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[[Datei:Lane Assist.jpg|mini|Kamera für den Spurhalteassistenten]]
[[Datei:Verkehrszeichenerkennung IMG 6859.JPG|mini|Visualisierung des Spurhalteassistenten in einem Fahrzeug]]

Als '''Spurhalteassistent''' (auch ''Spurassistent'') werden verschiedene [[Fahrerassistenzsystem]]e bezeichnet, die den Fahrer eines [[Kraftfahrzeug]]es dabei unterstützen sollen, dass das Fahrzeug die jeweils befahrene [[Fahrspur]] nicht verlässt.

== Begriffe ==
Die {{EU-Verordnung|2019|2144}} definiert zwei verschiedene Typen von Spurhalteassistenten:<ref name=":1">{{EU-Verordnung|2019|2144|titel=des Europäischen Parlaments und des Rates vom 27. November 2019 über die Typgenehmigung von Kraftfahrzeugen und Kraftfahrzeuganhängern sowie von Systemen, Bauteilen und selbstständigen technischen Einheiten für diese Fahrzeuge im Hinblick auf ihre allgemeine Sicherheit und den Schutz der Fahrzeuginsassen und von ungeschützten Verkehrsteilnehmern}}</ref>
* Ein '''Spurhaltewarnsystem''' (engl. ''lane departure warning system'' / LDWS, anderenorts auch als „Spurverlassenswarnung“ oder „passiver Spurhalteassistent“<ref>{{Internetquelle |url=https://bester-beifahrer.de/fahrerassistenzsysteme/spurhalteassistent/ |titel=Bester Beifahrer |hrsg=Deutscher Verkehrssicherheitsrat |zugriff=2017-05-10}}</ref> bezeichnet) ist ein System, das den Fahrer warnt, wenn das Fahrzeug ungewollt seine Fahrspur verlässt.
* Ein '''Notfall-Spurhalteassistent''' (engl. ''emergency lane keeping system'' / ELKS) ist ein System, das den Fahrer beim Halten einer sicheren Fahrzeugposition in Bezug auf die Spur- oder Straßenbegrenzung unterstützt, zumindest wenn das Fahrzeug die Fahrspur verlässt oder kurz davor ist, sie zu verlassen, und ein Zusammenstoß drohen könnte. Die Unterstützung kann dabei in einer Warnung an den Fahrer bestehen oder in einem aktiven Lenkeingriff, der das Fahrzeug in der Spur hält, sofern der Fahrer nicht gegenlenkt.<ref name=":0">{{Literatur |Autor=Mervyn Edwards |Titel=General Safety Regulation - Technical study to assess and develop performance requirements and test protocols for various measures implementing the new General Safety
Regulation, for accident avoidance and vehicle occupant, pedestrian and cyclist protection in case of collision |Verlag=Europäische Kommission, Directorate-General for Internal Market, Industry, Entrepreneurship and SMEs |Ort=Brüssel |Datum=2020-01 |Sprache=en |Online=https://circabc.europa.eu/sd/a/05d9cd8c-3dc7-4fb0-a6e0-e598c8ca5079/CPR2723-ELKS-InterimReport%20v3-0%20final.pdf}}</ref>
Darüber hinaus existieren Systeme, die als Komfortunterstützung auch außerhalb von Notfällen Lenkeingriffe vornehmen, um das Fahrzeug in der Spur zu halten; diese werden mit Begriffen wie „aktiver Spurhalteassistent“, „Lenkassistent“, „aktive Bremsunterstüzung“ oder englisch „lane keeping support“, „heading control“, „lane centering assist“ (LCA)<ref>{{Internetquelle |autor=Consumer Reports |url=https://www.consumerreports.org/car-safety/lane-departure-warning-lane-keeping-assist-guide/ |titel=Guide to Lane Departure Warning & Lane Keeping Assist |datum=2019-08-05 |sprache=en-US |abruf=2021-08-18}}</ref> bezeichnet.

Im Sprachgebrauch von Medien, Wissenschaft, Herstellern und Branchenverbänden werden die Begriffe dabei nicht immer einheitlich verwendet. So werden teilweise nur solche Systeme als Spurhalteassistenten bezeichnet, die eine elektronische Lenkkraftunterstützung bieten, und somit abweichend von anderen Quellen und von obiger EU-Definition von den Spurhaltewarnsystemen disjunkt abgegrenzt.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.vda.de/ |titel=Spurhalteassistenzsysteme |werk=Verband der Automobilindustrie |sprache=de |abruf=2021-08-18}}</ref>

== Sensorik ==
Voraussetzung für das Funktionieren der Systeme ist eine Erfassung der Fahrzeugumwelt, insbesondere des Fahrspurverlaufs, sowie aktueller Fahrparameter wie Geschwindigkeit, [[Lenkwinkel]] oder eine Aktivierung des [[Fahrtrichtungsanzeiger]]s. Hierfür ist eine geeignete [[Sensorik (Technik)|Sensorik]] erforderlich.

=== Infrarot-Linienerkennung ===
[[Datei:ISO 7000 - Ref-No 3128.svg|mini|120x120px|Sinnbild für ''Spurhalteassistent'' nach [[ISO 7000]]]]
Die Infrarot-Linienerkennung (zum Beispiel ''AFIL''-System des Systemherstellers [[Valeo]]) eignet sich nur für die Spurverlassenswarnung. Hierbei werden Infrarotsensoren am Unterboden des Fahrzeugs angebracht, die erkennen, ob das Fahrzeug Fahrbahnmarkierungen überfährt. Diese Systeme erfassen daher nur die aktuelle Lage des Fahrzeugs auf der Spur (''Distance-to-Line-Crossing''-Kriterium, DLC) und sind nicht in der Lage, den in Fahrtrichtung liegenden Verlauf der Fahrspur zu erkennen und darauf zu reagieren (''Time-to-Line-Crossing''-Kriterium, TLC). Sie eignen sich daher insbesondere nicht für die ab 2022 vorgeschriebenen Notfall-Spurhalteassistenten.

=== Kamerabasierte Erkennung ===
[[Datei:Lane Detection Example.jpg|mini|Visualisierung der Linienerkennung]]
[[Datei:Lane Guidance Camera PCB.jpg|mini|Leiterplatte und Kamera aus einem Hyundai]]
In der Regel erfolgt die Erfassung der Fahrzeugumwelt über in der Fahrzeugfrontscheibe integrierte Digitalkameras, deren Aufzeichnung häufig auch für weitere Fahrassistenzsysteme genutzt wird. Das aufgezeichnete Bild wird per [[Mustererkennung]] laufend überwacht, um die Begrenzungen der aktuellen Fahrspur zu erkennen. Dazu dienen unter anderem [[Straßenmarkierung|Fahrbahnmarkierungen]] (inklusive einer Unterscheidung von regulären und temporären Markierungen zum Beispiel an Baustellen), physische Fahrbahngrenzen, [[Schutzplanke|Leitplanken]], [[Leitpfosten]] oder [[Leitbake|Baken]]. Für die Notfallerkennung kann zudem versucht werden, Gegenverkehr zu erkennen.

Der aus diesen Daten errechnete Fahrspurverlauf wird mit dem aus der Fahrzeugsensorik ermittelten prognostizierten Fahrverlauf abgeglichen. Droht die Abweichung Schwellwerte zu überschreiten, kann das Fahrzeug eine entsprechende Reaktion einleiten. Sofern der Fahrer den Fahrtrichtungsanzeiger betätigt oder das Lenkrad deutlich einschlägt, liegt mutmaßlich ein absichtliches Verlassen der Fahrspur vor, und die Reaktion kann unterbleiben oder anders ausfallen (Lenkunterstützung zum Verlassen der Spur).

Fortgeschrittene Systeme nutzen mehrere Kameras, die durch ihre verschiedenen Blickwinkel die Erkennung der Lage der Fahrspur im dreidimensionalen Raum erleichtern sollen.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.bosch-mobility-solutions.com/en/solutions/camera/stereo-video-camera/ |titel=Stereo video camera |werk=Bosch Mobility |sprache=en |abruf=2021-08-18}}</ref>

=== LIDAR-Erkennung ===
In der wissenschaftlichen Literatur wurden auch [[Lidar|LIDAR]]-Systeme zur Fahrspur-Erkennung vorgeschlagen und im praktischen Einsatz untersucht.<ref>{{Literatur |Autor=Farouk Ghallabi, Fawzi Nashashibi, Ghayath El-Haj-Shhade, Marie-Anne Mittet |Titel=LIDAR-Based Lane Marking Detection For Vehicle Positioning in an HD Map |Sammelwerk=2018 IEEE 21th International Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC) |Ort=Maui, Hawaii, United States |Datum=2018-11 |Reihe=2018 IEEE 21th International Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC) |Online=https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01891764 |Abruf=2021-08-18}}</ref><ref>{{Internetquelle |autor=Jordan Britt, David Bevly, Christopher Rose |url=https://www.gpsworld.com/a-comparison-of-lidar-and-camera-based-lane-detection-systems/ |titel=A Comparison of Lidar and Camera-Based Lane Detection Systems |datum=2012-02-03 |sprache=en-US |abruf=2021-08-18}}</ref> In Serienfahrzeugen ist diese Technik bisher nicht verfügbar.

== Unterstützungsaktionen ==

=== {{Anker|Warnung}} Spurhaltewarnsystem (ohne Lenkunterstützung) ===
Spurhaltewarnsysteme (auch „'''Spurverlassenswarnung'''“ oder „passiver Spurhalteassistent“) können den Fahrweg nicht direkt durch Lenkeingriffe beeinflussen, sondern nur den Fahrer warnen und so zu einer angemessenen Anpassung von Lenkrichtung und/oder Geschwindigkeit verleiten.

Für die Art der Warnung kommen unterschiedliche Techniken in Betracht, die auch kombiniert werden können:

* akustische Warnung durch einen Signalton oder eine Sprachansage,
* optische Warnung durch Warnleuchten oder eine Anzeige in der Armaturentafel oder im Head-Up-Display,
* taktile Warnung durch Vibration des Sitzes oder des Lenkrads; hierbei bekommt der Fahrer das Gefühl, der Reifen rolle über eine [[Rüttelstreifen|profilierte Fahrbahnmarkierung]].
Nach den Vorschriften der EU-Verordnung 2019/2144 müssen bei betroffenen Fahrzeugen akustische Warnungen leicht abschaltbar sein; andere Warnungen dürfen nicht abgeschaltet werden können.<ref name=":1" />

=== {{Anker|Aktiv}} Aktiver Spurhalteassistent (mit Lenkunterstützung) ===
Aktive Spurhalteassistenten (auch „Spurhalteunterstützung“) greifen über ein [[Aktive Lenksysteme|Aktives Lenksystem]] direkt in den Fahrverlauf ein (Corrective Directional Control Function, CDCF).<ref name=":0" /> Dabei ist die induzierte Lenkkraft so gering, dass der Fahrer den Assistenten jederzeit übersteuern kann.<ref name=":0" /> Damit soll insbesondere eine Fehlreaktion des Assistenzen aufgrund fehlerhafter Fahrspurerkennung folgenlos bleiben. Als Alternative zur Aktivlenkung sieht die EU-Durchführungsverordnung zwecks [[Technologieoffenheit]] eine Einzelradbremsung zur Richtungsbeeinflussung vor.<ref name=":0" /><ref>{{Literatur |Titel=Anhänge der Durchführungsverordnung (EU) .../... der Kommission vom XXX mit Durchführungsbestimmungen zur Verordnung (EU) 2019/2144 des Europäischen Parlaments und des Rates in Bezug auf einheitliche Verfahren und technische Spezifikationen für die Typgenehmigung von Kraftfahrzeugen hinsichtlich ihrer Notfall-Spurhalteassistenten |Verlag=Europäische Kommission |Datum=2021-04-19 |Online=https://ec.europa.eu/a376def4-6466-44be-a3d4-b4b7acab8783}}</ref>

Aktive Spurhaltesysteme müssen überprüfen, ob der Fahrer das Lenkrad erfasst („Überwachung der Fahrerverfügbarkeit“).<ref name=":1" /> Dies erfolgt in der Regel entweder über die laufende Erkennung von durch den Fahrer ausgelösten Lenkimpulsen oder durch [[Kapazitiver Sensor|kapazitive Sensoren]]. Erkennt das System, dass der Fahrer die Hände längere Zeit vom Lenkrad nimmt, schaltet es sich nach einer Vorwarnung vollständig ab.

Das erste Serienfahrzeug, in dem ein aktiver Spurhalteassistent erhältlich war, ist der [[Nissan Cima]], der auf dem japanischen Markt ab 2001 mit dem Lane Keeping Assist (LKAS) angeboten wurde.<ref>{{Webarchiv | url=http://ivsource.net/archivep/2001/feb/010212_nissandemo.html | wayback=20050110073214 | text=Nissan Demos New Lane Keeping Products}}</ref>

== Notfall- und Komfortsysteme ==
Notfall-Spurhalteassistenten greifen zwingend lediglich ein, wenn sie erkennen, dass das Fahrzeug die Fahrspur verlässt oder kurz davor ist, sie zu verlassen, und ein Zusammenstoß drohen könnte.<ref name=":1" /> Diese Assistenten sind in der EU bei allen [[Personenkraftwagen]] und leichten [[Nutzfahrzeug]]en Pflicht, deren [[Typgenehmigung (Kraftfahrzeug)|Typgenehmigung]] nach dem 5. Juli 2022 erfolgt oder die nach dem 5. Juli 2024 neu zugelassen werden.<ref name=":1" /><ref name=":0" /> Diese Systeme müssen bei jedem Neustart des Fahrzeugs automatisch aktiv sein und sich nur durch eine Folge von Bedienaktivitäten des Fahrers einzeln abschalten lassen.<ref name=":1" />

Die Fahrzeughersteller haben darüber hinaus die Möglichkeit, komfortverbessernde Systeme anzubieten, um den Fahrer zu entlasten oder verschiedene Stufen des [[Autonomes Fahren|autonomen Fahrens]] zu unterstützen.

== Literatur ==
* Karl-Heinz Dietsche, Thomas Jäger, Robert Bosch GmbH: ''Kraftfahrtechnisches Taschenbuch.'' 25. Auflage, Friedr. Vieweg & Sohn Verlag, Wiesbaden 2003, ISBN 3-528-23876-3.

== Einzelnachweise ==
<references responsive />

[[Kategorie:Fahrerassistenzsystem]]

Spurhalteassistent - Versionsgeschichte

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