DE102016118285A1

DE102016118285A1 - Verfahren zum Überwachen eines Umgebungsbereiches eines Kraftfahrzeugs, Fahrerassistenzsystem sowie Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102016118285A1
Application number: DE102016118285.0A
Authority: DE
Inventors: Thirumalai Kumarasamy Ayyappan
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2016-09-28
Filing date: 2016-09-28
Publication date: 2018-03-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Umgebungsbereiches (4) eines Kraftfahrzeugs (10) mittels zumindest einer Sensoreinrichtung (12) des Kraftfahrzeugs (10), bei welchem zumindest ein erster Warnbereich (13) in dem Umgebungsbereich (4) vorgegeben wird und ein erstes Warnsignal an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs (10) ausgegeben wird, falls durch die zumindest eine Sensoreinrichtung (12) ein Objekt innerhalb des zumindest einen ersten Warnbereiches (13) detektiert wird, wobei ein erster Abstand (a1(v)) einer Begrenzung (18) des zumindest einen ersten Warnbereiches (13) zu dem Kraftfahrzeug (10) in Abhängigkeit von einer aktuellen Geschwindigkeit (v) des Kraftfahrzeugs (10) bestimmt wird. Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrerassistenzsystem (11) sowie ein Kraftfahrzeug (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen eines Umgebungsbereiches eines Kraftfahrzeugs mittels zumindest einer Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs, bei welchem zumindest ein erster Warnbereich in dem Umgebungsbereich vorgegeben wird und ein erstes Warnsignal an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben wird, falls durch die zumindest eine Sensoreinrichtung ein Objekt innerhalb des zumindest einen ersten Warnbereiches detektiert wird. Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrerassistenzsystem zum Überwachen eines Umgebungsbereiches eines Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Fahrerassistenzsystem.
Es ist bereits aus dem Stand der Technik bekannt, Fahrerassistenzsysteme, sogenannte Kollisionswarnsysteme, für Kraftfahrzeuge bereitzustellen, mittels welchen ein Fahrer des Kraftfahrzeugs gewarnt wird, wenn eine Kollision zwischen dem Kraftfahrzeug und einem fahrzeugexternen Objekt in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs droht. Zum Warnen des Fahrers kann beispielsweise ein akustisches oder ein optisches Signal ausgegeben werden, falls durch die Sensoreinrichtung detektiert wurde, dass ein Abstand zwischen dem Objekt und dem Kraftfahrzeug einen vorbestimmten Schwellwert unterschreitet und damit die Kollision zwischen Kraftfahrzeug und Objekt droht. Ein solches System ist beispielsweise in der DE 198 435 64 A1 beschrieben. Eine dort gezeigte Warneinrichtung zur Überwachung eines Abstands eines Kraftfahrzeugs von einem Hindernis umfasst einen Sensor zum Erfassen des Hindernisses, eine Auswerte- und Steuereinrichtung zum Schätzen des Abstands und wenigstens einen Warnsignalgeber, welcher ein Nahbereich-Warnsignal ausgibt, wenn der ermittelte Abstand kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist.
In der DE 10 2014 111 951 A1 wird ein Verfahren beschrieben, welches einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs vor der Anwesenheit eines Objektes in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs warnt. Dazu werden eine Position des Objekts sowie ein voraussichtlicher Fahrschlauch des Kraftfahrzeugs ermittelt. Außerdem wird ein Mindestabstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt bestimmt und ein Warnsignal ausgegeben, falls der Wert für den Mindestabstand einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet. Der Mindestabstand wird dabei in Abhängigkeit von einem Kollisionsabstand, welcher einen Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt beim Bewegen des Objektes innerhalb des ermittelten Fahrschlauches beschreibt, bestimmt. Der Fahrer wird also bedarfsgerecht gewarnt, wenn die Kollision mit dem Objekt droht. Ein solches Verfahren, bei welchem die Ausgabe einer Warnung davon abhängig ist, ob sich ein Hindernis auf einem Fahrweg eines Kraftfahrzeugs befindet oder nicht, ist außerdem aus der EP 1 571 638 A1 bekannt.
Gemäß dem Stand der Technik muss also zunächst auf aufwendige Weise der Fahrweg des Kraftfahrzeugs bestimmt werden. Außerdem kann durch die Vorgabe des vorbestimmten Grenzwertes nicht gewährleistet werden, dass der Fahrer rechtzeitig reagieren und das Kraftfahrzeug auch tatsächlich vollständig abbremsen kann, um die Kollision zu verhindern.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, durch welche ein Fahrer des Kraftfahrzeugs besonders einfach und zuverlässig vor einer Kollision mit einem fahrzeugexternen Objekt gewarnt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren, ein Fahrerassistenzsystem sowie ein Kraftfahrzeug gemäß den jeweiligen unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Überwachen eines Umgebungsbereiches eines Kraftfahrzeugs mittels zumindest einer Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs. Bei dem Verfahren wird zumindest ein erster Warnbereich in dem Umgebungsbereich vorgegeben und ein erstes Warnsignal an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs ausgegeben, falls durch die zumindest eine Sensoreinrichtung ein Objekt innerhalb des zumindest einen ersten Warnbereiches detektiert wird. Darüber hinaus wird ein erster Abstand einer Begrenzung des zumindest einen ersten Warnbereiches zu dem Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von einer aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bestimmt.
Mittels des Verfahrens kann also ein Fahrerassistenzsystem, ein sogenanntes Kollisionswarnsystem, realisiert werden, welches den Fahrer des Kraftfahrzeugs warnen kann, falls eine Kollision des Kraftfahrzeugs mit dem sich in dem Umgebungsbereich befindlichen Objekt bzw. Hindernis droht. Der Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs wird mittels der zumindest einen Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs, insbesondere während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs, überwacht. Die Überwachung kann dabei sowohl während einer Vorwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs, beispielsweise im Rahmen einer Auffahrwarnung für das Kraftfahrzeug, als auch während einer Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs, beispielsweise im Rahmen einer Einparkhilfe für das Kraftfahrzeug, erfolgen.
Die zumindest eine Sensoreinrichtung ist insbesondere dazu ausgelegt, eine Lage des Objektes relativ zum Kraftfahrzeug, also eine Position bzw. einen Abstand als auch eine Orientierung des Objektes bezüglich des Kraftfahrzeugs, zu erfassen. Die Sensoreinrichtung kann das Objekt sowie dessen Lage bildbasiert erfassen und beispielsweise als Kamera ausgebildet sein und/oder das Objekt sowie dessen Lage laufzeitbasiert erfassen und beispielsweise als Ultraschallsensor und/oder Radarsensor und/oder Lidar-Sensor bzw. Laserscanner ausgebildet sein. Dabei können mehrere, den Umgebungsbereich mittels unterschiedlicher Messprinzipien erfassende Sensoreinrichtungen am Kraftfahrzeug angeordnet sein, wobei die Sensordaten der unterschiedlichen Sensoreinrichtungen fusioniert werden können und basierend auf den fusionierten Sensordaten eine Umgebungskarte erstellt werden kann, welche den Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs objektbasiert beschreibt. Anhand der Umgebungskarte können Objekte sowie deren Lagen relativ zum Kraftfahrzeug ebenfalls detektiert werden.
Außerdem wird innerhalb des Umgebungsbereiches der zumindest eine erste Warnbereich vorgegeben bzw. definiert. Der erste Warnbereich ist insbesondere ein an das Kraftfahrzeug angrenzender, das Kraftfahrzeug insbesondere vollständig umgebender Bereich. Der erste Warnbereich kann dabei entlang einer, um eine Fahrzeughochachse orientierten Umlaufrichtung in einzelne Sektoren unterteilt sein. Der erste Warnbereich erstreckt sich ausgehend von dem Kraftfahrzeug bis zu dem ersten Abstand. Die Begrenzung des ersten Warnbereiches weist also den ersten Abstand zu dem Kraftfahrzeug auf. Durch den ersten Abstand wird eine geometrische Abmessung bzw. Erstreckung des ersten Warnbereiches ausgehend vom Kraftfahrzeug in einer von einer Fahrzeuglängsachse und einer Fahrzeugquerachse aufgespannten Ebene beschrieben.
Dieser erste Abstand wird nun nicht, wie gemäß dem Stand der Technik vorgesehen, statisch festgelegt, sondern dynamisch an die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, beispielsweise von einer Steuereinrichtung des Fahrerassistenzsystems, angepasst. Die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise von einer Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs erfasst werden und dem Kollisionswarnsystem zum Bestimmen des ersten Abstandes bereitgestellt werden. Dies bedeutet, dass die Abmessung des ersten Warnbereiches in Abhängigkeit von einer aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs verändert wird. Durch das Verändern der Abmessung des ersten Warnbereiches kann ein Zeitpunkt der Ausgabe des ersten Warnsignals, welches den Fahrer auf eine bevorstehende Kollision mit dem Objekt hinweist, beeinflusst bzw. verändert werden. Besonders bevorzugt wird dabei der erste Abstand der Begrenzung des zumindest einen ersten Warnbereiches mit steigender Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vergrößert. Der erste Warnbereich wird also umso größer vorgegeben, je höher die aktuelle Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs ist. Beispielsweise kann der erste Warnbereich, also der erste Abstand, proportional mit steigender Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vergrößert werden. Dies bedeutet, dass bei einer höheren Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs das erste Warnsignal früher erzeugt wird als bei einer niedrigen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs, da das Objekt, auf welches sich das Kraftfahrzeug beispielsweise zubewegt, früher in den ersten Warnbereich eintritt.
Der Erfindung liegt hierbei die Erkenntnis zugrunde, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs eine gewisse Reaktionszeit benötigt, um zu reagieren und das Kraftfahrzeug zur Vermeidung der Kollision mit dem Objekt rechtzeitig abzubremsen. Wenn nun der erste Abstand statisch vorgegeben wird, so kann es sein, dass bei höheren Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs ein Zeitraum bis zur Kollision zu kurz ist, als dass der Fahrer rechtzeitig reagieren könnte. Um dies zu verhindern, werden der erste Abstand und damit der Zeitpunkt der Ausgabe des ersten Warnsignals in Abhängigkeit von der aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vorgegeben. Somit kann der Fahrer in vorteilhafter Weise rechtzeitig reagieren, da er früher vor der bevorstehenden Kollision mit dem Objekt gewarnt wird.
Vorzugsweise wird eine Umsetzungstabelle vorgegeben, in welcher vorbestimmten Geschwindigkeitswerten Abstandswerte zugeordnet sind, wobei in Abhängigkeit von der aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs der korrespondierende Abstandswert als der erste Abstand der Begrenzung des zumindest einen ersten Warnbereiches festgelegt wird. Die Umsetzungstabelle bzw. Lookup-Tabelle („Lookup Table“ – LUT) kann beispielsweise vorbestimmt und in einer fahrzeugseitigen Speichereinrichtung hinterlegt sein und von Steuereinrichtung des Kollisionswarnsystems ausgelesen werden. In der Umsetzungstabelle ist ein Zusammenhang zwischen der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs und der Abmessung des ersten Warnbereiches angegeben. In Abhängigkeit von der aktuellen erfassten Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kann nun derjenige Abstandswert in der Umsetzungstabelle ausgelesen werden, welcher dem Geschwindigkeitswert der aktuellen Geschwindigkeit zugeordnet ist. Durch die Vorbestimmung und Hinterlegung der Umsetzungstabelle kann der erste Warnbereich besonders schnell und mit geringem Rechenaufwand an eine aktuelle Fahrsituation des Kraftfahrzeugs angepasst werden.
Dabei kann vorgesehen sein, dass das erste Warnsignal optisch und/oder akustisch mittels einer fahrzeugseitigen Ausgabeeinrichtung ausgegeben wird. Als das akustische Warnsignal kann beispielsweise ein Warnton mittels eines fahrzeugseitigen Lautsprechers ausgegeben werden. Optisch kann das Warnsignal auf einer fahrzeugseitigen Anzeigeeinrichtung, beispielsweise in Form von einer farbigen Markierung, ausgegeben werden. Auf der fahrzeugseitigen Anzeigeeinrichtung kann beispielsweise eine Animation des Umgebungsbereiches mit dem Kraftfahrzeug und dem Objekt angezeigt werden. Beispielsweise können ein Modell des Kraftfahrzeugs aus einer Vogelperspektive, der erste das Kraftfahrzeug umgebende Warnbereich sowie das Objekt schematisch dargestellt werden. Sobald sich das Kraftfahrzeug innerhalb des ersten Warnbereiches befindet, kann dieser und/oder das Objekt beispielsweise farbig markiert werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird der erste Abstand der Begrenzung des ersten Warnbereiches zusätzlich in Abhängigkeit von der den Umgebungsbereich überwachenden Sensoreinrichtung bestimmt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass der erste Abstand in Abhängigkeit davon bestimmt wird, ob die den Umgebungsbereich überwachende Sensoreinrichtung beispielsweise ein Ultraschallsensor, ein Laserscanner oder eine Kamera ist. Die unterschiedlichen Sensoreinrichtungen weisen insbesondere unterschiedliche Reichweiten auf und werden daher auch für unterschiedliche Assistenzfunktionen eingesetzt. Der Ultraschallsensor wird insbesondere für Kollisionswarnsysteme in einem Nahbereich des Kraftfahrzeugs, beispielsweise für Parkassistenzsysteme, eingesetzt, während hingegen der Laserscanner für Kollisionswarnsysteme in einem Fernbereich des Kraftfahrzeugs, beispielsweise für eine Auffahrwarnung, eingesetzt wird. Der erste Abstand wird somit auch in vorteilhafter Weise an die zu erfüllende bzw. vorgegebene Assistenzfunktion des Kraftfahrzeugs angepasst.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn ein konstanter, vorbestimmter Abstandswert für den ersten Abstand der Begrenzung vorgegeben wird, solange die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet, und der erste Abstand dynamisch an die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs angepasst wird, sobald die Geschwindigkeit den Grenzwert zumindest überschreitet. Vorzugsweise wird der erste Abstand mit steigender Geschwindigkeit linear zunehmend bestimmt, sobald die Geschwindigkeit den Grenzwert zumindest überschreitet. Insbesondere wird als der Grenzwert ein Geschwindigkeitswert von höchstens 4 km/h vorgegeben und als der konstante, vorbestimmte Abstandswert für den ersten Abstand ein Abstandswert von höchstens 30 cm vorgegeben. Es wird also bis zu dem vorbestimmten Grenzwert bzw. einer vorbestimmten Höchstgeschwindigkeit, also beispielsweise 3 km/h, der erste Abstand der Begrenzung nicht dynamisch verändert, sondern als ein konstanter, statischer Wert vorgegeben. Erst wenn die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs die Höchstgeschwindigkeit, also den Grenzwert, überschreitet, wird der erste Abstand dynamisch an die Geschwindigkeit angepasst. Beispielsweise wird der erste Abstand proportional zur Geschwindigkeit linear erhöht. Bis zu der vorbestimmten Höchstgeschwindigkeit reicht also der Zeitpunkt der Ausgabe des ersten Warnsignals aus, um dem Fahrer ausreichend Zeit zum Reagieren und Abbremsen des Kraftfahrzeugs bereitzustellen. In dem Geschwindigkeitsbereich bis zur Höchstgeschwindigkeit muss also keine Anpassung vorgenommen werden, sodass das Verfahren besonders einfach ausgebildet ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird ein Fahrschlauch, durch welchen ein voraussichtlich durch das Kraftfahrzeug überfahrener Bereich in dem Umgebungsbereich charakterisiert wird, bestimmt. Das erste Warnsignal wird nur ausgegeben, falls sich das innerhalb des zumindest einen ersten Warnbereiches befindliche Objekt auch innerhalb des Fahrschlauches befindet. Insbesondere wird der Fahrschlauch in Abhängigkeit von einem Lenkwinkel und/oder zumindest einer geometrischen Abmessung des Kraftfahrzeugs bestimmt. Der Fahrschlauch beschreibt also denjenigen Bereich in dem Umgebungsbereich, welcher unter Beibehaltung des aktuellen Lenkwinkels von dem Kraftfahrzeug befahren wird. Der Fahrschlauch beschreibt somit eine voraussichtliche Bewegungsbahn des Kraftfahrzeugs. Falls sich das von der Sensoreinrichtung erfasste Objekt innerhalb des ersten Warnbereiches befindet, wird das erste Warnsignal nur dann ausgegeben, falls sich das Objekt auch innerhalb des Fahrschlauches befindet und somit eine Kollision mit dem Objekt bevorsteht. Die Kollision ist nämlich beispielsweise dann ausgeschlossen, wenn sich das Objekt außerhalb des Fahrschlauches befindet, da sich das Kraftfahrzeug dann nicht in Richtung des Objektes bewegt. Beispielsweise kann der erste Warnbereich in Umlaufrichtung um die Hochachse des Kraftfahrzeugs in die verschiedenen Warnsektoren unterteilt sein und derjenige Warensektor als aktiv bewertet werden, in welchem sich das Objekt befindet. Falls dieser aktive Warnsektor zusätzlich zumindest bereichsweise mit dem Fahrschlauch überlappt, kann das erste Warnsignal ausgegeben werden. Aus der Bestimmung des Fahrschlauches und der Berücksichtigung der voraussichtlichen Bewegung des Kraftfahrzeugs ergibt sich der Vorteil, dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs nicht unnötigerweise gewarnt wird, wenn die Kollision mit dem Hindernis unwahrscheinlich ist.
Besonders bevorzugt wird zumindest ein zweiter Warnbereich angrenzend an die Begrenzung des ersten Warnbereiches bestimmt und ein zweites Warnsignal ausgegeben, falls sich ein Objekt innerhalb des zweiten Warnbereiches befindet, wobei ausgehend von dem Kraftfahrzeug ein zweiter Abstand einer Begrenzung des zweiten Warnbereiches zu dem Objekt größer als der erste Abstand der Begrenzung des ersten Warnbereiches zu dem Objekt ist und wobei der zweite Abstand ebenfalls in Abhängigkeit von der aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vorgegeben wird. Der erste Warnbereich beschreibt insbesondere einen Nahbereich bezüglich des Kraftfahrzeugs und der zweite Warnbereich einen Fernbereich bezüglich des Kraftfahrzeugs. Dabei werden unterschiedliche Warnsignale ausgegeben, je nachdem, ob sich das Objekt innerhalb des ersten Warnbereiches oder des zweiten Warnbereiches befindet.
Üblicherweise betritt ein Objekt in dem Umgebungsbereich zuerst den zweiten Warnbereich, sodass zunächst das zweite Warnsignal ausgegeben wird und der Fahrer somit auf das Vorhandensein des Objektes hingewiesen wird. Sobald das Objekt von dem zweiten Warnbereich in den ersten Warnbereich übergeht, wird das erste Warnsignal ausgegeben. Der zweite Abstand wird dabei ebenfalls in Abhängigkeit von der aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs vorgegeben. Dabei kann die Bestimmung der Abmessung des zweiten Warnbereiches auf gleiche Weise erfolgen, wie die Bestimmung der Abmessung des ersten Warnbereiches. Beispielsweise können in der Umsetzungstabelle zusätzlich zu den Abstandswerten für den ersten Abstand Abstandswerte für den zweiten Abstand den jeweiligen Geschwindigkeitswerten zugeordnet werden. Auch kann die Anpassung des zweiten Abstandes erst dann erfolgen, wenn die aktuelle Geschwindigkeit den vorbestimmten Grenzwert, also die Höchstgeschwindigkeit, überschreitet. Der konstante, vorbestimmte Abstandswert für den zweiten Abstand kann beispielsweise höchstens 90 cm sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass das zweite Warnsignal nur dann ausgegeben wird, wenn sich das Objekt zeitgleich in dem zweiten Warnbereich und dem Fahrschlauch befindet. Durch die unterschiedlichen Warnsignale können dem Fahrer somit eine ungefähre Position des Objektes bezüglich des Kraftfahrzeugs und damit ein ungefährer Zeitraum bis zur Kollision mit dem Objekt auf besonders intuitive und nutzerfreundliche Weise verdeutlichen werden.
Dabei kann vorgesehen sein, dass als das erste Warnsignal ein Warnton mit einer ersten Frequenz und/oder einer ersten Intensität ausgegeben wird und als das zweite Warnsignal der Warnton mit einer im Vergleich zu ersten Frequenz geringeren zweiten Frequenz und/oder einer im Vergleich zu ersten Intensität geringeren zweiten Intensität ausgegeben wird. Beispielsweise kann das zweite Warnsignal ein intervallartig ausgegebener Warnton und das erste Warnsignal ein kontinuierlicher Warnton sein. Durch den kontinuierlichen Warnton wird der Fahrer besonders eindringlich vor der bevorstehenden Kollision mit dem Objekt gewarnt. Alternativ oder zusätzlich kann die Intensität bzw. die Lautstärke des Warntons erhöht werden, wenn das Objekt von dem zweiten Warnbereich in den ersten Warnbereich übergeht.
Alternativ oder zusätzlich können das Kraftfahrzeug und die Warnbereiche auf einer fahrzeugseitigen Anzeigeeinrichtung dargestellt werden. Als das erste Warnsignal wird der erste Warnbereich in einer ersten Farbe auf der Anzeigeeinrichtung dargestellt und als das zweite Warnsignal der Warnbereich in einer zweiten Farbe auf der Anzeigeeinrichtung dargestellt. Sobald das Objekt den zweiten Warnbereich betritt, kann dieser in der zweiten Farbe eingefärbt werden, sodass der Fahrer auf das Objekt aufmerksam gemacht wird. Sobald das Objekt von dem zweiten Warnbereich in den ersten Warnbereich übergeht, kann der erste Warnbereich in der ersten Farbe, beispielsweise einer Signalfarbe, eingefärbt werden, wobei der Fahrer durch diese Signalfarbe darauf hingewiesen wird, dass die Kollision mit dem Objekt kurz bevorsteht.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrerassistenzsystem für ein Kraftfahrzeug zum Überwachen eines Umgebungsbereiches des Kraftfahrzeugs mit zumindest einer Sensoreinrichtung zum Erfassen eines Objektes in dem Umgebungsbereich und einer Warneinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, ein erstes Warnsignal an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs auszugeben, falls durch die zumindest eine Sensoreinrichtung das Objekt innerhalb zumindest eines vorbestimmten ersten Warnbereiches detektiert ist. Darüber hinaus ist die Warneinrichtung dazu ausgelegt, einen ersten Abstand einer Begrenzung des zumindest einen ersten Warnbereiches zu dem Kraftfahrzeug in Abhängigkeit von einer aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Die zumindest eine Sensoreinrichtung kann beispielsweise eine Kamera und/oder ein Laserscanner und/oder ein Ultraschallsensor und/oder ein Radarsensor sein. Zum Ausgeben des ersten Warnsignals an den Fahrer des Kraftfahrzeugs kann die Warneinrichtung eine Ausgabeeinrichtung bzw. HMI („Human Machine Interface“), beispielsweise ein Mikrofon und/oder eine Anzeigeeinrichtung, aufweisen.
Ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als ein Personenkraftwagen ausgebildet.
Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem sowie für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Es sind auch Ausführungen und Merkmalskombinationen als offenbart anzusehen, die somit nicht alle Merkmale eines ursprünglich formulierten unabhängigen Anspruchs aufweisen. Es sind darüber hinaus Ausführungen und Merkmalskombinationen, insbesondere durch die oben dargelegten Ausführungen, als offenbart anzusehen, die über die in den Rückbezügen der Ansprüche dargelegten Merkmalskombinationen hinausgehen oder abweichen.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Stand der Technik mit einem Fahrerassistenzsystem zu Kollisionswarnung gemäß dem Stand der Technik;
2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs mit einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems zur Kollisionswarnung; und
3 eine schematische Darstellung einer Umsetzungstabelle zum Betreiben des Fahrerassistenzsystems gemäß 2.
In den Figuren sind gleiche sowie funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 gemäß dem Stand der Technik. Das Kraftfahrzeug 1 weist ein Fahrerassistenzsystem 2 gemäß dem Stand der Technik in Form von einem Kollisionswarnsystem auf. Das Fahrerassistenzsystem 2 umfasst eine Sensoreinrichtung 3, welche dazu ausgelegt ist, einen Umgebungsbereich 4 des Kraftfahrzeugs 1, beispielsweise während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs 1, zu überwachen. Um einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 vor einer Kollision mit einem Objekt in dem Umgebungsbereich 4 zu warnen, wird ein Warnbereich 5, welcher hier durch einzelne Sektoren 6 ausgebildet ist, definiert. Die Sektoren sind dabei in einer von einer Fahrzeuglängsachse x und einer Fahrzeugquerachse y aufgespannten Ebene in unterschiedliche Richtungen orientiert. Von einer Ausgabeeinrichtung 7 des Kraftfahrzeugs 1 kann ein Warnsignal ausgegeben werden, wenn durch die Sensoreinrichtung 3 ein Objekt in dem Warnbereich 5 erfasst wurde. Gemäß dem Stand der Technik weiß eine Begrenzung 8 des Warnbereiches 5 einen konstanten Abstand a_c zu dem Kraftfahrzeug 1 auf.
Außerdem kann ein Fahrschlauch 9 bestimmt werden, welcher einen voraussichtlich von dem Kraftfahrzeug 1 überfahrenen Bereich in dem Umgebungsbereich 4 unter einem aktuellen Lenkwinkel des Kraftfahrzeugs 1 beschreibt. Der Fahrschlauch 9 beschreibt also eine voraussichtliche Bewegungsbahn des Kraftfahrzeugs 1. Dabei kann das Warnsignal nur ausgegeben werden, falls sich das Objekt innerhalb des Warnbereiches 5 sowie innerhalb des Fahrschlauches 9 befindet, also falls eine Kollision mit dem Objekt wahrscheinlich ist.
Nachteilig an dem Fahrerassistenzsystem 2 gemäß dem Stand der Technik ist, dass Abmessungen des Warnbereiches 5, also der Abstand a_c der Begrenzung 8, konstant und unabhängig von einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 vorgegeben sind. Wenn sich jedoch das Kraftfahrzeug 1 mit einer Geschwindigkeit fortbewegt, bei welcher eine Zeit bis zu einer Kollision mit dem Objekt zu kurz ist, als dass der Fahrer rechtzeitig reagieren könnte, so kollidiert das Kraftfahrzeug 1 mit dem Objekt trotz Ausgabe des Warnsignals.
Daher wird, wie in 2 gezeigt, ein Kraftfahrzeug 10 gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Fahrerassistenzsystem 11 ausgestattet, durch welches der Fahrer rechtzeitig vor einer Kollision mit einem Objekt in dem Umgebungsbereich 4 gewarnt wird. Das Fahrerassistenzsystem 11 weist zumindest eine Sensoreinrichtung 12 auf, welche beispielsweise als eine Kamera und/oder ein Laserscanner und/oder ein Ultraschallsensor und/oder ein Radarsensor ausgebildet sein kann. Die zumindest eine Sensoreinrichtung 12 ist dazu ausgebildet, ein Objekt sowie eine Lage des Objektes relativ zum Kraftfahrzeug 10 zu erfassen. Außerdem wird ein erster Warnbereich 13 in dem Umgebungsbereich 4 definiert, welcher hier durch einzelne Sektoren 14 ausgebildet ist. Der erste Warnbereich 13 ist hier angrenzend an das Kraftfahrzeug 10 und das Kraftfahrzeug 10 vollständig umgebend ausgebildet ist.
Darüber hinaus weist das Fahrerassistenzsystem 11 eine Warneinrichtung 15 auf, welche dazu ausgelegt ist, ein erstes Warnsignal zur Ausgabe für den Fahrer zu generieren und auszugeben, sobald durch die Sensoreinrichtung 12 ein Objekt in dem ersten Warnbereich 13 detektiert wurde. Die Warneinrichtung 15 kann beispielsweise eine Steuereinrichtung 16 aufweisen, welche beispielsweise durch ein fahrzeugseitiges Steuergerät ausgebildet ist und dazu ausgelegt ist, die Sensordaten der Sensoreinrichtung 12 zu empfangen und auszuwerten sowie basierend auf den Sensordaten das erste Warnsignal zu erzeugen. Außerdem weist die Warneinrichtung 15 hier eine Ausgabeeinrichtung 17 auf, welche dazu ausgelegt ist, das erste Warnsignal optisch und/oder akustisch auszugeben. Die Ausgabeeinrichtung 17 kann beispielsweise ein Lautsprecher und/oder eine Anzeigeeinrichtung in einem Innenraum bzw. einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs 10 sein.
Dabei ist es nun vorgesehen, dass eine Begrenzung 18 des ersten Warnbereiches 13 mit einem ersten Abstand a₁(v) zum Kraftfahrzeug 10 definiert wird, welcher in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs 10 vorgegeben wird. Dazu wird die Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs 10 beispielsweise von einer Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs 10 erfasst und der Steuereinrichtung 16 der Warneinrichtung 15 bereitgestellt. Der erste Abstand a₁(v) und damit eine Abmessung des ersten Warnbereiches 13 werden dabei insbesondere umso größer vorgegeben, je höher die Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs 10 ist. Dadurch tritt ein Objekt, welches ein Hindernis für das Kraftfahrzeug 10 darstellt, umso früher in den ersten Warnbereich 13 ein, sodass das erste Warnsignal früher erzeugt und an den Fahrer ausgegeben wird. Damit wird dem Fahrer genug Zeit gegeben, um zu reagieren und um das Kraftfahrzeug 10 beispielsweise rechtzeitig abzubremsen.
Hier ist außerdem zusätzlich zu dem ersten Warnbereich 13 ein zweiter Warnbereich 19 vorgeben, welcher angrenzend an die Begrenzung 18 des ersten Warnbereiches 13 ausgebildet ist. Der zweite Warnbereich 19 ist ebenfalls in Sektoren 20 unterteilt. Eine Begrenzung 21 des zweiten Warnbereiches 19 ist dabei in einem zweiten Abstand a₂(v) ausgebildet, welcher ebenfalls in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs 10 vorgegeben ist. Dabei kann ein zu dem ersten Warnsignal unterschiedliches zweites Warnsignal erzeugt und mittels der Ausgabeeinrichtung 17 an den Fahrer ausgegeben werden, wenn sich ein Objekt in dem zweiten Warnbereich 19 befindet.
Beispielsweise kann als das zweite Warnsignal ein intervallartiger Warnton ausgegeben werden, solange sich das Objekt in dem zweiten Warnbereich 19 befindet, und ein kontinuierlicher Warnton als das erste Warnsignal ausgegeben werden, sobald das Objekt von dem zweiten Warnbereich 19 in den ersten Warnbereich 13 übergeht. Auch kann vorgesehen sein, dass das erste und das zweite Warnsignal nur dann ausgegeben werden, wenn sich das Objekt in dem jeweiligen ersten oder zweiten Warnbereich 13, 19 und dem Fahrschlauch 9 befindet.
Zum Vorgeben des jeweiligen Abstandswertes der Abstände a₁(v), a₂(v) kann eine Umsetzungstabelle 23 vorgegeben werden, welche beispielhaft in 3 dargestellt ist. Die Umsetzungstabelle 23 weist hier zwei Kennlinien 24, 25 auf, bei welchen Abstandswerte a (Ordinate) über die Geschwindigkeit v (Abszisse) aufgetragen sind. Eine erste Kennlinie 24 ist dabei dem ersten Warnbereich 13 zugeordnet und eine zweite Kennlinie 25 dem zweiten Warnbereich 19 zugeordnet. Anhand der Kennlinien 24, 25 kann derjenige Abstandswert a als der Abstand a₁(v), a₂(v) ausgewählt werden, welcher zu der aktuell erfassten Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs 10 korrespondiert.
Dabei kann vorgesehen sein, dass bis zu einem bestimmten Grenzwert v_G für die Geschwindigkeit v, beispielsweise 3 km/h, für den ersten Abstand a₁(v) ein konstanter erster Abstandswert a1, beispielsweise 30 cm, und für den zweiten Abstand a₂(v) ein konstanter zweiter Abstandswert a2, beispielsweise 60 cm, vorgegeben wird. Erst wenn die Geschwindigkeit v des Kraftfahrzeugs 10 den Grenzwert v_G überschreitet, werden die Abstandswerte a der Abstände a₁(v), a₂(v) insbesondere linear erhöht.
Wenn sich Kraftfahrzeug 10 beispielsweise mit einer Geschwindigkeit v von 12 km/h fortbewegt und das Objekt in einem Abstand von 7 m zu dem Kraftfahrzeug 10 detektiert wurde, verbleiben in etwa 2 Sekunden bis zu der Kollision mit dem Objekt. Wenn, wie gemäß dem Stand der Technik, eine Warnung erst ab 60 cm erfolgen würde, kann der Fahrer die Kollision sehr wahrscheinlich nicht mehr verhindert. Daher wird anhand der Umsetzungstabelle 23 ein angepasster Warnbereich 13, 19 definiert und der Fahrer beispielsweise bereits bei einem Abstandswert von 7 m gewarnt.
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 19843564 A1 [0002]
DE 102014111951 A1 [0003]
EP 1571638 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Überwachen eines Umgebungsbereiches (4) eines Kraftfahrzeugs (10) mittels zumindest einer Sensoreinrichtung (12) des Kraftfahrzeugs (10), bei welchem zumindest ein erster Warnbereich (13) in dem Umgebungsbereich (4) vorgegeben wird und ein erstes Warnsignal an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs (10) ausgegeben wird, falls durch die zumindest eine Sensoreinrichtung (12) ein Objekt innerhalb des zumindest einen ersten Warnbereiches (13) detektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Abstand (a₁(v)) einer Begrenzung (18) des zumindest einen ersten Warnbereiches (13) zu dem Kraftfahrzeug (10) in Abhängigkeit von einer aktuellen Geschwindigkeit (v) des Kraftfahrzeugs (10) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abstand (a₁(v)) der Begrenzung (18) des zumindest einen ersten Warnbereiches (13) mit steigender Geschwindigkeit (v) des Kraftfahrzeugs (10) vergrößert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Umsetzungstabelle (23) vorgegeben wird, in welcher vorbestimmten Geschwindigkeitswerten (v) Abstandswerte (a) zugeordnet sind, wobei in Abhängigkeit von der aktuellen Geschwindigkeit (v) des Kraftfahrzeugs (10) der korrespondierende Abstandswert (a) als der erste Abstand (a₁(v)) der Begrenzung (18) des ersten Warnbereiches (13) festgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Warnsignal optisch und/oder akustisch mittels einer fahrzeugseitigen Ausgabeeinrichtung (17) ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abstand (a₁(v)) der Begrenzung (18) des ersten Warnbereiches (13) zusätzlich in Abhängigkeit von der den Umgebungsbereich (4) überwachenden Sensoreinrichtung (12) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein konstanter, vorbestimmter Abstandswert (a1) für den ersten Abstand (a₁(v)) der Begrenzung (18) vorgegeben wird, solange die Geschwindigkeit (v) des Kraftfahrzeugs (10) einen vorbestimmten Grenzwert (v_G) unterschreitet, und der erste Abstand (a₁(v)) dynamisch an die Geschwindigkeit (v) des Kraftfahrzeugs (10) angepasst wird, sobald die Geschwindigkeit (v) den Grenzwert (v_G) zumindest überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abstand (v_G) mit steigender Geschwindigkeit (v) linear zunehmend bestimmt wird, sobald die Geschwindigkeit (v) den Grenzwert (v_G) zumindest überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass als der Grenzwert (v_G) ein Geschwindigkeitswert (v) von höchstens 4 km/h vorgegeben wird und als der konstante, vorbestimmte Abstandswert (a1) für den ersten Abstand (a₁(v)) ein Abstandswert (a) von höchstens 30 cm vorgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fahrschlauch (9), durch welchen ein voraussichtlich durch das Kraftfahrzeug (10) überfahrener Bereich in dem Umgebungsbereich (4) charakterisiert wird, bestimmt wird und das erste Warnsignal nur ausgegeben wird, falls sich das innerhalb des zumindest einen ersten Warnbereiches (13) befindliche Objekt auch innerhalb des Fahrschlauches (9) befindet.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrschlauch (9) in Abhängigkeit von einem Lenkwinkel und/oder zumindest einer geometrischen Abmessung des Kraftfahrzeugs (10) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein zweiter Warnbereich (19) angrenzend an die Begrenzung (18) des ersten Warnbereiches (13) bestimmt wird und ein zweites Warnsignal ausgegeben wird, falls sich ein Objekt innerhalb des zweiten Warnbereiches (19) befindet, wobei ausgehend von dem Kraftfahrzeug (10) ein zweiter Abstand (a₂(v)) einer Begrenzung (21) des zweiten Warnbereiches (19) zu dem Kraftfahrzeug (10) größer als der erste Abstand (a₁(v)) der Begrenzung (18) des ersten Warnbereiches (13) zu dem Kraftfahrzeug (10) ist und wobei der zweite Abstand (a₂(v)) ebenfalls in Abhängigkeit von der aktuellen Geschwindigkeit (v) des Kraftfahrzeugs (10) vorgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als das erste Warnsignal ein Warnton mit einer ersten Frequenz und/oder einer ersten Intensität ausgegeben wird und als das zweite Warnsignal der Warnton mit einer im Vergleich zu ersten Frequenz geringeren zweiten Frequenz und/oder einer im Vergleich zu ersten Intensität geringeren zweiten Intensität ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (10) und die Warnbereiche (13, 19) auf einer fahrzeugseitigen Anzeigeeinrichtung dargestellt werden, und als das erste Warnsignal der erste Warnbereich (13) in einer ersten Farbe auf der Anzeigeeinrichtung dargestellt wird und als das zweite Warnsignal der zweite Warnbereich (19) in einer zweiten Farbe auf der Anzeigeeinrichtung dargestellt wird.
Fahrerassistenzsystem (11) für ein Kraftfahrzeug (10) zum Überwachen eines Umgebungsbereiches (4) des Kraftfahrzeugs (10) mit zumindest einer Sensoreinrichtung (12) zum Erfassen eines Objektes in dem Umgebungsbereich (4) und einer Warneinrichtung (15), welche dazu ausgelegt ist, ein erstes Warnsignal an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs (10) auszugeben, falls durch die zumindest eine Sensoreinrichtung (12) ein Objekt innerhalb eines ersten vorbestimmten Warnbereiches (13) detektiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Warneinrichtung (15) dazu ausgelegt ist, einen ersten Abstand (a₁(v)) einer Begrenzung (18) des ersten Warnbereiches (13) zu dem Kraftfahrzeug (10) in Abhängigkeit von einer aktuellen Geschwindigkeit (v) des Kraftfahrzeugs (10) zu bestimmen.
Kraftfahrzeug (10) mit einem Fahrerassistenzsystem (11) nach Anspruch 14.