Verkehrszeichen-Assistent Funktion

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Funktionsvoraussetzung allgemein

 Keine Unter- oder Überspannung

 Klemme 15R EIN:

Das Steuergerät Elektronisches Zündschloss (EZS) sendet den Klemmenstatus Klemme 15 über Peripherie-CAN an die Multifunktionskamera.

Verkehrszeichen-Assistent allgemein

Die Multifunktionskamera an der Innenseite der Frontscheibe erfasst die ausgeschilderten Geschwindigkeitsbegrenzungen zum Beispiel am Fahrbahnrand, auf Schilderbrücken oder in Baustellen. Ihre Daten werden mit den Informationen des Navigationssystems abgeglichen und sowohl im Kombiinstrument als auch in der Navi-Kartenansicht angezeigt. Auch Überholverbote und die jeweiligen Aufhebungsschilder werden registriert und angezeigt. Bei Einfahrverboten mit entsprechender Beschilderung erfolgt zusätzlich eine optische Warnung und Warnton im Kombiinstrument.

Eine optische Warnung und Warnton kann bei Überschreitung einer Geschwindigkeitsbegrenzung ebenfalls erfolgen und kann über die Headunit ausgewählt und eingestellt werden. Für die Navigation im Bedienmenü stehen folgende Möglichkeiten zur Verfügung:

 Die Navigation kann mit dem Steuergerät Bedienfeld Headunit erfolgen. Die entsprechenden Bediensignale werden über Telematik-CAN an die Headunit gesendet.

 Die Navigation kann per Sprachbedienung erfolgen. Das Mikrofon Freisprecheinrichtung Fahrer (B25/20) wird direkt von der Headunit eingelesen.

 Die Navigation kann über das Fingernavigations-Pad Headunit und die Taste "zurück" in der Tastengruppe Multifunktionslenkrad Headunit erfolgen. Die entsprechenden Bediensignale werden über die Lenkradelektronik, Lenkrad-CAN, das Steuergerät Mantelrohrmodul, den Fahrwerk-FlexRay, das Steuergerät EZS und den Benutzerschnittstelle-CAN an die Headunit gesendet.

Die Headunit sendet den Status der Betriebsart über Benutzerschnittstelle-CAN, Steuergerät EZS und Peripherie-CAN an die Multifunktionskamera.

Folgende Betriebsarten können vom Fahrer ausgewählt werden:

 "Optische Warnung"

 "Optische Warnung und Warnton"

 "Aus"

Der Verkehrszeichen-Assistent ist ausstattungsabhängig in die Multifunktionskamera implementiert.

Folgende Verkehrszeichen werden auf dem vom Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitt von der Multifunktionskamera erfasst und ausgewertet:

 Geschwindigkeitsbegrenzungen inklusive Zusatzzeichen

 Überholverbote und deren Aufhebungszeichen

 Einfahrverbote

Die erfassten Verkehrszeichen werden im Multifunktionsdisplay des Kombiinstruments und im Audio/COMAND Display dargestellt. Die Darstellung im Kombiinstrument kann über die Headunit aus- oder eingeschaltet werden.

 Es wird nur ein Verkehrszeichen im Multifunktionsdisplay angezeigt und bei Bedarf ein Zusatzzeichen (z. B. "bei Nässe").

 Während eines Update- oder Reset-Vorgangs der Headunit stehen die Daten des Navigationssystems nicht zur Verfügung, sodass es im Einzelfall zu Fehlermeldungen kommen kann.

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Die Darstellung im Steuergerät Audio/COMAND Display erfolgt ausschließlich in der Kartenansicht des Navigationssystems und kann über das Menü der Headunit aus- oder eingeschaltet werden.

 Die Darstellung der erkannten Verkehrszeichen erfolgt länderspezifisch.

Eingangsgrößen Multifunktionskamera

Die Multifunktionskamera wertet unter anderem folgende Eingangsgrößen aus:

 Signal "Motor läuft" oder "Antriebsstrang betriebsbereit".

 Kartendaten

 Fahrtrichtung, Fahrzeuggeschwindigkeit und Gierrate

 Lenkradwinkel

 Scheibenwischer aktiv

 Außentemperatur

 Anhängererkennung

Signal "Motor läuft" oder "Antriebsstrang betriebsbereit":

Das Steuergerät CDI oder das Steuergerät ME sendet das Signal "Motor läuft" oder "Antriebsstrang betriebsbereit" über Antriebs-CAN, Steuergerät Antriebsstrang und Peripherie-CAN an die Multifunktionskamera.

Kartendaten:

Die GPS-Daten (Daten des globalen Navigationssystems) dienen der Plausibilitätsprüfung des von der Multifunktionskamera erfassten Objekts sowie dem Ausblenden angezeigter Geschwindigkeitsbegrenzungen beim Einfahren in geschlossene Ortschaften. Die GPS-Daten sendet die Headunit über Benutzerschnittstelle-CAN, Steuergerät EZS und Peripherie-CAN an die Multifunktionskamera.

Fahrtrichtung, Fahrzeuggeschwindigkeit und Gierrate:

Informationen zur Fahrtrichtung und Fahrzeuggeschwindigkeit werden aus den Raddrehzahl- und Raddrehrichtungssignalen abgeleitet.

Die Giermomentenschnittstelle ist in das Steuergerät ESP® integriert. Das Steuergerät ESP® sendet alle relevanten Informationen über Fahrwerk-FlexRay, Steuergerät EZS und Peripherie-CAN an die Multifunktionskamera.

Lenkradwinkel:

Der Lenkradwinkel wird vom Lenkradwinkelsensor erfasst. Das Steuergerät Mantelrohrmodul liest die Signale des Lenkradwinkelsensors direkt ein und sendet Informationen zum Lenkradwinkel über Fahrwerk-FlexRay, Steuergerät EZS und Peripherie-CAN an die Multifunktionskamera.

Scheibenwischer aktiv:

Das Steuergerät SAM steuert die Scheibenwischanlage. Bei eingeschaltetem Scheibenwischer sendet das Steuergerät SAM den Status "Scheibenwischer aktiv" über Innenraum-CAN, Steuergerät EZS und Peripherie-CAN an die Multifunktionskamera.

Außentemperatur:

Die Außentemperatur wird vom Außentemperatursensor erfasst. Das Steuergerät SAM liest das Signal des Außentemperatursensors direkt ein, errechnet daraus die Außentemperatur und sendet diese über Innenraum-CAN, Steuergerät EZS und Benutzerschnittstelle-CAN an das Kombiinstrument. Das Kombiinstrument berechnet die angezeigte Außentemperatur und sendet diese über Benutzerschnittstelle-CAN, Steuergerät EZS und Peripherie-CAN an die Multifunktionskamera.

Anhängererkennung:

Das Steuergerät Anhängererkennung (mit Code E40 (Anhängersteckdose, 7-polig) oder mit Code E43 (Anhängersteckdose 13-polig)) sendet bei erkanntem Anhänger den Status "Anhänger erkannt" über Innenraum-CAN, Steuergerät EZS und Peripherie-CAN an die Multifunktionskamera.

Funktionsablauf Verkehrszeichen-Assistent

Die Multifunktionskamera erfasst bei einem horizontalen Erfassungswinkel von  = 46° während der Fahrt Bilder von den Verkehrszeichen über oder neben der Fahrbahn. Der Verkehrszeichen-Assistent ist ständig im Hintergrund aktiv. Das heißt, die entsprechenden Verkehrszeichen werden permanent von der Multifunktionskamera erfasst und ausgewertet. Die erfassten Bilddaten werden an das integrierte Bilderkennungsmodul übertragen, das diese mit den hinterlegten Datensätzen vergleicht und so die Verkehrszeichen der jeweils gültigen Straßenverkehrsordnung zuordnet. Das Bilderkennungsmodul der Multifunktionskamera ordnet allen Ergebnissen Glaubwürdigkeit zu.

 Die nationalen Regelwerke für die Ausführung und die Anbringung von Verkehrszeichen werden hierbei berücksichtigt.

Die Multifunktionskamera erfasst alle Bildobjekte und wertet kreisförmige sowie eckige Konturen aus. Somit werden Geschwindigkeitsbegrenzungs-, Verbots- und Aufhebungszeichen inklusive Zusatzeinschränkungen in Ländern, die nach der Wiener Konvention, in den USA und in Kanada beschildert sind, erfasst. Nicht relevante Zeichen (Zusatzzeichen, die beispielsweise für eine Abbiegespur gültig sind) werden unterdrückt. Bei aktiver Zielführung wird das Zusatzzeichen dennoch sofort angezeigt, wenn es für die aktive Zielführung von Relevanz ist.

Mögliche Zusatzzeichen sind u. a. Beschränkungen bei Nässe oder Anhängerbetrieb. Wird beispielsweise der Status "Scheibenwischer aktiv" von der Multifunktionskamera empfangen und eine zulässige Höchstgeschwindigkeit mit Zusatzeinschränkung "bei Nässe" erkannt, wird die erkannte zulässige Höchstgeschwindigkeit im Kombiinstrument angezeigt. Die zulässige Höchstgeschwindigkeit wird als nicht relevant eingestuft, solange der Status "Scheibenwischer aktiv" nicht eingelesen wird.

Zusatzzeichen, die für PKW nicht relevant sind (z. B. Geschwindigkeitsbegrenzungen für LKW), werden nicht angezeigt. Die Anzahl dieser Verkehrszeichen beträgt ca. 10 % aller Verkehrszeichen. Nach Auswertung der Daten werden die erkannten Verkehrszeichen im Multifunktionsdisplay des Kombiinstruments und im Steuergerät Audio/COMAND Display dargestellt. Dem Fahrer stehen damit Informationen über die zulässige Geschwindigkeit oder die aktuell bestehenden Verbote zur Verfügung.

 Die Multifunktionskamera fasst die Hinweise auf eine Geschwindigkeitsbegrenzung auch dann zu einem Ergebnis zusammen, wenn sich diese Hinweise widersprechen.

Die Multifunktionskamera sendet entsprechende Anforderungen zur Anzeige des aktuell erkannten Verkehrszeichens und einer Warnmeldung über Peripherie-CAN, Steuergerät EZS und Benutzerschnittstelle-CAN an das Kombiinstrument und die Headunit.

Die Headunit steuert das Steuergerät Audio/COMAND Display über Telematik-CAN an und überträgt die entsprechenden Daten.

Erkennt die Multifunktionskamera ein Einfahrverbotszeichen bei Einfahrt auf eine Autobahn oder Schnellstraße entgegengesetzt der Fahrtrichtung (Falschfahrerszenario), wird das Einfahrverbotszeichen im Multifunktionsdisplay des Kombiinstruments und im Steuergerät Audio/COMAND Display angezeigt. Zusätzlich wird die Warnmeldung "Fahrtrichtung überprüfen!" im Multifunktionsdisplay angezeigt und ein Warnton über den Warnsummer ausgegeben, der direkt vom Kombiinstrument angesteuert wird.

 Die akustische Warnausgabe kann frühestens nach t = 5 s quittiert werden.

Im Fehlerfall werden folgende Meldungen im Kombiinstrument ausgegeben:

 "System zurzeit nicht verfügbar" (z. B. Beschlag im Kamerasichtfeld)

 "System ohne Funktion" (z. B. Ausfall der Multifunktionskamera oder des Navigationssystems)

 "Sichtfeld Kamera blockiert, Verkehrszeichen-Assistent ohne Funktion"

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Darstellung der Aufhebungszeichen

Folgendes Ereignis führt zur Anzeige des Aufhebungszeichens (Bild J):

 Vorbeifahrt an einem Aufhebungszeichen (Bild F) und keine weiteren zulässige Höchstgeschwindigkeit

 Bei Überholverboten wird das Verbotszeichen beim Passieren des Aufhebungszeichen Überholverbot (Bild I) aus der Anzeige entfernt.

Zusätzlich wertet die Multifunktionskamera Informationen zur Fahrzeugumgebung und zur Eigenbewegung des Fahrzeugs aus. Hierzu zählen:

 Entfernung und Winkel zu anderen Verkehrsteilnehmern und Objekten - erfasst von der Multifunktionskamera.

 Eigenbewegung und Gierverhalten

 GPS-Daten der Headunit

Zusätzlich werden die in der digitalen Karte des Navigationssystems verifizierten Attribute ausgewertet.

 Über die Kartendaten wird die Länderverfügbarkeit ausgewertet. Die Länderverfügbarkeit kann gegebenenfalls erweitert werden und entspricht daher dem aktuellen Softwarestand.

 Da Geschwindigkeitsbegrenzungen möglichen Änderungen unterliegen, ist eine regelmäßige Aktualisierung des digitalen Kartenmaterials notwendig.

Aus den von der Headunit bereitgestellten Kartendaten werden Informationen zur Klassifizierung der Straßen und zur Gebietsbebauung abgeleitet. Hierdurch wird das Verlassen von Straßen, für die eine zuvor erkannte Geschwindigkeitsbegrenzung angezeigt wurde, erkannt. Da die Anzeige einer außerorts erkannten Geschwindigkeitsbegrenzung beim Passieren eines Ortseingangsschilds nicht durch die Bilderkennung zurückgenommen werden kann, wird auf die Kartendaten zurückgegriffen.

Bei einem Wechsel von unbebautem zu bebautem Gebiet wird die Geschwindigkeitsbegrenzung der Kartendaten verwendet. Da die Ortsgrenzen nicht immer mit den Bebauungsmarkierungen aus der Navigationskarte übereinstimmen, führt dies dazu, dass eventuell die Anzeige der zuletzt erkannten Geschwindigkeitsbegrenzung entweder zu früh ausgeblendet wird oder in der geschlossenen Ortschaft weiterhin angezeigt wird.

Situationen, die zu einer ausbleibenden oder überflüssigen Rücknahme der Anzeige führen, sind in den folgenden Bildern dargestellt:

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Funktionshinweise und Systemgrenzen

Nachfolgend sind Situationen beispielhaft aufgeführt, in denen die von der Multifunktionskamera erfassten Bilder nicht verwertbar sind und für die Anzeige im Kombiinstrument und im Steuergerät Audio/COMAND Display nicht verwendet werden:

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Geschwindigkeitsbegrenzungen, die durch Ortseingangs- und Ortsausgangsschilder oder durch Autobahnanfangs- und Autobahnendeschilder gekennzeichnet sind, werden nicht erfasst. Diese Verkehrszeichen sind jedoch über die Straßendefinition (z. B. Autobahn) in der digitalen Navigationskarte hinterlegt.

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Elektronisch angesteuerte Wechselverkehrszeichen können "übersehen" oder falsch interpretiert werden. Bei Wechselverkehrszeichen, die gepulst bzw. blinkend angesteuert werden, ergibt sich je nach der angesteuerten Frequenz des Wechselverkehrszeichens eine mögliche Differenz zu der festen Zykluszeit der Bildaufnahme. Dies führt dazu, dass nur Fragmente des Wechselverkehrszeichens erkannt werden.

Wenn das Bild nicht eindeutig als Verkehrszeichen identifiziert werden kann, wird der Geschwindigkeitswert angezeigt, der in der digitalen Navigationskarte hinterlegt ist.

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Um eine Erkennung von Wechselverkehrszeichen, denen der äußere Kreisring fehlt, zu ermöglichen, sind spezielle Detektoren in die Multifunktionskamera implementiert. Diese Art der Darstellung gibt es überwiegend in den Niederlanden und in Belgien.

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Der horizontale Blickwinkel der Multifunktionskamera ist begrenzt. Verkehrszeichen, die unmittelbar nach Abzweigungen, in die eingebogen wird, aufgestellt sind, können von der Multifunktionskamera "übersehen" werden.

Der horizontale Erfassungswinkel der Multifunktionskamera beträgt  a = 46°.

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Die Auflösung der Multifunktionskamera ist begrenzt. Verkehrszeichen an breiten oder mehrspurigen Straßen können "übersehen" werden, da sie die zur eindeutigen Identifikation erforderliche Größe im Auswertefenster der Multifunktionskamera nicht erreichen.

Die Empfindlichkeit und die Dynamik der Multifunktionskamera sind begrenzt. Dies führt dazu, dass Verkehrszeichen unter folgenden Bedingungen nicht erkannt werden:

 Verkehrszeichen mit geringem Kontrast

 Extremes Gegenlicht oder Licht von hinten

 Geringe Beleuchtung, Dunkelheit

Die Brennweite und die Ausrichtung der Multifunktionskamera sind fix. Dadurch werden die erfassten Objekte mit einer von der Belichtungszeit abhängigen Bewegungsunschärfe abgebildet.

Diese Bewegungsunschärfe und die Empfindlichkeit der Multifunktionskamera begrenzen ihre Nachttauglichkeit. Die starre Brennweite und die statische Ausrichtung führen dazu, dass die aufzunehmenden Verkehrszeichen in einem kleinen Beobachtungszeitfenster vollständig sichtbar sein müssen.

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Ungünstig gestaltete Rückfronten von Nutzfahrzeugen können fälschlicherweise als Aufhebungszeichen interpretiert werden.

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Beschilderungen an der Rückfront von Nutzfahrzeugen können fälschlicherweise als Verkehrszeichen interpretiert werden.