DE102008040627A1 - Method for regulating or controlling steering assistance system for vehicle, involves calculating convergence at peripheral object, where convergence is adapted depending on engaging free area or steering engagement - Google Patents
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- B62D15/0265—Automatic obstacle avoidance by steering
Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die
Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder Verfahren zum Betrieb
eines Lenkassistenzsystems mit Adaption bei Umfeldobjektannäherung
nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Ein Lenkassistenzsystem,
verwandt bzw. gleichbedeutend mit einem Lane Keeping Support System
(LKS), ist beispielsweise in der
Nachteilig an Lenkassistenzsystemen im allgemeinen ist, dass dem Fahrer ein unangenehmes Fahrgefühl vermittelt werden kann, wenn der Fahrer nicht die leichte Lenkbewegung wie das System durchführen möchte. Zusätzlich zur erschwerten Lenkbewegung, bei der eine manuelle Kraft gegen das Stellmoment aufgebracht werden muss, kann das Gefühl der Bevormundung kommen.adversely at steering assistance systems in general is that the driver uncomfortable driving feeling can be conveyed, if the Driver does not want to perform the light steering movement as the system wants. In addition to the aggravated steering movement, where a manual Force must be applied against the control torque, the feeling can come to the tutelage.
In
der Schrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass das Lenkassistenzsystem bereits dann frühzeitig eingreift, wenn Umfeldobjekte erkannt werden, denen sich das eigene Fahrzeug unnötig nah nähern würde. Wird wenigstens ein Umfeldobjekt erkannt und führt eine Bewertung von Parametern, beispielsweise der Trajektorien des Fahrzeugs und des Objekts zu einer kritischen Darstellung, so kann beispielsweise ein direkter Eingriff des LKS erfolgen, was üblicher Weise aber durch bekannte, im LKS integrierte Algorithmen zur Umfelderkennung durchgeführt wird. Arbeitet das LKS mit einem beschriebenen eingrifffreien Bereich, so kann stattdessen bzw. zusätzlich dieser Bereich adaptiert werden, so dass ein Lenkeingriff schon bei geringerer (oder ggf. erst bei größerer) Entfernung von dem Bezugspunkt des eingriffsfreien Bereichs (i. d. R. Fahrbahnmitte) stattfindet.The Inventive device or method with the features of the independent claim has in contrast the advantage that the steering assistance system already then early engages when environment objects are detected, which are their own Approaching vehicle unnecessarily close. Becomes recognized at least one environment object and performs a rating of parameters, such as the trajectories of the vehicle and of the object to a critical representation, so for example a direct intervention of the LKS done, which is usual way but by well-known, integrated in LKS algorithms for environment detection is carried out. The LKS works with a described non-intrusive area, so may instead or additionally This area will be adapted so that a steering intervention already at lower (or possibly at longer) distance from the reference point of the non-engaging area (in the middle of the roadway center) takes place.
Üblicher Weise wird dabei erreicht, dass das eigene Fahrzeug eine geringere, so genannte Querablage aufbauen kann, bevor das Lenkassistenzsystem korrigierend eingreift und das Fahrzeug sich wieder auf die Mitte der Fahrspur zubewegen würde. Es wird vermieden, dass die Querablage zu groß wird, wenn sich beispielsweise an der Nachbarspur ein Fahrzeug befindet, an welches ein zu starke Annäherung als unangenehm empfunden würde.usual It is thereby achieved that the own vehicle has a lower, So-called cross-shelf can build up before the steering assistance system Correctly intervenes and the vehicle back to the center the lane would move. It avoids that Querablage becomes too large, if, for example, at the Neighbor track is a vehicle to which a too close approach was perceived as unpleasant.
Vorteilhaft ist es, den eingriffsfreien Bereich so zu reduzieren, dass ein Mindestabstand von dem Umfeldobjekt eingehalten wird. Dieser Mindestabstand kann beispielsweise durch empirische Versuche durch subjektiver Wahrnehmung ermittelt und im System konfiguriert werden. Hierbei können feste Werte zum Einsatz kommen, genauso wie umgebungsparameterabhängige Werte, bei denen beispielsweise ein größerer Abstand bei größeren Geschwindigkeiten und/oder Differenzgeschwindigkeiten eingestellt wird.Advantageous is to reduce the non-impact area so that a minimum distance is maintained by the environment object. This minimum distance can for example, by empirical experiments through subjective perception determined and configured in the system. Here you can fixed values are used, as well as environment parameter dependent Values where, for example, a greater distance at higher speeds and / or differential speeds is set.
Vorteilhafter Weise kann alternativ der eingriffsfreie Bereich derart reduziert werden, dass der Bereich um die Volltrajektorie um oder auf einen fixen Betrag reduziert wird oder alternativ abhängig von Umgebungsgrößen relativ reduziert wird. Darauf können beispielsweise Parameter wie die Fahrspurbreite, die Geschwindigkeiten und der Abstand zum Umfeldobjekt Einfluss haben. Der eingriffsfreie Bereich kann hierbei auch einseitig adaptiert werden, d. h. nur auf der Seite der Trajektorie, auf der sich das Umfeldobjekt beim Vorbeifahren befinden wird.Advantageously, alternatively, the engagement-free region can be reduced in such a way that the region around the full trajectory is reduced by or to a fixed amount or, alternatively, it is relatively reduced depending on environmental variables. On it, for example, parameters such as the lane width, the Geschwin and the distance to the environment object. The non-invasive area can also be adapted on one side, ie only on the side of the trajectory on which the environment object will be when driving past.
Vorteilhaft ist, wenn die Adaption derart stattfindet, dass die Momentenkennlinie des LKS-Systems verschoben wird. Somit wird nicht ein neuer Regelalgorithmus aktiviert oder zusätzliche Bedingungen im Algorithmus eingefügt, sondern durch Adaption des Parametersatzes, aus dem u. a. die Momentenkennlinie hervorgeht, kann das bisherige Regelverfahren einfach beibehalten werden.Advantageous is, if the adaptation takes place such that the torque characteristic of the LKS system. Thus, not a new rule algorithm activated or added additional conditions in the algorithm, but by adapting the parameter set, from the u. a. the torque characteristic As a result, the current regulatory procedure can simply be maintained become.
Vorteilhafter Weise können weitere Kenngrößen des Umfeldobjekts berücksichtigt werden, insbesondere sind hier die Größe, die aktuelle Position, die Position zu einem voraus berechneten Punkt maximaler Annäherung und ein mögliches Gefährdungspotential, das von dem Umfeldobjekt ausgeht, zu nennen. Dadurch kann bestimmt werden, inwieweit der eingriffsfreie Bereich beschränkt oder erweitert werden soll, so dass der Situation angemessen Rechnung getragen wird.Favorable Way further characteristics of the environment object in particular, here are the size, the current position, the position calculated in advance Point of maximum approximation and potential hazard, that comes from the environment object, to name. This can be determined be limited to what extent the non-invasive area or should be extended so that the situation takes appropriate account will be carried.
Vorteilhaft ist es, wenn die maximale Annäherung an das Umfeldobjekt, d. h. der minimale Abstand zwischen Fahrzeug und dem Umfeldobjekt und der Zeitpunkt, wann dieses Ereignis eintritt, bestimmt werden. Da diese Kenngrößen Voraussagen in die Zukunft sind und extrapoliert werden müssen, besteht eine Unsicherheit der ggf. durch entsprechende Vorhalte/Puffer Rechnung getragen werden muss. Des weiteren kann mit Kenntnis dieser Größen ein sinnvoller Zeitpunkt bestimmt werden, an weichem das erfindungsgemäße Verfahren seine Wirkung entfalten muss.Advantageous it is when the maximum approximation to the surrounding object, d. H. the minimum distance between the vehicle and the surrounding object and the time when this event occurs will be determined. There these parameters are predictions in the future and extrapolation, there is uncertainty if necessary, be taken into account by appropriate provisions / buffers got to. Furthermore, with knowledge of these sizes a meaningful point in time can be determined, on which the invention is soft Procedure must unfold its effect.
Vorteilhaft ist die Bildung eines Entscheidungsmaßes zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens basierend darauf, dass das Erreichen einer kritischen Querablage voraus bestimmt wird, d. h. wann und wo sich das Fahrzeug derart abseits der Solltrajektorie (aber noch innerhalb des normaler Weise eingriffsfreien Bereichs) befindet, so dass es unangenehm wäre, wenn an dieser Stelle ein Umfeldobjekt in der Nachbarschaft, z. B. auf der Nebenspur sich befinden würde (longitudinaler Abstand). Unter Berücksichtigung der Fahrdynamiken und Trajektorien wird ein so genannter Fangbereich bestimmt, in dem sich ein Umfeldobjekt in der Koordinate der Fahrtrichtung befinden muss, damit das erfindungsgemäße Verfahren aktiviert wird. Die entsprechenden Berechnungen werden permanent durchgeführt, so dass fahrdynamische Änderungen keine zu starke Auswirkung auf die Vorhersage haben. Üblicher Weise müssen nur Umfeldobjekte berücksichtigt werden, die sich dem Fahrzeug nähern, bzw. denen sich das Fahrzeug nähert, andernfalls tritt die Problematik gar nicht auf. Beispielsweise kann das Verfahren zur Anwendung kommen, bei der Vorbeifahrt an langsameren Verkehr auf der Nachbarspur oder auch wenn ein schnelleres Fahrzeug auf einer Nachbarspur das eigene Fahrzeug überholt. In diesem Fall müssen entsprechende Sensorvorrichtungen vorhanden sein, um auf den rückwärtigen Verkehr zu beobachten.Advantageous is the formation of a decision to use of the method according to the invention based thereon, that the achievement of a critical cross-storage is determined in advance, d. H. when and where the vehicle so off the target trajectory (but still within the normal non-intrusive range) so it would be uncomfortable if at this point an environment object in the neighborhood, e.g. B. on the secondary track itself would be located (longitudinal distance). Considering The driving dynamics and trajectories become a so-called catch area determines in which an environment object in the coordinate of the direction of travel must be, so that the inventive method is activated. The corresponding calculations become permanent performed so that dynamic changes do not have too much impact on the prediction. usual In this way, only environment objects must be considered who are approaching the vehicle, or who the Vehicle approaches, otherwise the problem does not occur on. For example, the method can be used in the passing of slower traffic on the neighboring lane or even if a faster vehicle overtakes its own vehicle on a neighboring lane. In this case, appropriate sensor devices be present to the backward traffic to observe.
Ggf. beinhaltet die vom LKS-System berechnete Fahrzeugtrajektorie bereits schon Umfelddaten (ggf. von anderen Fahrerassistenzsystemen) derart, dass die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens überflüssig ist, falls die Trajektorie um die Umfeldobjekte einen genügend großen Abstand zieht. In diesem Fall ist ggf. eine Gesamtsystemabstimmung notwendig.Possibly. already contains the vehicle trajectory calculated by the LCS system already environment data (possibly from other driver assistance systems) in such a way, that the application of the method according to the invention superfluous if the trajectory around the environment objects is sufficient big distance pulls. In this case, if necessary, a total system vote necessary.
BegriffserläuterungenDefinitions
Synonym werden hier die die Begriffe Lenkassistenzsystem, Spurführungssystern, Lane Keeping Support-System (LKS) oder ähnliche Begriffe verwendet. Ein Spurführungssystem gemäß dem Stand der Technik führt auf Basis von Umfeldinformationen einen korrigierenden Lenkeingriff durch, der das Fahrzeug in der Fahrspur hält. Umfeldinformationen sind üblicher Weise der Fahrspurverlauf vor dem Fahrzeug (Krümmung, Krümmungsänderung) und die relative Position des Fahrzeugs in der Fahrspur (Lateralabstand/Querablage, Differenzwinkel) Um den Fahrer einen gewissen Freiraum bei der Wahl seiner Position in der Fahrspur zu geben, sieht das System ein Bereich um die Solltrajektorie vor, indem das System keine korrigierenden Lenkradmomente erzeugt. Dies ist der so genannte eingriffsfreie Bereich. Er führt dazu, dass bei einer Fahrzeugbewegung erst eine gewisse laterale Querablage aufgebaut wird, bevor das Spurführungssystem korrigierend eingreift und das Fahrzeug sich wieder auf die Mitte der Fahrbahn zubewegt.synonym Here are the terms steering assistance system, guidance systems, Lane Keeping Support System (LKS) or similar terms used. A guidance system according to the The state of the art leads on the basis of environmental information a corrective steering intervention by the vehicle in the lane holds. Environment information is common the lane course in front of the vehicle (curvature, curvature change) and the relative position of the vehicle in the lane (lateral distance / cross-offset, differential angle) To give the driver some freedom in choosing his position in the lane, the system sees an area around the target trajectory in that the system does not generate corrective steering wheel torques. This is the so-called non-invasive area. He leads For a vehicle movement only a certain lateral Querablage is built up before the tracking system Correctly intervenes and the vehicle back to the center moved to the roadway.
Die Querablage bzw. laterale Ablage, bzw. Lateralabstand ist der seitliche Abstand, indem sich das Fahrzeug von der Solltrajektorie aus befindet.The Querablage or lateral storage, or lateral distance is the lateral Distance by the vehicle is from the target trajectory.
Ein LKS-System besitzt Umfeldsensoren (z. B. Videokamera, digitale Karte, GPS, Ad-Hoc-Netzwerke, Car to Car-Kommunikation, Radar, Infrarot, usw.), mit denen die Position des Fahrzeugs innerhalb der Fahrspur ermittelt werden kann, sowie die Position, Breite, Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung von Umfeldobjekten im Verkehrsraum ermittelt werden können. Ggf. können diese Informationen auch vorverarbeitet und über eine Schnittstelle dem LKS-System zur Verfügung gestellt werden, oder von anderen Systemen im Fahrzeug über eine Schnittstelle dem LKS-System zur Verfügung gestellt werden.An LCS system has environmental sensors (eg video camera, digital map, GPS, ad-hoc networks, car-to-car communication, radar, infrared, etc.) that determine the position of the vehicle within the vehicle track can be determined, and the position, width, speed and direction of movement of environment objects in the traffic area can be determined. Possibly. This information can also be preprocessed and made available to the LKS system via an interface, or made available to the LKS system from other systems in the vehicle via an interface.
Ein Umfeldobjekt kann jegliches Objekt beschreiben, das im Verkehrsraum vorkommt. Idealer Weise beschränkt es sich dabei auf die Objekte, die für den Fahrtverlauf und ein angenehmes Fahrgefühl von Interesse sind. In dieser Erfindung sind insbesondere andere Fahrzeuge auf Nachbarspuren gemeint.One Surrounding object can describe any object that is in the traffic area occurs. Ideally, it limits itself to the Objects for the journey and a pleasant driving experience are of interest. In this invention are in particular other Vehicles meant on neighboring lanes.
Figurenbeschreibungfigure description
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:embodiments The invention is illustrated in the drawings and in the following Description explained in more detail. Show it:
In
In
Teilfigur b weist das eigene Fahrzeug
Mit
Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt
sich die Situation wie in Teilfigur c gezeigt dar: hat der eingriffsfreie
Bereich zum Zeitpunkt
In
In
In
In
Die Wahl des Vorzeichens in der Formel liegt fest, ob Xs für die linke bzw. rechte Nachbarfahrspur bestimmt werden soll.The choice of the sign in the formula is fixed as to whether X s should be determined for the left or right neighboring lane.
In
Der
Quotientenbestandteil bestimmt die Zeit, bis das eigene Fahrzeug
Xs erreicht hat, die Multiplikation mit
der Relativgeschwindigkeit entspricht dann der Entfernung, die das
Umweltobjekt in dieser Zeit zurücklegt. Da aufgrund der
negativen Relativgeschwindigkeit diese Entfernung ebenfalls negativ
ist, findet eine Subtraktion von dem aktuellen Abstand (Sobj) statt und man erhält somit
den longitudinalen Abstand des Objekts, wenn das eigene Fahrzeug
Xs erreicht hat (Xobj).
Dies entspricht der longitudinalen Entfernung von dem Punkt, wo sich
das eigene Fahrzeug zum Teil Punkt
Parallel
wird wie in Schritt
Wie
für Schritt
In Teilfigur a ist mit Xobj2 der berechnete Abstand dargestellt, wenn das Umfeldobjekt sich nur mit einem Viertel der Geschwindigkeit (im vorliegenden Fallbeispiel) vorwärts bewegt, so dass in diesem Fall kein Eindringen in den Fangbereich stattfindet und in diesem Fall keine Maßnahmen erfolgen müssen. Im dargestellten Beispiel würde das eigene Fahrzeug erst dann so weit kritisch nach rechts driften, wenn das Umfeldobjekt bereits überholt ist. Der Offset Xfmin wird idealer Weise nun so festgelegt, dass auch die Fahrzeuglängen oder ggf. Geschwindigkeitsänderungen berücksichtigt werden können, wobei Geschwindigkeitsänderungen dahingehend unkritisch sein dürften, da dass erfindungsgemäße Verfahren üblicher Weise permanent angewendet wird und somit jederzeit aktuelle Berechnungsergebnisse vorliegen. Der vordere Offset Xfmax muss nicht beliebig nach vorne reichen, da ab dem Zeitpunkt des Erreichens von Xs das LKS-System ein Lenkeingriff durchführen würde und das Fahrzeug sich wieder in die Fahrspurmitte bewegen würde und somit die kritische Situation nicht mehr gegeben wäre.In subfigure a, the calculated distance is represented by X obj2 if the environment object moves forward only at a quarter of the speed (in this case example), so that in this case no penetration into the capture area takes place and in this case no measures have to be taken. In the example shown, one's own vehicle would not drift so far to the right until the environment object has already passed. The offset X fmin is ideally now set so that the vehicle lengths or possibly speed changes can be taken into account, with speed changes to be uncritical, since the method according to the invention is customarily permanently applied and therefore current calculation results are available at all times. The front offset X fmax does not have to reach forwards as from the time X s is reached the LKS system would perform a steering intervention and the vehicle would move back into the center of the lane and thus the critical situation would no longer exist.
Nicht berücksichtigt sind in dieser Erfindung Lenkeingriffe, die meist eine höhere Priorität haben als das erfindungsgemäße System. Kombination mit Verfahren zur Behandlung von Fahrerlenkeingriffen sind jedoch ohne weiteres möglich.Not considered in this invention are steering interventions, which usually have a higher priority than that inventive system. Combination with procedure however, to handle driver steering interventions are readily available possible.
In Teilfigur b ist auf die Vorzeichen zu achten, um die gleiche Formel wie für Teilfigur a anwenden zu können. Sobj dürfte in diesem Fall negativ sein.In subfigure b pay attention to the signs in order to apply the same formula as for subfigure a. S obj should be negative in this case.
Die
Anwendung des Verfahrens wie in
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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