DE102006006850B4 - Verfahren zur Ausrichtung eines verschwenkbaren Fahrzeugsensors - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Ausrichtung eines an einem Kraftfahrzeug (1) angeordneten und um zumindest eine Achse verschwenkbaren Fahrzeugsensors (5) in Richtung eines in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrsituation bestimmten Aufmerksamkeitswinkels,
wobei das Vorhandensein eines in die voraussichtliche Fahrstrecke (3, 3') des Kraftfahrzeugs (1) einmündenden Verkehrswegs (2b`) unter Einbezug von Vorwissen über die umliegenden Verkehrswege detektiert wird,
dass der Aufmerksamkeitswinkel so gewählt wird, dass der sich aus der Ausrichtung in Richtung des Aufmerksamkeitswinkels ergebende Aufnahmebereich des Fahrzeugsensors (5) den in die voraussichtliche Fahrstrecke (3, 3') des Kraftfahrzeugs (1) einmündenden Verkehrsweg (2b`) zumindest teilweise enthält, und
dass der Aufmerksamkeitswinkel des Fahrzeugsensors (5), wenn kein einmündender Verkehrsweg (2b`) in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) vorhanden ist, so gewählt wird, dass der sich aus der Ausrichtung in Richtung des Aufmerksamkeitswinkels ergebende Aufnahmebereich des Fahrzeugsensors (5) weitgehend die voraussichtliche Fahrstrecke (3, 3') des Kraftfahrzeugs (1) enthält.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausrichtung eines an einem Kraftfahrzeug angeordneten und um zumindest eine Achse verschwenkbaren Fahrzeugsensors in Richtung eines in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrsituation bestimmten Aufmerksamkeitswinkels.
  • Moderne Kraftfahrzeuge verfügen in der Regel über eine Vielzahl von Fahrzeugsensoren. Diese können auch der Detektion von Objekten im Fahrzeugumfeld dienen. Bekannt sind Fahrzeugsensoren der verschiedensten Wirkprinzipien (Radar, Lidar, Infrarot, Ultraschall etc.). Die meisten solchen Fahrzeugsensoren, insbesondere solche, die für eine hohe Reichweite ausgelegt sind, sind auf einen relativ engen Öffnungswinkel (+/- 15 Grad) rund um eine Hauptstrahlrichtung beschränkt. Einzelne Fahrzeugsensoren können somit oft nur einen verhältnismäßig kleinen Aufnahmebereich abdecken. Beim Zusammenwirken mehrerer Sensoren zur Abdeckung größerer Aufnahmebereiche nimmt die Anzahl benötigter Sensoren mit abnehmendem Öffnungswinkel der Sensoren zu.
  • Um den effektiven Aufnahmebereich von Fahrzeugsensoren zu erhöhen, ist es daher bekannt, sich verschwenkbarer Fahrzeugsensoren zu bedienen. Aus der EP 1 323 570 B1 ist es bekannt, einen Fahrzeugsensor an einem Kraftfahrzeug durch Verschwenken desselben zeitvariabel so auszurichten, dass die voraussichtliche Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs jederzeit möglichst gut abgedeckt wird. Aus der DE 103 49 210 A1 ist es ferner bekannt, ein potentielles Gefahrenobjekt zu detektieren und die Schwenkbewegung eines verschwenkbaren Fahrzeugsensors abhängig von den Eigenschaften des Gefahrenobjekts und der Ausrichtung des Kraftfahrzeugs bezüglich desselben zu steuern. Die genannten Vorrichtungen und Verfahren besitzen jedoch den Nachteil, dass wesentliches Vorwissen über potentielle Gefahren weiterhin ungenutzt bleibt. Ein verschwenkbarer Fahrzeugsensor wird somit nicht optimal eingesetzt, erkennbare Gefahren werden unter Umständen nicht zuverlässig erkannt.
  • DE 102 27 221 A1 offenbart ein Verfahren zur Überwachung des Innen- bzw. Außenraums eines Fahrzeugs sowie ein Fahrzeug mit wenigstens einer Rundsichtkamera. Hierbei wird mittels der wenigstens einen Rundsichtkamera der Innen- und Außenraum des Fahrzeugs erfasst, die erfassten Bilddaten vorzugsweise einer Transformation in zylindrische oder ebene Koordinaten zugeführt, um anschließend mittels einer Bildauswertung Bereiche besonderen Interesses automatisiert auszuwählen und einen zweiten Sensor mit räumlich eingeschränktem Erfassungsbereich so auszurichten, dass er diesen Bereich besonderen Interesses zielgerichtet erfasst und einer weitergehenden Datenauswertung zuführt.
  • DE 101 39 150 A1 offenbart ein Fahrzeugscheinwerfersystem, das eine Strahlsteuerung von Scheinwerfern mit der Ankunftsposition, um eine vorbestimmte Zeit später als die momentane Zeit, als Zielposition durchführt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Krümmungsradius einer Fahrstraße vor einem Fahrzeug auf der Grundlage von Daten von einer Navigationseinheit berechnet, und wird die Ankunftsposition des eigenen Fahrzeugs auf der Grundlage einer empfehlenswerten Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechend dem Krümmungsradius bestimmt.
  • DE 100 59 786 A1 offenbart eine Einrichtung zur Überwachung einer nicht unmittelbar einsehbaren Umgebung eines Fahrzeuges und/oder zur vorausschauenden Überwachung der Fahrzeugbahn, mit einer im Front- und/oder Heckbereich des Fahrzeuges angeordneten wenigstens einen Kamera, mit einer Signalverarbeitungsvorrichtung und einer Anzeigevorrichtung im Blickfeld des Fahrzeugführers. Die Einrichtung umfasst des Weiteren Mittel zur Überführung der wenigstens eine Kamera in eine geschützte Ruhelage bei Nichtgebrauch und in wenigstens eine definierte Betriebslage bei Gebrauch, und Mittel zur vorausschauenden Überwachung der Fahrbahn, auf der die Räder des Fahrzeuges rollen, wobei diese Mittel wenigstens eine Abtasteinrichtung am Fahrzeug zur Erfassung von Bodenunebenheiten umfassen.
  • US 2005 / 0 240 342 A1 offenbart ein Steuersystem zur Anzeige einer Fahrzeugumgebung. Das System zeigt Umgebungsbilder eines Fahrzeugs an, die von einer Vielzahl von Kameras erfasst werden, die an dem Fahrzeug an jeweiligen unterschiedlichen Positionen darauf montiert sind. Ein Speichermedium speichert Straßenkonfigurationsinformationen einer Straße. Eine Ortungseinheit identifiziert die aktuelle Position des Fahrzeugs auf der Straße. Eine Bildumschalt-Entscheidungseinheit wählt eines der von den Kameras erfassten Bilder auf der Grundlage spezifischer Straßenkonfigurationsinformationen eines peripheren Bereichs um das Fahrzeug herum aus, wobei der Bereich die identifizierte aktuelle Position enthält. Die Bildumschalt-Entscheidungseinheit steuert eine Anzeigeeinheit, um das durch die Auswahleinheit ausgewählte Bild anzuzeigen.
  • US 6 624 782 B2 offenbart ein Verfahren für ein Fahrzeug zum Vermeiden von Kollisionen. Mindestens eine Fahrspur, die in eine Kreuzung einmündet, wird gescannt. Das Vorhandensein eines Bedrohungsfahrzeugs auf der mindestens einen Fahrspur wird erfasst. Es wird vorhergesagt, ob das Fahrzeug und das Bedrohungsfahrzeug die Kreuzung gleichzeitig besetzen werden. Als Antwort auf die Vorhersage wird eine Warnung ausgegeben.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren zu schaffen, durch welches der Praxisnutzen verschwenkbarer Fahrzeugsensoren weiter erhöht wird.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Die aus dem Stand der Technik bekannten gattungsgemäßen Verfahren streben häufig eine sensorische Abdeckung zukünftiger Aufenthaltsorte, d. h. der voraussichtlichen Fahrstrecke, des Kraftfahrzeugs an. Diese Herangehensweise lässt jedoch die Tatsache außer Acht, dass mögliche Gefahrenobjekte, insbesondere andere Verkehrsteilnehmer, mit denen das Kraftfahrzeug kollidieren könnte, häufig selbst in Bewegung sind. Die Geschwindigkeit der Gefahrenobjekte kann dabei sogar weit höher sein als die des Kraftfahrzeugs selbst. Insbesondere an Einmündungen und Kreuzungen ist die sensorische Überwachung der voraussichtlichen Fahrstrecke somit alleine nur bedingt aussagefähig.
  • In der Regel sind nicht sämtliche Daten verfügbar, die erforderlich wären, um das Vorhandensein und die Bewegung aller Gefahrenobjekte in der Umgebung des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. In vielen Verkehrssituationen sind jedoch zumindest die Verkehrswege (z. B. Straßen, Wege, Ausfahrten, Fahrspuren, Radwege, Fußgängerwege) bekannt, auf welchen sich Gefahrenobjekte dem Kraftfahrzeug nähern können. Der Erfindung liegt daher der Gedanke einer verbesserten Überwachung dieser Verkehrswege zugrunde.
  • Erfindungsgemäß wird zunächst das Vorhandensein eines in die voraussichtliche Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs einmündenden Verkehrswegs detektiert. Der Fahrzeugsensor wird dann so verschwenkt, dass sein Aufnahmebereich den in die voraussichtliche Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs einmündenden Verkehrsweg zumindest teilweise enthält bzw. abdeckt. Der Aufmerksamkeitswinkel, in dessen Richtung der verschwenkbare Fahrzeugsensor ausgerichtet wird, bzw. der Sollwert des Aufmerksamkeitswinkels in einer Steuerung oder Regelung, wird hierzu entsprechend gewählt.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der verschwenkbare Fahrzeugsensor also überraschenderweise, anders als beim Stand der Technik, zumindest in bestimmten Fahrsituationen gerade nicht zur Überwachung der voraussichtlichen Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs verwendet, sondern er wird in einer Richtung ausgerichtet, in welcher sich unter Einbezug von Vorwissen über die umliegenden Verkehrswege (z. B. Lage und Verlauf) potenzielle Gefahrenobjekte befinden könnten - nämlich auf einmündenden Verkehrswegen.
  • Als einmündender Verkehrsweg im Sinne der Erfindung sind in erster Linie alle Straßen, Wege, Brücken, Ausfahrten, etc. zu betrachten, auf denen sich ein potenzielles Gefahrenobjekt, z. B. ein anderer Verkehrsteilnehmer, der voraussichtlichen Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs nähern kann. Verkehrswege im Sinne der Erfindung können auch einzelne Fahrspuren solcher Straßen sein. Wenn beispielsweise bekannt ist, dass das Kraftfahrzeug sich auf einer ersten Straße geradeaus bewegt und eine seitlich in die erste Straße einmündende zweite Straße zwei Fahrspuren besitzt, die typischerweise in entgegengesetzter Richtung befahren werden, so ist es möglich, nur diejenige Fahrspur der zweiten Straße als Verkehrsweg im Sinne der Erfindung zu betrachten, auf der sich Verkehrsteilnehmer typischerweise der ersten Straße nähern (bei Rechtsverkehr meist die in Fahrtrichtung gesehen rechte Fahrspur).
  • Das Vorhandensein einmündender Verkehrswege wird vorzugsweise anhand von Kartendaten eines Navigationssystems detektiert. Es kann jedoch auch durch fahrzeugautonome Sensorik, etwa kamerabasiert, erfolgen.
  • Ein einmündender Verkehrsweg im Sinne der Erfindung kann grundsätzlich vorfahrtsberechtigt oder nicht vorfahrtsberechtigt sein. Entscheidend ist primär, ob die Möglichkeit besteht, dass sich auf dem jeweiligen Verkehrsweg ein Gefahrenobjekt dem Kraftfahrzeug so nähert, dass es mit diesem kollidieren könnte. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit mit dem Zweck einer besonders guten Gefahrenerkennung so ausgelegt werden, dass unabhängig von irgendeiner Verkehrsregelung jeglicher einmündende Verkehrsweg hinsichtlich sich nähernder Gefahrenobjekte überwacht wird. Es könnten dann beispielsweise sogar Verkehrsteilnehmer frühzeitig durch den Fahrzeugsensor detektiert werden, die sich dem Kraftfahrzeug nur dann kritisch nähern könnten, wenn sie eine Einbahnstraße in falscher Richtung befahren oder ein Stopschild missachten würden.
  • Im Gegensatz zu einer solch sicherheitsorientierten Auslegung wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch Vorwissen über die Verkehrsregelung, insbesondere an den Schnittstellen von Verkehrswegen, herangezogen, um das Vorhandensein von einmündenden Verkehrswegen im Sinne der Erfindung zu detektieren. So können etwa bekannte Vorfahrtsregelungen und das Vorhandensein von Verkehrsampeln sowie deren Schaltzustand berücksichtigt werden. Auf diese Weise können beispielsweise abzweigende Einbahnstraßen als einmündende Verkehrswege im Sinne der Erfindung ausgeschlossen werden. Auch eine von dem Kraftfahrzeug voraussichtlich nicht befahrene und zudem nicht vorfahrtsberechtigte Straße kann außer Acht gelassen werden. Durch das Vorwissen über geltenden Rechtsverkehr kann in der Regel auch der rechte Arm einer Querstraße ausgeschlossen werden, in welche das Kraftfahrzeug voraussichtlich nach rechts einbiegen wird. Bei der Detektion aller relevanten einmündenden Verkehrswege können auch länderspezifische Vorschriften und Verhaltensweisen (z.B. deutsches Abbiegen vs. amerikanisches Abbiegen mit „Einfädeln“) Berücksichtigung finden.
  • Das Vorwissen über die Verkehrsregelung kann beispielsweise Kartendaten eines Navigationssystems entstammen bzw. als Zusatzinformation zu solchen Kartendaten verfügbar sein. Information bezüglich der Verkehrsregelung kann von einem Kraftfahrzeug, bei welchem das erfindungsgemäße Verfahren Anwendung findet, auch über Teleservices und/oder Ad-hoc-Netze, die zur Kommunikation mit anderen Fahrzeugen oder stationären Gegenstellen aufgebaut werden, empfangen werden. Unter Umständen können alternativ oder zusätzlich auch Verkehrszeichen und/oder Ampelzustände kamerabasiert detektiert und interpretiert werden.
  • Um feststellen zu können, welche Verkehrswege in die voraussichtliche Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs einmünden, kann es - je nach Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens - erforderlich bzw. wünschenswert sein, dass diese voraussichtliche Fahrstrecke zunächst bekannt ist. Vorzugsweise wird die voraussichtliche Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs anhand des Bedien- oder Schaltzustands einer Vorrichtung zur Fahrtrichtungsanzeige bestimmt. Sie kann auch anhand einer von einem Navigationssystem geplanten Route bestimmt werden. Ferner kann zur Bestimmung der voraussichtlichen Fahrstrecke Fahrzeugsensorik, etwa zur Erfassung des Lenkwinkels verwendet werden. Denkbar ist auch eine Überwachung des Fahrers bzw. eine Überwachung des Verhaltens des Fahrers zum Zweck einer Intentionserkennung. Herangezogen werden können zur Bestimmung der voraussichtlichen Fahrstrecke auch probabilistische und/oder häufigkeitsbasierte Ansätze. Beispielsweise kann demnach angenommen werden, dass der sich einer Kreuzung nähernde Fahrer diejenige Fahrstrecke fahren wird, die er an dieser Kreuzung in einem mehrmonatigen Vergleichszeitraum typischerweise zur selben Tageszeit gefahren ist. Sofern unterschiedliche Daten in die Bestimmung der geplanten Fahrstrecke eingehen sollen, können jeweils Zwischenergebnisse berechnet und über einen Plausibilitäts-Check miteinander verglichen werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch in Fahrsituationen vorteilhaft sein, in welchen die voraussichtliche Fahrstrecke nicht oder nicht sicher bekannt ist. Die Bekanntheit der voraussichtlichen Fahrstrecke ist also keine zwingende Voraussetzung für die Anwendbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ist die voraussichtliche Fahrstrecke nicht oder nicht sicher bekannt, können beispielsweise präventiv für sämtliche möglichen Fahrstrecken die jeweils einmündenden Verkehrswege überwacht werden. Es kann auch eine einfache Hypothese (z.B. Geradeausfahrt) für die voraussichtliche Fahrstrecke verwendet werden. Dann sind beispielsweise alle Verkehrswege, die in die aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrene Straße einmünden, als einmündende Verkehrswege im Sinne der Erfindung anzusehen. Die Reihenfolge einer sequenziellen Überwachung einmündender Verkehrswege für mehrere mögliche Fahrstrecken und/oder die Gründlichkeit der jeweiligen Überwachung kann daran orientiert werden, welche der möglichen Fahrstrecken am wahrscheinlichsten ist.
  • Auch wenn für eine einzelne voraussichtliche Fahrstrecke mehrere Verkehrswege zu überwachen sind, werden diese vorzugsweise sequenziell überwacht. Die Reihenfolge und/oder Gründlichkeit der jeweiligen Überwachung kann beispielsweise daran orientiert festgelegt werden, welche von mehreren möglichen Fahrstrecken zuerst in die voraussichtliche Fahrstrecke einmündet.
  • Vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere an Kreuzungen und Straßenmündungen. Wenn das Kraftfahrzeug beispielsweise im rechten Winkel auf eine vorfahrtberechtigte Straße zufährt und nach rechts in diese einbiegen will, so kann der Fahrzeugsensor erfindungsgemäß auf den von links in die geplante Fahrstrecke einmündenden Arm der Vorfahrtsstraße ausgerichtet werden und diesen überwachen. Auf diese Weise kann überprüft werden, ob sich von links ein vorfahrtberechtigter Verkehrsteilnehmer nähert. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs kann dann beispielsweise gewarnt werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kommuniziert zum Austausch von Informationen (z. B. Nutzung von Sensor- und Kartendaten und Ausgabe einer Warnung) vorzugsweise mit anderen Verfahren, insbesondere solchen der Umfelderfassung und Fahrerassistenz, die bei demselben Kraftfahrzeug ausgeführt werden.
  • Um in einem erfindungsgemäßen Verfahren den verschwenkbaren Fahrzeugsensor so ausrichten zu können, dass der einmündende Verkehrsweg in der gewünschten Weise überwacht wird, muss der hierfür geeignete Aufmerksamkeitswinkel bzw. ein geeigneter Zeitverlauf desselben bestimmt werden. Hierfür ist die relative Ausrichtung des Kraftfahrzeugs bezüglich des einmündenden Verkehrswegs, ggf. auch die relative Entfernung des Kraftfahrzeugs bezüglich des einmündenden Verkehrswegs von besonderer Bedeutung. Diese Größen bzw. deren Zeitverlauf lassen sich grundsätzlich auf vielfältige Arten und Weisen bestimmen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die relative Ausrichtung des Kraftfahrzeugs bezüglich des einmündenden Verkehrswegs anhand einer Bestimmung der absoluten Kraftfahrzeugposition und anhand von Kartendaten eines Navigationssystems bestimmt.
  • Die relative Ausrichtung des Kraftfahrzeugs bezüglich des einmündenden Verkehrswegs kann aber alternativ auch durch fahrzeugautonome Sensorik bestimmt werden. Die dazu verwendete fahrzeugautonome Sensorik kann dabei einzelne oder mehrere Systeme auf der Basis von Radar, Lidar, Ultraschall, Inertialplattformen, Kreiselkompanten, Erdmagnetfeldsensoren sowie Kameras (optisch, NIR, FIR) umfassen.
  • Die beiden genannten Verfahren zur Bestimmung der relativen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs bezüglich des einmündenden Verkehrswegs lassen sich gegebenenfalls, etwa durch mehrstufiges Vorgehen oder die parallele Berechnung von Teilergebnissen, auch miteinander kombinieren.
  • Die Bestimmung der relativen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs bezüglich des einmündenden Verkehrswegs kann unmittelbar mit der Detektion des Vorhandenseins des einmündenden Verkehrswegs einhergehen oder entkoppelt von dieser erfolgen. Dementsprechend kann auch beispielsweise das Vorhandensein eines einmündenden Verkehrswegs zunächst auf der Basis von Kartendaten detektiert werden, wohingegen die relative Ausrichtung des Kraftfahrzeugs bezüglich desselben kamerabasiert ermittelt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird in der Regel dazu führen, dass der Fahrzeugsensor nicht auf einen zeitlich konstanten, sondern auf einen zeitvariablen Aufmerksamkeitswinkel eingestellt wird, denn die Bewegung des Kraftfahrzeugs gegenüber dem global ruhenden Verkehrsweg macht eine entsprechende Anpassung der Ausrichtung des Fahrzeugsensors erforderlich. Diese Anpassung kann mit entsprechend hoher Aktualisierungsrate schritthaltend erfolgen. Sofern die zukünftige Fahrstrecke zumindest zum Teil bekannt und/oder prognostizierbar ist, kann jedoch für eine hochqualitative und/oder hochdynamische Steuerung der Schwenkbewegung auch ein Zeitverlauf für den Aufmerksamkeitswinkel modellbasiert vorweg berechnet werden.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren überwachbar sind grundsätzlich nur diejenigen Anteile eines einmündenden Verkehrswegs, die von der aktuellen Position des Fahrzeugsensors aus einsehbar sind. In der Regel wird dies nicht der gesamte Verkehrsweg sein, sondern nur ein dem Kraftfahrzeug zugewandtes Ende des Verkehrswegs. Je nach Öffnungswinkel des Fahrzeugsensors ist es zudem möglich, dass in bestimmten Fahrsituationen die Überwachung eines solchen Endes eines einmündenden Verkehrsweges nicht vollständig und zuverlässig durch die Ausrichtung des Fahrzeugsensors auf einen bestimmten Aufmerksamkeitswinkel erfolgen kann. Dies gilt insbesondere bei einem sehr schmalen Öffnungswinkel des Fahrzeugsensors und einer geringen Entfernung zu dem einmündenden Verkehrsweg oder bei stark gekrümmten einmündenden Verkehrswegen (z.B. Kreisverkehr). Dieses Problem kann auf unterschiedliche Art und Weise gelöst werden. Beispielsweise kann die Überwachung auf den dem Kraftfahrzeug räumlich nächstgelegenen Anteil des einmündenden Verkehrswegs beschränkt werden. Der Aufmerksamkeitswinkel würde dazu so gewählt werden, dass der sich aus der Ausrichtung in Richtung des Aufmerksamkeitswinkels ergebende Aufnahmebereich des Fahrzeugsensors den dem Kraftfahrzeug nächstgelegenen Anteil des in die voraussichtliche Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs einmündenden Verkehrswegs enthält. Es kann aber auch zunächst eine Ausrichtung auf den nächstgelegenen Anteil des einmündenden Verkehrswegs vorgenommen werden, um den Fahrzeugsensor anschließend auf weiter entfernte Teile zu verschwenken. So könnte effektiv ein größerer als der bei Momentbetrachtung überwachbare Anteil des einmündenden Verkehrswegs überwacht werden.
  • Die erfindungsgemäße sensorische Überwachung der Fahrzeugumgebung kann auch auf mehrere Fahrzeugsensoren verteilt werden. Dementsprechend können sich bestimmte Zuständigkeiten für einen einzelnen Fahrzeugsensor ergeben. Der Fahrzeugsensor wird in einer solchen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens nur dann auf einen in die voraussichtliche Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs einmündenden Verkehrsweg ausgerichtet, wenn er für dessen Überwachung zuständig ist. Beispielsweise kann ein erster auf der rechten Fahrzeugseite angeordneter verschwenkbarer Fahrzeugsensor nur für die Überwachung von Verkehrswegen zuständig sein, die von rechts in die voraussichtliche Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs einmünden, während ein zweiter auf der linken Fahrzeugseite angeordneter verschwenkbarer Fahrzeugsensor für die Überwachung von Verkehrswegen zuständig ist, die von links in die voraussichtliche Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs einmünden.
  • Eine Besonderheit der Erfindung liegt zwar darin, dass ein verschwenkbarer Fahrzeugsensor zumindest temporär gerade nicht für eine Überwachung der voraussichtlichen Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs verwendet wird. Die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens schließt jedoch keineswegs aus, den verschwenkbaren Fahrzeugsensor temporär auch, ggf. sogar zeitlich überwiegend, für eine Überwachung der voraussichtlichen Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs (oder zur Überwachung einer anderen Richtung, etwa der Richtung der Fahrzeuglängsachse) einzusetzen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine besonders gute Ausnutzung des verschwenkbaren Fahrzeugsensors erreicht, indem dessen Aufmerksamkeitswinkel immer dann, wenn kein einmündender Verkehrsweg in der Umgebung des Kraftfahrzeugs vorhanden ist, so gewählt wird, dass der sich aus der Ausrichtung in Richtung des Aufmerksamkeitswinkels ergebende Aufnahmebereich des Fahrzeugsensors weitgehend die voraussichtliche Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs enthält. Im Falle einer oben beschriebenen Zuständigkeitsverteilung kann der Aufmerksamkeitswinkel immer dann so gewählt werden, dass der sich daraus ergebende Aufnahmebereich weitgehend die voraussichtliche Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs enthält, wenn kein einmündender Verkehrsweg, der in den Zuständigkeitsbereich des jeweiligen Fahrzeugsensors fällt, in der Umgebung des Kraftfahrzeugs vorhanden ist.
  • Die Effizienz des erfindungsgemäßen Verfahrens kann unter Umständen gesteigert werden, wenn nur solche Verkehrswege als einmündende Verkehrswege im Sinne der Erfindung detektiert bzw. als solche überwacht werden, welche in den Teil der zukünfigen Fahrstrecke einmünden, den das Kraftfahrzeug innerhalb eines bestimmten zukünftigen Zeitraums (z. B. innerhalb der folgenden 15 Sekunden) zurücklegen wird. Der von einer Recheneinheit zu leistende Rechenaufwand für das erfindungsgemäße Verfahren kann somit verringert werden. Verfrühte Warnungen an den Fahrer können vermieden werden. Ein Fahrzeugsensor, der auch für die Überwachung der voraussichtlichen Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs eingesetzt wird, kann länger für diesen Zweck eingesetzt werden.
  • Die Erfindung kann bereits zur Steuerung eines um eine einzige Achse verschwenkbaren Fahrzeugsensors Anwendung finden, lässt sich jedoch problemlos auf um mehrere Achsen verschwenkbare Fahrzeugsensoren erweitern. Die Überwachung einmündender Verkehrswege kann durch eine geschickte Steuerung eines um mehrere Achsen verschwenkbaren Fahrzeugsensors weiter verbessert werden. Beispielsweise können dann Neigungen des Kraftfahrzeugs (z. B. durch Beladung) und/oder Steigungen sowohl der Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs also auch der einmündenden Verkehrswege ausgeglichen werden.
  • Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung im Folgenden näher beschrieben. Dabei zeigen im Einzelnen jeweils schematisch
    • 1 den Einsatz eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Fahrsituation und
    • 2 den Einsatz eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer zweiten Fahrsituation.
  • 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, welches im in etwa rechten Winkel auf eine vorfahrtsberechtigte Straße 2 zufährt. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst einen verschwenkbaren Radarsensor 5. Dieser soll dazu eingesetzt werden, vorfahrtsberechtigte Verkehrsteilnehmer auf Verkehrswegen, welche im Sinne der Erfindung in die geplante Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs 1 einmünden zu detektieren. Im Fall der Detektion eines solchen vorfahrtsberechtigten Verkehrsteilnehmers wird eine, beispielsweise akustische, Warnung an den Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 ausgegeben. Entsprechende Mittel zur Warnung des Fahrers sind im Kraftfahrzeug 1 vorgesehen und sind mit den Vorrichtungen, welche an der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beteiligt sind, verbunden.
  • Der Radarsensor 5 hat einen Öffnungswinkel von +/- 20 Grad, welcher sich auf beiden Seiten einer Hauptstrahlrichtung erstreckt. 1 zeigt eine Momentaufnahme bei Ausrichtung des Radarsensors 5 in Richtung der Hauptstrahlrichtung 4. Der Öffnungswinkel des Radarsensors 5 erstreckt sich dann zwischen den in 1 als Strichlinien eingezeichneten Grenzen 4a und 4b.
  • Zum Verschwenken des Radarsensors 5 ist ein Antriebsmotor vorgesehen. Der aktuelle Schwenkwinkel ist durch einen Winkelsensor erfassbar. Als Sollwert für den Schwenkwinkel ist ein Aufmerksamkeitswinkel vorgebbar. Der Schwenkwinkel des Radarsensors 5 ist in an sich bekannter Weise hochdynamisch durch Regelung in einem geschlossenen Regelkreis auf den jeweils vorgegebenen Sollwert bzw. dessen Zeitverlauf einstellbar. Die Erzeugung des Aufmerksamkeitswinkels bzw. Sollwerts erfolgt in einer dem Kraftfahrzeug 1 zugeordneten, nicht eigens graphisch dargestellten, Recheneinheit gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ein Navigationssystem. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung des Aufmerksamkeitswinkels ist mit diesem Navigationssystem gekoppelt und kann auf dessen Kartendaten, auf die aktuelle Kraftfahrzeugposition sowie auf die geplante Route einer aktuellen Zielführung des Navigationssystems zugreifen. Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren auf die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit und den Zustand der Fahrtrichtungsanzeiger (Blinker) zugreifen.
  • Bei den Kartendaten handelt es sich um erweiterte Kartendaten, welche auch Zusatzinformation bezüglich der Vorfahrtsregelungen auf den verzeichneten Verkehrswegen enthalten.
  • Die geplante Route wird in der hier beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens als erste vorläufige Information bezüglich der voraussichtlichen Fahrstrecke des Kraftfahrzeugs betrachtet. In der in 1 dargestellten Fahrsituation ist der geplanten Route der aktuellen Zielführung beispielsweise zu entnehmen, dass das Kraftfahrzeug 1 voraussichtlich nach rechts in die Straße 2 einbiegen wird.
  • Zudem wurde vom Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 der rechte Fahrtrichtungsanzeiger gesetzt. Auch hieraus wird, als zweite vorläufige Information, ein geplantes Abbiegen nach rechts gefolgert. Diese zweite vorläufige Information wird mit der von dem Navigationssystem geplanten Route, d. h. der oben genannten ersten vorläufigen Information, in einem Plausibilitäts-Check verglichen. Aus der Übereinstimmung der beiden vorläufigen Informationen wird als endgültige Information gefolgert, dass ein Abbiegen nach rechts geplant ist. Der Pfeil 3 deutet die voraussichtliche Fahrstrecke an.
  • Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung kann auch alleine aus der geplanten Route bzw. alleine vom Zustand des Fahrtrichtungsanzeigers auf die geplante Fahrstrecke geschlossen werden.
  • Anhand der Kraftfahrzeugposition, der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und der Kartendaten des Navigationssystems wird nun durch das erfindungsgemäße Verfahren festgestellt, dass in die Fahrstrecke, welche das Kraftfahrzeug innerhalb der nächsten 20 Sekunden zurücklegen wird, zumindest ein in den Kartendaten enthaltener Verkehrsweg einmündet.
  • Für die in 1 dargestellte Fahrsituation wird der linke Straßenarm 2a detektiert als einmündender Verkehrsweg, auf welchem sich andere Verkehrsteilnehmer der geplanten Fahrstrecke 3 nähern könnten. Der rechte Straßenarme 2b hingegen wird nicht als einmündender Verkehrsweg detektiert, da in der hier beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens berücksichtigt wird, dass beim Rechtsabbiegen in Ländern mit Rechtsverkehr eine Kollision mit Verkehrsteilnehmern, welche sich von rechts nähern, nicht auftreten kann.
  • Aus den erweiterten Kartendaten ergibt sich, dass der Straßenarm 2a vorfahrtsberechtigt ist. Er ist somit durch das erfindungsgemäße Verfahren zu überwachen. Da aus den erweiterten Kartendaten auch bekannt ist, dass der Straßenarm 2a zwei Fahrspuren umfasst, die typischerweise in entgegengesetzter Richtung befahren werden, und sich andere Verkehrsteilnehmer somit typischerweise nur auf der (gemäß der Zeichnung in 1) unteren Fahrspur 2aa an die Fahrstrecke 3 annähern können, wird die Überwachung insbesondere auf diese Fahrspur 2aa konzentriert.
  • Um den Radarsensor 5 hierzu geeignet zu verschwenken, ist eine Bestimmung der relativen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs 1 bezüglich des einmündenden Verkehrswegs 2a (bzw. dessen „unterer“ Fahrspur 2aa) erforderlich. Diese Bestimmung erfolgt anhand der auf GPS-Basis durch das Navigationssystem ermittelten absoluten Kraftfahrzeugposition und anhand der Kartendaten des Navigationssystems. Letzteren ist die geographische Lage, Ausdehnung etc. des Straßenarms 2a und dessen „unterer“ Fahrspur 2aa zu entnehmen. Als Aufmerksamkeitswinkel wird nun unter Berücksichtigung des Öffnungswinkels des Radarsensors 5 und unter Berücksichtigung der relativen Ausrichtung des Kraftfahrzeugs 1 bezüglich des Straßenarms 2a und dessen „unterer“ Fahrspur 2aa derjenige Schwenkwinkel für den Radarsensor 5 berechnet, bei welchem die „untere“ Fahrspur 2aa des Straßenarms 2a (insbesondere der der geplanten Fahrstrecke 3 nächstgelegene Teil derselben) möglichst gut im Aufnahmebereich des Radarsensors 5 enthalten ist. Der so errechnete Aufmerksamkeitswinkel wird als Sollwert an die Regelung des Schwenkwinkels übergeben, wodurch der Schwenkwinkel auf diesen Aufmerksamkeitswinkel eingestellt wird.
  • 1 zeigt die sich daraus ergebende Ausrichtung des Radarsensors 5. Die Hauptstrahlrichtung 4 ist dabei durch den Aufmerksamkeitswinkel festgelegt. 1 zeigt, dass der sich aus der Hauptstrahlrichtung 4 und dem Öffnungswinkel (zwischen den Grenzen 4a und 4b) des Radarsensors 5 ergebende Aufnahmebereich des Radarsensors 5a den Straßenarm 2a so abdeckt, dass beispielsweise das sich auf dem Straßenarm 2a nähernde Fahrzeug 9 durch den Radarsensor 5 detektiert werden kann. Der Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 kann somit gewarnt werden, dass sich ein Fahrzeug von links der geplanten Fahrspur nähert.
  • 2 zeigt dasselbe Kraftfahrzeug 1 in einer anderen Fahrsituation, nämlich bei der Annäherung an eine Kreuzung 2'. In der in 2 dargestellten Fahrsituation ist der geplanten Route der aktuellen Zielführung und der Tatsache, dass kein Fahrtrichtungsanzeiger aktiviert ist, zu entnehmen, dass das Kraftfahrzeug 1 voraussichtlich geradeaus über die Kreuzung 2' fahren wird. Der Pfeil 3' verdeutlicht die geplante Fahrstrecke.
  • Anhand der Kraftfahrzeugposition, der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit und der Kartendaten des Navigationssystems wird wieder durch das erfindungsgemäße Verfahren festgestellt, ob in die Fahrstrecke, welche das Kraftfahrzeug innerhalb der nächsten 20 Sekunden zurücklegen wird, zumindest ein in den Kartendaten enthaltener Verkehrsweg einmündet.
  • Für die in 1 dargestellte Fahrsituation werden in einer ersten Stufe des Verfahrens zunächst drei Verkehrswege detektiert, auf welchen sich grundsätzlich andere Verkehrsteilnehmer der geplanten Fahrstrecke 3' nähern könnten. Es sind dies die Kreuzungsarme 2a' (links), 2b' (rechts) und 2c' (geradeaus).
  • Auf dem Kreuzungsarm 2c' entgegenkommende Fahrzeuge können die geplanten Fahrstrecke nur kreuzen, wenn sie aus ihrer Sicht links abbiegen. Da sie dabei jedoch die Vorfahrt des Kraftfahrzeugs 1 beachten müssten und in der hier beschriebenen Ausführungsform der Erfindung davon ausgegangen wird, dass sich alle Verkehrsteilnehmer vorschriftsmäßig verhalten, kann der Kreuzungsarm 2c' außer Acht gelassen werden. Er wird somit in einer zweiten Stufe des Verfahrens als einmündender Verkehrsweg verworfen.
  • Es verbleiben die beiden einmündenden Verkehrswege 2a' und 2b'. Aus den erweiterten Kartendaten ergibt sich, dass beide vorfahrtsberechtigt sind. Sie sind somit durch das erfindungsgemäße Verfahren zu überwachen.
  • Die Überwachung der beiden Kreuzungsarme erfolgt nacheinander. Zunächst wird ein erster Aufmerksamkeitswinkel für den Radarsensor 5 berechnet, bei welchem der Straßenarm 2a' abgedeckt werden kann und der Radarsensor 5 wird in Richtung dieses ersten Aufmerksamkeitswinkels verschwenkt (nicht eigens graphisch dargestellt). Anschließend wird ein zweiter Aufmerksamkeitswinkel zur Überwachung des Straßenarms 2b' errechnet. Die in 2 eingezeichnete Hauptstrahlrichtung 4' und der durch die Strichlinien 4a' und 4b' angedeutete Öffnungswinkel bzw. Aufnahmebereich entsprechen der Ausrichtung des Radarsensors 5 auf diesen zweiten Aufmerksamkeitswinkel.
  • Der Verkehrsteilnehmer 10 wird somit zuverlässig durch das beschriebene Verfahren detektiert und der Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 kann gewarnt werden.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Ausrichtung eines an einem Kraftfahrzeug (1) angeordneten und um zumindest eine Achse verschwenkbaren Fahrzeugsensors (5) in Richtung eines in Abhängigkeit von der aktuellen Fahrsituation bestimmten Aufmerksamkeitswinkels, wobei das Vorhandensein eines in die voraussichtliche Fahrstrecke (3, 3') des Kraftfahrzeugs (1) einmündenden Verkehrswegs (2b`) unter Einbezug von Vorwissen über die umliegenden Verkehrswege detektiert wird, dass der Aufmerksamkeitswinkel so gewählt wird, dass der sich aus der Ausrichtung in Richtung des Aufmerksamkeitswinkels ergebende Aufnahmebereich des Fahrzeugsensors (5) den in die voraussichtliche Fahrstrecke (3, 3') des Kraftfahrzeugs (1) einmündenden Verkehrsweg (2b`) zumindest teilweise enthält, und dass der Aufmerksamkeitswinkel des Fahrzeugsensors (5), wenn kein einmündender Verkehrsweg (2b`) in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) vorhanden ist, so gewählt wird, dass der sich aus der Ausrichtung in Richtung des Aufmerksamkeitswinkels ergebende Aufnahmebereich des Fahrzeugsensors (5) weitgehend die voraussichtliche Fahrstrecke (3, 3') des Kraftfahrzeugs (1) enthält.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die voraussichtliche Fahrstrecke (3, 3') des Kraftfahrzeugs (1) anhand des Bedien- oder Schaltzustands einer Vorrichtung zur Fahrtrichtungsanzeige bestimmt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorhandensein des einmündenden Verkehrswegs (2b`) anhand von Kartendaten eines Navigationssystems detektiert wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Vorwissen über die Verkehrsregelung herangezogen wird, um das Vorhandensein von einmündenden Verkehrswegen (2b`) im Sinne der Erfindung zu detektieren.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine relative Ausrichtung des Kraftfahrzeugs (1) bezüglich des einmündenden Verkehrswegs (2b`) anhand einer Bestimmung der absoluten Kraftfahrzeugposition und Kartendaten eines Navigationssystems bestimmt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die relative Ausrichtung des Kraftfahrzeugs (1) bezüglich des einmündenden Verkehrswegs (2b`) durch fahrzeugautonome Sensorik bestimmt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufmerksamkeitswinkel so gewählt wird, dass der sich aus der Ausrichtung in Richtung des Aufmerksamkeitswinkels ergebende Aufnahmebereich des Fahrzeugsensors (5) den dem Kraftfahrzeug (1) nächstgelegenen Anteil des in die voraussichtliche Fahrstrecke (3, 3') des Kraftfahrzeugs (1) einmündenden Verkehrswegs (2b`) enthält.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der verschwenkbare Fahrzeugsensor (5) nur dann auf einen in die voraussichtliche Fahrstrecke (3, 3') des Kraftfahrzeugs (1) einmündenden Verkehrsweg (2b`) ausgerichtet wird, wenn er anhand einer zwischen mehreren Fahrzeugsensoren (5) vorgesehenen Zuständigkeitsverteilung für dessen Überwachung zuständig ist.
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