Verkehrszeichen-Assistent Funktion

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Funktionsvoraussetzungen allgemein

 Klemme 15R Ein

 Das Steuergerät elektronisches Zündschloss sendet den Klemmenstatus Klemme 15 über Fahrwerk-CAN 1, Steuergerät Fahrwerk-Gateway und Fahrwerk-FlexRay an die Multifunktionskamera Stereo oder über Fahrwerk-CAN 1, Steuergerät SAM vorn und Fahrwerk-CAN 2 an die Multifunktionskamera.

Verkehrszeichen-Assistent allgemein

Der Verkehrszeichen-Assistent ist ausstattungsabhängig in die Multifunktionskamera oder in die Multifunktionskamera Stereo implementiert.

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

 Geschwindigkeitsbegrenzungen inklusive Zusatzzeichen sowie die entsprechenden Aufhebungszeichen

 Überholverbote und deren Aufhebungszeichen

 Einfahrverbote

Die erfassten Verkehrszeichen werden im Multifunktions-Display des Kombiinstruments und zusätzlich im Audio-/COMAND-Display dargestellt. Die Darstellung im Multifunktions-Display des Kombiinstruments kann über das Menü "Assistenz" des Kombiinstruments aus- oder eingeschaltet werden.

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 Es können maximal zwei Geschwindigkeitsbegrenzungen und ein Zusatzzeichen gleichzeitig angezeigt werden. Wenn mehr Geschwindigkeitsbegrenzungen erkannt werden, wird die Geschwindigkeitsbegrenzung mit der niedrigeren Einschränkung überblendet.

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

Die Multifunktionskamera wertet folgende Eingangsgrößen aus:

 Signal "Motor läuft" oder "Antriebsstrang betriebsbereit"

 Navigationsdaten

 Fahrtrichtung, Fahrzeuggeschwindigkeit und Gierrate

 Lenkradwinkel

 Wischersignal

 Außentemperatur

 Anhängererkennung (bei Code (550) Anhängevorrichtung)

Signal "Motor läuft" oder "Antriebsstrang betriebsbereit":

Das Steuergerät CDI oder das Steuergerät ME sendet das Signal "Motor läuft" oder "Antriebsstrang betriebsbereit" über Fahrwerk-CAN 1, Steuergerät Fahrwerk-Gateway und Fahrwerk-FlexRay an die Multifunktionskamera Stereo oder über Fahrwerk-CAN 1, Steuergerät SAM vorn und Fahrwerk-CAN 2 an die Multifunktionskamera.

Navigationsdaten:

Die Navigationsdaten sendet die Steuereinheit COMAND über Innenraum-CAN, Steuergerät SAM vorn, Fahrwerk-CAN 1, Steuergerät Fahrwerk-Gateway und Fahrwerk-FlexRay an die Multifunktionskamera Stereo oder über Innenraum-CAN, Steuergerät SAM vorn und Fahrwerk-CAN 2 an die Multifunktionskamera.

Fahrtrichtung, Fahrzeuggeschwindigkeit und Gierrate:

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

Das Gierverhalten wird vom Sensor Drehgeschwindigkeit, Quer- und Längsbeschleunigung erfasst. Der Sensor Drehgeschwindigkeit, Quer- und Längsbeschleunigung sendet entsprechende Werte über Fahrdynamik-CAN an das Steuergerät Elektronisches Stabilitäts- Programm oder das Steuergerät rekuperatives Bremssystem.

Das Steuergerät Elektronisches Stabilitäts-Programm oder das Steuergerät rekuperatives Bremssystem sendet alle relevanten Informationen über Fahrwerk-CAN 1, Steuergerät Fahrwerk-Gateway und Fahrwerk-FlexRay an die Multifunktionskamera Stereo oder über Fahrwerk-CAN 1, Steuergerät SAM vorn und Fahrwerk-CAN 2 an die Multifunktionskamera.

Lenkradwinkel:

Der Lenkradwinkel wird vom Lenkwinkelsensor erfasst. Das Steuergerät Mantelrohrmodul liest die Signale des Lenkwinkelsensors direkt ein und sendet diese über Fahrwerk-CAN 1, Steuergerät Fahrwerk-Gateway und Fahrwerk-FlexRay an die Multifunktionskamera Stereo oder über Fahrwerk-CAN 1, Steuergerät SAM vorn und Fahrwerk-CAN 2 an die Multifunktionskamera.

Wischersignal:

Das Steuergerät SAM vorn steuert die Wischeranlage. Bei eingeschaltetem Wischer sendet das Steuergerät SAM vorn den Status "Wischer aktiv" über Fahrwerk-CAN 1, Steuergerät Fahrwerk-Gateway und Fahrwerk-FlexRay an die Multifunktionskamera Stereo oder über Fahrwerk-CAN 2 an die Multifunktionskamera.

Außentemperatur:

Die Außentemperatur wird über den Widerstandswert des Außentemperatursensors definiert. Das Steuergerät SAM vorn liest das Signal des Außentemperatursensors direkt ein, errechnet daraus die Außentemperatur und sendet diese über Fahrwerk-CAN 2 an das Kombiinstrument. Um einen richtigen Wert der Außentemperatur zu ermitteln, werden vom Kombiinstrument zusätzlich weitere Parameter wie Fahrzeuggeschwindigkeit oder die Strahlungswärme des Verbrennungsmotors berücksichtigt. Das Kombiinstrument sendet die angezeigte Außenlufttemperatur über Fahrwerk-CAN 2, Steuergerät Fahrwerk-Gateway und Fahrwerk-FlexRay an Multifunktionskamera Stereo oder über Fahrwerk-CAN 2 an die Multifunktionskamera.

Anhängererkennung (bei Code (550) Anhängevorrichtung):

Das Steuergerät Anhängererkennung sendet bei erkanntem Anhänger den Status "Anhänger erkannt" über Innenraum-CAN, Steuergerät SAM vorn, Fahrwerk-CAN 1, Steuergerät Fahrwerk-Gateway und Fahrwerk- FlexRay an die Multifunktionskamera Stereo oder über Innenraum-CAN, Steuergerät SAM vorn und Fahrwerk-CAN 2 an die Multifunktionskamera.

Die Multifunktionskamera gibt folgende Ausgangsgrößen aus:

 Verkehrszeichenanzeige

 Systemmeldungen

Die Multifunktionskamera sendet entsprechende Anforderungen zur Anzeige des aktuell erkannten Verkehrszeichens oder einer Systemmeldung über Fahrwerk-CAN 2 an das Kombiinstrument und über Fahrwerk-CAN 2, Steuergerät SAM vorn und Innenraum-CAN an die Steuereinheit COMAND.

Die Multifunktionskamera Stereo sendet entsprechende Anforderungen zur Anzeige des aktuell erkannten Verkehrszeichens oder einer Systemmeldung über Fahrwerk-FlexRay, Steuergerät Fahrwerk-Gateway, Fahrwerk-CAN 2 an das Kombiinstrument und über Fahrwerk-FlexRay, Steuergerät Fahrwerk-Gateway, Fahrwerk-CAN 1, Steuergerät SAM vorn und Innenraum-CAN an die Steuereinheit COMAND.

Die Steuereinheit COMAND steuert das Audio-/COMAND-Display über Telematik-CAN an und überträgt die entsprechenden Videosignale über die LVDS-Leitung.

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 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 das Wischersignal von der Multifunktionskamera empfangen und eine Geschwindigkeitsbeschränkung mit Zusatzeinschränkung "bei Nässe" erkannt, wird die erkannte Geschwindigkeitsbeschränkung im Multifunktions-Display des Kombiinstruments angezeigt. Die Geschwindigkeitsbeschränkung wird als nicht relevant eingestuft, solange kein Wischersignal 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 Multifunktions-Display des Kombiinstruments und im Audio-/COMAND-Display dargestellt. Dem Fahrer stehen damit Informationen über die aktuell bestehenden Verbote oder die zulässige Geschwindigkeit zur Verfügung.

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

Erkennt die Multifunktionskamera ein Einfahrverbotszeichen bei Auffahrt auf eine Autobahn oder Schnellstraße entgegengesetzt der Fahrtrichtung (Falschfahrerszenario), wird das Einfahrverbotszeichen im Multifunktions-Display des Kombiinstruments und im Audio-/COMAND-Display angezeigt. Zusätzlich erfolgt die Warnmeldung "Fahrtrichtung überprüfen!" im Multifunktions-Display und eine akustische Warnausgabe über den Warnsummer im Kombiinstrument, der direkt vom Kombiinstrument angesteuert wird.

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

Im Fehlerfall werden folgende Meldungen im Multifunktions-Display ausgegeben:

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

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

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Folgende Ereignisse führen zur Anzeige des Aufhebungszeichens (Bild F):

 Vorbeifahrt an einem Aufhebungszeichen (Bild F)

 Vorbeifahrt an einem Aufhebungszeichen mit Geschwindigkeitswert (Bild G), wenn zuvor kein Verkehrszeichen mit Geschwindigkeitswert erkannt wurde

Folgende Ereignisse führen zur Anzeige des Aufhebungszeichens (Bild G):

 Vorbeifahrt an einem Aufhebungszeichen mit Geschwindigkeitswert (Bild G)

 Vorbeifahrt an einem durch Zusatzzeichen eingeschränkten Aufhebungszeichen (Bild G1) mit Geschwindigkeitswert

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

 Vorbeifahrt an einem Aufhebungszeichen mit Geschwindigkeitswert (Bild G), dessen Wert von dem Geschwindigkeitswert des in der Vorgeschichte dokumentierten Verkehrszeichens (Bild H1) abweicht

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

 Vorbeifahrt an einem Aufhebungszeichen Überholverbot (Bild I), wenn zuvor ein Überholverbotszeichen (Bild I1) erkannt wurde

 Beim Passieren eines Aufhebungszeichens (Geschwindigkeitsbegrenzung oder Überholverbot) wird das Aufhebungszeichen für fünf Sekunden angezeigt. Danach erscheint die gültige Verkehrsvorschrift im Kombiinstrument.

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 selbst

 Eigenbewegung und Gierverhalten

 Navigationsdaten der Steuereinheit COMAND

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

Die Navigationsdaten dienen der Plausibilitätsprüfung des von der Multifunktionskamera erfassten Objekts sowie dem Ausblenden angezeigter Geschwindigkeitsbegrenzungen beim Einfahren in geschlossene Ortschaften.

 Über die Navigationsdaten wird zusätzlich die Länderverfügbarkeit ausgewertet. Die Länderverfügbarkeit kann gegebenfalls erweitert werden und entspricht daher dem aktuellen Softwarestand. Entfallen die Navigationsdaten (z. B. fehlende GPS-Signale), wird der Verkehrszeichen-Assistent nach einer Wegstrecke von s = 30 km abgeschaltet.

Erkennt die Multifunktionskamera keine Geschwindigkeitsbegrenzungen (beispielsweise bei verschmutzter Windschutzscheibe), werden die in der digitalen Karte des Navigationssystems verifizierten Werte angezeigt. Hält dieser Zustand für t > 10 min an, wechselt die Multifunktionskamera in den "Blockade"-Mode und die Anzeige der Verkehrszeichen wird ausgeschaltet. Wenn zu einem späteren Zeitpunkt wieder ein Verkehrszeichen erkannt wird (bespielsweise durch nachlassenden Beschlag der Windschutzscheibe), wird der "Blockade"- Mode wieder aufgehoben.

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

Aus den von der Steuereinheit COMAND bereitgestellten Navigationsdaten 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 Ortseingangsschildes nicht durch die Bilderkennung zurückgenommen werden kann, wird auf die Navigationsdaten zurückgegriffen.

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

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 Audio-/COMAND-Display nicht verwendet werden.

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. Kann das Bild nicht eindeutig als Verkehrszeichen identifiziert werden, wird es nicht zur Anzeige gebracht.

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Wechselverkehrszeichen, denen der äußere Kreisring fehlt, können ggf. nicht erkannt werden.

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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 = 45°.

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Der vertikale Blickwinkel der Multifunktionskamera ist begrenzt. Verkehrszeichen auf Schilderbrücken werden nur bis zu einer Fahrzeuggeschwindigkeit von v = 160 km/h sicher interpretiert. Um die Erkennungssicherheit über alle Geschwindigkeitsbereiche homogen zu halten, wird das Auswertefenster der Multifunktionskamera mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit verkleinert. Die Begrenzung des Auswertefensters der Multifunktionskamera hat zur Folge, dass niedrig angebrachte Verkehrszeichen, wie sie in Baustellen verwendet werden, "übersehen" werden, wenn sie mit hoher Fahrzeuggeschwindigkeit passiert werden.

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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.

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Die Empfindlichkeit und die Dynamik der Multifunktionskamera ist 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.

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.

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