Verkehrszeichen-Assistent Funktion

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Funktionsvoraussetzung allgemein

 Klemme 15R Ein

 Das Steuergerät elektronisches Zündschloss sendet den Klemmenstatus Klemme 15 über Fahrwerk-FlexRay an die Multifunktionskamera Stereo oder über Peripherie-CAN an die Multifunktionskamera Mono.

Verkehrszeichen-Assistent allgemein

Eine Kamera 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 wird zusätzlich mit einer optischen Warnung im Kombiinstrument und mit Warntönen gewarnt.

Der Verkehrszeichen-Assistent ist ausstattungsabhängig in die Multifunktionskamera Mono 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 Multifunktionsdisplay des Kombiinstruments und zusätzlich im Audio/COMAND Display dargestellt. Die Darstellung im Multifunktionsdisplay des Kombiinstruments kann über das Menü "Assistenz" des Kombiinstruments aus- oder eingeschaltet werden.

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 Es können maximal zwei Geschwindigkeitsbegrenzungen (10) und ein Zusatzzeichen (11) gleichzeitig angezeigt werden. Wenn mehr Verkehrszeichen mit Geschwindigkeitsbegrenzungen erkannt werden, werden die Geschwindigkeitsbegrenzungen (10) mit den niedrigeren Werten angezeigt.

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

Die Multifunktionskamera Mono oder die Multifunktionskamera Stereo wertet unter anderem folgende Eingangsgrößen aus:

 Signal "Motor läuft" oder "Antriebsstrang betriebsbereit"

 GPS-Daten (Globales Navigationssystem)

 Fahrtrichtung, Fahrzeuggeschwindigkeit und Gierrate

 Lenkradwinkel

 Scheibenwischer aktiv

 Außentemperatur

 Anhängererkennung (mit 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 Antriebs-CAN, Steuergerät Antriebsstrang und Fahrwerk-FlexRay an die Multifunktionskamera Stereo oder über Antriebs-CAN, Steuergerät Antriebsstrang und Peripherie-CAN an die Multifunktionskamera Mono.

GPS-Daten:

Die GPS-Daten 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 elektronisches Zündschloss und Fahrwerk-FlexRay an die Multifunktionskamera Stereo oder über Benutzerschnittstelle-CAN, Steuergerät elektronisches Zündschloss und Peripherie-CAN an die Multifunktionskamera Mono.

Fahrtrichtung, Fahrzeuggeschwindigkeit und Gierrate:

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

Das Gierverhalten wird von dem in das Steuergerät Supplemental Restraint System integrierten Beschleunigungssensor erfasst. Das Steuergerät Supplemental Restraint System sendet entsprechende Werte über Fahrdynamik-CAN an das Steuergerät Elektronisches Stabilitäts-Programm.

Das Steuergerät Elektronisches Stabilitäts-Programm sendet alle relevanten Informationen über Fahrwerk-FlexRay an die Multifunktionskamera Stereo oder über Fahrwerk-FlexRay, Steuergerät elektronisches Zündschloss und Peripherie-CAN an die Multifunktionskamera Mono.

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 an die Multifunktionskamera Stereo oder über Fahrwerk-FlexRay, Steuergerät elektronisches Zündschloss und Peripherie-CAN an die Multifunktionskamera Mono.

Scheibenwischer aktiv:

Das Steuergerät SAM vorn steuert die Scheibenwischanlage. Bei eingeschaltetem Scheibenwischer sendet das Steuergerät SAM vorn den Status "Scheibenwischer aktiv" über Innenraum-CAN, Steuergerät elektronisches Zündschloss und Fahrwerk-FlexRay an die Multifunktionskamera Stereo oder über Innenraum-CAN, Steuergerät elektronisches Zündschloss und Peripherie-CAN an die Multifunktionskamera Mono.

Außentemperatur:

Die Außentemperatur wird vom Außentemperatursensor erfasst. Das Steuergerät SAM vorn liest das Signal des Außentemperatursensors direkt ein, errechnet daraus die Außentemperatur und sendet diese über Innenraum-CAN, Steuergerät elektronisches Zündschloss und Benutzerschnittstelle-CAN an das Kombiinstrument. Das Kombiinstrument berechnet die angezeigte Außentemperatur und sendet diese über Benutzerschnittstelle-CAN, Steuergerät elektronisches Zündschloss und Fahrwerk-FlexRay an die Multifunktionskamera Stereo oder über Benutzerschnittstelle-CAN, Steuergerät elektronisches Zündschloss und Peripherie-CAN an die Multifunktionskamera Mono.

Anhängererkennung (mit Code 550 (Anhängevorrichtung)):

Das Steuergerät Anhängererkennung sendet bei erkanntem Anhänger den Status "Anhänger erkannt" über Innenraum-CAN, Steuergerät elektronisches Zündschloss und Fahrwerk-FlexRay an die Multifunktionskamera Stereo oder über Innenraum-CAN, Steuergerät elektronisches Zündschloss und Peripherie-CAN an die Multifunktionskamera Mono.

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 der Status "Scheibenwischer aktiv" von der Multifunktionskamera empfangen und eine Geschwindigkeitsbegrenzung mit Zusatzeinschränkung "bei Nässe" erkannt, wird die erkannte Geschwindigkeitsbegrenzung im Kombiinstrument angezeigt. Die Geschwindigkeitsbegrenzung 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 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 Mono sendet entsprechende Anforderungen zur Anzeige des aktuell erkannten Verkehrszeichens und einer Warnmeldung über Peripherie-CAN, Steuergerät elektronisches Zündschloss und Benutzerschnittstelle-CAN an das Kombiinstrument und die Headunit.

Die Multifunktionskamera Stereo sendet entsprechende Anforderungen zur Anzeige des aktuell erkannten Verkehrszeichens und einer Warnmeldung über Fahrwerk-FlexRay, Steuergerät elektronisches Zündschloss und Benutzerschnittstelle-CAN an das Kombiinstrument und die Headunit.

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

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 Audio/COMAND Display angezeigt. Zusätzlich wird die Warnmeldung "Fahrtrichtung überprüfen!" im Multifunktionsdisplay angezeigt und ein Warnton über den Lautsprecher Kombiinstrument ausgegeben, der direkt vom Kombiinstrument angesteuert wird.

 Der Warnton kann frühestens nach t = 5 s quittiert werden.

Im Fehlerfall werden folgende Meldungen im Multifunktionsdisplay ausgegeben:

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

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

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Darstellung der Aufhebungszeichen

Folgende Ereignisse führen zur Anzeige des Aufhebungszeichens (F):

 Vorbeifahrt an einem Aufhebungszeichen (F)

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

Folgendes Ereignis führt zur Anzeige des Aufhebungszeichens (H):

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

Folgendes Ereignis führt zur Anzeige des Aufhebungszeichens (I):

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

 Beim Passieren eines Aufhebungszeichens (Geschwindigkeitsbegrenzung oder Überholverbot) wird das Aufhebungszeichen für t = 5 s angezeigt. Danach wird die gültige Verkehrsvorschrift im Multifunktionsdisplay und im Audio/COMAND Display angezeigt.

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

Hierzu zählen:

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

 Eigenbewegung und Gierverhalten

 GPS-Daten der Headunit

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

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

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

Bei nicht auswertbaren GPS-Daten (z. B. fehlende GPS-Signale bzw. keine länderspezifischen Kartendaten) wird der Verkehrszeichen-Assistent nach einer Wegstrecke von s = 30 km abgeschaltet. Zusätzlich wird die Meldung "Verkehrszeichen-Assistent ohne Funktion" im Multifunktionsdisplay angezeigt.

Wenn die Multifunktionskamera keine Geschwindigkeitsbegrenzungen (z. B. bei verschmutzter Frontscheibe) erkennt, 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. Zusätzlich wird die Meldung "Verkehrszeichen-Assistent ohne Funktion" im Multifunktionsdisplay angezeigt. Wenn zu einem späteren Zeitpunkt wieder ein Verkehrszeichen erkannt wird (beispielsweise durch nachlassenden Beschlag der Frontscheibe), wird der "Blockade"-Mode wieder aufgehoben.

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

Aus den von der Headunit bereitgestellten GPS-Daten 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, 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 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 Multifunktionsdisplay 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.
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 Großbritannien, den Niederlanden und 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 (a) der Multifunktionskamera beträgt  = 46°.

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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 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.

Ungünstig gestaltete Rückfronten von Nutzfahrzeugen können fälschlicherweise als Aufhebungszeichen interpretiert werden (Bild links).
Beschilderungen an der Rückfront von Nutzfahrzeugen können fälschlicherweise als Verkehrszeichen interpretiert werden (Bild rechts).
 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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