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Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem zur Ermittlung des Abstandes eines Fahrzeuges zu einem Hindernis oberhalb des Fahrzeuges zur Ermittlung der Durchfahrtshöhe unter dem Hindernis, wobei an dem Fahrzeug zumindest ein Sensor angeordnet ist, mittels dessen eine Abstandsmessung durchgeführt wird und wobei das Sensorsignal mittels einer Auswerteeinheit ausgewertet und die Durchfahrtshöhe berechnet wird.
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Stand der Technik
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Aus der
DE 10 2004 015 749 A1 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung einer Durchfahrtsmöglichkeit für ein Fahrzeug bekannt. Dazu werden Abstandssensoren auf dem Dach des Fahrzeugs angeordnet, die in oder entgegen der Fahrtrichtung Messsignale ausstrahlen können. Die Reflektion dieser Messsignale lässt auf das Vorhandensein eines Hindernisses schließen. Eine Rechenvorrichtung kann aus den Sensorsignalen und der bekannten Position der Sensoren am Fahrzeug die Durchfahrtshöhe des Hindernisses bestimmen. Über eine entsprechende Ausgabevorrichtung wird der Fahrer vor einer drohenden Kollision gewarnt. Weiterhin ist vorgesehen, dass bei montierten Bauteilen auf dem Dach des Fahrzeugs, z.B. einem Dachgepäckträger oder einem Fahrrad, die Sensoren an den Dachaufbauten angebracht werden. Auf diese Weise können auch temporäre Aufbauten auf dem Dach des Fahrzeugs für die Bestimmung der Durchfahrmöglichkeiten berücksichtigt werden.
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Aus der
DE 10 2007 053 989 A1 ist ein System zur Warnung vor Hindernissen mit nicht ausreichender Durchfahrtshöhe bekannt. Dazu ist vorzugsweise ein Abstandssensor vorhanden, der den vor dem Fahrzeug liegenden Fahrraum erfasst. Dabei ist der Einbauort und der Sensortyp derart gewählt, dass gleichzeitig vorausliegende Hindernisse wie auch die Fahrbahnoberfläche erfasst werden können. Der Sensor kann nun Winkel und Abstandsinformationen erfassen, und somit vorausliegende Hindernisse vermessen. In einer Auswerteeinrichtung wird schließlich die Durchfahrtshöhe bestimmt. Anschließend kann der Fahrer akustisch, optisch oder haptisch vor einer zu geringen Durchfahrtshöhe gewarnt werden.
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Aus der
DE 10 2010 012 662 A1 ist eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Bestimmen einer Durchfahrtshöhe für ein Fahrzeug bekannt. Es werden zwei unterschiedliche Sensortypen, ein Radarsensor und eine Kamera, verwendet, deren Daten für eine akkurate Vermessung eines Hindernisses kombiniert werden. Dabei werden die Daten aus der Kamera nach dem sogenannten structure-from-motion-Verfahren verwendet, um die Lage des die Durchfahrt beschränkenden Hindernisses im dreidimensionalen Raum bestimmen zu können. Da die Position der Kamera am Fahrzeug und damit im Raum bekannt ist, kann aus den Ortsdaten des Hindernisses und der Position der Kamera eine Durchfahrtshöhe des Hindernisses bestimmt werden. Mit den zuvor genannten Radarsensoren kann das Verfahren verbessert werden, indem der Abstand des Fahrzeugs zu dem Hindernis durch die Radarsensoren bestimmt wird. Dieser Abstand kann in die Berechnung der Durchfahrtshöhe einfließen.
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Das Dokument
DE 10 2006 028 625 A1 beschreibt ein Verfahren zum Vermessen von Fahrzeugen, indem von einem festen Hindernis aus die Höhe des unter dem Hindernis hindurch fahrenden Fahrzeuges bestimmt wird. Die von dem ortsfesten Sensor ermittelte Fahrzeughöhe wird einem Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs über Funk übertragen. Somit verfügt das Fahrzeug über eine genaue Höheninformation, so dass der Fahrer die Höhe seines eigenen Fahrzeugs nicht zu schätzen braucht. Sollte sich das Fahrzeug nun einem Hindernis nähern, so kann entweder der Fahrer die vorher gemessene Fahrzeughöhe mit den Straßenschildern zur Höhenbeschränkung vergleichen, oder eine Kamera kann besagte Straßenschilder erfassen, so dass der Vergleich automatisch durchgeführt wird. Das Hindernis selbst wird jedoch nicht vermessen.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Ermittlung des Abstandes eines Fahrzeuges zu einem Hindernis oberhalb des Fahrzeuges zur Ermittlung der Durchfahrtshöhe unter dem Hindernis anzugeben, welche eine Höhenbestimmung von Durchfahrten wie Brücken, Tiefgaragen, Carports und dergleichen ermöglicht und geeignet ist, dem Fahrer eine Information bereitzustellen, ob mit dem eigenen Fahrzeug die Durchfahrt unter dem Hindernis ohne Kollision aufgrund der Fahrzeughöhe passiert werden kann, ohne dass es eines Umbaus oder einer besonderen Anpassung oder Anordnung von Sensoren an Dachaufbauten oder dergleichen bedarf und eine zuverlässige Ermittlung der Durchfahrtshöhe auch mit auf dem Dach des Fahrzeugs montierten Aufbauten ohne aufwendige Anpassungsmaßnahmen möglich ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Ermittlung des Abstandes eines Fahrzeuges zu einem Hindernis oberhalb des Fahrzeuges zur Ermittlung der Durchfahrtshöhe unter dem Hindernis gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Offenbarung der Erfindung
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Bei dem Fahrerassistenzsystem zur Ermittlung des Abstandes eines Fahrzeuges zu einem Hindernis oberhalb des Fahrzeuges zur Ermittlung der Durchfahrtshöhe unter dem Hindernis, wobei an dem Fahrzeug zumindest ein Sensor angeordnet ist, mittels dessen eine Abstandsmessung durchgeführt wird und wobei das Sensorsignal mittels einer Auswerteeinheit ausgewertet und die Durchfahrtshöhe berechnet wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der/die Sensor/en derart am Fahrzeug angeordnet ist/sind, so dass die Abstandsmessung in vertikaler Richtung erfolgt.
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Durch den Sensor können Objekte oberhalb des Fahrzeugs detektiert und aus der Distanz vom Sensor am Fahrzeug zu dem Hindernis oberhalb des Sensors kann somit die exakte Durchfahrtshöhe ermittelt werden. Dadurch, dass der Sensor derart am Fahrzeug angeordnet ist, so dass die Abstandsmessung in vertikaler Richtung erfolgt, ist es nicht erforderlich, den Sensor an der höchsten Stelle des Fahrzeuges zu positionieren. Insbesondere ist es nicht erforderlich, den Sensor respektive die Positionierung des Sensors an Dachaufbauten, wie Dachgepäckträger und dergleichen anzupassen. Mit der Definition der Abstandsmessung in vertikaler Richtung sind dabei insbesondere derartige Sensoranordnungen und Messverfahren mit umfasst, bei denen der Sensor unter einem Winkel gegen die Senkrechte angeordnet ist, so dass die Messrichtung sowohl eine horizontale als auch eine vertikale Komponente umfasst, so dass unter Ermittlung der vertikalen Komponente die Durchfahrtshöhe unter einem Hindernis oberhalb des Fahrzeugs ermittelbar ist.
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Durch die Erfindung wird eine Höhenbestimmung von Durchfahrten an Brücken, Tiefgaragen, Carports und dergleichen realisiert, die es erlaubt, eine Information für den Fahrer im Rahmen eines Fahrerassistenzsystems zu generieren und den Fahrer zu informieren, ob mit dem eigenen Fahrzeug die Durchfahrt ohne Kollision aufgrund der Fahrzeughöhe passiert werden kann oder nicht.
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Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Speichereinheit auf, in der die Fahrzeughöhe änderbar abgespeichert ist. Dabei kann insbesondere die Fahrzeughöhe inklusive von Aufbauten auf dem Fahrzeug, wie Dachgepäckträgern und dergleichen änderbar abgespeichert werden, so dass die Gesamthöhe des Fahrzeuges inklusive etwaiger Dachaufbauten auf dem Fahrzeug in dem System abgespeichert sind und bei der Auswertung des Sensorsignales berücksichtigt werden können. Hierbei können entweder Standardwerte für verschiedene Aufbauten im System hinterlegt werden, wobei der Fahrer über eine entsprechende Schnittstelle auswählen kann, welcher Dachaufbau aktuell auf dem Fahrzeug montiert ist. Alternativ oder kumulativ besteht die Möglichkeit, dass der Fahrer über eine Eingabeschnittstelle den genauen Wert für die zusätzliche Höhe, die durch einen Dachaufbau bedingt ist oder die Gesamthöhe des Fahrzeugs inklusive des Dachaufbaus in das System eingibt und abspeichert. Dadurch, dass die abgespeicherte Fahrzeughöhe änderbar ist, kann der jeweils aktuelle Wert in Abhängigkeit eines Dachaufbaus wie eines Dachgepäckträgers oder dergleichen gespeichert werden. Dies ist erforderlich, um verschiedene Dachaufbauten berücksichtigen zu können, da ein Dachgepäckträger mit einem daran befestigten Fahrrad eine größere Höhe aufweist als beispielsweise ein Dachgepäckträger mit einem Dachkoffer.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das System eine Anzeigeeinheit auf, mittels derer bei Annäherung des Fahrzeugs an ein Hindernis mit zu geringer Durchfahrtshöhe eine Warnmeldung ausgegeben wird. Bei dieser Warnmeldung kann es sich um eine akustische und/oder eine optische Warnmeldung, d. h. insbesondere aus einer Kombination aus akustischer und optischer Warnmeldung handeln. Eine Warnmeldung kann auch dadurch generiert werden, dass eine Vibration im Gaspedal oder Bremspedal ausgelöst wird, um den Fahrer hierdurch vor einer zu geringen Durchfahrtshöhe zu warnen. Es können auch verschiedene Arten der genannten Warnmeldungen kombiniert werden.
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Bei dem System zur Ermittlung des Abstandes eines Hindernisses oberhalb des Fahrzeuges können ein oder mehrere Sensoren an der Fahrzeugfront, insbesondere an einem vorderen Stoßfänger des Fahrzeuges und/oder auf der Motorhaube angeordnet sein. Durch eine derartige Anordnung mehrerer Sensoren an der Fahrzeugfront ist es bei einem vorsichtigen Heranfahren des Fahrers an eine Unterführung möglich, frühzeitig eine Messung durchzuführen und dem Fahrer hierdurch eine Fahrhilfe anzuzeigen. So kann der Fahrer mit dem Fahrzeug vorsichtig beispielsweise sich einem Carport, dessen Höhe ihm nicht bekannt ist, annähern und mittels des Fahrerassistenzsystems unter Berücksichtung der Gesamtfahrzeughöhe inklusive etwaiger Dachaufbauten ermitteln, ob eine Weiterfahrt mit dem Fahrzeug unterhalb des Carports gefahrlos möglich ist.
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Ferner kann das Fahrerassistenzsystem einen oder mehrere Sensoren an dem Fahrzeugheck, insbesondere an einem hinteren Stoßfänger des Fahrzeugs und/oder auf der Kofferraumhaube und/oder auf dem Dach des Fahrzeug aufweisen. Bei langsamer Rückwärtsfahrt ist durch eine derartige Anordnung eines oder mehrerer Sensoren am Heck des Fahrzeugs eine frühzeitige Messung der Durchfahrtshöhe möglich, beispielsweise bei einem rückwärtigen Einparken in einen Carport. Die Anordnung eines oder mehrerer Sensoren kann dabei dem Fahrzeugtyp angepasst werden, indem im Bereich des Fahrzeughecks bei einer Stufenhecklimousine ein oder mehrere Sensoren am hinteren Stoßfänger und/oder am Kofferraumdeckel angeordnet sein können. Sofern es sich bei dem Fahrzeugtyp um einen Kombi handelt, können Sensoren ebenfalls am hinteren Stoßfänger und/oder auch an der hinteren Dachkante angeordnet sein.
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Alternativ oder kumulativ können ein oder mehrere Sensoren auf dem Dach des Fahrzeugs und/oder an den Außenspiegel des Fahrzeugs angeordnet sein. Diese Sensoren können insbesondere in Fahrtrichtung zur Fahrzeugfront hin gegen die vertikale Richtung um einen Winkel geneigt sein, um eine frühzeitige Erfassung von Hindernisses oberhalb des Fahrzeuges in Fahrtrichtung zu ermöglichen. Ferner können ein oder mehrere Sensoren auf dem Dach des Fahrzeugs und/oder an den Außenspiegeln des Fahrzeugs angeordnet sein, die gegen die Fahrtrichtung zum Fahrzeugheck hin gegen die vertikale Richtung um einen Winkel geneigt sind, um eine frühzeitige Erfassung von Hindernissen oberhalb des Fahrzeuges bei Rückwärtsfahrt zu ermöglichen.
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Bei dem Fahrerassistenzsystem ist vorzugsweise eine Benutzerschnittstelle vorgesehen, mittels derer ein Benutzer die tatsächliche Fahrzeughöhe inklusive von Dachaufbauten eingeben und in einer Speichereinheit änderbar abspeichern kann.
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Alternativ oder kumulativ kann das Fahrerassistenzsystem eine Benutzerschnittstelle aufweisen, mittels derer ein Benutzer aus einem Katalog hinterlegter Fahrzeughöhen für ein Fahrzeug ohne oder mit verschiedenartigen Dachaufbauten auswählen und in einer Speichereinheit änderbar abspeichern kann. Insbesondere ist es hierdurch möglich, aus einem Katalog hinterlegter Daten vorgegebene Standardwerte für verschiedene Dachaufbauten abzurufen und in dem System abzuspeichern, da beispielsweise ein Dachgepäckträger mit darauf montiertem Fahrrad eine deutlich größere Höhe aufweist, als ein Dachgepäckträger mit einem darauf montierten Dachkoffer.
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Vorzugsweise ist in dem Fahrerassistenzsystem zumindest eine Anzeigeeinheit vorgesehen, mittels derer der verbleibende Abstand zu einem vertikal über dem Fahrzeug befindlichen Hindernis, zumindest schematisch angezeigt wird. Mit dem Begriff des schematischen Anzeigens ist damit gemeint, dass dies in Formen von Piktogrammen, beispielsweise durch Aufleuchten einer Anzahl von Punkten, wobei die Anzahl der Punkte die Annäherung an ein Hindernis anzeigt. Dabei kann die Anzahl der aufleuchtenden Punkte die Nähe zu einem Hindernis oberhalb des Fahrzeugs anzeigen, d.h. dass der Abstand umso kleiner ist, je mehr Punkte aufleuchten. Insbesondere kann auch beispielsweise die Farbe der Anzeige gewechselt werden, beispielsweise dadurch, dass eine grüne Anzeige einen ausreichenden Sicherheitsabstand nach oben anzeigt, und die Farbe über gelb bis hin zu rot bei einer kritischen Annäherung an ein Hindernis wechselt. Alternativ oder kumulativ kann auch eine Angabe in Zentimetern oder Metern erfolgen, um dem Fahrer den Abstand zu dem Hindernis oberhalb des Fahrzeugs exakt anzuzeigen.
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Mit dem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem wird somit eine Höhenbestimmung von Durchfahrten, wie Tiefgaragen, Carports und dergleichen generiert und dem Fahrer eine Information bereitgestellt, ob mit dem eigenen Fahrzeug die Durchfahrt ohne eine Kollision aufgrund der Fahrzeughöhe erfolgen kann. Besonders hilfreich ist dies im Bereich von Durchfahrten, die nicht mit einer Höhenkennzeichnung, wie dies bei Unterführungen im öffentlichen Straßennetz durchaus üblich ist, versehen sind. So ist regelmäßig an Einfahrten von privaten Garagen oder Carports keine Anzeige der Durchfahrtshöhe vorgesehen. Besonders hier ist das erfindungsgemäße Fahrerassistenzsystem sehr hilfreich, indem mittels zumindest eines Sensors der Abstand zu Objekten oberhalb des Fahrzeuges detektiert wird.
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Bei dem Sensor kann es sich um einen Ultraschallsensor und/oder ein Messsystem auf Basis eines Lasers und/oder einen Radarsensor handeln, mittels dessen eine Abstandsmessung möglich ist. Es können auch verschiedene Messprinzipien kombiniert werden. Eine übliche Abstandsmessmethode basiert auf Ultraschall. Dabei werden von einem Ultraschallsensor einzelne Ultraschallpulse generiert und ausgesandt. Das von einem Hindernis reflektierte Echo wird wiederum von dem Ultraschallsensor detektiert. Durch eine Auswertung der Signallaufzeit des Ultraschallpulses bis zu dem Hindernis und des Echos vom Hindernis zurück zum Sensor kann die Entfernung zwischen dem Ultraschallsensor und dem Hindernis berechnet werden, so dass durch ein Fahrerassistenzsystem dem Fahrer Fahrhilfen gegeben werden können, indem der Abstand zu einem Hindernis durch Symbole oder als Zahlenwert angezeigt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine Seitenansicht eines Fahrzeugs mit einem Fahrerassistenzsystem und die mittels des Fahrerassistenzsystems generierte Fahrerinformation.
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In 1 ist dargestellt eine Seitenansicht eines Fahrzeuges 1 mit einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem zur Ermittlung der Durchfahrtshöhe 2 unter einem Hindernis 3 oberhalb des Fahrzeugs 1.
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An der Front des Fahrzeuges 1 ist ein Sensor 4 angeordnet. Am Heck des Fahrzeugs ist ein Sensor 5 angeordnet. Bei den Sensoren 4, 5 handelt es sich um Abstandssensoren in Form von Ultraschallsensoren zur Ermittlung des Abstandes 2 zu einem Hindernis 3 oberhalb des Fahrzeugs. Durch den Doppelpfeil ist dargestellt, dass die Abstandsmessung zu dem Hindernis 3 in vertikaler Richtung erfolgt. Bei den Sensoren 4, 5 handelt es sich um Ultraschallsensoren, die mit Spannungsimpulsen aus einem nicht dargestellten Steuergerät des Fahrerassistenzsystems in der Resonanzfrequenz zum Schwingen angeregt werden und Ultraschallpulse aussenden. Das heißt, es wird mittels der Sensoren 4, 5 ein Ultraschallpuls generiert, der senkrecht nach oben abgestrahlt wird.
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Der vom Hindernis 3 reflektierte Schall wiederum versetzt die inzwischen beruhigte Membran des Ultraschallsensors 4, 5 in Schwingungen. Diese Schwingungen werden durch ein Piezokeramik in dem Sensor 4, 5 in ein analoges, elektrisches Signal gewandelt und durch die in dem Sensor 4, 5 integrierte Sensorelektronik verstärkt und in ein digitales Signal umgewandelt. Die Abstandsmessung mittels des Sensors 4, 5 erfolgt durch das Echolotverfahren durch eine Auswertung der Laufzeit des Ultraschallpulses bis zu dem Hindernis 3 und des von dem Hindernis 3 reflektierten Echoimpuls zum Sensor 4, 5 zurück. Hierdurch kann der Abstand 2 zu dem Hindernis 3 oberhalb des Fahrzeuges 1 bestimmt werden, da die Position des Sensors am Fahrzeug bekannt ist. In dem Fahrerassistenzsystem ist die Gesamthöhe des Fahrzeugs 1 abgespeichert, so dass ein Vergleich mit der ermittelten Durchfahrtshöhe 2 innerhalb des Fahrerassistenzsystems durchgeführt werden kann. Sodann wird mittels des Fahrerassistenzsystems ein Meldung für den Fahrer generiert und ausgegeben.
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Im Fall, dass die Durchfahrtshöhe 2 unterhalb des Hindernisses 3, wie in 1a dargestellt, zu niedrig ist, wird eine Warnmeldung 6 generiert und dem Fahrer angezeigt. Der Fahrer weiß dann, dass eine Durchfahrt mit dem Fahrzeug unterhalb des Hindernisses 3 nicht möglich ist, da die Durchfahrtshöhe 2 zu gering ist.
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Bei ausreichender Durchfahrtshöhe 2 unterhalb des Hindernisses 3, wie bei dem in 1b dargestellten Beispiel, wird mittels des Fahrerassistenzsystems eine Meldung 7 generiert und dem Fahrer angezeigt, dass eine Weiterfahrt unterhalb des Hindernisses 3 gefahrlos möglich ist.
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Besonders vorteilhaft ist, dass bei der Einfahrt in Parkhäuser und bei der Einfahrt in private Garagen und Carports und dergleichen, bei denen die Durchfahrtshöhe dem Fahrer nicht ersichtlich ist, wenn keine Beschilderung mit einer Höhenangabe vorhanden ist, eine automatische Ermittlung der Durchfahrtshöhe sowie gegebenenfalls das Generieren einer Warnmeldung erfolgt. Ferner kann dadurch, dass im System die Gesamthöhe des Fahrzeuges inklusive von Dachaufbauten abgespeichert ist, verhindert werden, dass der Fahrer diese Dachaufbauten bei der Einfahrt in eine Garage oder eine Tiefgarage versehentlich vergisst. Durch die Berücksichtigung der Gesamthöhe inklusive von Dachaufbauten können Schäden durch das Fahrerassistenzsystem vermieden werden.
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Besonders vorteilhaft ist durch die Anordnung der Sensoren am Fahrzeug und dadurch dass die Abstandsmessung in vertikaler Richtung erfolgt, dass eine Anpassung an Dachaufbauten nicht erforderlich ist. Insbesondere ist es nicht erforderlich, einen Abstandssensor manuell an dem Dachaufbau selbst zu befestigen. Die Höhe von Dachaufbauten wird systemseitig durch hinterlegte Fahrzeugdaten berücksichtigt. Die Sensoren des Fahrerassistenzsystems können an nahezu beliebiger Stelle der Fahrzeuges positioniert werden, so dass sich hierdurch keine Einschränkungen für das Fahrzeugdesign ergeben. Anwendbar ist das Fahrerassistenzsystem sowohl bei Personenkraftwagen als auch bei Lastkraftwagen, unabhängig von der Bauform und der Bauart.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004015749 A1 [0002]
- DE 102007053989 A1 [0003]
- DE 102010012662 A1 [0004]
- DE 102006028625 A1 [0005]
