DE3619824A1 - System zum anzeigen der aktuell gueltigen oder nach den umgebungsbedingungen sicheren hoechstgeschwindigkeit fuer strassenfahrzeuge - Google Patents
System zum anzeigen der aktuell gueltigen oder nach den umgebungsbedingungen sicheren hoechstgeschwindigkeit fuer strassenfahrzeugeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein System zum Anzeigen der
aktuell gültigen oder nach den Umgebungsbedingungen
sicheren Höchstgeschwindigkeit für Straßenfahrzeuge, wie
sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher angegeben
ist.
Ein System dieser Art ist beispielsweise aus dem
Vortrag von E.D. Dickmanns und A. Zapp, gehalten auf der
AFCET Konferenz "Automatique 85 - the tools for tomorrow",
Toulouse, Oktober 1985, bekannt. Dieses System dient zum
Führen eines Fahrzeuges auf der Fahrbahn. Es ist in der
Lage, aufgrund der aus Bilddaten ermittelten Krümmung der
Straße die Fahrzeuggeschwindigkeit selbsttätig zu steuern.
Dieses System ist jedoch nicht in der Lage, andere Beschrän
kungen der Geschwindigkeit, die z.B. durch Ortsdurchfahrten,
Verkehrsschilder usw. gegeben sind, zu erfassen, zur Fahr
zeugsteuerung zu verwerten oder dem Fahrer anzuzeigen.
Aufgabe der Erfindung ist daher, ein System anzugeben,
mit dem auch Geschwindigkeitsbeschränkungen, die beispiels
weise durch Verkehrsschilder gegeben werden, erfaßt, und
im Fahrzeugraum für die Dauer ihrer Gültigkeit angezeigt
werden. Weiterhin sollen auch andere Umweltbedingungen wie
z.B. Feuchtigkeit, Temperatur (Eisbildung), Sichtbarkeits
grenzen der Fahrbahn aufgrund von Nebel oder Verdeckungen
und die Oberflächenbeschaffenheit der Straße zur Ermittlung
und Anzeige einer maximal zulässigen oder einer bei gegebenen
Umweltbedingungen sicheren Fahrzeuggeschwindigkeit, insbe
sondere auch in Kurvenbereichen, herangezogen werden können.
Diese Aufgabe wird mit einem System nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 gelöst, das erfindungsgemäß die im
Kennzeichenteil dieses Anspruches angegebenen Merkmale auf
weist.
Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
folgen aus den Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung werden das ermittelte Höchst
geschwindkeitssignal und das Momentangeschwindigskeits
signal des Fahrzeuges in einer gemeinsamen Anzeigeein
richtung und insbesondere auf der gleichen Skala angezeigt,
so daß der Fahrer leicht ermitteln kann, ob er sich im
sicheren Fahrbereich befindet oder ob er die nach den gege
benen Umweltbedingungen zulässige Höchstgeschwindigkeit
überschreitet. Dabei wird vorteilhafterweise das Ausgangs
signals der Informationsverarbeitungseinrichtung noch
nach Maßgabe von Umweltbedingungen wie z.B. Temperatur,
Luftfeuchtigkeit, Straßenoberflächenbeschaffenheit, Straßen
nässe usw. korrigiert, so daß die von dem Bildsensor und
von der Informationsverarbeitungseinrichtung gelieferten
Daten an die jeweiligen Umgebungsbedingungen angepaßt werden.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
ist weiter vorgesehen, die Momentangeschwindigkeit des
Fahrzeuges mit der ermittelten zulässigen Höchstgeschwindig
keit zu vergleichen und nach Maßgabe dieses Vergleiches
ein Warnsignal abzugeben.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs
beispielen und der Figuren beschrieben und näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Beispiel für eine Szene, die sich dem
Fahrer eines Fahrzeugs bietet und in der
Informationen enthalten sind, aus denen eine
höchstzulässige Geschwindigkeit abgeleitet
wird;
Fig. 2 zeigt schematisch ein Anordnungsbeispiel
für das erfindungsgemäße System;
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild des erfindungs
gemäßen Systems;
Fig. 4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel für eine
in dem System verwendete Anzeigeeinrichtung;
Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer
solchen Anzeigeeinrichtung.
Fig. 1 zeigt eine Szene, an der sich einige typische
Wirkungsabläufe darstellen lassen. Es ist ein Einzelbild
aus einer 50 Hz oder auch 60 Hz Fernsehbildfolge, deren
Inhalt sich ständig und gemäß der Fahrgeschwindigkeit stetig
ändert. Die Straße 1 ist vor dem Fahrzeug 4 zunächst nach
rechts, später nach links gekrümmt und verläuft durch
hügeliges Gelände. Zum Vergleich ist in Bild 1 eine ebene gerade Straße
gestrichelt angedeutet. Die Krümmungswerte können in an sich bekannter
Weise (vgl. dazu die Literaturhinweise 1 und 2) aus einer Vermessung des
Straßenbegrenzungsverlaufs in der Bildfolge numerisch ermittelt werden.
Die Informationsverarbeitungseinheit erkennt anhand einer eingespeicher
ten Wissensbasis über Straßenverkehrssysteme, daß es sich
z.B. um eine Bundesstraße handelt; damit gilt generell die
Höchstgeschwindigkeit 100 km/h in der Bundesrepublik Deutsch
land. Im vorliegenden Fall zeigt ein rundes Verkehrsschild
2 vorne rechts mit der Zahl 80 auf weißem Grund in rotem
Kreis mit genormtem Durchmesser an, daß ab hier die Maximal
geschwindigkeit auf 80 km/h durch die Straßenverkehrsbehörde
begrenzt ist.
Weiter vorne taucht ein Ortsrandschild 3 (rechteckig
mit schwarzer Schrift auf gelbem Grund) auf, das gemäß der
geltenden gesetzlichen Regelung die erlaubte Maximalge
schwindigkeit auf 50 km/h begrenzt.
Noch weiter vorne verschwinden plötzlich die Straßen
konturen durch Sichtbehinderung; hier ist es angezeigt, die
Geschwindigkeit soweit zu drosseln, daß das Fahrzeug auf
Sichtweite sicher zum Anhalten gebracht werden kann.
Wenn es feucht ist und Temperaturen nahe dem Gefrier
punkt herrschen, kann der maximale Reibungskoeffizient
zwischen Reifen und Straße wesentlich kleiner sein als in
trockenem Zustand. Hierdurch ergibt sich für die gleiche
Straßenkrümmung eine kleinere sichere Fahrgeschwindigkeit.
Alle diese Effekte erfaßt das vorliegende System über
die Auswertung der Bildsensordaten und bringt sie dem Fahrer
über eine Anzeige mit eventueller Warnfunktion zur Anschau
ung.
Diese Anzeige ist mit der bekannten Tachometeranzeige
integriert, um dem Fahrer die Ablesung zu erleichtern.
Fig. 2 zeigt eine mögliche typische Installations
art in einem PKW 4. Das System kann beim Einbau durch
Parameter in der Informationsverarbeitungseinheit 5 darauf
eingestellt werden, ob es in einem PKW oder LKW, für
den gelegentlich andere Regeln gelten, eingebaut wird.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild mit dem Zusammen
wirken der Systemkomponenten.
Der Bildsensor 6 ist auf einer Einheit 7 zur Blick
richtungssteuerung montiert, um durch automatisches
Nachführen der Blickrichtung auf das momentan zu analy
sierende Objekt die Abbildungsunschärfen durch die Bewe
gung zu reduzieren und damit die Bildfolgendeutung zu
erleichtern. Die Blickrichtungsstabilisierung kann durch
Bewegungssensoren 12, die Inertialsensorsignale erzeugen
(z.B. Wendekreisel), unterstützt werden.
Die Bilddatensignale des Bildsensors (6), beispiels
weise einer Videokamera, werden zur Informationsverarbei
tungseinheit (IE) übertragen, dort digitalisiert und
anschließend durch beispielsweise parallel arbeitende
Prozessoren analysiert. Einige dieser Prozessoren ermitteln
die Straßenkrümmung in einer gewissen Vorausschau, wobei
der Arbeitsbereich geschwindigkeitsabhängig ist; ein
anderer hat die Aufgabe, Verkehrsschilder zu entdecken
und selbst, oder unter Zuhilferufen von weiteren Prozessoren,
diese auf Relevanz zu prüfen und ggf. ihre Information zu
lesen. Weitere Prozessoren ermitteln die absolute Sicht
weite auf der Straße. Zusätzlich können Sensoren wie z.B.
Temperaturfühler 8, Schlupf- und Drehbeschleunigungsmeß
geräte 9 an den Fahrzeugachsen, Meßgeräte 10 für Luftfeuch
tigkeit, Geräte 11 zur Bestimmung der Oberflächenbeschaffen
heit der Straße durch Reflexionsmessungen usw. vorgesehen
sein, deren Daten einer Anpassungsschaltung 13 zugeführt
werden, die das Signal der Informationsverarbeitungsein
richtung 5 entsprechend den eingegebenen Sensorsignalen
verändert und anpaßt. Hieraus wird die zulässige Maximal
geschwindigkeit am Ort des Fahrzeugs V maxz bestimmt (evtl.
mit glatten Übergangsfunktionen) und der Anzeigeneinheit
zugeleitet. In Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen
und dem Straßenzustand (Reibungskoeffizient infolge Feuchte,
Temperatur) kann das Signal angepaßt werden.
Wird beispielsweise von der Videokamera ein Verkehrs
schild erfaßt, das die Höchstgeschwindigkeit auf 80 km/h
begrenzt (vgl. Bild 1), so wird bei im übrigen guten
Straßenverhältnissen dieser Wert als Höchstgeschwindigkeits
wert solange angezeigt, bis das Aufhebungsschild erfaßt
wird oder aufgrund anderer Daten wie z.B. die Erfassung
eines Ortsschildes eine andere Höchstgeschwindigkeit
ermittelt wird. Ergibt die Auswertung zusätzlicher Meßwerte
wie z.B. Temperatur und Feuchtigkeit oder auch die Messung
der Straßenkrümmung, daß die vom Verkehrsschild festgelegte
Höchstgeschwindigkeit für eine sichere Fahrweise zu hoch
ist, so wird von der Informationsverarbeitungseinheit 6
stattdessen die bei den jeweiligen Bedingungen gerade noch
sichere Höchstgeschwindigkeit ermittelt und dem Fahrer in
der Anzeigevorrichtung (17) zur Anschauung gebracht.
Das System ist vorzugsweise mit einer Warnfunktion
versehen, d.h. wenn die Momentangeschwindigkeit die ermittel
te Höchstgeschwindigkeit überschreitet, so wird ein optisches
oder akustisches Warnsignal erzeugt. Hierzu werden das
die Momentangeschwindigkeit angebende Ausgangssignal eines
Tachometers 14 und das die Höchstgeschwindigkeit angebende
Ausgangssignal der Anpassungsschaltung 13 einer Warnschal
tung 15, die eine Subtraktionsschaltung oder ein Komparator
sein kann, zugeführt; mit dem Ausgangssignal dieser Warn
schaltung 15 wird ein Alarmsignalgeber 16 betätigt. Das Alarm
signal kann wiederum von dem Maß der Überschreitung der
Höchstgeschwindigkeit abhängig sein. Nach einer besonderen
Ausführungsform wird entsprechend der Differenz zwischen
Momentangeschwindigkeit und ermittelter Höchstgeschwindig
keit die Frequenz einer Blinkanzeige oder die Tonhöhe
einer akustischen Anzeige verändert. Der Alarmsignalgeber
kann in der Anzeigevorrichtung integriert sein.
Fig. 4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Anzeige
einheit 17. Die Skala 21 und der Zeiger 22 entsprechen
den bekannten Tachometergeräten. Die Höchstgeschwindigkeit
wird ebenfalls mit einer mechanischen Drehverstellanzeige
eines Zeigers 23, d.h. mit einer analogen Darstellung
angezeigt. Der Tragarm (Zeiger) 23 wird durch ein Verstell
system koaxial mit dem Zeiger 22 unabhängig verstellt gemäß
dem ermittelten Wert V maxz . Er trägt ein gut sichtbar einge
färbtes Feld 24 mit einem Gegenzeigersymbol, das bei
gefahrener Geschwindigkeit V maxz der Tachonadel 22 genau
gegenübersteht.
Ist die aktuelle Geschwindigkeit größer als V maxz
(z.B. Schwellwert entsprechend der Breite des Feldes
24 nach rechts) so beginnt das Feld 24 frequenz- (und
evtl. amplituden-) moduliert zu blinken, um den Fahrer
zu warnen; die Anzeigegröße wird proportional zur Geschwin
digkeitsüberschreitung gesteuert.
Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform. Bei ihr
wird die Momentangeschwindigkeit mit einem Zeiger 22 ange
zeigt, die Höchstgeschwindigkeit auf einer nichtmechanischen
Leuchtskala mit diskreter Darstellung. Der Skala ist hier
ein kreisringförmiges Leuchtfeld 25 unterlegt, dessen
einzelne Segmente hellgeschaltet werden können. Durch Ein
färbung der Lampen (z.B. drei je Segment mit den Farben
grün, orange und rot) kann eine weitere Nuancierung der
Anzeige bei unsicherem Reibungskoeffizienten Reifen/Straße
erreicht werden, indem diese Lampen in Abhängigkeit von
den Ausgangssignalen der Sensoren 8-12 betätigt werden.
Die Warnfunktion bei Überschreiten von V maxz kann wie
bei Variante I durch Blinken realisiert werden. Das Prinzip
läßt sich einfach auf lineare Anzeigeninstrumente über
tragen.
1) Dickmanns, E.D.; Zapp, A.: "Guiding land vehicles along
roadways by computer vision". AFCET-Conference "Automatique
85 - The tools for tomorrow", Toulouse, Oct. 1985,
Proceedings.
2) Kuhnert, K.D.; Zapp, A.: "Wissensgesteuerte Bildfolgeaus
wertung zur automatischen Führung von Straßenfahrzeugen
in Echtzeit. Proc. 7th DAGM-Symp., Erlangen, in H. Niemann
(ed.): Mustererkennung 1985, Informatik-Fachberichte 107,
Springer-Verlag, 1985.
Claims (8)
1. System zum Anzeigen der aktuell gültigen oder nach
den Umgebungsbedingungen sicheren Höchstgeschwindigkeit
für Straßenfahrzeuge mit
- a) einem elektronischen Bildsensor (6) zum Erfassen der dem Fahrzeug (4) vorausliegenden Fahrbahn (1), deren Umgebung und von vorgegebenen Verkehrsinforma tionszeichen (2, 3) und Verkehrsinformationen;
- b) einer Informationsverarbeitungseinheit (5) zur Analyse der von dem Bildsensor (6) gelieferten Bilddaten in Echtzeit;
dadurch gekennzeichnet, daß
- c) der Bildsensor (6) Bilddaten aus unterschiedlichen Blickrichtungen liefert;
- d) die Informationsverarbeitungseinrichtung (5) aus den Bilddaten Informationen über den Verlauf der Fahrbahn (1), die Sichtbarkeitsgrenzen (18) und über Verkehrs informationszeichen (2, 3) extrahiert und aus diesen Informationen einen Höchstgeschwindigkeitswert ermittelt und ein entsprechendes Höchstgeschwindigkeitssignal erzeugt; und
- e) daß das Höchstgeschwindigkeitssignal und ein Momentan geschwindigkeitssignal einer Anzeigeeinrichtung (17) zugeführt werden, die auf der gleichen Skala oder auf unmittelbar benachbarten Skalen die Höchstgeschwindig keit und die Momentangeschwindigkeit des Fahrzeugs anzeigt.
2. System nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das von der Informationsverarbeitungseinrichtung (5)
erzeugte Höchstgeschwindigkeitssignal einer Anpassungs
schaltung (13) zugeführt wird, die dieses Signal nach
Maßgabe der Ausgangssignale von Sensoren für die Tempe
ratur (8), Reibungswerten (9), Feuchtigkeitswerten (10),
Straßenoberflächeneigenschaften (11) und Fahrzeugbewe
gung (12) anpaßt, wobei das Ausgangssignal der Anpassungs
schaltung der Anzeigeeinrichtung (17) zugeführt wird.
3. System nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Ausgangssignal der Anpassungsschaltung (13) und das
Ausgangssignal eines Momentangeschwindigkeitsmeßgerätes
einer Warnschaltung (15) zugeführt werden, deren Ausgangs
signal einen Alarmgeber (16) betätigt.
4. System nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Warnschaltung
eine Differenzschaltung und/oder einen Komparator umfaßt.
5. System nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
mit dem Ausgangssignal der Warnschaltung (15) ein oder
mehrere Leuchtanzeigefelder (25) in der Anzeigeeinrichtung
angesteuert werden.
6. System nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
mit dem Ausgangssignal der Warnschaltung (15) die Blink
frequenz eines Leuchtanzeigefeldes (25) gesteuert wird.
7. System nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
mit dem Ausgangssignal der Warnschaltung (15) die Laut
stärke und/oder die Frequenz eines akustischen Signal
gebers gesteuert wird.
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Publications (2)
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DE3619824A1 true DE3619824A1 (de) | 1987-12-17 |
DE3619824C2 DE3619824C2 (de) | 1996-04-04 |
Family
ID=6302888
Family Applications (1)
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DE3619824A Expired - Fee Related DE3619824C2 (de) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | Vorrichtung zum Anzeigen der aktuell gültigen oder der nach den Umgebungsbedingungen sicheren Höchstgeschwindigkeit für Straßenfahrzeuge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3619824C2 (de) |
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