahrspur 21-3 ein weiteres Kraftfahrzeug 22. Auf der linken Fahrspur 21-1 befindet sich ein (in 2 nicht dargestelltes) weiteres Kraftfahrzeug 24. Dieses befindet sich in Fahrtrichtung hinter dem Egofahrzeug 10. Ferner befindet sich auf der mittleren Fahrspur 21-2 in Fahrtrichtung vor dem Egofahrzeug 10 noch ein weiteres (in 2 ebenfalls nicht dargestelltes) Kraftfahrzeug 23.
In Schritt 40 erfasst die Erfassungseinrichtung 11 zunächst die im Umfeld des Egofahrzeugs 10 befindlichen Kraftfahrzeuge 22, 23, 24. Zusätzlich werden zu jedem der weiteren Kraftfahrzeuge 22, 23, 24 deren jeweilige Position und Geschwindigkeit erfasst. Diese Informationen werden von der Erfassungseinrichtung 11 über den Datenbus 14 an die Bestimmungseinrichtung 12 übermittelt.
In Schritt 41 bestimmt die Bestimmungseinrichtung 12 zu jedem der weiteren Kraftfahrzeuge 22, 23, 24 jeweils einen in Fahrzeuglängsrichtung vor und hinter dem jeweiligen weiteren Kraftfahrzeug 22, 23, 24 befindlichen Sicherheitsbereich.
In Schritt 42 wird mittels der Anzeigeeinrichtung die Darstellung 13-1 ausgegeben, welche einen Ausschnitt des Umfelds des Egofahrzeug 10 mit den darin befindlichen Objekten (Fahrspuren 21-1, 21-2, 23-3 mit deren jeweiligen Markierungen, Kraftfahrzeuge 10, 22) umfasst. Die Kraftfahrzeuge 23 und 24 befinden sich außerhalb des dargestellten Ausschnitts und sind daher auf der Darstellung 13-1 nicht zu sehen. Ferner umfasst die Darstellung 13-1 zu dem Kraftfahrzeug 22 einen vorderen Sicherheitsbereich 22a und einen hinteren Sicherheitsbereich 22b. Weiter sind der hintere Sicherheitsbereich 23b des Kraftfahrzeugs 23 sowie der vordere Sicherheitsbereich 24a des Kraftfahrzeugs 24 dargestellt.
In der in 2 gezeigten Darstellung 13-1 wird deutlich, wie das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem den Fahrer des Egofahrzeugs 10 unterstützt. Insbesondere im Hinblick auf das versetzt hinter dem Egofahrzeug 10 befindliche weitere Kraftfahrzeug 24 erkennt nämlich der Fahrer des Fahrzeugs 10 mit einem Blick, dass der vordere Sicherheitsbereich 24a des weiteren Kraftfahrzeugs 24 neben seinem Fahrzeug 10 liegt, so das er beispielsweise nicht ohne weiteres auf die linke Spur 21-1 wechseln könnte. Diese Erkenntnis ist nicht nur dann hilfreich, wenn der Fahrer des Egofahrzeugs 10 selbsttätig fährt. Auch wenn das Fahrzeug 10 in einem automatisierten Fahrmodus betrieben wird, verhilft die Darstellung 13-1 dem Fahrer zu einem besseren Verständnis des Verhaltens seines automatisierten Fahrzeugs 10. Beispielsweise könnte das Fahrzeug 10 eine wesentlich höhere Geschwindigkeit als das vorausfahrende weitere Kraftfahrzeug 23 haben, weswegen der Fahrer von dem automatisiert betriebenen Fahrzeug 10 die Einleitung eines Überholvorgangs erwartet. Da der Fahrer beim Blick aus der Frontscheibe des Fahrzeugs 10 nicht erkennt, dass sich versetzt hinter ihm ein weiteres Kraftfahrzeug 24 befindet, könnte er sich darüber wundern, dass der Überholvorgang unterbleibt, was zu einem verminderten Vertrauen in das automatisierte Fahrsystem führen könnte. Da jedoch durch die Erfindung der vordere Sicherheitsbereich 24a des weiteren Kraftfahrzeugs 24 dargestellt wird, erkennt der Fahrer des Egofahrzeugs 10 mit einem Blick, warum der Überholvorgang (noch) nicht durchgeführt werden kann. Die Darstellung 13-1 stärkt somit sein Vertrauen in das automatisierte Fahrsystem.
Anhand der in 2 gezeigten Darstellung ist ferner erkennbar, dass die vorderen und hinteren Sicherheitsbereiche eines Fahrzeugs nicht zwangsläufig die gleiche Länge aufweisen müssen. So ist in der gezeigten beispielhaften Darstellung 13-1 die Länge l-22b des hinteren Sicherheitsbereichs 22b des weiteren Kraftfahrzeugs 22 geringer als die Länge l-22a des vorderen Sicherheitsbereich 22a des Kraftfahrzeugs 22.
Bei einer besonders vorteilhaften Darstellungsform, die jedoch in 2 aus zeichnerischen Gründen nicht gezeigt ist, weisen die Sicherheitsbereiche 22a, 22b, 23b, 24a eine in Abhängigkeit von dem jeweiligen Abstand von dem jeweiligen weiteren Kraftfahrzeug 22, 23, 24 veränderliche Darstellung auf. Insbesondere können die Sicherheitsbereiche nahe dem jeweiligen weiteren Kraftfahrzeug 22, 23, 24 intensiv und beispielsweise in roter Farbe dargestellt werden. Mit zunehmendem Abstand von dem jeweiligen Kraftfahrzeug 22, 23, 24 kann die Intensität der Darstellung der Sicherheitsbereiche 22a, 22b, 23b, 24a abnehmen sowie die Farbe der Sicherheitsbereiche stufenlos von der roten Farbe in einen grünen Farbton übergehen.
Alternativ ist denkbar, die Farbe der Sicherheitsbereiche so zu wählen, dass die Kritikalität oder Relevanz in Bezug auf das Egofahrzeug 10 verdeutlicht wird. Beispielsweise könnten die Sicherheitsbereiche 22b, 24a in roter Farbe dargestellt werden, da das Egofahrzeug 10 durch einen Spurwechsel in diese Sicherheitsbereiche 22b, 24a gelangen könnte. Dem Fahrer des Egofahrzeugs 10 sollte die Existenz dieser „belegten Felder“ 22b, 24a daher besonders deutlich gemacht werden. Hingegen könnten die Sicherheitsbereiche 22a, 23b in grüner Farbe dargestellt werden, da sie zwar existieren und für den Fahrer des Egofahrzeugs 10 auch von Interesse sind, jedoch in der gegenwärtigen Verkehrssituation keine unmittelbare Gefahr besteht, dass das Egofahrzeug 10 in diese Sicherheitsbereiche 22a, 23b eindringt.
3 zeigt eine zweite beispielhafte Darstellung 13-1, welche durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems erzeugt wurde. Wie bereits bei dem Beispiel der 2 gibt auch die in 3 gezeigte Darstellung 13-1 einen bestimmten Zeitpunkt wieder. Das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem ist eingerichtet, die Darstellung fortlaufend an das jeweils gegenwärtige Verkehrsgeschehen anzupassen. Entsprechend kann vorgesehen sein, das erfindungsgemäße Verfahren wiederholt ablaufen zu lassen.
Es soll zunächst die Verkehrssituation beschrieben werden, in der sich das Egofahrzeug 10 in dem 3 zugrunde liegenden Beispiel befindet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Egofahrzeug 10 in einem automatisierten Fahrmodus betrieben. Das Egofahrzeug 10 fährt auf einer dreispurigen Autobahn auf der rechten Spur 31-3. Auf der linken Fahrspur 31-1 befinden sich zwei weitere Kraftfahrzeuge 32, 33. Zu den weiteren Kraftfahrzeugen 32, 33 sind jeweils vordere Sicherheitsbereiche 32a, 33a sowie hintere Sicherheitsbereiche 32b, 33b dargestellt.
In der dargestellten beispielhaften Verkehrssituation planen insgesamt zwei Kraftfahrzeuge, einen Spurwechsel durchzuführen. Zum einen beabsichtigt das automatisiert betriebene Egofahrzeug 10, von der rechten Fahrspur 31-1 auf die mittlere Fahrspur 31-2 zu wechseln. Zum anderen beabsichtigt das weitere Kraftfahrzeug 32, von der linken Fahrspur 31-1 auf die mittlere Fahrspur 31-2 zu wechseln. Die Spurwechselabsicht des weiteren Kraftfahrzeugs 32 übermittelt dieses mittels Car-to-car-Kommunikation an die in seinem Umfeld befindlichen Kraftfahrzeuge, also auch an das Egofahrzeug 10. Mit anderen Worten ist das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem des Egofahrzeugs 10 über den bevorstehenden Spurwechsel des weiteren Kraftfahrzeugs 32 auf die mittlere Fahrspur 31-2 informiert. Die Bestimmungseinrichtung 12 bestimmt daher einen in Fahrzeugquerrichtung befindlichen Sicherheitsbereich 32c des weiteren Kraftfahrzeugs 32, der in die Darstellung 13-1 eingeht. Der Sicherheitsbereich 32c kennzeichnet dasjenige „belegte Feld“, das von anderen Kraftfahrzeugen als dem weiteren Kraftfahrzeug 32 aufgrund dessen Spurwechselabsicht nicht befahren werden darf.
Ferner ist das Egofahrzeug 10 in seinem automatisierten Fahrmodus eingerichtet, in der Darstellung 13-1 ein bevorstehendes Spurwechselmanöver durch einen Richtungspfeil 34, der vom Egofahrzeug 10 ausgehend die vorgesehene Fahrttrajektorie symbolisch veranschaulicht, einzuzeichnen.
Da der Fahrer des Egofahrzeugs 10 im automatisierten Fahrmodus nicht aktiv in das Fahrgeschehen eingreifen muss, dient ihm die Anzeige 13-1 lediglich zur Information über das aktuelle Verkehrsgeschehen. Durch den Richtungspfeil 34 wird er über die Absichten seines eigenen Fahrzeugs 10 informiert. Zudem behält er mittels der „belegten Felder“ 32a, 32b, 32c, 33a, 33b einen Überblick über die Bereiche seines Umfelds, die das Egofahrzeug 10 nicht nutzen, also befahren, kann. Im Umkehrschluss verdeutlicht die Darstellung 13-1 dem Fahrer des Egofahrzeugs 10 intuitiv, dass das beabsichtigte Fahrmanöver seines eigenen Fahrzeugs 10 außerhalb der freizuhaltenden „belegten Felder“ 32a, 32b, 32c, 33a, 33b stattfindet. Die Erfindung trägt somit dazu bei, das Vertrauen des Fahrers in den automatisierten Fahrmodus zu steigern.
Bezugszeichenliste

10: Kraftfahrzeug (Egofahrzeug)
11: Erfassungseinrichtung
11-1: Kommunikationsmodul
11-2–11-4: Sensoren
12: Bestimmungseinrichtung
13: Anzeigeeinrichtung
13-1: Darstellung auf Anzeigefläche
14: Datenbus
21-1–21-3: Fahrspuren
22, 32, 33: Kraftfahrzeuge
22a, 22b, 23b, 24a, 32a, 32b, 32c, 33a, 33b: Sicherheitsbereiche
34: Richtungspfeil (Fahrttrajektorie)
40–42: Verfahrensschritte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008061649 A1 [0003]
EP 2857247 A1 [0004]
DE 102013110852 A1 [0005]
EP 2851886 A1 [0006]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.11p [0009]

Claims

Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs (10) mit – einer Erfassungseinrichtung (11) zur Erfassung mindestens eines im Umfeld des Kraftfahrzeugs (10) befindlichen weiteren Kraftfahrzeugs (22, 32, 33), – einer Bestimmungseinrichtung (12) zur Bestimmung mindestens eines das mindestens eine weitere Kraftfahrzeug (22, 32, 33) umgebenden Sicherheitsbereichs (22a, 22b, 23b, 24a, 32a, 32b, 32c, 33a, 33b) und – einer Anzeigeeinrichtung (13) zur Anzeige einer grafischen Darstellung (13-1) eines Ausschnitts des Umfelds, wobei die Darstellung (13-1) eine Darstellung der in dem Ausschnitt des Umfelds befindlichen weiteren Kraftfahrzeuge (22, 32, 33) und Sicherheitsbereiche (22a, 22b, 23b, 24a, 32a, 32b, 32c, 33a, 33b) umfasst.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 1, wobei das Kraftfahrzeug (10) in einem automatisierten Fahrmodus betreibbar ist.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Erfassungseinrichtung (11) zur Erfassung mindestens eines Fahrtparameters, insbesondere einer Position, einer Fahrtgeschwindigkeit und / oder einer Fahrttrajektorie, des mindestens einen weiteren Kraftfahrzeugs (22, 32, 33) eingerichtet ist.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Sicherheitsbereich (22a, 22b, 23b, 24a, 32a, 32b, 32c, 33a, 33b) einen Bereich (22a, 22b, 23b, 24a, 32a, 32b, 33a, 33b) in Fahrzeuglängsrichtung des weiteren Kraftfahrzeugs (22, 32, 33) umfasst.
Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 4, wobei eine Länge (l-22a, l-22b) des Sicherheitsbereichs (22a, 22b, 23b, 24a, 32a, 32b, 33a, 33b) in Fahrzeuglängsrichtung des weiteren Kraftfahrzeugs (22, 32, 33) in Abhängigkeit einer Fahrtgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (10) und / oder des weiteren Kraftfahrzeugs (22, 32, 33) bestimmt wird.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Sicherheitsbereich (22a, 22b, 23b, 24a, 32a, 32b, 32c, 33a, 33b) einen Bereich (32c) in Fahrzeugquerrichtung des weiteren Kraftfahrzeugs (22, 32, 33) umfasst.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Erfassungseinrichtung (11) zur Erfassung mindestens eines in Fahrtrichtung hinter dem Kraftfahrzeug (10) befindlichen weiteren Kraftfahrzeugs eingerichtet ist, wobei die Darstellung (13-1) eine Darstellung des mindestens einen in Fahrtrichtung hinter dem Kraftfahrzeug (10) befindlichen weiteren Kraftfahrzeugs und / oder eine Darstellung des Sicherheitsbereichs (24a) des mindestens einen in Fahrtrichtung hinter dem Kraftfahrzeug (10) befindlichen weiteren Kraftfahrzeugs umfasst.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Darstellung des Sicherheitsbereichs (22a, 22b, 23b, 24a, 32a, 32b, 32c, 33a, 33b) eine in Abhängigkeit von einem Abstand von dem weiteren Kraftfahrzeug (22, 32, 33) in Fahrzeuglängsrichtung und / oder Fahrzeugquerrichtung veränderliche Darstellung umfasst.
Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Darstellung des Sicherheitsbereichs (22a, 22b, 23b, 24a, 32a, 32b, 32c, 33a, 33b) eine eine Kritikalität der Verkehrssituation abbildende Darstellung, insbesondere eine in Abhängigkeit der Kritikalität der Verkehrssituation farblich veränderliche Darstellung, umfasst.
Kraftfahrzeug (10) mit einem Fahrerassistenzsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Betreiben eines Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs (10) mit den Schritten – Erfassen (40) mindestens eines im Umfeld des Kraftfahrzeugs (10) befindlichen weiteren Kraftfahrzeugs (22, 32, 33), – Bestimmen (41) mindestens eines das mindestens eine weitere Kraftfahrzeug (22, 32, 33) umgebenden Sicherheitsbereichs (22a, 22b, 23b, 24a, 32a, 32b, 32c, 33a, 33b) und – Bereitstellen (42) einer grafischen Darstellung (13-1) eines Ausschnitts des Umfelds, wobei die Darstellung (13-1) eine Darstellung der in dem Ausschnitt des Umfelds befindlichen weiteren Kraftfahrzeuge (22, 32, 33) und Sicherheitsbereiche (22a, 22b, 23b, 24a, 32a, 32b, 32c, 33a, 33b) umfasst.