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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein neuartiges Sicherheitsmerkmal für ein Fahrerassistenzsystem mit einer Rückfahrkamera. Insbesondere betrifft die Erfindung Verfahren in einem Fahrerassistenzsystem zur Kollisionsvermeidung in einer rückwärtigen Fahrzeugumgebung eines Fahrzeugs, sowie ein derartiges Fahrerassistenzsystem.
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Fahrerassistenzsysteme dienen der Unterstützung des Fahrers in bestimmten Fahrsituationen. Ein Fahrerassistenzsystem kann z. B. ABS (Antiblockiersystem), ESP (Elektronisches Stabilitätsprogramm), einen Abstandsregeltempomaten („Adaptive Cruise Control”, ACC), und/oder einen Parkassistenten zum assistierten Ein- bzw. Ausparken umfassen. Bei einem assistierten Einparken wird das Fahrzeug aktiv oder passiv in eine Parklücke geführt. Während des Einparkvorganges wird durch abstandsmessende Sensoren wie bspw. ein Ultraschallsystem eine rückwärtige Fahrzeugumgebung überwacht.
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Die Abstände zu Hindernissen können dem Fahrer angezeigt werden und/oder der Fahrer wird vor drohenden Kollisionen mit detektierten Objekten gewarnt. So wird in der
DE 10 2008 036 099 A1 ein Verfahren zum Schutz eines Fahrzeugs vor einer Kollision in einem Park- oder Rangierbereich beschrieben. Hierzu erfassen Ultraschallsensoren Informationen zum Umfeld des Fahrzeugs. Aus weiteren Daten zur Fahrzeuggeschwindigkeit und zum momentanen Lenkwinkel werden die in einem fahrzeugfesten Koordinatensystem gemessenen Ultraschall-Sensorinformationen in ein raumfestes Koordinatensystem transferiert, woraus sich eine raumfeste Umfeldkarte ergibt. Aus der Umfeldkarte und der Fahrzeugeigenbewegung wird dann eine Kollisionswahrscheinlichkeit des Fahrzeugs mit in der Umgebung des Fahrzeugs befindlichen Objekten berechnet.
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Dieses System ist allerdings nur zur Kollisionsvermeidung mit statischen Objekten, wie beispielsweise anderen parkenden Fahrzeugen geeignet. Bei der Führung in eine Parklücke kann aber die Situation auftreten, dass ein bewegliches Objekt plötzlich in den Fahrschlauch eintritt. Bei dem Objekt kann es sich bspw. um ein anderes Fahrzeug, eine Fahrzeugtür, eine querende Person, ein Fahrrad, oder einen Ball handeln. Aus Sicherheitsgründen wäre es wünschenswert, in dieser Situation aus Sicherheitsgründen eine sofortige Reaktion einleiten zu können. Jedoch sind Abstandsbestimmungen basierend auf Ultraschall allgemein zu ungenau und schon deshalb zu langsam, um plötzlich in den Fahrschlauch eindringende Objekte zuverlässig detektieren zu können.
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Aus der
DE 10 2007 048 848 A1 ist ein Fahrerassistenzsystem bekannt, welches dreidimensionale Abstandsdaten ermittelt und auf Basis dieser Daten zwischen beachtlichen Hindernissen, die nicht überfahren werden können (etwa benachbarten Autos), und unbeachtlichen Hindernissen (wie etwa auf der Straße befindlichen Kanaldeckeln) unterscheidet. In einer Ausführungsform wird ein Range Imager verwendet, bei dem durch Beleuchtung eines Objekts mit einem Laserstrahl ein optisches Bild einer Videokamera, beispielsweise einer Rückfahrkamera, erhalten und auf einen Abstand zu dem Objekt hin ausgewertet wird. Die dreidimensionalen Daten können mit Daten eines weiteren Sensors kombiniert werden, um beispielsweise einen Fahrzeugunfall vorzeitig zu detektieren. Die Raumdaten können auch mit einem Ultraschallsystem kombiniert werden. In diesem Fall dient die Ultraschallsensorik der Erkennung von groben Hindernissen, während die räumliche Erfassung der unmittelbaren Umgebung des Fahrzeugs zur Berechnung einer optimalen Route durch die Hindernisse verwendet werden kann.
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Das beschriebene System ermöglicht eine Unfallvermeidung basierend auf einer komplexen Sensorik mit Ultraschall, Rückfahrkamera, und Range Imager, wobei das Bild der Rückfahrkamera mit visualisierten Abstandsdaten überlagert werden kann. Dieses System ist komplex und damit teuer.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren in einem Fahrerassistenzsystem zur Kollisionsvermeidung in einer rückwärtigen Fahrzeugumgebung eines Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei das Fahrerassistenzsystem über eine Rückfahrkamera verfügt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: Aufnehmen einer Bildsequenz mit der Rückfahrkamera während einer Rückwärtsfahrt; Auswerten der Bildsequenz zur Detektion eines in den Fahrschlauch eindringenden Objekts; und selektives Ausgeben, in Reaktion auf die Detektion, eines Steuersignals zur Vermeidung einer Kollision mit dem Objekt.
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Die Rückfahrkamera kann bei jeder Rückwärtsfahrt aktiviert werden, so dass das durch die Erfindung implementierte Sicherheitsmerkmal automatisch verwirklicht wird, unabhängig davon, ob die Rückfahrkamera von anderen Subsystemen des Fahrerassistenzsystems verwendet wird, bspw. von einem Einparkassistenten zur Ausgabe einer Anzeige der rückwärtigen Fahrzeugumgebung an den Fahrer.
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Die Ausgabe des Steuersignals kann in Reaktion auf die Auswertung der Bildsequenz und weiterhin von Daten einer Ultraschallsensorik erfolgen. Beispielsweise kann basierend auf der Ultraschallsensorik eine Abstandsbestimmung zu dem detektierten Objekt durchgeführt werden.
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Das Steuersignal kann insbesondere eine automatische Reaktion des Fahrerassistenzsystems auf das detektierte Objekt auslösen. Die automatische Reaktion kann eine Bremsung umfassen, beispielsweise eine Voll- bzw. Notbremsung, oder eine Teilbremsung, wenn eine zuverlässige Abstandsbestimmung zu dem detektierten Objekt sowie gegebenenfalls eine Geschwindigkeitsbestimmung des Objekts ergeben haben, dass auch nur mit einer Teilbremsung eine Kollision vermieden werden kann.
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Zusätzlich oder alternativ kann die automatische Reaktion einen Lenkeingriff umfassen, beispielsweise in die Richtung, in die sich das detektierte Objekt bewegt. Nachdem plötzlich in den Fahrschlauch eindringende Objekte häufig eine schnelle Lateralbewegung aufweisen, kann eine derartige Reaktion auch ohne explizite Abstands- bzw. Geschwindigkeitsbestimmung des Objekts durchgeführt werden, vorausgesetzt es kommt durch den Lenkeingriff nicht zu einer Kollision mit anderen Objekten wie beispielsweise Parkraumbegrenzungen. Zusätzlich oder alternativ kann auch etwa eine Geschwindigkeit des eindringenden Objekts bestimmt werden und in Abhängigkeit davon ermittelt werden, ob ein Lenkeingriff zur Vermeidung einer Kollision erfolgversprechend ist oder nicht. Bei bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens basiert die Objektdetektion auf einem Bewegungsflussverfahren und/oder einem optischen Flussverfahren. Mindestens zwei zeitlich aufeinander folgende Bilder einer von der Rückfahrkamera aufgenommenen Bildsequenz werden auf das Vorhandensein eines bewegten Objektes hin untersucht (ein solches lässt sich beispielsweise durch Identifizieren einer Anzahl Bildpunkte mit einem gemeinsamen Bewegungsvektor detektieren). Eine Bewegungsflussverfahren kann beispielsweise auch dazu genutzt werden, um eine Lateral- bzw. Transversalgeschwindigkeit des detektierten Objekts zu berechnen, d. h. einen Schätzwert hierfür zu gewinnen. Derartige Verfahren sind als solche bekannt und werden daher hier nicht weiter diskutiert.
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Zusätzlich oder alternativ ist es auch denkbar, aus einem optischen Flussverfahren eine Abschätzung für einen Abstand zum Objekt und/oder eine Abschätzung für einen Bewegungsvektor des Objekts in longitudinaler Richtung zu bestimmen. Bei anderen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird jedoch zusätzlich oder alternativ eine Abstandsschätzung zum detektierten Objekt basierend auf einer vorhandenen Ultraschallsensorik durchgeführt. Hierbei werden die Daten der Ultraschallsensorik gezielt in Bezug auf das mittels der Rückfahrkamera detektierte Objekt hin ausgewertet.
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Ein Algorithmus zur Objektdetektion basierend auf dem Bildmaterial der Rückfahrkamera kann auf bekannten Bewegungsfluss- bzw. optischen Flussverfahren basieren. Zusätzlich oder alternativ kann ein speziell angepasster Algorithmus bereitgestellt werden, der insbesondere auf einer Detektion einer Gruppe von Bildpunkten (d. h. des zu detektierenden Objekts) basiert, die eine hohe Lateralbewegung aufweisen (etwa oberhalb eines vordefinierten und/oder fahrzeuggeschwindigkeitsabhängigen Schwellenwertes), was gleichbedeutend mit einem plötzlich in den Fahrschlauch eindringenden Objekt ist.
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Ein Algorithmus zur Detektion potentieller Objekte in dem Bildmaterial könnte bei der vorläufigen Identifizierung von sich schnell bewegenden Bildpunkten eine Grenze zu einer zuverlässigen Objektdetektion absenken, um aus Sicherheitsgründen möglichst schnell auf ein eindringendes Objekt reagieren zu können, auch wenn hierdurch möglicherweise gelegentliche Fehlalarme entstehen. Somit können bekannte Bewegungsflussverfahren an eine erfindungsgemäße Kollisionsvermeidung angepasst werden. Fehlalarme können gegebenenfalls kurzfristig durch zusätzlich erhobene Daten in Bezug auf das detektierte Objekt korrigiert werden, beispielsweise indem Daten einer Abstandsmessung zusätzlich zur Auswertung hinzugezogen werden. Zwischenstufen sind denkbar, so kann etwa zwischen den Ausprägungen einer Vollbremsung und gar keiner Reaktion die Ausgabe einer Warnung an den Fahrer, die Vorbereitung des Bremssystems des Fahrzeugs beispielsweise durch Anlegen der Bremsen oder sonst vorbeugende Teilaktivierung der Bremsanlage reagiert werden.
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Bei bestimmten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine Entscheidung zur Ausgabe eines Steuersignals zur Kollisionsvermeidung zusätzlich oder alternativ zu einer Abstandsbestimmung basierend auf der Auswertung einer scheinbaren Größe des Objekts im Blickfeld der Kamera, ggf. weiterhin abhängig von einer Kontur oder Form des Objekts. So kann ein in den Fahrschlauch eindringendes Objekt bei Überschreiten einer gewissen scheinbaren Größe unabhängig vom Vorliegen weiterer Bedingungen eine (Not-)Bremsung auslösen. Hierbei kommt es u. U. zu unnötigen Bremsungen, wenn etwa ein Blatt oder ein Fetzen Papier nahe an der Rückfahrkamera vorbeiweht. Allerdings dürften selten vorkommende Fehlbremsungen tolerabel sein, wenn die allg. Ausprägung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Sicherheit beim Rückwärtsfahren, z. B. Rückwärtseinparken, wesentlich verbessert. Auch entspricht es menschlichem Verhalten, bei plötzlichen Ereignissen wie etwa einem plötzlich auftauchenden querenden Fußgänger auf die Bremse zu treten; somit dürfte ein entsprechendes ”Überreagieren” des Verfahrens für den Fahrer akzeptabel sein.
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Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in Reaktion auf die Detektion des Objekts eine Aufnahmefrequenz der Rückfahrkamera erhöht werden. Hierdurch können etwa weitere bewegte Objekte noch schneller erfasst werden. Mit erhöhter Aufnahmefrequenz lassen sich außerdem genauere Schätzwerte beispielsweise für eine Lateralgeschwindigkeitsbestimmung und/oder Abstandsbestimmung basierend auf den Kameradaten gewinnen. Das in den Fahrschlauch eingedrungene Objekt kann somit genauer verfolgt werden und die Datengrundlage zur Auslösung des Steuersignals zur Kollisionsvermeidung wird verbessert.
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Ein Steuersignal kann nach weiterem Datenerhalt und/oder weiterer Auswertung von weiteren Steuersignalen gefolgt werden. Bspw. kann nach genauerer Abstands- bzw. Geschwindigkeitsbestimmung des detektierten Objekts ein Steuersignal ausgegeben werden, welches eine Vollbremsung in eine Teilbremsung umwandelt. Ein anfängliches Steuersignal kann auch lediglich zur Herstellung einer erhöhten Brems-/Lenkungsbereitschaft dienen. Erst ein nachfolgendes Steuersignal führt dann mglw. zum tatsächlichen Auslösen einer Bremsung/eines Lenkeingriffs.
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Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Computerprogramm vorgeschlagen, gemäß dem eines der hier beschriebenen Verfahren zur Ausführung kommt, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird. Bei der Computereinrichtung kann es sich beispielsweise um ein Modul zur Implementierung eines Subsystems eines Fahrerassistenzsystems wie beispielsweise eines Einparkassistenten handeln. Das Computerprogramm kann auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert werden, etwa auf einem permanenten oder wiederbeschreibbaren Speichermedium oder in Zuordnung zu einer Computereinrichtung oder auf einer entfernbaren CD-ROM, DVD oder einem USB-Stick. Zusätzlich oder alternativ kann das Computerprogramm auf einer Computereinrichtung zum Herunterladen bereitgestellt werden, z. B. über ein Datennetzwerk wie etwa das Internet oder eine Kommunikationsverbindung wie etwa eine Telefonleitung oder eine drahtlose Verbindung.
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Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Fahrerassistenzsystem vorgeschlagen, das zur Kollisionsvermeidung in einer rückwärtigen Fahrzeugumgebung eines Fahrzeugs ausgebildet ist. Das System umfasst die folgenden Komponenten: eine Rückfahrkamera zum Aufnehmen einer Bildsequenz während einer Rückwärtsfahrt; eine Komponente zum Auswerten der Bildsequenz zur Detektion eines in den Fahrschlauch eindringenden Objekts; und eine Komponente zum selektiven Ausgeben, in Reaktion auf die Detektion, eines Steuersignals zur Vermeidung einer Kollision mit dem Objekt.
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Vorteile der Erfindung
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Die Erfindung basiert unter anderem auf der Idee, ein Sicherheitsmerkmal zur Kollisionsvermeidung in einem Fahrerassistenzsystem auf kostengünstige Weise zu implementieren, indem eine Rückfahrkamera verwendet wird, die für andere Zwecke wie einen Einparkassistenten ohnehin häufig schon vorhanden sein wird. Eine Rückfahrkamera ist prinzipiell besser geeinget als etwa eine Ultraschallsensorik, um lateral in den Fahrschlauch eindringende Objekte schnell zu detektieren.
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Generell kann die Erfindung kostengünstig implementiert werden, weil sie ohne spezielle Komponenten wie etwa einen Range Imager, eine speziell zu kalibrierende Kamera, oder eine Sensorik zur Ego-Motion-Bestimmung auskommt. Basierend auf bereits vorhandenen Komponenten wie der Rückfahrkamera und ggf. einer Ultraschallsensorik generiert das erfindungsgemäße Sicherheitsmerkmal einen Mehrwert aus diesen bereits vorhandenen Komponenten. Im Zusammenwirken einer einfachen Rückfahrkamera mit einem einfachen Ultraschallsystem unterstützen sich beide Systeme. Während das Ultraschallsystem zur Parkraumvermessung eingesetzt wird, kann etwa eine Bildsequenz der Rückfahrkamera dem Fahrer zur zusätzlichen Orientierung ausgegeben werden. Gleichzeitig ist das erfindungsgemäße Sicherheitsmerkmal basierend auf der Bildsequenz der Rückfahrkamera implementiert und kann durch eine Abstandsschätzung zu einem detektierten Objekt basierend auf den Daten der vorhandenen Ultraschallsensorik ergänzt werden.
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Entscheidungsalgorithmen zur Entscheidung der Frage, ob mit einer Bremsung, Gegenlenkung, etc. auf das eindringende Objekt reagiert werden soll, können allerdings auch einfacher ausgestaltet sein, d. h. ohne Abstands- und/oder Geschwindigkeitsbestimmung des detektieren Objekts auskommen. Solche Systeme könnten besonders schnell auf eine Objektdetektion reagieren und sind gleichzeitg einfach zu implementieren.
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Durch die Erfindung lässt sich generell bei einer Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs (nicht nur beim Einparken) die Sicherheit verbessern, indem in Reaktion auf ein Objekt automatisch eine Notbremsung ausgelöst wird, unabhängig davon ob auch der Fahrer das Objekt erkannt hat. Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens hegt in der Möglichkeit einer sofortigen automatischen Reaktion auf ein eindringendes Objekt, wodurch die unvermeidliche Schrecksekunde eines menschlichen Fahrers vermieden wird. Zusätzlich oder alternativ kann bei einer Detektion eindringender Objekte, die als nicht-kritisch eingestuft werden, etwa (nur) eine Warnung an den Fahrer erfolgen. Als Beispiel sei eine Situation genannt, bei der eine Abstandsschätzung zu dem Objekt ergeben hat, dass noch genügend Zeit für eine spätere Reaktion ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden nunmehr anhand der beigefügten Figuren eingehender beschrieben. Hierbei zeigt:
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1 ein mit einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem ausgerüstetes Fahrzeug in einer beispielhaften Einparksituation;
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2 eine schematische Darstellung funktionaler Komponenten des Fahrerassistenzsystems aus 1;
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3 in Form eines Flussdiagramms eine Arbeitsweise des Fahrerassistenzsystems aus 2; und
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4A, 4B schematische Beispielansichten einer von der Rückfahrkamera des Fahrerassistenzsystems in der Situation der 1 aufgenommenen Bildsequenz.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt schematisch den Einparkvorgang eines Fahrzeugs 100 in eine Parklücke 102 zwischen zwei parkenden Fahrzeugen 104 und 106. Das Fahrzeug 100 ist mit einem Fahrerassistenzsystem 108 ausgestattet, das eine Ultraschallsensorik 110, eine Rückfahrkamera 112 und eine zentrale Verarbeitungseinheit 114 umfasst. Die Ultraschallsensorik 110 dient der Vermessung der Parklücke 102, d. h. der Detektion von Position, Ausdehnung und Abstand der Objekte 104, 106. Die Ultraschallsensorik 110 ist lediglich durch zwei Sensoren angedeutet, es können jedoch mehr oder weniger Sensoren im Heckbereich des Fahrzeugs 100 vorgesehen sein. Die Rückfahrkamera 110 nimmt Bildmaterial auf, um dem Fahrer eine optische Ansicht der Parklücke 102 beim Einparken auf einer Anzeige auszugeben.
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Das Fahrzeug 100 bewegt sich zunächst entlang einer Trajektorie 120 an der Parklücke 102 vorbei. Am Stopppunkt S1 folgt der Fahrer dem Vorschlag eines Einparkassistenten (ein Subsystem des Fahrerassistenzsystems 108) und übergibt dem Einparkassistenten die aktive Führung des Fahrzeugs 100 zum Einparken in die Parklücke 102. Der Assistent zieht das Fahrzeug 100 bis zum Stopppunkt S2 entlang der Trajektorie 122 zurück, bewegt das Fahrzeug sodann entlang der Trajektorie 124 bis zum Stopppunkt S3 nach vorn und zieht das Fahrzeug schließlich rückwärts entlang der vorausberechneten Trajektorie 126 in die Parklücke 102 hinein.
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Es wird angenommen, dass sich während des Hineinführens des Fahrzeugs 100 in die Parklücke 102 plötzlich eine Fahrzeugtür 130 des Fahrzeugs 106 öffnet. Das Fahrzeug 100 möge sich zu dieser Zeit etwa am Zugpunkt Z4 befinden. Bei fortgesetzter Führung entlang der Trajektorie 126 (gestrichelte Linie) würde das Fahrzeug 100 mit der Tür 130 kollidieren. Jedoch ist das erfindungsgemäße Sicherheitsmerkmal des Fahrzeugassistenten 108 aktiviert. Von der Rückfahrkamera 112 gelieferte Daten werden während jeder Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs 100 ausgewertet. Somit wird die in den Fahrschlauch 140 eindringende Fahrzeugtür 130 umgehend detektiert. Daraufhin wird automatisch eine Vollbremsung ausgelöst, die das Fahrzeug 100 vor einem Kontakt mit der Fahrzeugtür 130 zum Stillstand bringt. Die Details dieses Ablaufs und des erfindungsgemäßen Sicherheitsmerkmals werden nachfolgend genauer beschrieben.
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2 zeigt funktionale Komponenten des Fahrerassistenzsystems 112, insbesondere der als ECU (”Electronic Control Unit”) implementierten zentralen Verarbeitungseinheit 114. Die ECU 114 verfügt über Ansteuerkomponenten 202 und 204 zur Ansteuerung der Rückfahrkamera 112 bzw. Ultraschallsensorik 110. Weiterhin liegen Auswertungskomponenten 206 und 208 zur Auswertung der von der Rückfahrkamera 112 zugelieferten Bilddaten bzw. der von der Ultraschallsensorik 110 zugelieferten Sensordaten. Eine Entscheidungskomponente 210 führt Auswertungen der Komponenten 206 und 208 zusammen und trifft auf dieser Basis eine Entscheidung zur Ausgabe eines Steuersignals an weitere Subsysteme. Hierzu sind beispielhaft eine Ansteuerungskomponenten 212 und 214 gezeigt ist, die zur Ansteuerung eines Bremssystems 216 bzw. Motors 218 des Fahrzeugs 100 ausgebildet sind.
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Eine Arbeitsweise der in 2 gezeigten Komponenten wird nachfolgend anhand des Flussdiagramms 300 in 3 erläutert. Die Komponenten wirken zusammen, um ein Sicherheitsmerkmal zur Kollisionsvermeidung bei einer Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs 100 zu implementieren (302). Die Funktionalität wird anhand der in 1 skizzierten Einparksituation beschrieben.
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In Schritt 304 wird mittels der Rückfahrkamera 112 eine Bildsequenz aufgenommen. Konkret steuert die Ansteuerungskomponente 202 die Rückfahrkamera 112 während der Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs 100 entlang der Trajektorien 122, 124 und 126 zur Aufnahme einer kontinuierlichen Bildsequenz an, damit die Sequenz dem Fahrer auf einem Anzeigeschirm 220 zur Anzeige gebracht wird. Dies dient der ergänzenden Orientierung des Fahrers. Weiterhin liefert die Ansteuerkomponente 202 während der Rückwärtsfahrt des Fahrzeugs 100 entlang der Trajektorien 122 und 126 Bildmaterial der Rückfahrkamera 110 an die Auswertungskomponente 206. Während der Führung des Fahrzeugs entlang der Trajektorien 122–126 wird außerdem durch die Ansteuerkomponente 204 die Ultraschallsensorik 110 zur kontinuierlichen Vermessung der Parklücke 102 aktiviert.
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In Schritt 306 wertet die Komponente 206 das zur Verfügung gestellte Bildmaterial zur Detektion in den Fahrschlauch 140 eindringender Objekte aus. Zur weiteren Erläuterung ist in 4A eine schematische Ansicht der Parklücke 102 aus Sicht der Rückfahrkamera 112 skizziert, wenn sich das Fahrzeug 100 beispielsweise am Zugpunkt Z4 befindet. Die Ansicht in 4A dient lediglich der Klarheit und Erläuterung; daher sind beispielsweise Verzerrungen nicht berücksichtigt, wie sie bspw. für ein weitwinkliges Objektiv typisch sind, die bei Rückfahrkameras häufig vorkommen. Im Blickfeld der Kamera 110 befinden sich die Fahrzeuge 104 und 106, sowie die sich soeben öffnende Tür 130 des Fahrzeugs 106.
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Die 4B zeigt das Blickfeld der Rückfahrkamera 112 einen Moment später, d. h. die 4B repräsentiert ein Bild der von der Kamera 112 aufgenommenen Bildsequenz, das zeitlich nach dem in 4A gezeigten Bild liegt. Hierbei kann es sich um das nächste oder um eines der nächsten Bilder in der Sequenz handeln. Die Vergrößerung des Erscheinungsbildes der Fahrzeuge 104, 106 aufgrund der fortschreitenden Annäherung des Fahrzeugs 100 wurden der Übersichtlichkeit halber vernachlässigt. Der wesentliche Unterschied in der Aufnahme der 4B im Vergleich zu der Aufnahme der 4A liegt in der veränderten Erscheinung der Fahrzeugtür 130, die sich weiter geöffnet hat und einen entsprechend größeren Bildbereich im Blickfeld der Kamera 112 einnimmt.
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Die Auswertungskomponente 206 entnimmt Algorithmen zur Detektion von Objekten mit lateraler (d. h. in der Ebene der 4A, 4B) Bewegungskomponente aus einem zugeordneten Speicherbereich 222. Beispielsweise kann die Komponente 206 im Bildmaterial nach einer Konturlinie wie der Kontur 402 der Tür 130 suchen, und hierbei insbesondere nach Konturlinien suchen, die sich zwischen sequenziellen Bildern wie den durch die 4A, 4B repräsentierten, in lateraler Richtung bewegen. Zusätzlich oder alternativ kann ein Algorithmus zusammenhängende Bildpunkte als Abbildung eines Objektes zu erkennen, bspw. alle Bildpunkte, welche die Tür 130 repräsentieren. In aufeinanderfolgenden Bildern wäre dann eine Veränderung des Objekts zu detektieren, bspw. eine Vergrößerung und/oder Geschwindigkeitsschätzung. In dem hier diskutierten Beispiel wird angenommen, dass die Auswertungskomponente 206 die Detektion eines potentiell relevanten Objekts an die Komponente 210 meldet, und zwar anhand der sich bewegenden Kontur 402, deren Bewegung aufgrund ihrer Lageveränderung in der durch die 4A und 4B repräsentierten Bildsequenz detektiert wurde.
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In Schritt 308 detektiert die Komponente 210 das Eindringen eines Objektes in den Fahrschlauch 140, nämlich der Fahrertür 130. Weiterhin bezogen auf das in den 4A, 4B gezeigte Beispiel nimmt die Komponente 210 die Meldung der Komponente 206 bezüglich der Kontur 402 entgegen und aktiviert die Komponente 208, die wiederum Daten der Sensorik 110 von der Ansteuerkomponente 204 anfordert, um einen Abstand der die Kontur 402 umgebenden Bereiche im Fahrschlauch 140 zu ermitteln. Die Komponente 208 kann unabhängig von der Anforderung der Komponente 210 kontinuierlich arbeiten, und Abstandsdaten zu im Erfassungsbereich der Ultraschallsensorik 110 befindlichen Objekten ermitteln und diese beispielsweise (nicht weiter gezeigten) Komponenten des Einparkassistenten zur Verfügung stellen.
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Zusätzlich oder alternativ kann die Komponente 208 neben Abständen auch Geschwindigkeiten zu Objekten im Erfassungsbereich der Ultraschallsensorik 110 berechnen. Geschwindigkeitsdaten zu der Kontur 402 (in lateraler und/oder longitudinaler Richtung) können ebenfalls von der Auswertungskomponente 206 geliefert werden, die aus Bewegungsflussverfahren und/oder optischen Flussverfahren resultieren.
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Die aus den Daten der Ultraschallsensorik 110 bzw. Kamera 112 berechneten Abstands- und/oder Geschwindigkeitsdaten ergeben den Schluss auf die Zusammengehörigkeit von die Tür 130 repräsentierenden Bildpunkten in den 4A, 4B. Aus der Bewegung der Tür 130 und/oder der Konturlinie 402 innerhalb der Bildebene der 4A, 4B wird weiter geschlossen (detektiert), dass ein Objekt, nämlich die Fahrertür 130, in den Fahrschlauch 140 eindringt.
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In Schritt 310 entscheidet die Komponente 210 basierend auf der in Schritt 308 vorgenommenen Identifizierung bzw. Detektion des Objekts (Tür 130), ob ein Steuersignal auszugeben ist. Entsprechende Entscheidungsalgorithmen sind in einem der Entscheidungskomponenten 210 zugeordneten Speicherbereich 224 abgelegt. Generell ist hierzu bspw. festzustellen, ob ein Abstand zu diesem Objekt bereits so gering ist, dass ein Brems- und/oder Lenkeingriff erforderlich ist, ob abgeschätzt werden kann, dass das Objekt aufgrund seiner Bewegung den Fahrschlauch schon wieder verlassen haben wird, wenn das Fahrzeug 100 die Position des Objekts erreicht, etc.
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Hierzu können gegebenenfalls ergänzende Daten herangezogen werden, wobei etwa Abstands- und/oder Geschwindigkeitsdaten der Ultraschallsensorik 110 und/oder der Kamera 112 nochmals berücksichtigt werden. Eine Entscheidung zur automatischen Auslösung einer Notbremsung kann beispielsweise aufgrund der Feststellung erfolgen, dass ein geschätzter Abstand 132 (vgl. 1) zum Objekt 130 kleiner ist als ein Schwellenwert, unterhalb dessen unverzüglich eine Notbremsung auszulösen ist. Ein solcher Schwellenwert kann beispielsweise 20 cm betragen und kann konstant vordefiniert abgelegt sein oder kann geschwindigkeitsabhängig definiert sein.
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Die Entscheidungskomponente 210 kann eine Entscheidung zur Auslösung eines Steuersignals zusätzlich oder alternativ zu den oben beschriebenen Mechanismen auch aufgrund eines einfachen Algorithmus treffen, der auf der scheinbaren Größe des detektierten Objekts 130 im Blickfeld der Kamera 112 beruht. Diese Größe kann bspw. auch ins Verhältnis zum Querschnitt des Fahrschlauchs 140 (vgl. 4A, 4B) gesetzt werden. In 4B ist dargestellt, dass die Fahrzeugtür bereits ca. 20% des Fahrschlauchs 140 abschattet. Zusätzlich oder alternativ kann die Komponente aus der Verlagerung der Konturlinie 402 zwischen den Aufnahmen der 4A, 4B eine grobe Entfernungsschätzung anstellen, die auf vordefinierten realistischen Geschwindigkeiten realer Objekte beruht. Bewegt sich eine Kontur oder ein Objekt im Blickfeld der Kamera sehr schnell, wird es sich i. d. R. in unmittelbarer Nähe der Kamera befinden. Angesichts der großen Lateralgeschwindigkeit, die sich aus der Verlagerung der Konturlinie 402 zwischen den Bildern der 4A, 4B ergibt, kann die Entscheidungskomponente 210 eine große Wahrscheinlichkeit dafür ableiten, dass sich das Objekt 130 relativ nahe an der Kamera 110 befindet und somit aus Sicherheitsgründen eine Notbremsung auszulösen ist.
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Der umgekehrte Schluss, ein sich langsam bewegendes Objekt befände sich im Hintergrund des Geschehens, d. h. bspw. hinter der Parkbucht 102, ist aus Sicherheitsgründen nicht ausreichend; jedoch kann bei langsamer Bewegung einer Kontur/eines Objekts einer der obenerwähnten komplexeren Algorithmen mit genauerer Abstands-/Geschwindigkeitsbestimmung ausgelöst werden.
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Wird eine Entscheidung zur Ausgabe eines Steuersignals getroffen (316) wird das Verfahren in Schritt 312 fortgesetzt; wird festgestellt, dass kein Steuersignal auszugeben ist (314), wird das Verfahren vom Schritt 304 an (zyklisch) erneut durchlaufen.
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Es sei angenommen, dass in der Beispielsituation der 1, 4A und 4B ein Steuersignal ausgelöst wird. Somit gibt in Schritt 312 die Entscheidungskomponente 210 ein Steuersignal an die Ansteuerungskomponente 212 des Bremssystems 214 zur unmittelbaren Auslösung einer Notbremsung, um eine Kollision des Fahrzeugs 100 mit dem detektierten Objekt 130 im Fahrschlauch 140 zu vermeiden. Nachdem das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist, endet das Verfahren in Schritt 318, kann aber beispielsweise bei erneuter Aktivierung des Einparkassistenten zur Fortsetzung des Einparkvorgangs wieder aufgenommen werden (nachdem die Fahrertür 130 geschlossen wurde). Diese Wiederaufnahme des Verfahrens ist in 3 aus Übersichtsgründen nicht dargestellt.
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In der Beispielsituation der 4A, 4B hat die Komponente 210 kein Steuersignal an die Lenkungsansteuerung 214 ausgegeben, weil ein Lenkeingriff in dieser Situation angesichts der Longitudinalgeschwindigkeit der aufschwingenden Tür 130, der Lateralgeschwindigkeit der Kontur 402, der gemäß 4B unabhängig vom Geschwindigkeitszustand gegebenen erheblichen Abschattung des Fahrschlauchs 140, und/oder der räumlichen Nähe zum parkraumbegrenzenden Fahrzeug 104 kein geeignetes Instrument zur Kollisionsvermeidung wäre. In anderen Situationen, beispielsweise bei einem in den Fahrschlauch eindringenden Objekt niedrigerer Geschwindigkeit und freiem Manövrierraum für das Ego-Fahrzeug kann zusätzlich oder alternativ zu einem Bremsvorgang auch ein automatischer (aktiver) Lenkeingriff ausgelöst werden, um so dem in den Fahrschlauch eindringenden Objekt auszuweichen. Dies kann beispielsweise bei einer Rückwärtsfahrt (kein Einparkvorgang) sinnvoll sein, wenn ein Passant eine Fahrbahn betritt, um einen Sicherheitsabstand zu der Person zu wahren.
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Die Entscheidung für eine Notbremsung kann gegebenenfalls mittels Ausgabe weiterer Steuersignale revidiert werden (dieser Ablauf ist aus Übersichtsgründen nicht in 3 dargestellt). Die in 2 dargestellten Komponenten inklusive der Rückfahrkamera 112 können auch während und/oder nach einer Bremsung weiterarbeiten. So kann die Entscheidungskomponente 210 bspw. ergänzend Abstandsdaten zum Objekt 130 analysieren. Abweichend von der hier in den Figuren gezeigten Situation könnte sich daraus zum Beispiel ergeben, dass das detektierte Objekt ein hinter der Parkbucht 102 vorbeifahrendes Fahrzeug ist, oder auch ein hinter der Parkbucht 102 passierendes Fahrrad oder ein Passant ist.
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Anders als bei dem anhand der Figuren diskutierten Beispiel könnte die Entscheidungskomponente 210 auch die Entscheidung treffen, kein Steuersignal zur Auslösung einer Notbremsung auszugeben, sondern ein detektiertes Objekt zunächst weiter zu verfolgen, beispielsweise weil ein Abstand zu dem Objekt als noch groß genug eingeschätzt wird und/oder weil ein Objekt (etwa ein querender Passant) den Fahrschlauch voraussehbar wieder verlassen wird und der Einparkvorgang daher ohne Verzögerung fortgesetzt werden kann. Als Zwischenform sei auf die Möglichkeit einer Verzögerung unterhalb einer Vollbremsung verwiesen, wobei eine derartige Teilbremsung ebenfalls durch die Komponente 210 ausgelöst und kontinuierlich unterhalten werden kann.
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Ein an die Bremssteuerung 212 ausgegebenes Steuersignal kann statt einer Vollbremsung oder einer Teilbremsung auch eine vorbereitende Aktivierung des Bremssystems 216 beinhalten, so dass danach gegebenenfalls mit minimaler Verzögerung eine Bremsung eingeleitet werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann die Entscheidungskomponente 210 die Ansteuerkomponente 202 veranlassen, eine Aufnahmefrequenz der Rückfahrkamera 112 zu erhöhen, um beispielsweise eine Lateralbewegung einer Konturlinie bzw. eines detektierten Objekts genauer verfolgen zu können, oder um die Genauigkeit einer Abstands-/Geschwindigkeitsbestimmung (in lateraler und/oder transversaler Richtung) zu verbessern und/oder um eine Reaktionszeit für den Fall zu verkürzen, dass tatsächlich ein automatischer Steuerungseingriff zur Kollisionsvermeidung auszulösen ist.
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Zusätzlich oder alternativ zur Abgabe eines Steuersignals an Komponenten wie die Bremssteuerung 212 oder Lenkungssteuerung 214 kann die Entscheidungskomponente 210 auch eine Warnung auf dem Anzeigeschirm 220 für den Fahrer ausgeben. Diese Warnung kann etwa im Falle einer erhöhten Wachsamkeit ausgegeben werden, so dass der Fahrer gegebenenfalls die Situation selbst beurteilen und einen geführten Einparkvorgang (allgemeiner eine Rückwärtsfahrt) abbrechen oder verzögern kann.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt; vielmehr sind innerhalb des durch die anhängenden Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008036099 A1 [0003]
- DE 102007048848 A1 [0005]