WO2007051835A1 - Verfahren zum unterstützen eines fahrers beim fahren mit einem fahrzeug - Google Patents

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WO2007051835A1
WO2007051835A1 PCT/EP2006/068066 EP2006068066W WO2007051835A1 WO 2007051835 A1 WO2007051835 A1 WO 2007051835A1 EP 2006068066 W EP2006068066 W EP 2006068066W WO 2007051835 A1 WO2007051835 A1 WO 2007051835A1
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Samir Attayebi
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Continental Teves AG and Co OHG
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/87—Combinations of systems using electromagnetic waves other than radio waves
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    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/93—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G01S17/931—Lidar systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes of land vehicles

Definitions

  • the invention relates to the field of lane detection for vehicles and more particularly relates to a method having the features of the preamble of claim 1.
  • LKS systems Lane Keeping Support
  • Known LKS systems include a lane detection system such.
  • B a video system with which the curvature of the lane and the relative position of the vehicle in the lane, the so-called filing and orientation, can be determined.
  • steering Stellers such as a servomotor, artificial steering forces exerted on the steering of the vehicle. These steering forces are so strong that they can be haptically detected by the driver and inform the driver how he would have to operate the steering to keep the vehicle in its lane.
  • the lane recognition system can be implemented, for example, as a video system whose video signals are processed by a signal processing software that provides the desired geometric data (storage, orientation, lane curvature).
  • Other lane detection systems include e.g. a magnetic sensor that determines the vehicle position in conjunction with in-road magnets, or optionally, radar sensors.
  • a reference steering angle is then calculated by means of a mathematical reference model (algorithm), which would have to be taken at the steering in order to keep the vehicle optimally in its lane.
  • a support torque is then applied to the steering with the aid of a steering actuator.
  • the assist torque is calculated based on a given characteristic curve.
  • DE 101 25 966 A1 discloses a curve warning system for motor vehicles, in particular for motor vehicles of great length.
  • a sensor device detects the steering angle of the front axle of the motor vehicle and - with several steerable axles - and their steering angle.
  • a recognition device detects obstacles in the lateral environment of the motor vehicle. If the detection device detects an obstacle, calculates a calculation means based on the steering angle and the vehicle speed of the vehicle ahead of whether a collision with the obstacle threatens, and generates a warning signal for the driver in case of collision.
  • a method for warning the driver of a vehicle in front of a vehicle driving on the instantaneous track is known.
  • the traffic environment is monitored in front of the vehicle by means of a radar device for the presence of a preceding vehicle and the distance of the own vehicle to a detected vehicle ahead, and determines its relative speed.
  • a safety distance between the two vehicles is calculated, which is then compared with the measured distance. If the measured distance is less than the safety margin, a warning signal is generated and the risk of collision is displayed on an optical display panel.
  • the surroundings detection is also extended to the respective rear space of adjacent lanes, so that even in the run-up to a planned lane change the expected accident risk can be determined.
  • DE 195 07 957 Cl discloses a vehicle that is equipped with a system for sleep alarm.
  • the vehicle has a side-mounted optical scanning device for contactless detection of lane markings that limit the lane of the vehicle to the side.
  • the sensor data provided by the scanning device are supplied to an evaluation unit for determining a distance present between the vehicle and the detected lane markings.
  • the evaluation unit determines the vehicle lateral velocity relative to the detected lane markings, wherein a sleep alert in the form of an acoustic signal is triggered when, due to the present distance and the vehicle lateral velocity, it appears that a lane departure threatens.
  • the invention Since the requirement that the roads are marked with clearly visible lines is not always given, for example on narrow country roads, new roads still without marking, worn-out roads Illustrations and the like, the invention has the object to provide a method for improved Lane Assistant.
  • a reliable detection of the roadway edge can be done either via contrast images of a camera or via imaging distance measurements, for example via radar scanner. These sensors scan the edge development or edge planting and thus limit the paved road edges.
  • recognition of a lane change takes place when there is a difference between the signals which are directed by the sensors which are aligned in the same vehicle transverse direction.
  • At least one infrared sensor is mounted on at least one front and / or at least one rear bumper, wherein at least each attached infrared sensors on each individual bumper has at least two different Abstrahlöff- angle for scanning a relevant area of the road surface and the road edge and of a permanent scan of the relevant area of the road surface and the road edge is performed to all infrared sensors, wherein the signals detected by the individual infrared sensors are related to each other.
  • a further advantageous embodiment provides that infrared sensors under at least one front and at least at least one rear bumper, wherein each individual bumper has at least two infrared sensors with at least two different Abstrahlo réelleswinkeln for scanning a relevant area of the road surface and the road edge and carried out by all infrared sensors, a permanent scan of the relevant area of the road surface and the roadside (20) is, wherein the signals determined by the individual infrared sensors are related to each other.
  • detection of a lane change takes place when a difference between the space area of the front right vehicle corner and the rear right vehicle corner and / or the front left vehicle corner and the rear left vehicle corner is detected, as determined by the infrared sensors indicates a change in the direction of travel reflects.
  • the driver which can be activated by the driver is checked and when the signal transmitter is deactivated, an optical, acoustic or haptic warning signal is emitted to the driver via an unintentional lane change in order to warn the driver of an unintended lane change.
  • an optical, acoustic or haptic warning signal is emitted to the driver via an unintentional lane change in order to warn the driver of an unintended lane change.
  • a warning signal can be issued from a speed of 70 km / h, in order to warn the driver of possible collisions or accident hazards that can occur due to an unintended lane change.
  • 1 shows an arrangement of sensors for scanning the road surface.
  • Fig. 2 the detection of a lane change on marked and unmarked lane.
  • the road recognition sensor elements 10a and 10b, 12a and 12b are installed, for example, as infrared sensor elements on the front and / or rear bumper 14, which cover both the road surface 22 and the roadside 20 at all four vehicle corners (VL, VR, VR). HL and HR).
  • the detected signals are related.
  • the road recognition sensors 10 and 12 each have two distinct emission characteristics with different angles of departure.
  • the first emission direction 16a / 16b lies on both sides transversely to the vehicle longitudinal direction, thus in the vehicle transverse direction and the second 18a / 18b in the vehicle longitudinal direction.
  • the beam with a smaller opening angle for scanning the roadway surface 22 is denoted by 18a or 18b
  • the beam with a larger opening angle for scanning the roadside is denoted by 16a or 16b in FIG.
  • infrared sensors detect light-reflecting objects in their immediate surroundings. They have in the simplest embodiment at least one transmitting diode, the light in the infrared Spectrum emits, and at least one receiver diode, which measures the intensity of the reflected light.
  • the two elements 10a / 10b and 12a / 12b form an infrared sensor 10 and 12, respectively.
  • the signal outputs of the elements 10a and 12a, 10b and 12b and 10a and 10b and 12a and 12b are led out to a computer unit in order to match the signals evaluate. It is envisaged that the individual elements are interconnected to compensated element group. Sensors are used for the mentioned vehicle peripheral monitoring, which scan or scan areas of the environment from 0.5 m to 150 m.
  • the regions to be scanned are determined, on the one hand, by the respective aperture angle of the respective transmitting diode of the infrared sensor element and, on the other hand, by the geometrical positioning of the infrared sensor elements relative to one another on the respective shock absorber. If radiation of the same intensity is applied to the two infrared sensor elements which are located at the front right corner, the resulting output signal of the element group is zero. By contrast, different radiation intensities on both sensitive infrared sensor elements lead to an output signal of the respective element group, which corresponds to the difference between the output signals of the individual sensor elements.
  • the vehicle is equipped with a radar scanner, which scans the edge development or edge planting and, according to the distance measurement, warns the driver when leaving the traffic lane.
  • a radar scanner which scans the edge development or edge planting and, according to the distance measurement, warns the driver when leaving the traffic lane.
  • the information of the imaging distance measurement via the radar scanner for example, combined with driving situation data of the vehicle, which are present in vehicle safety and / or driver assistance systems, and made plausible.
  • Vehicle safety systems can be described as Electronic Break System (EBS), Engine Management System (EMS), Antilock Braking System (ABS), Traction Control (ASR), Electronic Stability Program (ESP), Electronic Differential Lock (EDS), Traction Control System (TCS), Electronic brake force distribution (EBV) and / or engine drag torque control (MSR) are executed.
  • Driver assistance systems are implemented as electronic ancillary devices in vehicles to assist the driver in certain driving situations. Here are often safety aspects, but primarily the increase in ride comfort in the foreground. These systems partly autonomously or autonomously intervene in drive, control (eg gas, brake) or signaling devices of the vehicle or warn the driver shortly before or during critical situations by means of suitable man-machine interfaces.
  • driver assistance systems are, for example, parking aid (sensor arrays for obstacle and distance detection), brake assist (BAS), cruise control, adaptive cruise control (ACC), distance warning, turn assistant, traffic jam assistant, lane detection system, lane departure warning / lane departure assistance (lane departure warning). ), Lane keeping support), lane change assist, lane change support, Intelligent Speed Adaptation (ISA), adaptive cornering light, tire pressure monitoring system, driver condition detection, traffic sign recognition, platooning, automatic emergency braking (ANB), and dipped beam assist lights, night vision system.
  • parking aid sensor arrays for obstacle and distance detection
  • BAS brake assist
  • ACC adaptive cruise control
  • ACC adaptive cruise control
  • distance warning turn assistant
  • turn assistant traffic jam assistant
  • lane detection system lane departure warning / lane departure assistance (lane departure warning).
  • Lane keeping support Lane keeping support
  • lane change assist lane change support
  • Intelligent Speed Adaptation lane change support
  • ISA Intelligent Speed Adaptation
  • adaptive cornering light tire pressure monitoring system
  • driver condition detection traffic sign recognition
  • the signals for the yaw rate difference or the steering angle signals present in an ESP control unit are evaluated together with the imaging distance signals of the radar scanner and at above or below predetermined preset values by the additional evaluation of the distance signals obtained from the image recognition and The point of interest (POI) determined therefrom is checked and checked for plausibility between the desired lane and the actual lane of the vehicle.
  • POI point of interest

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Abstract

Verfahren, wobei eine Fahrbahnranderkennung mittels Sensoren, wie Infrarotsensoren, optischer Einrichtungen, wie eine Kamera oder bildgebende Abstandsmessung mit zum Beispiel Radar- oder Laserscannern, durchgeführt wird und eine Erkennung eines Fahrspurwechsels anhand der Auswertung der Sensorsignale nach Merkmalen, die die oberflächliche Beschaffenheit der Straße und des Straßenrandes repräsentieren, erfolgt.

Description

Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers beim Fahren mit einem Fahrzeug
Die Erfindung betrifft das Gebiet der Fahrspurerkennung für Fahrzeuge und betrifft insbesondere ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Systeme bekannt, die den Fahrer eines Fahrzeuges darin unterstützen, das Fahrzeug in seiner Fahrspur zu halten. Diese Systeme werden auch als LKS- Systeme (LKS: Lane Keeping Support) bezeichnet. Bekannte LKS- Systeme umfassen ein Fahrspurerkennungssystem, wie z. B. einem Videosystem, mit der die Krümmung der Fahrspur und die relative Position des Fahrzeugs in der Fahrspur, die sogenannte Ablage und Orientierung, bestimmt werden können. Wenn der vom Fahrer gewählte Lenkwinkel von dem durch den Fahrspurverlauf vorgegebenen Soll-Lenkwinkel zu stark abweicht, werden mit Hilfe eines Lenk- stellers, wie z.B. eines Servomotors, künstliche Lenkkräfte auf die Lenkung des Fahrzeugs ausgeübt. Diese Lenkkräfte sind so stark, dass sie vom Fahrer haptisch erfasst werden können und den Fahrer darauf hinweisen, wie er die Lenkung betätigen müsste, um das Fahrzeug in seiner Fahrspur zu halten.
Das Fahrspurerkennungssystem kann beispielsweise als Videosystem realisiert sein, dessen Videosignale von einer Signalverarbeitungssoftware verarbeitet werden, die die gewünschten geometrischen Daten (Ablage, Orientierung, Fahrspurkrümmung) liefert. Andere Fahrspurerkennungssysteme umfassen z.B. einen Magnetsensor, der die Fahrzeugposition in Verbindung mit in der Fahrbahn integrierten Magneten bestimmt, oder wahlweise auch Radarsensoren. Aus den geometrischen Ablagedaten und einer Information über die Fahrspurkrümmung wird dann mittels eines mathematischen Referenzmodells (Algorithmus) ein Referenz-Lenkwinkel berechnet, der an der Lenkung eingeschlagen werden müsste, um das Fahrzeug optimal in seiner Fahrspur zu halten. Bei einer Abweichung des Fahrer- Lenkwinkels vom Referenzlenkwinkel wird dann mit Hilfe eines Lenkstellers ein Unterstützungsmoment auf die Lenkung aufgebracht. Das Unterstützungsmoment wird dabei anhand einer vorgegebenen Kennlinie berechnet.
Es sind Abstandssensoren bekannt, die dem Fahrer ein vor oder hinter dem Fahrzeug befindliches Objekt melden. Solche Sensoren könnten auch seitlich am Fahrzeug verwendet werden. Allerdings würden solche Sensoren ständig ansprechen, wenn sich Objekte, insbesondere Bordsteine, seitlich am Fahrzeug befinden, obwohl bei Geradeausfahrt keinerlei Gefahr besteht, diese zu überrollen. Würde bei solchen Hindernissen eine Anzeige oder Warnung an den Fahrer ausgegeben, würde er die Aufmerksamkeit verlieren und den Verkehr zusätzlich gefährden. Aus der DE 101 25 966 Al ist ein Kurvenwarnsystem für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Kraftfahrzeuge mit großer Länge, bekannt. Eine Sensoreinrichtung erfasst den Lenkwinkel der Vorderachse des Kraftfahrzeugs und - bei mehreren lenkbaren Achsen - auch deren Lenkwinkel. Eine Erkennungseinrichtung erkennt Hindernisse in der seitlichen Umgebung des Kraftfahrzeuges. Wenn die Erkennungseinrichtung ein Hindernis erkennt, berechnet eine Berechnungseinrichtung anhand des Lenkwinkels sowie der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges voraus, ob eine Kollision mit dem Hindernis droht, und erzeugt bei Kollisionsgefahr ein Warnsignal für den Fahrer.
Aus der DE 30 28 077 C2 ist ein Verfahren zur Warnung des Führers eines Fahrzeuges vor einem auf dessen Momentanspur fahrenden Fahrzeug bekannt. Hierbei wird das Verkehrsumfeld vor dem Fahrzeug mittels eines Radargerätes nach dem Vorhandensein eines vorausfahrenden Fahrzuges überwacht und der Abstand des eigenen Fahrzeuges zu einem detektierten vorausfahrenden Fahrzeug, sowie dessen Relativgeschwindigkeit bestimmt. Abhängig von diesen Parametern und der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit, sowie gegebenenfalls weiteren Parametern, wie Fahrbahn und Bremszustand, wird ein Sicherheitsabstand zwischen den beiden Fahrzeugen berechnet, der dann mit dem gemessenen Abstand verglichen wird. Wenn der gemessene Abstand geringer als der Sicherheitsabstand ist, wird ein Warnsignal erzeugt und das Risiko eines Zusammenstosses auf einem optischen Anzeigefeld dargestellt. In einer Variante des bekannten Verfahrens wird die Umfelderfassung auch auf den jeweiligen Rückraum benachbarter Fahrbahnen ausgedehnt, so dass auch im Vorfeld eines geplanten Fahrspurwechsels das zu erwartende Unfallrisiko bestimmt werden kann. Aus der Druckschrift DE 195 07 957 Cl geht ein Fahrzeug hervor, das mit einem System zur Einschlafwarnung ausgestattet ist. Das Fahrzeug weist eine seitlich angebrachte optische Abtasteinrichtung zur beruhrungslosen Erfassung von Fahrspurmarkierungen auf, die die Fahrspur des Fahrzeugs zur Seite hin begrenzen. Die von der Abtasteinrichtung bereitgestellten Sensordaten werden einer Auswerteeinheit zur Ermittlung eines zwischen dem Fahrzeug und den erfassten Fahrspurmarkierungen vorliegenden Abstands zugeführt. Zusatzlich ermittelt die Auswerteeinheit die Fahrzeugquergeschwindigkeit relativ zu den erfassten Fahrspurmarkierungen, wobei eine Einschlafwarnung in Form eines akustischen Signals ausgelost wird, wenn sich aufgrund des vorliegenden Abstands und der Fahrzeugquergeschwindigkeit ergibt, dass ein Verlassen der Fahrspur droht.
Um Unfällen vorzubeugen, die entstehen, wenn man wahrend der Fahrt von der eigentlichen Fahrspur abweicht, sind heutzutage Systeme im Einsatz, die die von der Fahrspur abweichenden Fahrer warnen (ASIL- Spurassistent bei Citroen) . Diese Systeme erkennen die Linien auf der Straßenoberflache, seien es unterbrochene oder gezogene Linien und deren Farben und Breiten.
Dabei ist es erforderlich, dass die Straßen mit Linien versehen sind, wie es auch der Gesetzgeber vorschreibt, da sonst solche Spurassistenten nicht eingesetzt werden können. Überquert das Fahrzeug eine solche Linie z.B. ohne die Betätigung eines Blinkersignal, wird ein Warnsignal durch ein Vibrieren des Sitzes ausgegeben .
Da die Voraussetzung, dass die Straßen mit gut sichtbaren Linien markiert sind, nicht immer gegeben ist, zum Beispiel bei schmalen Landstraßen, neuen Straßen noch ohne Markierung, abgenutzten Mar- kierungen und dergleichen, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für einen verbesserten Spurassistenten anzugeben .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhaft kann eine zuverlässige Erkennung des Fahrbahnrandes entweder über Kontrastaufnahmen einer Kamera oder über bildgebende Abstandsmessungen zum Beispiel über Radarscanner erfolgen. Diese Sensoren tasten die Randbebauung oder Randbepflanzung und somit Begrenzung der asphaltierten Fahrbahnränder ab.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform erfolgt ein Erkennen eines Fahrspurwechsels, wenn zwischen den Signalen, die von den Sensoren, die in dieselbe Fahrzeugquerrichtung ausgerichtete sind, ein Unterschied besteht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird mindestens ein Infrarotsensoren an mindestens einem vorderen und/oder mindestens einem hinteren Stoßfänger angebracht sind, wobei an jedem einzelnen Stoßfänger mindestens jeder angebrachte Infrarotsensoren mindestens zwei unterschiedlichen Abstrahlöff- nungswinkeln zur Abtastung eines relevanten Bereichs der Fahrbahnoberfläche und des Straßenrands aufweist und von allen Infrarotsensoren eine permanente Abtastung des relevanten Bereichs der Fahrbahnoberfläche und des Straßenrands durchgeführt wird, wobei die von den einzelnen Infrarotsensoren ermittelten Signale miteinander in Bezug gesetzt werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltungsform sieht vor, dass Infrarotsensoren unter mindestens einem vorderen und mindes- tens einem hinteren Stoßfanger angebracht sind, wobei an jedem einzelnen Stoßfanger mindestens zwei Infrarotsensoren mit mindestens zwei unterschiedlichen Abstrahloffnungswinkeln zur Abtastung eines relevanten Bereichs der Fahrbahnoberflache und des Straßenrands aufweisen und von allen Infrarotsensoren eine permanente Abtastung des relevanten Bereichs der Fahrbahnoberflache und des Straßenrands (20) durchgeführt wird, wobei die von den einzelnen Infrarotsensoren ermittelten Signale miteinander in Bezug gesetzt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird dass ein Erkennen eines Fahrspurwechsels dann erfolgt, wenn ein Unterschied zwischen mittels der Infrarotsensoren abgetasteten raumlichen Bereich der vorderen rechten Fahrzeugecke und der hinteren rechten Fahrzeugecke und/oder der vorderen linken Fahrzeugecke und der hinteren linken Fahrzeugecke ermittelt wird, da dies einen Hinwies für Änderung der Fahrtrichtung wiedergibt wiederspiegelt.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird bei einer Erkennung eines Fahrspurwechsels, der durch den Fahrer aktivierbare Signalgeber überprüft wird und bei deaktiviertem Signalgeber ein optisches, akustisches oder haptisches Warnsignal über einen unbeabsichtigtes Fahrspurwechsel an den Fahrer ausgegeben wird, um diesen vor einem unbeabsichtigten Fahrspurwechsel zu warnen, da diese beispielsweise bei einem kurzen „Einnicken" des Fahrers passieren kann. Angepaßt an die Fahrtgeschwindigkeit kann eine Warnsignalisierung ab einer Geschwindigkeit von 70 km/h erfolgen, um den Fahrer vor möglichen Kollisionen oder Unfallgefahren warnen, die durch ein unbeabsichtigten Fahrspurwechsel erfolgen können. Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden naher beschrieben.
Es zeigen
Fig. 1 eine Anordnung von Sensoren zur Abtastung der Straßen- oberflache .
Fig. 2 die Erkennung eines Spurwechsels auf markierter und nicht markierter Fahrbahn.
Gemäß einer Ausfuhrungsform des erfindungsgemaßen Verfahrens werden die Straßenerkennungssensorelemente 10a und 10b , 12a und 12b, zum Beispiel als Infrarotsensorelemente am vorderen und/oder hinteren Stoßfanger 14 installiert, die sowohl die Fahrbahnoberflache 22 als auch den Straßenrand 20 an allen vier Fahrzeugecken (VL, VR, HL und HR) permanent abtasten. Die ermittelten Signale werden in Bezug gesetzt. Die Straßenerkennungssensoren 10 und 12 besitzen jede für sich zwei verschiedene Abstrahlcharakteristika mit unterschiedlichem Offungswinkel . Die erste Abstrahlrichtung 16a/16b liegt beidseitig quer zur Fahrzeuglangsrichtung, somit in Fahrzeugquerrichtung und die zweite 18a/18b in Fahrzeuglangsrichtung. Somit wird der Raum bzw. die Flache vor und seitlich vom Fahrzeug von den Straßenerkennungssensoren erfasst. Der Strahl mit kleinerem Offnungswinkel zur Abtastung der Fahrbahnoberflache 22 wird mit 18a bzw. 18b, und der Strahl mit größerem Offnungs- winkel zur Abtastung des Straßenrandes ist in Figur 1 mit 16a bzw. 16b bezeichnet.
Generell erkennen Infrarotsensoren licht-reflektierende Objekte in ihrer unmittelbaren Umgebung. Sie besitzen in einfachster Ausfuhrungsform mindestens eine Sendediode, die Licht im infraroten Spektrum aussendet, und mindestens eine Empfangerdiode, welche die Intensität des reflektierten Lichts misst.
Die beiden Elemente 10a/10b bzw. 12a/12b bilden erfindungsgemaß einen Infrarotsensor 10 bzw. 12. Erfindungsgemaß werden die Signalausgange der Elemente 10a und 12a, 10b und 12b sowie 10a und 10b und 12a und 12b zu einer Rechnereinheit herausgeführt, um die Signale entsprechend auszuwerten. Es ist es vorgesehen, dass die einzelnen Elemente zu kompensierten Elementgruppe zusammengeschaltet werden. Für die genannte Fahrzeugumfelduberwachung werden Sensoren eingesetzt, die Bereiche des Umfelds von 0,5 m bis 150 m abtasten bzw. abscannen.
Die abzutastenden Regionen werden zum einen durch den jeweiligen Offnungswinkel der jeweiligen Sendediode des Infrarotsensorelementes und zum anderen durch die geometrische Positionierung der Infrarotsensorelemente zueinander am jeweiligen Stoßfanger bestimmt. Fallen auf die beiden Infrarotsensorelemente, die an der vorderen rechten Ecke angebracht sind, Strahlung gleicher Intensität, ist das resultierende Ausgangssignal der Elementgruppe gleich Null. Unterschiedliche Strahlungsintensitäten auf beiden empfindlichen Infrarotsensorelementen fuhren dagegen zu einem Ausgangssignal der jeweiligen Elementgruppe, das der Differenz der Ausgangssignale der einzelnen Sensorelemente entspricht.
Verlasst das Fahrzeug die Fahrspur bei einer nicht markierten Fahrbahnen bzw. beginnt das Fahrzeug auf den Straßenrand zuzusteuern, besitzen die Ausgangssignale der Infrarotsensoren, die zur Fahrzeugquerseite ausgerichtet unterschiedliche Eigenschaften, wie zum in Fig. 2 B angegeben. Hier liegt der Fall vor, dass ein Spurwechsel in linker Richtung erfolgt, wobei vorhergehend die Sollfahrspur eine Geradeausfahrt war. Vorne rechts 23 „liegt" der Straßenrand-Sensorstrahl 18 auf der Fahrbahn ab, während hinten rechts 24 der Straßenrand- Sensorstrahl 18 noch den Straßenrand erfasst und es liegt somit ein Fahrspurwechsel vor. Hingegen blieben bei einer Kurvenfahrt beide Straßenrand-Sensorstrahlen 18 auf dem Straßenrand. Für ein Fall einer Geradeausfahrt erfassen die Sensorstrahlen die Bereiche, die mit 25 gekennzeichnet sind und der vorderer abgetastete vordere Bereich erzeugt ein ähnliches Ausgangssignal wie der hintere Bereich. Zur Unterscheidung zwischen Fahrbahnoberfläche 22 und Straßenrand 20, werden diese getrennt abgetastet. Wird nun erkannt, dass das Fahrzeug die Fahrspur verlässt ohne dass der Blinker betätigt wurde, dann folgt ein Warnsignal. Die Warnung wird erfindungsgemäß geschwindigkeitsabhängig ab einer Fahrgeschwindigkeit von zum Beispiel 70 km/h abgegeben.
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Fahrzeug mit einem Radarscanner ausgerüstet, der die Randbebauung oder Randbepflanzung bildgebend abscannt und entsprechend der Abstandsmessung den Fahrer beim Verlassen der Fahrspur warnt. Dabei können die Informationen der bildgebenden Abstandsmessung über den Radarscanner zum Beispiel mit Fahrsituationsdaten des Fahrzeugs, die in Fahrzeugsicherheits- und/oder Fahrerassistenzsystemen vorhanden sind, kombiniert und plausibilisiert werden.
Fahrzeugsicherheitssysteme können als Electronic Break System (EBS) , Engine Management System (EMS) , Antiblockiersystem (ABS) , Antriebs-Schlupf-Regelung (ASR) , Elektronisches Stabilitätsprogramm (ESP) , Elektronische Differentialsperre (EDS) , Traction Control System (TCS) , Elektronische Bremskraftverteilung (EBV) und/oder Motor-Schleppmomenten-Regelung (MSR) ausgeführt werden. Fahrerassistenzsysteme sind als elektronische Zusatzeinrichtungen in Fahrzeugen zur Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen implementiert. Hierbei stehen oft Sicherheitsaspekte, aber vornamlich die Steigerung des Fahrkomforts im Vordergrund. Diese Systeme greifen teilautonom oder autonom in Antrieb, Steuerung (z.B. Gas, Bremse) oder Signalisierungseinrichtungen des Fahrzeuges ein oder warnen durch geeignete Mensch-Maschine- Schnittstellen den Fahrer kurz vor oder wahrend kritischer Situationen. Solche Fahrassistenzsysteme sind beispielsweise Einparkhilfe (Sensorarrays zur Hinderniss- und Abstandserkennung) , Bremsassistent (BAS) , Tempomat, Adaptive Cruise Control oder Abstandsregeltempomat (ACC) , Abstandswarner, Abbiegeassistent, Stauassistent, Spurerkennungssystem, Spurhalteassistent/Spurassistent (Querfuhrungsunterstutzung, lane departure warning (LDW) ) , Spurhalteunterstutzung (lane keeping support) ) , Spurwechselassistent (lane change assistance) , Spurwechselunterstutzung (lane change support) , Intelligent Speed Adaption (ISA), Adaptives Kurvenlicht, Reifendruckkontrollsystem, Fahrerzustandserkennung, Verkehrszeichenerkennung, Platooning, Automatische Notbremsung (ANB) , Auf- und Abblendassistent für das Fahrlicht, Nachtsichtsystem (Night Vision) .
Als eine weitere bevorzugte Ausfuhrungsform werden die in einem ESP-Regelgerat vorhandenen Signale für die Giergeschwindigkeitsdifferenz oder die Lenkwinkelsignale mit den bildgebenden Abstandssignalen des Radarscanners zusammen ausgewertet und bei u- ber oder unterschreiten von bestimmtem vorgegeben Sollwerten durch die zusatzliche Auswertung der aus der Bilderkennung gewonnen Abstandssignalen und den hieraus ermittelten Point of Inte- rest (POI) eine Überprüfung und Plausibilisierung zwischen der Sollfahrspur und der Istfahrspur des Fahrzeugs durchgeführt werden .

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers beim Fahren mit einem Fahrzeug, mit einer Fahrspurerkennung dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrbahnranderkennung mittels Sensoren, wie Infrarotsensoren, optischer Einrichtungen, wie einer Kamera oder bildgebender Abstandsmessung mit zum Beispiel Radar- oder Laserscannern, durchgeführt wird und eine Erkennung eines Fahrspurwechsels anhand der Auswertung der Sensorsignale nach Merkmalen, die die oberflächliche Beschaffenheit der Straße und des Straßenrandes repräsentieren, erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Erkennen eines Fahrspurwechsels erfolgt, wenn zwischen den Signalen, die von den Sensoren, die in dieselbe Fahrzeugquerrichtung ausgerichtete sind, ein Unterschied besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet; dass mindestens ein Infrarotsensoren an mindestens einem Stoßfänger angebracht sind, wobei an jedem einzelnen Stoßfänger jeder angebrachte Infrarotsensor mindestens zwei unterschiedlichen Abstrahlöffnungswinkeln zur Abtastung eines relevanten Bereichs der Fahrbahnoberfläche (22) und des Straßenrands (20) aufweist und mittels des Infrarotsensors eine permanente Abtastung des relevanten Bereichs der Fahrbahnoberfläche (22) und des Straßenrands (20) durchgeführt wird, wobei der von dem Infrarotsensor ermittelten Signale miteinander in Bezug gesetzt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet; dass Infrarotsensoren unter mindestens einem vorderen und mindestens einem hinteren Stoßfänger angebracht sind, wobei an jedem einzelnen Stoßfänger mindestens zwei Infrarotsensoren mit mindestens zwei unterschiedlichen Abstrahlöffnungswinkeln zur Abtastung eines relevanten Bereichs der Fahrbahnoberfläche (22) und des Straßenrands (20) aufweisen und von allen Infrarotsensoren eine permanente Abtastung des relevanten Bereichs der Fahrbahnoberfläche (22) und des Straßenrands (20) durchgeführt wird, wobei die von den einzelnen Infrarotsensoren ermittelten Signale miteinander in Bezug gesetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass ein Erkennen eines Fahrspurwechsels dann erfolgt, wenn ein Unterschied zwischen mittels der Infrarotsensoren abgetasteten räumlichen Bereich der vorderen rechten Fahrzeugecke und der hinteren rechten Fahrzeugecke und/oder der vorderen linken Fahrzeugecke und der hinteren linken Fahrzeugecke ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangegangene Ansprüche dadurch gekennzeichnet, das bei Erkennung eines Fahrspurwechsels, der durch den Fahrer aktivierbare Signalgeber überprüft wird und bei deaktiviertem Signalgeber ein optisches, akustisches oder haptisches Warnsignal über einen unbeabsichtigtes Fahrspurwechsel an den Fahrer ausgegeben wird.
7. Verfahren nach einem der vorangegangene Ansprüche dadurch gekennzeichnet, das optisches, akustisches oder haptisches Warnsignal ü- ber einer Fahrgeschwindigkeit von über 70 km/h ausgegeben wird.
PCT/EP2006/068066 2005-11-04 2006-11-03 Verfahren zum unterstützen eines fahrers beim fahren mit einem fahrzeug Ceased WO2007051835A1 (de)

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