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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur vorausschauenden
Warnung vor Kurven gemäß Anspruch 1 bzw. 7.
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Bekannt
sind Systeme zur Warnung vor einer zu hohen Kurveneinfahrtsgeschwindigkeit
eines Fahrzeugs, die auf digitalen Straßenkarteninformationen
und Satelliten-gestützter Ortsbestimmung mittels GPS (Global
Positioning System) basieren. Bisher konnten sich diese Systeme
jedoch nicht durchsetzen, da die digitalen Straßenkarteninformationen häufig
zu ungenau oder sogar falsch sind. Zu einem großen Problem
führt dabei die Minimierung des Speicherplatzbedarfs der
digitalen Straßenkarteninformationen, da dies zu noch größeren
Ungenauigkeiten der gespeicherten digitalen Straßenkarteninformationen
führt.
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Aus
der
DE 198 16 133
A1 ist eine Fahrzeugsteuervorrichtung bekannt, bei der
eine aus digitalen Karteninformationen berechnete Kurve mit einer
tatsächlichen auf Basis eines Bilds weißer Linien
auf der Straße erfassten Kurvenform verglichen wird und abhängig
vom Vergleich unmittelbar in die Fahrzeugsteuerung eingegriffen
wird.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur vorausschauenden Warnung vor Kurven zu schaffen, um einen Fahrer
vorausschauend vor Kurven zuverlässig zu warnen.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren zur vorausschauenden Warnung vor
Kurven mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und einer entsprechenden
Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 7 gelöst. Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen.
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Ein
wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht nun darin, einen Kurvenverlauf,
der auf digitalen Karteninformationen insbesondere eines Navigationssystems
basiert, mit einem Kurvenverlauf zu verifizieren, der mittels Umfeldsensoren
eines Fahrzeugs detektiert wurde, und abhängig von der
Verifikation eine Kurvenwarnung zu erzeugen. Mit der Verifikation
kann geprüft werden, ob ein auf digitalen Karteninformationen
basierender Kurvenverlauf zuverlässig ist. Falls der Kurvenverlauf
als zuverlässig eingestuft wird, kann er zur Erzeugung
einer vorausschauenden Kurvenwarnung verwendet werden. Als Umfeldsensoren
können beispielsweise Strahlsensoren, d. h. auf Abtastung
mittels Laser- oder Radar-Strahlen basierende Sensoren, oder auch
Kameras eingesetzt werden, wie sie beispielsweise von im Fahrzeug
installierten Fahrerassistenzsystemen verwendet werden. Mit derartigen
Sensoren können heute schon Fahrbahnradien und damit Kurvenverläufe
mit relativ hoher Genauigkeit vorausschauend detektiert werden.
Durch Verwendung einer zweiten Informationsquelle über
Kurven basierend auf Daten von Umfeldsensoren kann daher eine potentiell
eher ungenaue Kurveninformation basierend auf digitalen Karteninformationen,
wie sie beispielsweise in handelsüblichen Navigationssystemen
in komprimierter Form gespeichert sind, verifiziert und für
eine zuverlässige vorausschauende Warnung vor Kurven verwendet
werden. In Zusammenhang mit der aktuellen Geschwindigkeit eines
Fahrzeugs kann hierdurch vor allem eine effiziente und vor allem
zuverlässigere vorausschauende Warnung vor einer zu hohen
Kurveneinfahrtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs erzeugt werden.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft gemäß einer Ausführungsform
ein Verfahren zur vorausschauenden Warnung vor Kurven mit den folgenden
Schritten:
- – Detektieren eines Kurvenverlaufs
mittels Umfeldsensoren eines Fahrzeugs,
- – Vergleichen des detektierten Kurvenverlaufs mit einem
auf digitalen Karteninformationen basierenden Kurvenverlauf und
Erzeugen eines Kurvenverifikationssignals und
- – Erzeugen und Ausgeben eines Kurvenwarnsignals abhängig
vom Kurvenverifikationssignal.
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Dieses
Verfahren kann beispielsweise in Form eines Algorithmus in ein Fahrerassistenzsystem
integriert sein, das hierdurch zur vorausschauenden Warnung vor
Kurven ausgebildet werden kann. Das Verfahren kann aber auch als
Algorithmus in ein Navigationssystem integriert werden, welches
mit Umfeldsensoren gekoppelt werden kann. Hierdurch kann das Navigationssystem
eine verbesserte, nämlich verifizierte vorausschauende
Kurvenwarnung bieten. Das Kurvenverifikationssignal enthält
insbesondere verschiedene Daten zur Verifikation, beispielsweise
zu den Abweichungen zwischen den beiden Kurvenverläufen
und geschätzten Kurven(krümmungs)radien. Das vorausschauende
Kurvenwarnsignal kann durch eine Verarbeitung des Kurvenverifikationssignals
erzeugt werden. Insbesondere kann die Verarbeitung eine Risikoabschätzung
enthalten, die auf Basis der im Kurvenverifikationssignal enthaltenen
Informationen das Risiko einer fehlerhaften vorausschauenden Kurvenwarnung
ermitteln kann.
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Als
Umfeldsensoren können Strahlsensoren und/oder Kameras eingesetzt
werden und das Detektieren eines Kurvenverlaufs kann das Verarbeiten der
Signale der Strahlsensoren bzw. Kameras aufweisen. Das Detektieren
des Kurvenverlaufs anhand der Signale der Strahlsensoren bzw. Kameras
kann nach Algorithmen erfolgen, wie sie von Fahrerassistenzsystemen
zur vorausschauenden Detektion des Straßenverlaufs und
vor allem Kurvenverlaufs eingesetzt werden. Strahlsensoren können
Radar-, Laser- oder Lidar-Sensoren sein, beispielsweise solche,
die von Umgebungsüberwachungs- oder Fahrerassistenzsystemen
verwendet werden.
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Die
Strahlsensoren und/oder Kameras können Sensoren eines Umgebungsüberwachungssystems
des Fahrzeugs sein und das Umgebungsüberwachungssystem
kann derart ausgebildet sein, dass es Informationen zu detektierten
Kurvenverläufen ausgeben kann. Beispielsweise kann das
Umgebungsüberwachungssystem eine Schnittstelle vorsehen, über
die sie die Informationen zu detektieren Kurvenverläufen
zur Weiterverarbeitung ausgibt. Die ausgegebenen Informationen können
Parameter eines detektierten Kurvenverlaufs enthalten, wie den geschätzten
Kurvenradius und die Entfernung zum Kurvenbeginn. Diese Informationen
können vor allem für die Genauigkeit einer Kurvenwarnung
vorteilhaft sein.
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Der
auf digitalen Karteninformationen basierende Kurvenverlauf kann
mittels eines Satelliten-gestützten Navigationssystems
ermittelt werden, in dem die digitalen Karteninformationen in komprimierter
Form gespeichert sind. Moderne Satelliten-gestützte Navigationssysteme
besitzen häufig Funktionen, um Fahrer vor bestimmten Fahrsituationen
vorausschauend zu warnen, wie beispielsweise vor Gebieten mit Geschwindigkeitsbeschränkungen,
vor Ampeln oder steilen Kurven. Letzteres kann für die Verifikation
mit den Informationen über einen Kurvenverlauf verwendet
werden, der mittels Umfeldsensoren detektiert wurde.
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Das
Vergleichen des detektierten Kurvenverlaufs mit einem auf digitalen
Karteninformationen basierenden Kurvenverlauf und Erzeugen eines
Kurvenverifikationssignals kann folgende Schritte aufweisen:
- – Ermitteln von Unterschieden zwischen
dem detektierten Kurvenverlauf und dem auf digitalen Karteninformationen
basierenden Kurvenverlauf und
- – Erzeugen des Kurvenverifikationssignals abhängig
von den ermittelten Unterschieden.
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Insbesondere
kann eine Abweichung des auf digitalen Karteninformationen basierenden
Kurvenverlaufs vom detektierten Kurvenverlauf bewertet werden, und
abhängig von der Bewertung kann das Kurvenverifikationssignal
erzeugt werden. In die Bewertung können verschiedene Parameter
wie beispielsweise der Kurvenradius, die Kurvenlänge, die Entfernung
zum Kurvenbeginn einfließen. Wenn beispielsweise der auf
digitalen Karteninformationen basierende Kurvenverlauf eine enge
Kurve mit einem kleinen Kurvenradius anzeigt, der detektierte Kurvenverlauf
allerdings einen größeren Kurvenradius angibt,
kann dennoch ein Kurvenverifikationssignal mit einer Warnung für
eine kritische Kurve erzeugt werden. Im umgekehrten Fall kann ein
Kurvenverifikationssignal mit einer Warnung für eine weniger
kritische Kurve erzeugt werden.
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Das
Erzeugen und Ausgeben eines Kurvenwarnsignals abhängig
vom Kurvenverifikationssignal kann folgende Schritte aufweisen:
- – Bewerten der mit dem Kurvenverifikationssignal übermittelten
Informationen abhängig von der aktuellen Position und Geschwindigkeit
des Fahrzeugs,
- – Erzeugen des Kurvenwarnsignals abhängig vom
Bewerten und
- – Ausgeben des erzeugten Kurvenwarnsignals.
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Eine
weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur vorausschauenden Warnung vor Kurven mit
- – Mitteln
zum Detektieren eines Kurvenverlaufs mittels Umfeldsensoren eines
Fahrzeugs,
- – Mitteln zum Vergleichen des detektierten Kurvenverlaufs
mit einem auf digitalen Karteninformationen basierenden Kurvenverlauf
und Erzeugen eines Kurvenverifikationssignals und
- – Mitteln zum Erzeugen und Ausgeben eines Kurvenwarnsignals
abhängig vom Kurvenverifikationssignal.
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Die
Vorrichtung kann zum Durchführen eines Verfahrens nach
der Erfindung und wie oben beschrieben ausgebildet sein.
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Insbesondere
kann die Vorrichtung als ein Navigationssystem ausgebildet sein
und eine Schnittstelle zum Koppeln mit einem Umgebungsüberwachungssystems
aufweisen, über die Signale von Umfeldsensoren des Umgebungsüberwachungssystems
empfangen werden können.
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Weitere
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem/den
in der/den Zeichnung(en) dargestellten Ausführungsbeispiel(en).
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In
der Beschreibung, in den Ansprüchen, in der Zusammenfassung
und in der/den Zeichnung(en) werden die in der hinten angeführten
Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen
verwendet.
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Die
Zeichnung(en) zeigt/zeigen in
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1 ein
Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Algorithmus
zur Implementierung des Verfahren zur Warnung vor Kurven gemäß der
Erfindung; und
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2 ein
Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung
zur Warnung vor Kurven gemäß der Erfindung.
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Im
Folgenden können gleiche und/oder funktional gleiche Elemente
mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein.
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1 zeigt
ein Flussdiagramm eines Algorithmus, der beispielsweise in einem
Fahrerassistenzsystem eingesetzt werden kann, um vorausschauende
Kurvenwarnungen in optischer und/oder akustischer und/oder haptischer
Form auszugeben. Die Kurvenwarnungen werden insbesondere bei besonders
steilen Kurven mit einem kleinen Kurvenradius und bei einer zu hohen
Kurveneinfahrtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs ausgegeben, in dem das
Fahrerassistenzsystem eingesetzt wird. Eine Kurvenwarnung kann beispielsweise
durch Aufleuchten einer speziellen Warnleuchte, durch Ausgeben eines
Alarmtons z. B. über die Audioanlage des Fahrzeugs oder
durch ein Vibrieren des Lenkrads oder Gaspedals signalisiert werden.
Außerdem kann das Kurvenwarnsignal zum aktiven Eingriff
in das Fahren dienen, beispielsweise zu gezielten Bremsvorgängen,
wenn eine zu hohe Kurveneinfahrtsgeschwindigkeit vorliegt, um das
Fahrzeug auf eine zum sicheren Durchfahren der Kurve geeignete Geschwindigkeit
abzubremsen.
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Der
Algorithmus kann Teil eines Programms sein, das von einem Prozessor
des Fahrerassistenzsystems ausgeführt wird und Eingangssignale
verschiedener Sensoren verarbeitet und davon abhängig Ausgangssignale
erzeugt, die zur Warnung des Fahrers dienen oder sogar direkt das
Fahren beeinflussen können, beispielsweise durch aktive
Lenk- oder Bremseingriffe.
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Im
ersten Schritt S10 des Algorithmus wird ein Kurvenverlauf mittels
Umfeldsensoren vorausschauend detektiert. Die Umfeldsensoren können hierbei
Radar- oder Lidarsensoren oder Kameras sein, die im Bereich des
Rückspiegels an der Frontscheibe des Fahrzeugs, im Kühlergrill
oder an anderen geeigneten Stellen am bzw. im Fahrzeug angeordnet
sein können. Die Umfeldsensoren müssen nicht ausschließlich
für die Zwecke der vorliegenden Erfindung genutzt werden,
sondern können vom Fahrerassistenzsystem für verschiedene
Zwecke verwendet werden, beispielsweise für ein ACC (Adaptive
Cruise Control)-System und für ein Kurvenwarnsystem. Die
vorausschauende Detektion des Kurvenverlaufs kann beispielsweise
bei Einsatz von Kameras durch entsprechende Bildverarbeitungsalgorithmen
erfolgen.
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Im
darauffolgenden Schritt S12 des Algorithmus wird der mittels Umfeldsensoren
detektierte Kurvenverlauf mit einem auf digitalen Karteninformationen
basierenden Kurvenverlauf verglichen. Der auf digitalen Karteninformationen
basierende Kurvenverlauf stammt insbesondere von einem Satelliten-gestützten
Navigationssystem, beispielsweise einem im Fahrzeug verbauten oder
einem portablen Navigationssystem, das über einer Schnittstelle
Informationen zu Kurven ausgeben kann, die vom Fahrerassistenzsystem
empfangen und verarbeitet werden können. Das Navigationssystem
kann über Satelliten-Navigationssignale die aktuelle Position
des Fahrzeugs ermitteln. Anhand der gespeicherten digitalen Karteninformationen
kann es den vor dem Fahrzeug liegenden Straßenverlauf und
insbesondere Kurvenverlauf ermitteln. Abhängig von der
Genauigkeit der digitalen Karteninformationen und der mittels der
Satelliten-Navigationssignale bestimmten aktuellen Fahrzeugposition
kann dieser Kurvenverlauf sehr ungenau sein. In einem Unterschritt
S120 werden nun Unterschiede zwischen dem detektierten und dem auf
digitalen Karteninformationen basierten Kurvenverlauf ermittelt.
Diese Unterschiede können beispielsweise Abweichungen der
Kurvenradien, der Kurvenlängen, des Kurvenbeginns und des
Kurvenendes sein. Basierend auf diesen Unterschieden wird dann im
Unterschritt S122 ein Kurvenverifikationssignal erzeugt, das ein
Maß für die Übereinstimmung der Kurvenverläufe
und Informationen über beide Kurvenverläufe enthalten
kann. Schließlich wird im Unterschritt S124 das Kurvenverifikationssignal
bewertet. Beispielsweise kann bei einer geringen Übereinstimmung
der Kurvenverläufe das Kurvenverifikationssignal dahingehend
bewertet werden, dass es weniger für eine Kurvenwarnung
geeignet ist, und umgekehrt. Die Bewertung des Kurvenverifikationssignals
kann als Wert in diesem selbst enthalten oder gesondert zur weiteren
Verarbeitung ausgegeben werden.
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Im
Schritt S14 des Algorithmus wird schließlich ein Kurvenwarnsignal
abhängig vom Kurvenverifikationssignal erzeugt und ausgegeben.
Zunächst wird in einem Unterschritt S142 das Kurvenwarnsignal
abhängig vom Kurvenverifikationssignal erzeugt. Die Erzeugung
des Kurvenwarnsignals erfolgt abhängig von im Kurvenverifikationssignal
enthaltenen Informationen sowie der Kurvenbewertung. Weiterhin werden
beim Erzeugen verschiedene Fahrparameter wie die Fahrzeuggeschwindigkeit
und ggf. der Abstand zum Kurvenbeginn berücksichtigt. Beispielsweise
kann ein bestimmtes Kurvenverifikationssignal, das eine hohe Übereinstimmung
der Kurvenverläufe anzeigt, bei einer der aktuellen Fahrzeugposition
sehr nahe liegenden Kurve und für die Kurveneinfahrt zu
hoher Fahrzeuggeschwindigkeit zu einem kritischen Kurvenwarnsignal
führen, während ein Kurvenverifikationssignal,
das eine große Abweichung der Kurvenverläufe und
damit geringe Übereinstimmung anzeigt, bei einer von der
aktuellen Fahrzeugposition noch weit entfernten Kurve und relativ
geringer Fahrzeuggeschwindigkeit zu einem weniger kritischen Kurvenwarnsignal führen
kann. Das so erzeugt Kurvenwarnsignal, das unterschiedliche Werte
für Kritikalität enthalten kann, wird anschließend
im Unterschritt S144 ausgegeben und kann weiter verarbeitet werden,
insbesondere um ein vom Fahrer wahrnehmbares Warnsignal zu erzeugen, oder
durch gezielte Verzögerungen aktiv in die Fahrzeugsteuerung
einzugreifen, 2 zeigt eine Kurvenwarnvorrichtung 10,
die beispielsweise in Form eines Moduls für ein Fahrerassistenzsystem
ausgebildet sein kann. Das Modul kann beispielsweise eine Platine
mit einem Prozessor, insbesondere einen Mikroprozessor, und einem
Programmspeicher sein, in dem ein Programm abgelegt ist, welches
den in 1 gezeigten Algorithmus implementiert.
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Die
Vorrichtung 10 weist Mittel 12 zum Detektieren
eines Kurvenverlaufs auf, die Eingangssignal von Umfeldsensoren
wie einem Radarsensor 14, einem Lidarsensor 16 und/oder
einer Kamera 18 erhalten, die in einem Fahrzeug verbaut
sind. Die Mittel 12 geben den anhand der Eingangssignale
von den Sensoren 14, 16 und/oder 18 detektierten
Kurvenverlauf 22 an Vergleichsmittel 20 ab, die
ferner von auf digitalen Karteninformationen basierenden Kurvenverlauf 24 von
einem Satelliten-gestützten Navigationssystem 23 erhalten.
Annhand der erhaltenen Verläufe 22 und 24 erzeugen
die Mittel ein Kurvenverifikationssignal 26 und geben dieses
an Mittel 28 aus, die zum Erzeugen und Ausgeben eines Kurvenwarnsignals 30 abhängig
vom Kurvenverifikationssignal 26 vorgesehen sind. Die Mittel 12, 20 und 28 können von
einem oder mehreren Prozessoren implementiert werden, der bzw. die
ein Programm ausführen, das den in 1 gezeigten
Algorithmus implementiert. Alternativ können eines oder
mehrere der Mittel 12, 20 und 28 auch
durch spezielle integrierte Schaltungen (ASICs: Application Specific
Integrated Circuits) implementiert sein, die einzelne oder mehrere der
Schritte des in 1 dargestellten Algorithmus implementierten.
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Die
Erfindung ermöglicht eine verbesserte Warnung vor Kurven
als es mit reinen auf digitalen Karteninformationen basierten Kurvenwarnsystemen möglich
ist. Insbesondere ermöglicht die Erfindung durch ein Kurvenverifikationssignal
und die davon abhängige Erzeugung und Ausgabe eines Kurvenwarnsignals
eine fein abgestufte Anpassung von Kurvenwarnungen.
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- 10
- Kurvenwarnvorrichtung
- 12
- Mittel
zum Detektieren eines Kurvenverlaufs mittels Umfeldsensoren
- 14
- Radarsensor
- 16
- Lidarsensor
- 18
- Kamera
- 20
- Mittel
zum Vergleichen des detektierten Kurvenverlaufs mit einem auf digitalen
Karteninformationen basierenden Kurvenverlauf
- 22
- mittels
Umfeldsensoren detektierter Kurvenverlauf
- 24
- auf
digitalen Karteninformationen basierender Kurvenverlauf
- 26
- Kurvenverifikationssignal
- 28
- Mittel
zum Erzeugen und Ausgeben eines Kurvenwarnsignals
- 30
- Kurvenwarnsignal
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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