DE19648826A1 - Kollosionswarnsystem für Fahrzeuge mittels elektronischer Bildauswertung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches System, bei dem eine elektronische Kamera, die im Frontbereich eines Fahrzeuges installiert ist, die Heckpartie des vorausfahrenden Fahrzeuges auf ihrer Bildplatte abbildet und dieses Bild ständig elektronisch auswertet. Dabei wird ermittelt, ob an diesem Fahrzeug Reaktionen feststellbar sind, die erkennen lassen, daß dieses Fahrzeug seine Geschwindigkeit stark vermindert bzw. vermindert hat, oder ob an diesem Fahrzeug die Warnblinkanlage eingeschaltet ist. Mit der Erkennung einer dieser Aktionen am vorausfahrenden Fahrzeug und einer daraus abzuleitenden Gefahr eines Auffahrunfalls, wird an dem Fahrzeug, welches über die elektronische Bildauswertung verfügt, über eine Relaisschaltung die Warnblinkanlage eingeschaltet. Zusätzlich kann der Fahrer optisch oder akustisch gewarnt werden. In der Folge können an nachfolgenden Fahrzeugen die Warnblinkanlagen automatisch eingeschaltet werden, wenn diese Fahrzeuge mit dem Stauwarnsystem ausgerüstet sind und die Bedingungen für die Warnung erfüllt sind.

Es sind bereits Systeme im Bereich der Stauwarnung bekannt. Diese basieren weitestgehend auf einer Abstandsmessung zum vorausfahrenden Fahrzeug mittels Radar- oder Lasermessung (DE 36 37 165 A1 und EP 637 525 A2). In der Auswertung von Fahrgeschwindigkeit und Abstand der Kraftfahrzeuge untereinander werden dem Fahrzeugführer Warnsignale erteilt bzw. es wird durch Eingriff in die Fahrzeugführung diese beeinflußt, indem die Fahrgeschwindigkeit vermindert wird bzw. das Fahrzeug angehalten wird. Diese Systeme sind rechtlich sehr umstritten, da dies völlig ohne Zutun der Fahrer geschieht. Dieser muß die Anlage ausschalten, wenn dieses Korrektursystem nicht ständig in seine Fahrzeugführung eingreifen soll. So ist der Fahrer nicht mehr der aktive Teil des Systems Mensch-Fahrzeug, was umfassende rechtliche Fragen und Fragen der Produkthaftung aufwirft.

Das Bundesministerium für Verkehr befürwortet das informierende und warnende, nicht jedoch das korrigierende Fahrzeugsystem.

Die auf Reflektion der Laser- oder Radarstrahlung beruhenden Systeme bergen eine Zahl von Fehlmessungen, da die Reflektionen an einer Vielzahl von Hindernissen auftreten können, die nicht unbedingt im Verkehrsraum des Fahrzeugs liegen. Weiterhin können Nickbewegungen des Fahrzeuges zu Fehlmessungen führen.

Weitere Vorschläge beruhen auf der Infrarotmessung zum vorausfahrenden Fahrzeug mit prinzipiell den gleichen oder ähnlichen Fehlern.

Nach EP 0 380 797 A1 mißt ein Sensor die Infrarotstrahlen, die Rück- und Bremsleuchten des vorausfahrenden Fahrzeuges ausstrahlen und meldet dem Fahrer des nachfolgenden Fahrzeuges nur, daß sich im Verkehrsraum vor seinem Fahrzeug ein Hindernis befindet. Es überläßt in der Folge alle Handlungen dem Führer dieses Fahrzeuges. Außerdem setzt diese Anlage voraus, daß die Rück- und Bremsleuchten eingeschaltet sind.

Aus der EP 0 246 436 A2 ist eine Vorrichtung zum automatischen Einschalten einer Warnblinkanlage bekannt, bei der die Warnblinkanlage über einen Beschleunigungssensor bei einem Auffahrunfall oder einer Notbremsung selbsttätig eingeschaltet wird. Die Fahrer der nachfolgenden Fahrzeuge müssen erst das Warnblinklicht erkennen, bevor sie Gegenmaßnahmen zur Kollisionsverhütung einleiten können.

Weiterhin sind Anlagen bekannt, bei denen zur Stauwarnung Funk- oder Infrarotsignale vom vorausfahrenden zum nachfolgenden Fahrzeug übertragen werden, die dazu genutzt werden, daß an den nachfolgenden Fahrzeugen die Warnblinkanlage eingeschaltet wird. Als besonderes Problem tritt dabei auf, daß jedes Fahrzeug mit dieser Anlage ausgestattet sein muß.

Die Erfindung "Kollisionswarnsystem für Fahrzeuge mittels elektronischer Bildauswertung soll anhand eines Ausführungsbeispiels nachfolgend erläutert werden.

Nach Fig. 1 des Anhangs ist bei einem vorausbefindlichen Fahrzeug die Warnblinkanlage eingeschaltet. Im Frontbereich des nachfolgenden Fahrzeuges ist eine elektronische Kamera installiert, die gleichzeitig mit dem Einschalten der Stromversorgung für das Fahrzeug aktiviert wird und die Konturen eines vorausbefindlichen Gegenstandes auf ihrer Bildplatte abbildet. Diese Bildsignale des Gegenstandes werden digitalisiert oder anderweitig aufbereitet, so daß sie mathematisch ausgewertet und z. B. als Fahrzeug identifiziert werden können.

Die auswertbaren Konturen können dabei durch die Umrisse des Fahrzeuges oder durch die eingeschalteten Rück-, und/oder Bremsleuchten evtl. durch die Begrenzungsleuchten oder durch die Kennzeichenbeleuchtung gebildet werden.

Wenn nun am als Fahrzeug identifizierten System die Warnblinkanlage einschaltet, so bildet die Kamera diese Situation zusätzlich auf ihrer Bildplatte ab. An dem beiderseitig gleichem Bildrhythmus und dem Abstand zu den erkannten Konturen, errechnet der Computer über das vorgegebene Programm, daß sich vor dem Fahrzeug ein Hindernis befindet, daß dieses Hindernis ein Fahrzeug ist, und daß dieses Fahrzeug eine Gefahrenmeldung sendet.

Diese Erkennung wird möglich, da lt. Straßenverkehrs-Zulassungsordnung (StVZO) die Rück- und Warnleuchten symmetrisch angeordnet und bestimmte Maße und Abstände einzuhalten sind. Über die Größen e₁ und e₂ und die Winkel α und β kann der Abstand A mathematisch mit hinreichender Genauigkeit bestimmt werden. Durch die ständige Messung der Winkel α und β und der daraus bestimmbaren Winkelveränderung pro Zeiteinheit kann die Relativgeschwindigkeit bestimmt werden, mit der sich das Meßfahrzeug dem Fahrzeug mit eingeschalteter Warnblinkanlage nähert. Über die Relativgeschwindigkeit Δv zwischen den Fahrzeugen in Verbindung mit den Größen A und e kann der Rechner bestimmen, ab wann akute Kollisionsgefahr besteht. Somit ist er in der Lage, über einen Steuerimpuls die Warnblinkanlage an diesem Fahrzeug einzuschalten und den Fahrer dieses Fahrzeuges akustisch, optisch oder anderweitig zu warnen.

Mit dem Einschalten der Warnblinkanlage wird frühzeitig der diesem Fahrzeug nachfolgende Fahrzeugführer gewarnt. Besonders dann, wenn dieses Fahrzeug ebenfalls über das dargestellte Kollisionswarnsystem verfügt.

Durch diese rechtzeitige Warnung, speziell bei Nebel oder anderweitig schlechten Sichtverhältnissen, kann den Stau- und Auffahrunfällen zuverlässig entgegengewirkt werden. Das gilt auch bei plötzlicher Staubildung innerhalb Kolonnenfahrt, wenn ein vorausbefindliches Fahrzeug anhalten muß und die Warnblinkanlage einschaltet bzw. wenn bei einem Unfall durch den Chrash-Schalter die Warnblinkanlage eingeschaltet wird. Wie eine Kettenreaktion läuft dann die Warnung für die nachfolgenden Fahrzeugführer der staubildenden Kette entgegen und warnt rechtzeitig die in das Gefahrenbereich einfahrenden Fahrzeugführer.

In Vervollkommnung des Erfindungsgedankens kann vorgesehen werden, daß sich die Warnblinkanlage zusätzlich ab einer vorgegebenen negativen Beschleunigung selbsttätig einschaltet oder daß eine Empfängerstufe in das Motor- und/oder Bremsmanagement eingreift, um das Kraftfahrzeug abzubremsen oder anzuhalten.

Letztlich eröffnet die Erfindung auch die Möglichkeit, daß Polizei oder Sicherungskräfte mit Handgeräten oder auch mit fest installierten Geräten die Warnblinkanlagen der in Gefahrenbereiche einfahrenden Kraftfahrzeuge einschaltet. Somit kann vor den verschiedensten Gefahren wie Glatteis, Nebel, Staubildung usw. direkt vom Fahrbahnrand aus oder über ferngeschaltete Systeme gewarnt werden.

Um Fehlauslösungen der Warnblinkanlage zu korrigieren, die unter Umständen durch warnblinkende Fahrzeuge am Fahrbahnrand verursacht werden, ist in einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung eine Möglichkeit vorzusehen, manuell für eine festzulegende Zeitspanne die eingeschaltete Warnblinkanlage zu deaktivieren. Eine Scharfschaltung der Anlage muß selbständig ohne Zutun des Fahrers erfolgen.

Claims (9)

1. Elektronisches Stauwarn- und Sicherungssystem für Fahrzeuge, bei dem mit dem Einschalten der Warnblinkanlage an einem vorausfahrenden Fahrzeug mindestens am ersten der nachfolgenden Fahrzeuge sich die Warnblinkanlage ebenfalls einschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß im nachfolgenden Fahrzeug eine elektronische Kamera installiert ist, die das vorausfahrende Fahrzeug auf ihrer Bildplatte abbildet und die Bildinformationen dahingehend elektronisch auswertet, ob am vorausfahrenden Fahrzeug Warnblinksignale im sichtbaren oder nichtsichtbaren Lichtspektrum ausgesendet werden und in diesem Fall ein elektrisches Auswertesignal gebildet wird, das zum Einschalten der Warnblinkanlage und zusätzlich zu einer Signalisierung für den Fahrer dient.

2 Elektronisches Signal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildinformation dahingehend ausgewertet wird, daß über die Bildwinkelveränderung das vorausfahrenden Fahrzeuges die Relativgeschwin­ digkeit bestimmt wird und beim Überschreiten einer Grenzrelativgeschwindigkeit das elektrische Auswertesignal gebildet wird.

3. Elektronisches System nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera bis zu einem Grenzschwenkwinkel so automatisch nachgeführt wird, daß sich das abgebildete Kraftfahrzeug angenähert in Bildmitte befindet und das elektrische Nachführsignal dafür aus der Bildinformation abgeleitet wird.

4. Elektronisches System nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektronischen Bildauswertung die üblichen Bildfrequenzen der Warnblinkleuchten als auch bei Tageslicht die ungefähre Lage in der Bildebene bezogen auf die Konturen des Kraftfahrzeuges und bei Dunkelheit bzw. bei Nebel auf das sichtbare und/oder nichtsichtbare Lichtspektrum der Schluß- und/oder Bremsleuchten bzw. der Kennzeichenbeleuchtung herangezogen werden.

5. Elektronisches System nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswertesignal nicht zum Einschalten der Warnblinkanlage verwendet wird, wenn sich aus der Bildauswertung ergibt, daß das vorausfahrende Fahrzeug unter Einbeziehung der Relativgeschwindigkeitsdaten des vorausfahrenden zum Fahrzeug mit Bildsichtauswertung einen größeren Abstand als einen Grenzabstand aufweist.

6. Elektronisches System nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzabstand durch Umgebungslicht-, Temperatur-, Feuchte- und/oder Verzögerungssensoren verändert werden kann.

7. Elektronisches System nach Anspruch 1, 2, 3, 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswertesignal zur optischen oder akustischen Warnung für den Fahrer verwendet wird, wenn sich aus der Bildauswertung ergibt, daß die Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs mit Bildauswertung zum vorausfahrenden Fahrzeug einen großen Wert einnimmt und ein definierter Grenzabstand unterschritten ist, so daß Kollisionsgefahr besteht.

8. Elektronisches System nach Anspruch 1, 2, 3, 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Auswertesignal zum Einschalten der Warn­ blinkanlage verwendet wird, wenn sich aus der Bildauswertung ergibt, daß die Relativgeschwindigkeit des Fahrzeugs mit Bildauswertung zum vorausfahrenden Fahrzeug einen großen Wert einnimmt und ein definierter Grenzabstand unterschritten ist, so daß eine Kollision mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht mehr zu verhindern ist.

9. Elektronisches System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch ein von außen auf die Kamera wirkendes Signal, welches von Polizei, Sicherungskräften oder von fest installierten Systemen gegeben wird, dazu führt, daß die Fahrer dieser Fahrzeuge akustisch, optisch oder anderweitig gewarnt werden und/oder daß an den Fahrzeugen die Warnblinkanlage eingeschaltet wird.