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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Unterstützung der Blickführung eines Fahrers eines Fahrzeugs in unfallkritischen Verkehrssituationen sowie ein entsprechendes Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung dieser Blickführung des Fahrers.
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Die Blickführung des Lenkers eines Fahrzeugs hat eindeutige Auswirkungen auf seine Handlungs- und Reaktionsweisen. Nicht selten treten Unfallsituationen auf, in denen ein Fahrzeug in einer Kurve von der Straße abkommt und mit einem am Straßenrand stehenden Baum kollidiert, obwohl in weiter Entfernung zu diesem Baum kein weiteres Hindernis vorzufinden ist. Derartige Unfälle sind im Wesentlichen darauf zurückzuführen, dass der Fahrer des Fahrzeugs beim Annähern an das zu erkennende Hindernis seine Blickführung nicht mehr ändert und somit geradewegs auf das Hindernis zusteuert, ohne dem eigentlichen Kurvenverlauf der Straße ordnungsgemäß zu folgen.
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Im Sicherheitstraining werden daher oftmals auch Übungen abgehalten, in denen dem Fahrer sein Blickführungsverhalten bewusst gemacht wird, damit er in entsprechenden Situationen den Blick „weg vom Hindernis” richten kann und somit in der Lage ist, auszuweichen.
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Beim Ausweichen in unfallkritischen Verkehrssituationen wird der Fahrer durch Fahrerassistenzsysteme des Fahrzeugs, insbesondere Fahrdynamikregelsysteme wie ESP(elektronisches Stabilitätsprogramm)-Systeme, beim Ausweichmanöver unterstützt. Dies erfolgt jedoch nur dann, wenn der Fahrer mittels der Lenkung einen Wunsch zur Richtungsänderung vorgibt. Eben dieses Lenken in Wunschrichtung ist meist nur durch eine Blickführung in Richtung dieser Wunschrichtung und somit in unfallkritischen Situationen, weg vom Hindernis, möglich. Kann der Fahrer den Blick nicht vom Hindernis lösen, wird er erfahrungsgemäß auch nicht weglenken können und unweigerlich mit dem Hindernis kollidieren.
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Aus der
DE 102 53 510 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verbesserung der Sicht in einem Kraftfahrzeug bekannt. In einem Head-up-Display werden dem Fahrer des Kraftfahrzeugs Fahrerinformationen über den Fahrbahnverlauf und/oder Objekte in der Umgebung des Kraftfahrzeugs angezeigt.
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Aus der
DE 101 31 720 A1 ist ein Head-up-Displaysystem für ein Fahrzeug bekannt. In der Fahrzeugumgebung detektierte Objekte werden ortsgenau an der Windschutzscheibeninnenseite angezeigt. Zusätzlich dazu kann ein Ausweichmanöver symbolhaft dargestellt werden, wobei diese Darstellung benachbart zu dem Symbol, welches das fahrzeugexterne Objekt symbolisiert, erfolgen kann.
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Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren sowie ein Fahrerassistenzsystem zu schaffen, mit dem die Blickführung des Fahrers unterstützt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren, welches die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, und ein Fahrerassistenzsystem, welches die Merkmale nach Patentanspruch 9 aufweist, gelöst.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Blickführung eines Fahrers eines Fahrzeugs in Verkehrssituationen, insbesondere in unfallkritischen Verkehrssituationen, unterstützt. Während dem Fortbewegen des Fahrzeugs werden Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs detektiert, welche im Fortgang der Fortbewegung des Fahrzeugs mit dem Fahrzeug kollidieren würden. Nachdem zumindest ein derartiges Objekt erfasst wurde, wird eine gegebenenfalls mögliche Ausweichrichtung für das Fahrzeug ermittelt, um eine Kollision vermeiden oder zumindest abschwächen zu können. Des Weiteren wird ein Signal erzeugt, mit welchem dem Fahrer des Fahrzeugs eine abhängig von der gegebenenfalls möglichen Ausweichrichtung vorgebbare Referenz-Blickrichtung wahrnehmbar signalisiert wird. Unter unfallkritischen Verkehrssituationen werden alle Situationen im Verkehr verstanden, welche aufgrund falscher Blickführung eines Fahrzeugführers in Bezug auf die momentane Verkehrssituation entstehen.
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Es wird zum Erzeugen eines für den Fahrer wahrnehmbaren Signals zunächst eine Ist-Blickrichtung des Fahrers des Fahrzeugs detektiert und dann ein Vergleich der Ist-Blickrichtung des Fahrers mit einer abhängig von der Ausweichrichtung bestimmten Referenz-Blickrichtung durchgeführt. Falls eine Abweichung zwischen der Ist-Blickrichtung und der Referenz-Blickrichtung festgestellt wird, wird dann ein Signal erzeugt, mit welchem dem Fahrer die Referenz-Blickrichtung wahrnehmbar signalisiert wird. Durch diese spezifizierte Ausgestaltung kann das Verfahren dahingehend optimiert und sensibilisiert werden, dass ein unnötiges Erzeugen derartiger Signale verhindert werden kann. Die Sicherheit beim Führen des Fahrzeugs kann dadurch erhöht werden, da der Fahrer nicht durch unnötig erzeugte Signale abgelenkt oder gar zu sicherheitsgefährdenden Manövern verleitet wird.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Blickführung eines Fahrers effektiv unterstützt werden und dadurch das Auftreten von kritischen Verkehrssituationen oder sogar Unfallsituationen reduziert werden. Die Wahrscheinlichkeit, dass die Blickrichtung des Fahrers beim Annähern an ein Hindernis auf dieses Hindernis fixiert ist und somit eine Kollision oder eine auch für andere Verkehrsteilnehmer kritische Verkehrssituation mit hoher Wahrscheinlichkeit auftritt, kann dadurch deutlich reduziert werden.
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In bevorzugter Weise wird als wahrnehmbares Signal ein optisches Signal erzeugt, durch welches die Referenz-Blickrichtung visuell angezeigt wird. Gerade eine optisch wahrnehmbare Darstellung eines derartigen Signals kann einen Fahrer verbessert dahingehend beeinflussen, dass er seine Blickrichtung ändert und insbesondere im Hinblick auf die Referenz-Blickrichtung richtet. Die Warnfunktion und schnelle Wahrnehmbarkeit durch den Fahrer kann dadurch erhöht werden.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass ausschließlich ein akustisches Signal erzeugt wird, mit welchem dem Fahrer eine vorgebbare Referenz-Blickrichtung wahrnehmbar signalisiert wird. Insbesondere kann hier vorgesehen sein, dass ein akustisches Signal örtlich im Fahrzeug dort erzeugt wird, in welche Richtung der Fahrer blicken sollte, um die Referenz-Blickrichtung einzunehmen. Dazu können entsprechende Akustikeinheiten an entsprechenden Positionen im Fahrzeug angebracht werden, so dass beispielsweise ein akustisches Signal links und rechts vom Kopf des Fahrers erzeugt werden kann. Der Fahrer kann dadurch akustisch wahrnehmen, dass links von ihm oder rechts von ihm ein akustisches Signal erzeugt wird und entsprechend die Referenz-Blickrichtung nach links oder nach rechts wäre. Ebenso kann auch vorgesehen sein, dass zusätzlich oder anstatt einem einfachen akustischen Signal, beispielsweise einem einheitlichen Pfeifton, auch ein Sprachsignal erzeugt wird, indem dem Fahrer durch Sprache die Referenz-Blickrichtung signalisiert wird. Bei Fahrzeugen wie Motorrädern und dergleichen, kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass ein derartiges Signal an den Helm des Fahrers übertragen wird, insbesondere drahtlos übertragen wird und mittels in dem Helm vorhandenen Akustikeinheiten signalisiert wird.
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Als wahrnehmbares Signal kann bevorzugterweise ein grafisches Symbol erzeugt werden. Beispielsweise kann ein Pfeilsymbol angezeigt werden. Durch diese Symbolik kann die Aufmerksamkeit des Fahrers nochmals erhöht werden und die besonders einfache Darstellung, in welche Richtung die Referenz-Blickrichtung verläuft, angezeigt werden. Allein durch derartig selbsterklärende grafische Symbole kann die intuitive Wahrnehmung durch den Fahrer erhöht werden und eine entsprechend schnellere Reaktion des Fahrers erzeugt werden. Bei Motorrädern und dergleichen kann vorgesehen sein, dass ein derartiges grafisches Symbol im Blickfeld des Fahrers erzeugt wird, beispielsweise an das Visier des Helms projiziert wird. Die Projektion ist dann bevorzugt so durchzuführen, dass der Fahrer das grafische Symbol in einer Entfernung vor dem Helm wahrnimmt, die ihm eine darüber hinaus sichere Beobachtung der Umgebung und des weiteren Straßenverlaufs auch in einer weiteren Entfernung vor dem Motorrad ermöglicht. Es sollte daher eine Projektionsweise vermieden werden, welche das grafische Symbol so auf das Visier projiziert, dass der Fahrer es auch unmittelbar in kurzer Entfernung vor seinem Auge wahrnimmt bzw. empfindet, da dadurch eine Fokussierung darauf erfolgt und eine Beobachtung des weiteren Straßenverkehrs und des Straßenverlaufs relativ stark beeinträchtigt wird.
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Es kann vorgesehen sein, dass das grafische Symbol während der Anzeige zumindest zeitweise als statisches Symbol erzeugt wird. Ebenso kann auch vorgesehen sein, dass dieses grafische Symbol während der Zeitdauer seiner Anzeige zumindest zeitweise dynamisch dargestellt wird. Insbesondere durch die dynamische Darstellung lassen sich verschiedenste Abläufe insbesondere optisch darstellen, wodurch die Fahreraufmerksamkeit im Hinblick auf die Blickrichtungsänderung nochmals verbessert werden kann. So können beispielsweise blinkende oder wandernde Symbole dargestellt werden. Beispielsweise können in dieser Darstellung auch Lauflichtbilder erzeugt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass abhängig von einer ermittelbaren Zeitdauer und/oder einer ermittelbaren Entfernung des Fahrzeugs zu dem möglicherweise kollidierenden Hindernis, die Symbolanzeige statisch oder dynamisch erfolgt. So kann vorgesehen sein, dass mit abnehmender Zeitdauer bis zur möglichen Kollision mit dem Hindernis und/oder mit geringer werdender Entfernung bis zum Hindernis, die Symbolanzeige von einer statischen Anzeige zu einer dynamischen Anzeige übergeht. Die dynamische Anzeige kann auch so erfolgen, dass sie mit Annäherung des Fahrzeugs an das Hindernis und/oder mit abnehmender Zeitdauer bis zur möglichen Kollision mit dem Hindernis stetig heller und/oder mit steigender Frequenz, insbesondere schneller blinkend oder schneller wandernd, angezeigt wird.
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Bevorzugt kann ein optisches Signal auf eine Projektionsfläche projiziert werden. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das optische Signal auf eine Frontscheibe des Fahrzeugs projiziert wird. Dadurch wird das optische Signal an einer Stelle dargestellt, an der die Wahrnehmbarkeit durch den Fahrer äußerst hoch ist und somit auch eine unmittelbare Wahrnehmbarkeit erreicht werden kann.
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In bevorzugter Weise wird ein automatisches Abbremsen des Fahrzeugs eingeleitet, wenn Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs detektiert werden, welche im Fortgang der Fortbewegung des Fahrzeugs mit dem Fahrzeug kollidieren würden. Dieses Einleiten eines automatischen Abbremsens kann vorher, nachher oder aber auch zeitgleich mit dem Erzeugen eines Signals erfolgen, mit welchem dem Fahrer eine abhängig von der gegebenenfalls möglichen Ausweichrichtung vorgebbare Referenz-Blickrichtung wahrnehmbar signalisiert wird. Der Fahrer wird somit in der Blickführung wesentlich unterstützt, indem ein elektronisches System eine Ausweichspur gegebenenfalls findet und dem Fahrer eine Blickvorgabe quasi empfiehlt. Er wird somit unterstützt, in diese empfohlene Referenz-Blickrichtung zu blicken und dann bevorzugt in diese Richtung ein Ausweichmanöver durch eine entsprechende Lenkbewegung einzuleiten. Durch den nun einem Fahrdynamikregelsystem, insbesondere einem ESP-System, des Fahrzeugs vorgegebenen Lenkwinkelwunsch wird dieses im Rahmen der Fahrphysik den Fahrer zur Durchführung des Ausweichmanövers maximal unterstützen.
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Das vorhandene Fahrdynamikregelsystem kann durch eine quasi verbesserte Vorgabe des Fahrers die noch vorhandenen physikalischen Reserven zum Ausweichmanöver heranziehen. Insbesondere bei zunehmend höheren Geschwindigkeiten ist der Weg, den ein Fahrzeug während eines Ausweichmanövers zurücklegt, kürzer als der Bremsweg. Ein Ausweichen zur Vermeidung eines Aufpralls wäre bei gegebenenfalls vorhandenen Ausweichrichtungen möglicht, wenn eine Notbremsung den Aufprall schon nicht mehr verhindern kann. Der Ausweichweg steigt linear mit der Geschwindigkeit an, wo hingehen der Bremsweg quadratisch ansteigt.
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Bevorzugt wird das wahrnehmbarere Signal so signalisiert, dass der Fahrer zum Durchführen eines Lenkvorgangs des Fahrzeugs in Ausweichrichtung unterstützend beeinflusst wird. Die Anzeige des wahrnehmbaren Signals ermöglicht dadurch, dass die Wahrscheinlichkeit, dass der Fahrer ein entsprechendes Lenkmanöver in die vorteilhafte Richtung durchführt, durch die entsprechende Signalisierung erhöht wird.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzsystem ist zur Unterstützung der Blickführung eines Fahrers eines Fahrzeugs Verkehrssituationen, insbesondere in unfallkritischen Verkehrssituationen, ausgebildet. Das Fahrerassistenzsystem umfasst zumindest eine Detektionsvorrichtung, welche ausgebildet ist, Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs, die im Fortgang der Fortbewegung des Fahrzeugs mit dem Fahrzeug kollidieren würden, zu erfassen. Darüber hinaus umfasst das Fahrerassistenzsystem eine Auswerteeinheit, welche abhängig von den Umgebungsinformationen des Fahrzeugs und somit von den Informationen der Detektionsvorrichtung zur Bestimmung einer gegebenenfalls möglichen Ausweichrichtung für das Fahrzeug zur Vermeidung einer Kollision oder zumindest zu einer Abschwächung einer unvermeidbaren Kollision ausgebildet ist. Des Weiteren umfasst das Fahrerassistenzsystem eine Signaleinheit, welche zur Erzeugung eines Signals ausgebildet ist, mit welchem dem Fahrer eine abhängig von gegebenenfalls möglichen Ausweichrichtung vorgebbare Referenz-Blickrichtung wahrnehmbar signalisierbar ist. Dem Fahrer eines Fahrzeugs wird somit ein Assistenzsystem zur Verfügung gestellt, mit dem die Blickrichtung des Fahrers effizient unterstützt wird. Insbesondere kann dadurch das Verhalten eines Fahrers eines Fahrzeugs dahingehend beeinflusst wird, dass die Wahrscheinlichkeit, dass Hindernisse durch den Blick des Fahrers fixiert werden und dadurch auch erfahrungsgemäß ein Ausweichen nicht erfolgt, deutlich reduziert wird.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems anzusehen.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Ein nicht dargestelltes Fahrzeug umfasst ein Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung der Blickführung eines Fahrers eines Fahrzeugs. Dieses Fahrerassistenzsystem kann weitere Fahrerassistenzsysteme enthalten, beispielsweise ein ACC(adaptive cruise control)-System und/oder ein Spurhaltungs-System und/oder ein Nachtsicht-System und/oder weitere Systeme, welche zur Umfelderfassung mittels Radar oder Infrarot oder zur optischen Bilderfassung im sichtbaren Spektralbereich ausgebildet sind. Diese weiteren Fahrerassistenzsysteme können jedoch auch als separate Systeme ausgebildet sein, welche zur Datenkommunikation mit dem Fahrerassistenzsystem zur Unterstützung der Blickführung ausgebildet sind. Mit zumindest einem dieser Fahrerassistenzsysteme und den zugrunde gelegten Detektionsvorrichtungen kann die Umgebung des Fahrzeugs erfasst werden. Insbesondere werden dabei beim Fortbewegen des Fahrzeugs im Straßenverkehr gemäß einem Schritt S1 Objekte detektiert, welche im Fortgang der Fortbewegung des Fahrzeugs unter Zugrundelegung der momentanen Bedingungen mit dem Fahrzeug kollidieren würden. Unter einem Objekt werden sowohl bewegliche als auch fest positionierte Hindernisse umfasst. So werden beispielsweise sowohl andere Fahrzeuge als auch beispielsweise Bäume am Straßenrand damit umfasst. Wird nun gemäß Schritt S1 allgemein festgestellt, dass sich Hindernisse in der Umgebung des Fahrzeugs befinden, wird gemäß Schritt S2 festgestellt, ob sich diese Hindernisse auf der weiteren Fortbewegungstrajektorie des Fahrzeugs befinden und somit eine mögliche Kollision bevorsteht.
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In einem weiteren Schritt S3 wird dann anhand von detektierten Umgebungsinformationen und/oder weiteren Informationen, wie beispielsweise GPS(global positioning system)-Daten bestimmt, ob gegebenenfalls eine mögliche Ausweichrichtung für das Fahrzeug zur Vermeidung oder zumindest zur Abschwächung einer nachfolgenden Kollision mit dem detektierten Hindernis vorhanden ist. Dazu umfasst das Fahrerassistenzsystem eine Auswerteeinheit, welche auch als Steuereinheit ausgebildet sein kann.
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Kann eine derartige Ausweichrichtung und somit ein Ausweichweg für das Fahrzeug bestimmt werden, so wird gemäß einem nachfolgenden Schritt S4 im Ausführungsbeispiel ein optisches Signal erzeugt, mit welchem dem Fahrer eine abhängig von der übermittelten Ausweichrichtung vorgebbare Referenz-Blickrichtung wahrnehmbar signalisiert wird. Dazu wird im Ausführungsbeispiel ein entsprechendes Pfeilsymbol erzeugt und auf eine Frontscheibe des Fahrzeugs projiziert. Die Referenz-Blickrichtung ist in die Richtung gerichtet, in welche die Ausweichrichtung führt. Der Fahrer soll daher dahingehend unterstützend beeinflusst werden, dass er bewusst seinen Blick in die Referenz-Blickrichtung richtet und dadurch bewusst in die Ausweichrichtung sieht. Dazu werden im Ausführungsbeispiel in einfacher Ausführung entweder ein Pfeil nach links oder ein Pfeil nach rechts auf die Frontscheibe projiziert.
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In einem weiteren Schritt S5 wird dann erfasst, ob ein Fahrer einen entsprechenden Lenkvorgang in Richtung der Ausweichrichtung einleitet und somit einer möglichen Kollision entgegenwirkt. Ist dies der Fall, wird im Nachfolgenden wieder zum Schritt S1 zurückgegangen und wiederum detektiert, ob eine Kollision im Weiteren nun verhindert werden kann.
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Bevorzugt wird mit der Erzeugung eines optischen Signals gemäß dem Schritt S4 auch eine akustische Warnung erfolgen und eine automatische Notbremsfunktion eingeleitet. Die automatische Notbremsfunktion kann vorher, nachher oder auch zeitgleich mit der optischen Signaldarstellung gemäß dem Schritt S6 erfolgen.
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Eine derartige automatische Notbremsfunktion kann zusätzlich oder anstatt auch dann eingeleitet werden, wenn in den Schritten S3 und S5 einerseits erkannt wird, dass ein Ausweichen nicht möglich ist oder ein Fahrer die Fahrtrichtung trotz einer optischen Anzeige eines grafischen Symbols gemäß dem Schritt S4 nicht ändert (Schritt S6).
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Ein hindernismessendes Fahrerassistenzsystem mit entsprechender Sensorik kann bei einem erkannten Hindernis und nicht ausreichendem Bremsweg eine mögliche Ausweichempfehlung geben. Dazu ist ein Hindernis zu erkennen und zu klassifizieren. Der Brems- und Ausweichweg ist abzugleichen und eine freie Ausweichstrecke ist zu identifizieren. Dies erfolgt gemäß den erläuterten Schritten S1 bis S3.
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Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass nach dem Ermitteln einer gegebenenfalls möglichen Ausweichrichtung für das Fahrzeug zunächst eine Ist-Blickrichtung des Fahrers des Fahrzeugs detektiert wird. Dies kann ebenfalls durch eine Detektionsvorrichtung, insbesondere Kamera oder dergleichen, durchgeführt werden. Dann wird ein Vergleich der Ist-Blickrichtung des Fahrers mit einer abhängig von der Ausweichrichtung bestimmten Referenz-Blickrichtung durchgeführt. Abhängig von einem Abweichen zwischen der Ist-Blickrichtung und der Referenz-Blickrichtung wird dann ein Signal erzeugt, mit welchem dem Fahrer die Referenz-Blickrichtung wahrnehmbar signalisiert wird.
