DE19648826A1 - Electronic vehicle anti-collision system - Google Patents

Electronic vehicle anti-collision system

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    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q9/00—Arrangement or adaptation of signal devices not provided for in one of main groups B60Q1/00 - B60Q7/00, e.g. haptic signalling
    • B60Q9/008—Arrangement or adaptation of signal devices not provided for in one of main groups B60Q1/00 - B60Q7/00, e.g. haptic signalling for anti-collision purposes
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/166—Anti-collision systems for active traffic, e.g. moving vehicles, pedestrians, bikes

Abstract

The system operates so that the image formed by the camera on the vehicle (2) is digitalised and evaluated mathematically so that it can be identified as a motor vehicle. For this purpose, the lights, braking lights, and number plate lights are taken into account. The picture rhythm can indicate warning lights and so a dangerous situation. From the angles, alpha and beta and the distances (e1,e2), the distance (A) between the two vehicles can be calculated very accurately. This, with the velocities can show the danger of a collision, and, if so, the system warns the driver, switching on the blinking or warning lights automatically.

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.The invention relates to an electronic system in which an electronic Camera installed in the front of a vehicle, the rear of the shows the vehicle in front on their image plate and this image constantly electronically evaluated. It is determined whether there are reactions on this vehicle are noticeable, which show that this vehicle is very fast decreased or decreased, or whether the hazard warning lights on this vehicle is switched on. With the detection of one of these actions on the vehicle in front and a risk of a rear-end collision to be derived therefrom, on the vehicle, which has the electronic image evaluation, a relay circuit Hazard warning lights switched on. In addition, the driver can optically or acoustically be warned. As a result, the following vehicles can Hazard warning lights are switched on automatically when these vehicles with the Congestion warning system are equipped and the conditions for the warning are met.

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.Systems in the area of traffic jam warning are already known. These are based largely on a distance measurement to the vehicle in front by means of Radar or laser measurement (DE 36 37 165 A1 and EP 637 525 A2). In the evaluation of the driving speed and the distance between the motor vehicles are the Vehicle drivers give warning signals or it is caused by interference in the vehicle management this is influenced by reducing the driving speed or the vehicle is stopped. These systems are very controversial from a legal point of view, as they are completely without action the driver happens. This must switch off the system if this correction system should not constantly intervene in his vehicle management. So the driver is no longer that active part of the human-vehicle system, which includes comprehensive legal issues and Product liability issues.

Das Bundesministerium für Verkehr befürwortet das informierende und warnende, nicht jedoch das korrigierende Fahrzeugsystem. The Federal Ministry of Transport does not support the informational and warning however the corrective vehicle system.  

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.The systems based on reflection of the laser or radar radiation contain one Number of incorrect measurements due to the reflections on a variety of obstacles can occur that are not necessarily in the traffic area of the vehicle. Farther pitching movements of the vehicle can lead to incorrect measurements.

Weitere Vorschläge beruhen auf der Infrarotmessung zum vorausfahrenden Fahrzeug mit prinzipiell den gleichen oder ähnlichen Fehlern.Further suggestions are based on the infrared measurement of the vehicle in front basically the same or similar errors.

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.According to EP 0 380 797 A1, a sensor measures the infrared rays, the back and The brake lights of the vehicle in front are emitted and reported to the driver of the following vehicle only that one in the traffic area in front of his vehicle Obstacle. It subsequently leaves all actions to the leader Vehicle. In addition, this system requires that the rear and brake lights are switched on.

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.EP 0 246 436 A2 describes a device for automatically switching on a Hazard warning system known, in which the hazard warning system via a Acceleration sensor automatically in the event of a rear-end collision or emergency braking is switched on. The drivers of the following vehicles have to do this first Detect hazard warning lights before taking countermeasures to prevent collisions can.

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.Furthermore, systems are known in which radio or infrared signals are used to warn of traffic jams from the vehicle in front to the vehicle behind, which are used for this be that the hazard warning lights are switched on on the following vehicles. A particular problem arises that every vehicle with this system must be equipped.

Die Erfindung "Kollisionswarnsystem für Fahrzeuge mittels elektronischer Bildauswertung soll anhand eines Ausführungsbeispiels nachfolgend erläutert werden.The invention "collision warning system for vehicles using electronic Image evaluation is to be explained below using an exemplary embodiment.

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.According to FIG. 1 of the appendix, the hazard warning lights are switched on for a vehicle in front. In the front area of the following vehicle, an electronic camera is installed, which is activated at the same time as the power supply for the vehicle is switched on and shows the contours of an object in front of it on its image plate. These image signals of the object are digitized or otherwise processed so that they are evaluated mathematically and z. B. can be identified as a vehicle.

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.The contours that can be evaluated can be determined by the outline of the vehicle or by the switched on tail lights and / or brake lights may be due to the position lights or be formed by the license plate light.

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.If the hazard warning system on the system identified as a vehicle now switches on, then so the camera also depicts this situation on its image plate. On both sides the same picture rhythm and the distance to the recognized contours Computer on the given program that there is an obstacle in front of the vehicle believes that this obstacle is a vehicle and that this vehicle is a vehicle Sends danger message.

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.This detection is possible because according to the Road Traffic Licensing Regulations (StVZO) Rear and warning lights arranged symmetrically and certain dimensions and distances are to be observed. About the sizes e₁ and e₂ and the angles α and β, the distance A can be determined mathematically with sufficient accuracy. Because of the constant Measurement of the angles α and β and the resulting change in angle per Unit of time, the relative speed at which the Test vehicle approaches the vehicle with the hazard warning lights switched on. About the Relative speed Δv between the vehicles in connection with the sizes A and the computer can determine when there is an acute risk of collision. So he is able to control the hazard warning lights on this vehicle switch on and the driver of this vehicle acoustically, optically or otherwise to warn.

Mit dem Einschalten der Warnblinkanlage wird frühzeitig der diesem Fahrzeug nachfolgende Fahrzeugführer gewarnt. Besonders dann, wenn dieses Fahrzeug ebenfalls über das dargestellte Kollisionswarnsystem verfügt.When the hazard warning lights are switched on, this vehicle is switched on at an early stage following drivers warned. Especially if this vehicle too has the collision warning system shown.

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.With this timely warning, especially in the case of fog or other bad conditions Visibility, can reliably counteract traffic jams and rear-end collisions will. This also applies if there is a sudden build-up of congestion within the convoy, if one  the vehicle in front must stop and the hazard warning lights switch on or if the hazard warning system is switched on by the crash switch in the event of an accident becomes. The warning for the following then runs like a chain reaction Driver against the dust-forming chain and warns those in time Driver entering the danger zone.

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.In perfection of the inventive concept it can be provided that the Hazard warning flashers also automatically from a predetermined negative acceleration switches on or that a receiver level in the engine and / or brake management intervenes to brake or stop the motor vehicle.

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.Ultimately, the invention also opens up the possibility of police or security personnel with handheld devices or with permanently installed devices the hazard warning lights of the in Motor vehicles entering danger areas. Thus, before the various dangers such as black ice, fog, dust formation etc. directly from the Be warned from the edge of the road or via remote-controlled systems.

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.To correct false triggering of the hazard warning lights, which may be caused by Warning flashing vehicles caused at the edge of the road is in a special Embodiment of the invention to provide a way to manually set for a Deactivate the switched-on hazard warning lights. An arming the system must be carried out independently without the driver's intervention.

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.1. Electronic traffic jam warning and security system for vehicles, in which when the hazard warning system on a preceding vehicle is switched on, the hazard warning system also turns on at least on the first of the following vehicles, characterized in that an electronic camera is installed in the following vehicle, which shows the preceding vehicle reproduces it on its image plate and electronically evaluates the image information as to whether hazard warning signals in the visible or invisible light spectrum are being transmitted to the vehicle in front and in this case an electrical evaluation signal is generated which is used to switch on the hazard warning system and also to signal the driver. 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.2 electronic signal according to claim 1, characterized in that the image information is evaluated in such a way that the relative speed via the change in the angle of view of the vehicle in front is determined and when a limit relative speed is exceeded electrical evaluation signal is formed. 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.3. Electronic system according to claim 1 and 2, characterized in that the camera up to a limit swivel angle so is automatically updated that the motor vehicle shown is approximated in Image center is and the electrical tracking signal for it from the image information is derived. 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. 4. Electronic system according to claim 1 to 3, characterized in that the usual for electronic image evaluation Image frequencies of the hazard warning lights as well as the approximate position in daylight Image plane based on the contours of the motor vehicle and in the dark or at Fog on the visible and / or invisible light spectrum of the final and / or Brake lights or the license plate lights are used.   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.5. Electronic system according to claim 1 to 4, characterized in that the evaluation signal is not for switching on the Hazard warning flashers are used if the image analysis shows that the vehicle in front, taking into account the relative speed data of the driving ahead of the vehicle with image evaluation a greater distance than has a limit distance. 6. Elektronisches System nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzabstand durch Umgebungslicht-, Temperatur-, Feuchte- und/oder Verzögerungssensoren verändert werden kann.6. Electronic system according to claim 1 to 5, characterized in that the limit distance by ambient light, temperature, Moisture and / or delay sensors can be changed. 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.7. Electronic system according to claim 1, 2, 3, 4 and 6, characterized in that the evaluation signal for optical or acoustic Warning for the driver is used if it emerges from the image evaluation that the relative speed of the vehicle with image evaluation to the vehicle in front Vehicle occupies a large value and falls below a defined limit distance is so that there is a risk of collision. 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.8. Electronic system according to claim 1, 2, 3, 4 and 6, characterized in that the evaluation signal for switching on the warning blinking system is used when the image analysis shows that the Relative speed of the vehicle with image evaluation to the vehicle in front Vehicle occupies a large value and falls below a defined limit distance is, so that a collision with high probability can no longer be prevented. 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.9. Electronic system according to claim 1, characterized in that by a signal acting on the camera from the outside, which is given by the police, security guards or by permanently installed systems will result in the drivers of these vehicles being acoustically, optically or otherwise be warned and / or that the hazard warning lights on the vehicles are switched on becomes.
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