DE102016119265A1

DE102016119265A1 - Algorithmen zur vermeidung von verkehrsunfällen beim rechts- und linksabbiegen an kreuzungen

Info

Publication number: DE102016119265A1
Application number: DE102016119265.1A
Authority: DE
Inventors: Upali Priyantha Mudalige; Thanura Ranmal Elvitigala
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2015-10-27
Filing date: 2016-10-10
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2036-10-11
Also published as: US9751506B2; DE102016119265B4; US20170113665A1; CN106608263B; CN106608263A

Abstract

Ein System und Verfahren zur Warnung eines Fahrers eines Trägerfahrzeugs vor einer möglichen Kollision mit anderen Fahrzeugen beim Abbiegen an einer Kreuzung. Das Verfahren beinhaltet die Feststellung, ob das Trägerfahrzeug wahrscheinlich an der Kreuzung abbiegen wird, wenn ja, wird die Kreuzung in viele unterschiedliche Bereiche unterteilt, von denen jeder einen anderen Grad der Unfallgefahr besitzt. Das Verfahren erfasst die Drehzahl, Geschwindigkeit und Position vom Trägerfahrzeug und allen relevanten Fahrzeugen im Kreuzungsbereich. Das Verfahren bestimmt eine vorausgesagte Route für das Trägerfahrzeug und die anderen Fahrzeuge. Das Verfahren ermittelt dann anhand der vorausgesagten Routen, ob sich das Trägerfahrzeug gleichzeitig mit den anderen Fahrzeugen in einer Kollisionszone der Kreuzung aufhalten wird, wenn ja, wird eine Warnung an den Fahrer ausgegeben, oder es werden automatische Notfallmaßnahmen ergriffen, um das Kollisionsrisiko zu vermeiden oder zu vermindern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein ein System und ein Verfahren um den Fahrer eines Trägerfahrzeugs beim Abbiegen nach links oder rechts an einer Kreuzung vor einer möglichen Kollision mit einem anderen Fahrzeug zu warnen; spezieller geht es um ein System und ein Verfahren um den Fahrer eines Trägerfahrzeugs vor einer möglichen Kollision mit einem anderen Fahrzeug zu warnen, wenn er an einer Kreuzung rechts oder links abbiegen möchte, die in verschiedene Zonen aufgeteilt ist, zum Beispiel eine Annäherungszone, eine Wartezone und eine Nichtwartezone, sowie die Bereitstellung einer automatischen Bremssteuerung zur Vermeidung einer Kollision, falls dies notwendig sein sollte.
Erläuterung der verwandten Technik
Objekterkennungssysteme und Kollisionsvermeidungssysteme sind bei modernen Fahrzeugen zunehmend verbreitet. Objekterkennungssysteme können einen Fahrer vor einem Objekt im Weg eines Trägerfahrzeugs warnen. Die Warnung kann eine optische Anzeige auf der Fahrzeuginstrumententafel oder in einem Head-Up Display (HUD) sein und/oder es kann eine akustische Warnung durch Signaltöne sein, oder durch ein anderes Gerät für haptisches Feedback, wie z.B. einen haptischen Sitz gegeben werden. Erkennungssysteme können auch aktive Fahrzeugsysteme mit Eingaben versorgen, wie den automatischen Abstandsregeltempomaten, der die Fahrzeuggeschwindigkeit so steuert, dass ein ausreichender Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug gehalten wird, sowie Ausparkwarnsysteme, die sowohl Warnungen ausgeben, als auch eine automatische Bremsung einleiten können, um eine Kollision mit einem Objekt hinter dem Trägerfahrzeug, dass zurücksetzt, zu vermeiden.
Der Einsatz von Objekterkennungssystemen in der aktiven Sicherheitstechnologie ist zurzeit ein Hauptschwerpunkt der Forschung in der Automobilindustrie. Technologiefortschritte bei Sensoren und Stellgliedern haben die Entwicklung von Fahrerassistenzsystemen (FAS) zur Vermeidung von Verkehrsunfällen, speziell durch Fahrerfehler oder Unaufmerksamkeit ermöglicht. Mehrere Arten von FAS sind schon in heute produzierten Fahrzeugen vorhanden, zum Beispiel das Antiblockiersystem für Bremsen (ABS), die elektronische Stabilitätskontrolle (ESP), der Abstandsregeltempomat (ACC), der Spurassistent (LDW), der Spurwechselassistent (SWA), das vorausschauende Kollisionswarnsystem und der Spurhalteassistent (LKAS). Eine Notbremsung im Falle einer bevorstehenden Kollision ist eine effektive Möglichkeit zur Vermeidung oder Abmilderung einer Kollision durch Betätigung der Fahrzeugbremsen. Ein Kollisionsvermeidungssystem kann auch Lenkkommandos ausgeben, die dem Trägerfahrzeug eine berechnete Ausweichroute zur Vermeidung einer Kollision gibt, die durch Bremsen allein nur abgeschwächt werden könnte.
Die Objekterkennungssensoren für diese Arten von Systemen können eine beliebige Anzahl von Technologien verwenden, wie z.B. Kurz- und Langstreckenradar, Kameras mit Bildverarbeitung, Laser oder LiDAR, Ultraschall usw. Die Objekterkennungssensoren erfassen Fahrzeuge und andere Objekte in der Bahn eines Trägerfahrzeugs. Bei vielen Fahrzeugen sind die Objekterkennungssensoren direkt in den vorderen Stoßfänger oder in anderen Fahrzeugverkleidungen integriert, es gibt jedoch auch andere Montageorte.
Radar- und LiDAR-Sensoren, die zur Erkennung von Objekten und ihrer Ausrichtung und Entfernung zum Fahrzeug eingesetzt werden können, liefern Reflektionen von den Objekten in Form von multiplen Abtastpunkten, die zusammen eine Karte von einem Bereich der Punktwolke (Cluster) bilden, auf der für jedes ½° über die gesamte Abtastbreite des Sensors ein separater Abtastpunkt bereitgestellt wird. Diese Abtastpunkte liefern weiterhin eine Messung der Reflexivität der Zieloberfläche in Form von der Stärke der Reflexion zusätzlich zu Werten für die Entfernung und den Azimut, daher können viele Abtastpunkte, die die Klassifizierung der Reflexionsfähigkeit der Oberfläche sowie den Abstand und Azimut des Zielfahrzeugs vom eigenen Fahrzeug ermöglichen, zurückgemeldet werden, wenn das Zielfahrzeug, oder ein anderes Objekt vor dem Trägerfahrzeug erkannt wird. Durch die Bereitstellung eines Clusters aus zurückgemeldeten Abtastpunkten können Objekte mit verschiedenen und willkürlichen Formen wie zum Beispiel Lastwagen, Anhänger, Fahrräder, Fußgänger, Geländer, Absperrungen usw. leichter entdeckt werden, wobei umso mehr Abtastpunkte zur Verfügung gestellt werden je größer und/oder näher das Objekt zum Trägerfahrzeug ist.
Kameras an einem Fahrzeug können eine Rückfahrassistenz-Funktion haben, Bilder des Fahrers aufnehmen, um seinen Ermüdungs- oder Aufmerksamkeitszustand zu erfassen, während der Fahrt Bilder der Straße aufnehmen, um Zusammenstöße zu vermeiden, Strukturen erkennen, wie Verkehrszeichen usw. Andere visuelle Fahrzeuganwendungen beinhalten eine Fahrspurerkennung, um die Fahrspur des Fahrzeugs zu erkennen und das Fahrzeug in der Mitte der Spur zu halten. Viele dieser bekannten Spurerfassungssysteme erkennen Fahrbahnmarkierungen auf der Straße für verschiedene Anwendungen, wie Spurverlassenswarnung, Spurhaltung, Spurzentrierung usw., und verwenden in der Regel eine einzige Kamera, entweder an der Vorder- oder an der Rückseite des Fahrzeugs, um die Bilder bereitzustellen, anhand derer die Fahrbahnmarkierungen erkannt werden.
Stand der Technik ist auch, bei Fahrzeugen ein Rundumsicht-Kamerasystem bei einzusetzen, das eine Frontkamera, eine Rückfahrkamera und linke und rechte Seitenkameras beinhaltet, wobei das Kamerasystem anhand der Bilder von den Kameras eine Draufsicht des Fahrzeugs und der umliegenden Bereiche erzeugt, und wobei die Bilder einander an den Ecken des Fahrzeugs überlappen. Die Draufsicht kann für den Fahrzeugfahrer angezeigt werden, um beim Rückwärtsfahren, Einparken usw. zu sehen, was das Fahrzeug umgibt. Zukünftige Fahrzeuge werden möglicherweise keine Rückspiegel mehr verwenden, sondern stattdessen digitale Bilder von den Rundumsicht-Kameras.
Verschiedene Fahrzeugsysteme des Typs, der hier besprochen wird, erfordern, dass die Position und Ausrichtung des Fahrzeugs bekannt ist. Momentan stützen sich moderne Fahrzeuge üblicherweise auf ein globales Satellitennavigationssystem (GNSS), wie zum Beispiel GPS, das zur Standortbestimmung des Fahrzeugs Signale an ein Display im Fahrzeug sendet.
Systeme für Kommunikation in den Bereichen Car2Car (V2V) und Fahrzeug-Umgebungs-Kommunikation (V2I), manchmal auch als V2X-Systeme bezeichnet, sind bei Fachleuten bekannt und benötigen mindestens eine Einheit, um Information zu einer anderen Einheit senden zu können. So können beispielsweise viele Car2Car-Sicherheitsanwendungen in einem Fahrzeug durch den Empfang von Nachrichten von einem (oder mehreren) benachbarten Fahrzeugen ausgeführt werden. Diese Nachrichten sind nicht an ein spezifisches Fahrzeug gerichtet, sondern sind zur gemeinsamen Verwendung in einem Fahrzeugbestand zur Unterstützung der spezifischen Anwendung gedacht. Bei diesen Anwendungen zur Kollisionsvermeidung, in denen zwei oder mehr Fahrzeuge miteinander kommunizieren und eine Kollision möglich erscheint, können die Fahrzeugsysteme die Fahrzeugführer warnen, oder möglicherweise anstelle des Fahrers Ausweichmanöver einleiten, wie zum Beispiel einen Bremsvorgang. Außerdem können Verkehrskontrollstellen die gesendeten Informationen überwachen und Statistiken zum Verkehrsfluss von bestimmten Kreuzungen oder Straßenabschnitten erstellen.
Wo sich Straßen überschneiden, entstehen Kreuzungen. Um zu vermeiden, dass Fahrzeuge an Kreuzungen miteinander kollidieren, wird normalerweise eine Form von Verkehrsleitung bereitgestellt, wie zum Beispiel Stopp-Zeichen, Vorfahrt-gewähren-Schilder, Ampeln usw., damit der Querverkehr oder kreuzende Fahrzeuge sicher über die Kreuzung fahren können. Dennoch sind Kreuzungen, speziell solche mit hohem Verkehrsaufkommen, immer noch die Ursache von vielen Fahrzeugkollisionen und Verkehrsunfällen.
Bekannte Sensorsysteme zur Objektentdeckung, die den Fahrer beim Links- oder Rechtsabbiegen an Kreuzungen vor möglichen Kollisionen warnen sollen, basieren üblicherweise auf einem einzelnen Algorithmus zur Ausgabe dieser Warnung, unabhängig davon, wo sich das Trägerfahrzeug relativ zur Kreuzung befindet und mit welcher Geschwindigkeit in welche Richtung das Trägerfahrzeug fährt. Typischerweise sind diese Arten von Algorithmus nicht effektiv, weil sie nicht in der Lage sind, den Fahrer zuverlässig rechtzeitig vor Eintritt der Kollision zu warnen. Genauer ausgedrückt werden unterschiedliche Fahrzeuge mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Stufen von Aggressivität gefahren, einige Fahrzeuge können sehr schnell an Kreuzungen heranfahren während andere sich der Kreuzung langsamer nähern und dann auf der Kreuzung halten können, um den Gegenverkehr passieren zu lassen bevor sie abbiegen. Aufgrund von diesen Variationen sind solche Algorithmen nicht effektiv genug, um Warnungen rechtzeitig auszugeben, daher sind Verbesserungen notwendig, bevor sie in Nutzkraftfahrzeugen eingesetzt werden können.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung beschreibt ein System und ein Verfahren, mit dem der Fahrer eines Trägerfahrzeugs, der an einer Kreuzung links oder rechts abbiegen möchte vor einer möglichen Kollision mit einem anderen Fahrzeug gewarnt werden kann, und bei dem ein automatischer Bremsvorgang ausgelöst werden kann, wenn eine Kollision unmittelbar bevorsteht. Zu dem Verfahren gehört die Feststellung, ob das Trägerfahrzeug mit einem vorbestimmten Konfidenzgrad an der Kreuzung abbiegen wird, sollte dem so sein, werden die Kreuzung und die Umgebung in mehrere Zonen eingeteilt, von denen jede einen anderen Grad von Unfallrisiko hat. Diese Zonen können für verschiedene Typen von Kreuzungen unterschiedlich definiert werden und können vor der Kreuzung Bereiche für die Annäherung, das Warten, das Durchfahren und das Nichtwarten haben, durch die das Trägerfahrzeug während des Vorgangs fährt. Das Verfahren erfasst Drehzahl, Geschwindigkeit und Position des Trägerfahrzeugs und von anderen relevanten Fahrzeugen oder Objekten im Bereich, oder nahe der Kreuzung. Das Verfahren bestimmt eine voraussichtliche Route des Trägerfahrzeugs und auch der anderen Fahrzeuge, während das Trägerfahrzeug durch die verschiedenen Zonen der Kreuzung fährt. Das Verfahren ermittelt dann anhand der vorhergesagten Routen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen, ob sich das Trägerfahrzeug und die anderen Fahrzeuge gleichzeitig in einer Kollisionszone befinden werden, sollte dem so sein, wird eine Warnung vor dem Kollisionsrisiko an den Fahrer des Trägerfahrzeugs abgesetzt.
Zusätzliche Eigenschaften der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Darstellung eines Fahrzeugs mit verschiedenen Komponenten zur Identifizierung der Vorgänge des Fahrzeugs und zur Erfassung von Objekten um das Fahrzeug;
2 ist eine Darstellung einer Kreuzung und zeigt das Trägerfahrzeug beim Abbiegen nach links;
3 ist eine Darstellung einer Kreuzung und zeigt das Trägerfahrzeug beim Abbiegen nach rechts;
4 ist eine Darstellung einer Kreuzung und zeigt die Position des Trägerfahrzeugs beim Rechtsabbiegen und ein anderes Fahrzeug aus der Gegenrichtung beim Linksabbiegen zu unterschiedlichen Zeiten;
5 ist eine Darstellung einer Kreuzung und zeigt die Position des Trägerfahrzeugs beim Rechtsabbiegen, sowie ein anderes Fahrzeug, das von der Seite kommend gerade über die Kreuzung fährt zu unterschiedlichen Zeiten;
6 ist eine Darstellung einer Kreuzung und zeigt die Position des Trägerfahrzeugs beim Linksabbiegen, sowie ein anderes Fahrzeug, das von der Seite kommend gerade über die Kreuzung fährt zu unterschiedlichen Zeiten;
7 ist eine Darstellung einer Kreuzung und zeigt die Position des Trägerfahrzeugs beim Linksabbiegen, sowie ein anderes Fahrzeug, das aus der Gegenrichtung kommend gerade über die Kreuzung fährt zu unterschiedlichen Zeiten;
8 ist eine Zeitleiste, welche die Zeiten aus den 4–7 illustriert;
9 ist eine Darstellung einer Kreuzung und zeigt das Trägerfahrzeug beim Warten und anschließendem Linksabbiegen, sowie ein anderes Fahrzeug, das aus der Gegenrichtung kommend gerade über die Kreuzung fährt zu unterschiedlichen Zeiten;
10 ist eine Zeitleiste, welche die Zeiten aus der 9 illustriert;
11 ist ein Flussdiagramm, das eine Methode zur Erstellung einer Gefährdungsanalyse für ein Fahrzeug beim Abbiegen nach links oder rechts an einer Kreuzung zeigt;
12 ist ein Flussdiagramm, das eine Methode zeigt, bei der es um die Entscheidung geht, ob es für ein Fahrzeug sicher ist, in eine Kreuzung einzufahren;
13 ist ein Flussdiagramm, das die Methode aus 12 unter Verwendung der V2I-Daten zeigt;
14 ist ein Flussdiagramm, das eine Methode zeigt, bei der es um die Entscheidung geht, ob es für ein Fahrzeug sicher ist, durch den Wartebereich einer Kreuzung zu fahren;
15 ist ein Flussdiagramm, das eine Methode zeigt, mit der festgestellt wird, ob einem Fahrzeug die Einfahrt in eine Nichtwartezone einer Kreuzung erlaubt werden soll;
16 ist eine Darstellung einer Kreuzung und zeigt das Trägerfahrzeug auf der rechten Fahrspur einer mehrspurigen Straße beim Spurwechsel;
17 ist eine Darstellung einer Kreuzung und zeigt das Trägerfahrzeug auf der linken Fahrspur einer mehrspurigen Straße beim Abbiegen nach links;
18 ist eine Darstellung des Trägerfahrzeugs auf der rechten Fahrspur einer mehrspurigen Straße beim Spurwechsel;
19 ist eine Darstellung eines Trägerfahrzeugs auf der linken Fahrspur einer mehrspurigen Straße beim Einbiegen in eine Einfahrt;
20 ist eine Darstellung eines Trägerfahrzeugs auf einer Straße beim Einbiegen in eine Einfahrt vor einer Kreuzung; und
21 ist eine Darstellung eines Trägerfahrzeugs beim Abbiegen nach links an einer Kreuzung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die folgende Diskussion der Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug zu einem System und Verfahren zur Beurteilung einer Kollisionsgefahr für ein Trägerfahrzeug beim Links- oder Rechtsabbiegen an einer Kreuzung und der Ausgabe einer Warnung, über die mögliche Kollision, an den Fahrer des Trägerfahrzeugs, ist lediglich exemplarischer Natur und soll in keiner Weise die Offenbarung, ihre Anwendungen oder Einsatzmöglichkeiten beschränken.
Wie nachfolgend näher erläutert, schlägt die vorliegende Erfindung Algorithmen zur Kollisionsbeurteilung vor, um den Fahrer eines Trägerfahrzeugs, das an einer Kreuzung links oder rechts abbiegt, bzw. bei einem ausreichend hohen Konfidenzgrad, dass der Fahrer das beabsichtigt, bei einem erkannten Kollisionsrisiko mit anderen Fahrzeugen, die im Bereich der Kreuzung fahren, zu informieren, zu warnen und/oder – falls erforderlich – um automatische Brems- und/oder Ausweichmanöver einzuleiten. Zur Bestimmung, ob Information, Warnung und/oder automatisches Bremsen angezeigt sind, gehört die Aufteilung der Kreuzung in verschiedene Bereiche, in denen das Fahrzeug fahren kann, nämlich einen Annäherungsbereich vor der Kreuzung, einen Wartebereich und einen Nichtwartebereich innerhalb der Kreuzung in Abhängigkeit von der Frage, ob das Fahrzeug nach rechts oder links abbiegt, für jeden der Bereiche wird ein anderer Algorithmus zur Kollisionsbeurteilung verwendet, um drohende Kollisionen für jeden Bereich zu erkennen. Anhand der Algorithmen werden die verschiedenen anderen Fahrzeuge erkannt, die in die Kreuzung einfahren, sich bereits dort befinden oder mit einem Abbiegevorgang befassen usw., Geschwindigkeit und Position dieser Fahrzeuge relativ zu Geschwindigkeit und Position des Trägerfahrzeugs werden analysiert, und dadurch der Grad der Kollisionsgefahr in den drei genannten Bereichen ermittelt. Die Algorithmen können jegliche verfügbare Informationen zur Identifizierung erforderlicher Parameter nutzen, wie eine Kartendatenbank, V2X-Kommunikation, Objekterkennungssensoren oder Kameras am Fahrzeug usw., bei denen die spezifische Position der Kreuzung und des Trägerfahrzeugs nicht allzu zu genau sein muss.
Es sei angemerkt, dass sich die hier geführte Diskussion spezifisch auf Rechtsverkehr bezieht, bei dem ein Fahrzeug beim Abbiegen nach links die Gegenfahrbahn überqueren muss. Hervorzuheben ist, dass sowohl Algorithmen als auch die hier geführte Diskussion auch für Länder und Straßen gelten, wo Fahrzeuge auf der linken Seite fahren und beim Abbiegen nach rechts vor dem Gegenverkehr die Fahrbahn überqueren. Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass, wie unter Fachleuten bekannt ist, die hier beschriebenen Parameter des Algorithmus’ im Interesse der Anpassung an unterschiedliche Konfigurationen einstellbar sind, die der Fahrer wählen kann, wie z.B. aggressiv, normal, konservativ usw., um das Timing für Warnungen/Ausgaben zu modifizieren. Alternativ kann das System die Einstellung dieser Parameter basierend auf dem Fahrstil des Fahrers selbst vornehmen.
1 ist eine einfache Darstellung eines Fahrzeugsystems 10 mit einem Fahrzeug 12, einer Kartendatenbank 14, einem Navigationssystem 16, einer Betriebssteuerung 18, einer Warnvorrichtung 20, Sensoren/Detektoren 32 und einer Fahrzeugsteuerung 22. Die Steuerung 18 soll alle separaten Module, Steuerungen, Prozessoren, elektronischen Steuereinheiten usw. verkörpern, die zur Durchführung und zum Ablauf der verschiedenen hier beschriebenen Algorithmen und Prozesse notwendig sind. Die Kartendatenbank 14 speichert Karteninformationen auf jeder verfügbaren Detailebene, inklusive spezifische Informationen zu Kreuzungen wie z.B. die Anzahl der Fahrspuren, Verkehrsmuster für Spuren usw. Die Kartendatenbank 14 arbeitet mit dem Navigationssystem 16 zusammen, um die verschiedenen Karten und andere verfügbare Informationen anzuzeigen und dem Fahrer zu ermöglichen, eine Route zu planen und anzuzeigen. Die Sensoren/Detektoren 32 sollen alle Objekterkennungssensoren oder Kameras am Fahrzeug 12, wie vordere, hintere und seitliche Kameras, Backup-Kameras, LiDAR-Sensoren, Lang- und Kurzstrecken-Radardetektoren usw., in einer beliebigen Position am Fahrzeug 12 verkörpern. Die Warnvorrichtung 20 kann jede geeignete Warnvorrichtung sein, z.B. Anzeigeleuchten, ein haptischer Sitz, Klänge usw. Die Steuerung 22 reguliert den Betrieb des Fahrzeugs 12, dazu gehören auch Lenkung, Bremse, Gas usw., gegebenenfalls auch dank autonomer und semiautonomer Fähigkeiten und stellt auch beliebige andere Fahrzeugsteuerfunktion bereit, die im Einklang mit der Diskussion hier stehen. Das Fahrzeug 12 verfügt auch über einen drahtlosen Zugang 24, mit dem das Fahrzeug 12 drahtlos Nachrichten senden und von vielen Quellen empfangen kann, darunter Internet 26, Satelliten 28, drahtlose Netze 30 usw. Der drahtlose Zugang 24 erlaubt dem Fahrzeug 12 auch V2I- und V2V-Kommunikation zu nutzen, falls diese verfügbar ist.
2 ist eine Darstellung 40 einer Straßenkreuzung 42, bei der sich die Straßen 44 und 46 schneiden und somit einen Kreuzungsbereich 48 definieren. Die Straße 44 hat zwei Fahrspuren, 50 und 52, für Verkehr in eine Richtung, sowie zwei weitere Fahrspuren, 54 und 56, für Verkehr in die andere Richtung. Ebenso hat die Straße 46 zwei Fahrspuren 58 und 60 für Verkehr in eine Richtung, sowie zwei weitere Fahrspuren 62 und 64 für Verkehr in die andere Richtung. Die Haltelinie 68 ist der Anhalteort für die Fahrspuren 50 und 52 an der Kreuzung 42, die Haltelinie 70 ist der Anhalteort für die Fahrspuren 54 und 56 an der Kreuzung 42, die Haltelinie 72 ist der Anhalteort für die Fahrspuren 58 und 60 an der Kreuzung 42 und die Haltelinie 74 ist der Anhalteort für die Fahrspuren 62 und 64 an der Kreuzung 42. Auf den Fahrspuren 50, 52, 54, 56, 58, 60, 62 und 64 kann jeglicher Verkehr stattfinden, so auch nur geradeaus, nur links abbiegen, nur rechts abbiegen oder die gemeinsame Nutzung für geradeaus und links und/oder rechts abbiegen.
Die Kreuzung 42 zeigt ein Trägerfahrzeug 80, welches auf der Fahrspur 56 fährt, wobei es sich entlang der vorausgesagten Route 88 der Kreuzung 42 nähert und links auf eine der Fahrspuren 58 oder 60 abbiegt, wobei die Art der Ermittlung der vorausgesagten Route 88 nachstehend näher ausgeführt ist. In der Fahrspur 52 wird ein entgegengesetzt fahrendes Fahrzeug 84 gezeigt und in der Fahrspur 62 ein von der Seite kommendes Fahrzeug 86. Wie nachfolgend näher erläutert, ist der Bereich innerhalb und um die Kreuzung 48 basierend auf der vorausgesagten Route 88 und der Position des Trägerfahrzeugs 80, der vorausgesagten Route und den vorausgesagten Positionen der anderen Fahrzeuge 84 und 88, der Kreuzungsgeometrie einschließlich der Anzahl der Fahrspuren usw. in verschiedene Bereiche aufgeteilt. Die Algorithmen können beispielsweise einen Annäherungsbereich, einen Warte- oder einen Nichtwartebereich der Kreuzung 42 identifizieren und diese Bereiche in noch kleinere Segmente unterteilen, je nachdem, ob das Trägerfahrzeug 80 nach rechts oder links abbiegen will, sowie in Abhängigkeit von der Größe der Kreuzung 42, der Positionen und Geschwindigkeiten der anderen Fahrzeuge und Objekte im Bereich der Kreuzung 42 usw.
In der Darstellung 40 ist das Trägerfahrzeug 80 im Annäherungsbereich 90 vor dem Kreuzungsbereich 48 zu sehen. Wenn das Trägerfahrzeug 80 nach links abbiegt, wird es in den Kreuzungsbereich 48 einfahren, anschließend in den Wartebereich 92, in dem das Fahrzeug 80 beim Abbiegen nach links bei Gegenverkehr warten muss. Die Feststellung, ob das Fahrzeug 80 im Wartebereich 92 anhalten wird, basiert beispielsweise auf dem Einschlagwinkel der Räder und/oder der Gierrate des Fahrzeugs 80 und/oder darauf, ob der Fahrer die Bremsen des Trägerfahrzeugs 80 betätigt, wodurch das Fahrzeug 80 verzögert. Ein Nichtwartebereich 94 ist in der Kreuzung 48 ebenso definiert, er befindet sich im Durchgangsbereich des Gegenverkehrs, wie z.B. das Fahrzeug 84, das Trägerfahrzeug 80 darf hier nicht anhalten. Das Fahrzeug 80 kann im Wartebereich 92 ebenso darauf warten, dass der Gegenverkehr nachlässt, wie auch langsam im Wartebereich 92 nach vorne rollen und sich dem Nichtwartebereich 94 nähern, daher ist der Wartebereich 92 in die Zonen 96 unterteilt, in denen sich das Fahrzeug 80 langsam im Bereich 92 bewegen kann, um die Kollisionsgefahr präziser vorherzusagen.
Um festzustellen, wann das Trägerfahrzeug 80 in die Bereiche 92 und 94 einfährt, ist die Vorhersage der Route 88 des Trägerfahrzeugs 80 während des Abbiegens notwendig. Es existieren viele Algorithmen zur Vorhersage der Route eines Fahrzeugs, sie verwenden typischerweise die Fahrzeuggierrate und/oder den Einschlagwinkel der Räder, um die Route zu definieren, was allgemein nicht allzu genau ist, da die Gierrate möglicherweise nicht mit dem Wendeteilkreis für den Abbiegevorgang übereinstimmt. Insofern kann beim Abbiegen des Trägerfahrzeugs 80 an der Kreuzung 42 der Wendekreis des Trägerfahrzeugs 80 nicht exakt dem erforderlichen Schwenkwinkel zum Erreichen der Fahrspur 58 oder 60 entsprechen, daher ermittelt die vorliegende Erfindung die voraussichtliche Route 88 des Fahrzeugs 80 nicht nur aus Fahrzeugposition und Dynamik, sondern auch aus der Geometrie der Kreuzung 42. In einer Ausführungsform ermittelt der Algorithmus die Route 88 des Trägerfahrzeugs 80 anhand der Fahrzeuggierrate und des Radeinschlagwinkels und verfeinert diese vorhergesagte Route dann unter Zuhilfenahme der Geometrie der Kreuzung 42, dabei speziell die Position der Fahrspuren 58 und 60, wenn diese Information vorhanden ist.
3 ist die Darstellung 100 der Kreuzung 42 und ähnelt der Darstellung 40, gleiche Teile haben die gleichen Referenznummern; sie zeigt das Trägerfahrzeug 80 im Annäherungsbereich 90 vor der Kreuzung 42 mit der Absicht, nach rechts in die Fahrspur 62 bzw. 64 entlang der vorausgesagten Route 102 abzubiegen. Vergleichbar mit dem zuvor besprochenen Beispiel für Linksabbieger gibt es hier einen Wartebereich 104, in dem das Trägerfahrzeug 80 halten und im Bereich 48 der Kreuzung warten kann, sowie ein Nichtwartebereich 106, in dem das Trägerfahrzeug 80 im Bereich 48 der Kreuzung nicht anhalten darf, weil hier durch den Querverkehr eine Kollisionsgefahr besteht, zum Beispiel durch das Fahrzeug 86, das von links kommt.
Aufgrund der Darstellungen 40 und 100 in den 2 und 3 entscheidet die vorliegende Erfindung, wann der Fahrer eine Information zu einer möglichen Kollisionsgefahr erhält, oder eine Warnung vor einer möglichen Kollision und/oder ein automatischer Bremsvorgang als Reaktion auf eine drohende Kollision einzuleiten ist. Wie zuvor erwähnt, ist die Kreuzung 42 in Abhängigkeit von der Kreuzungsgeometrie sowie der Geschwindigkeit und Position des Fahrzeugs in verschiedene Bereiche und Zonen eingeteilt worden und unterschiedliche Algorithmen können zu Identifizierung einer Kollisionsgefahr aufgrund dieser verfügbaren Informationen verwendet werden.
Die 4, 5, 6 und 7 zeigen vier beispielhafte Situation mit möglichen Kollisionsgefahren durch das andere Fahrzeug des Gegenverkehrs 84 und das seitlich fahrende Fahrzeug 86, bei denen 118 einen Teil der Kreuzungsregion 48 zeigt und nachfolgend als Kollisionsbewertungsbereich bezeichnet wird. Insbesondere die Darstellung 110 in 4 zeigt eine drohende Kollisionsgefahr ausgehend von dem Fahrzeug 84 aus der entgegengesetzten Richtung, wenn das Trägerfahrzeug 80 entlang der Route 98 rechts abbiegt und das Fahrzeug 84 entlang der Route 138 in dem Bewertungsbereich 118 links abbiegt; die Darstellung 112 in 5 zeigt die Kollisionsgefahr mit dem Fahrzeug 86 aus dem Querverkehr, wenn das Trägerfahrzeug 80 entlang der Route 98 nach rechts abbiegt und das Fahrzeug 86 entlang der Route 140 geradeaus durch den Bewertungsbereich 118 fährt; Darstellung 114 in 6 zeigt eine Kollisionsgefahr ausgehend von dem Fahrzeug 86 im Querverkehr, wenn das Trägerfahrzeug 80 entlang der Route 142 nach links abbiegt und das querfahrende Fahrzeug 86 entlang der Route 140 geradeaus durch den Bewertungsbereich 118 fährt; die Darstellung 116 in 7 zeigt eine Kollisionsgefahr mit dem Fahrzeug 84 aus dem Gegenverkehr, wenn das Trägerfahrzeug 80 entlang der Route 142 nach links abbiegt und das Fahrzeug 84 entlang der Route 144 geradeaus durch den Bewertungsbereich 118 fährt. Es sei darauf hingewiesen, dass in der Darstellung 116 in 7 das Trägerfahrzeug 80 in diesem Beispiel nicht anhält, um in dem Bereich 48 der Kreuzung zu warten, bis kein Gegenverkehr mehr vorliegt.
Die Algorithmen zur Kollisionsbewertung untersuchen die Unfallgefahren im Bewertungsbereich 118 anhand der Analyse der erwarteten Positionen und vorhergesagten Route des Trägerfahrzeugs 80, der erwarteten Position und vorhergesagten Route des entgegengesetzt fahrenden Fahrzeugs 84 und der erwarteten Position und vorhergesagten Route des in Querrichtung fahrenden Fahrzeug 86, Daten, die durch Sensorinformation und die Dynamik aus Geschwindigkeit Beschleunigung und vorhergesagten Routen der Fahrzeuge 80, 84 und 86 gewonnen werden. In den Darstellungen 110, 112, 114 und 116 werden auf Basis der aktuellen Position, der vorausgesagten Route und der Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs 80, sowie der aktuellen Positionen, vorausgesagten Routen und Geschwindigkeiten der anderen Fahrzeuge 84 und/oder 86 die folgenden Unfallzonen definiert: Zone 146, in der das Trägerfahrzeug 80 mit dem anderen Fahrzeug 84 oder 86 kollidieren könnte, wenn das Trägerfahrzeug 80 nach rechts in den Bewertungsbereich 118 abbiegt, Zone 148, in der das entgegengesetzt fahrende Fahrzeug 84 mit dem Trägerfahrzeug 80 kollidieren könnte, wenn das andere Fahrzeug 84 nach links in den Bewertungsbereich 118 abbiegt, eine Zone 158, in der das seitlich fahrende Fahrzeug 86 mit dem Trägerfahrzeug 80 kollidieren könnte, wenn das andere Fahrzeug 86 geradeaus durch den Bewertungsbereich 118 fährt, eine Zone 166, in der das Trägerfahrzeug 80 mit dem anderen Fahrzeug 84 oder 86 kollidieren könnte, wenn das Trägerfahrzeug 80 nach links in den Bewertungsbereich 118 abbiegt und eine Zone 168, in der das entgegengesetzte Fahrzeug 84 mit dem Trägerfahrzeug 80 kollidieren könnte, wenn das andere Fahrzeug 84 geradeaus durch den Bewertungsbereich 118 fährt und das Trägerfahrzeug 80 nach links in den Bewertungsbereich 118 abbiegt.
In den Darstellungen 110, 112, 114 und 116 zeigt der Kasten 120 die aktuelle Position des Trägerfahrzeugs 80 zum Zeitpunkt T = T₀, wobei T₀ die aktuelle Zeit ist, der Kasten 122 zeigt die Position des Trägerfahrzeugs 80 bei Einfahrt in die Kollisionszone 146 oder 166 zum Zeitpunkt T = T₁, der Kasten 124 zeigt die Position des Trägerfahrzeugs 80 nach Verlassen der Kollisionszone 146 oder 166 zum Zeitpunkt T = T₂, der Kasten 126 zeigt die Position des in die entgegengesetzte Richtung fahrenden Fahrzeugs 84 zum Zeitpunkt T = T₀, der Kasten 128 zeigt die Position des von der Seite kommenden Fahrzeugs 86 zum Zeitpunkt T = T₀, der Kasten 130 zeigt die Position des in die entgegengesetzte Richtung fahrenden Fahrzeugs 84, wenn es in die Kollisionszone 148 oder 168 zum Zeitpunkt T = T₃ einfährt, der Kasten 132 zeigt die Position des von der Seite kommenden Fahrzeugs 86, wenn es zum Zeitpunkt T = T₃ in die Kollisionszone 158 einfährt, der Kasten 134 zeigt die Position des in die entgegengesetzte Richtung fahrenden Fahrzeugs 84, nachdem es zum Zeitpunkt T = T₄ die Kollisionszone 148 oder 168 verlassen hat und der Kasten 136 zeigt die Position des von der Seite kommenden Fahrzeugs 86, als es zum Zeitpunkt T = T₄ die Kollisionszone 158 verlässt. Es sei angemerkt, dass, wie die Darstellungen 110, 112, 114 und 116 zeigen, die Algorithmen zur Bewertung der Kollisionsgefahr zunächst das Kollisionsrisiko des von der Seite kommenden Fahrzeuges 86 beurteilen, bevor das Trägerfahrzeug 80 den Bewertungsbereich 118 erreicht unabhängig davon, ob das Trägerfahrzeug 80 nach links oder rechts abbiegt, auch das Kollisionsrisiko von dem entgegenkommenden Fahrzeug 86 wird beurteilt, bevor das Trägerfahrzeug in den Bewertungsbereich 118 einfährt, falls es nach rechts abbiegt, biegt das Trägerfahrzeug 80 jedoch nach links ab, so wird das Kollisionsrisiko von dem entgegenkommenden Fahrzeug 86 beurteilt, nachdem das Trägerfahrzeug 80 in den Bewertungsbereich 118 eingefahren ist.
Die 8 zeigt einen Zeitstrahl 150, der für alle Darstellungen 110, 112, 114 und 116 in den 4–7 gilt und jede der Zeiten T₀, T₁, T₂, T₃ und T₄ zeigt. Bei der Analyse der Bedrohungsbeurteilungen für die vorstehend beschriebenen und andere Problemstellungen berechnen die Algorithmen zur Kollisionsbeurteilung jeweils den Zeitraum, während dessen sich das Trägerfahrzeug 80 voraussichtlich in der Kollisionszone 146 oder 166 von der Zeit T₁ bis zur Zeit T₂ aufhalten wird, dargestellt durch die Linie 152 im Zeitstrahl 150. Der Algorithmus berechnet auch die Dauer, für die sich das entgegenkommende Fahrzeug 84 und/oder das von der Seite kommende Fahrzeug 86 voraussichtlich in der Kollisionszone 158 oder 166 in der Zeit T₃ bis Zeit T₄ aufhalten wird, dargestellt durch die Linie 154 im Zeitstrahl 150. Gibt es bei den Zeiten, die durch die Linien 152 und 154 dargestellt werden, eine Überschneidung, dann identifiziert der Algorithmus die verbleibende Zeit T_REM, was der Zeit entspricht, die das Trägerfahrzeug 80 braucht, um die Kollisionszone 146 oder 166 zu erreichen, was durch die Linie 156 im Zeitstrahl 150 dargestellt wird. Der Algorithmus wird eine Information zur Kollisionsgefahr ausgeben, eine Warnung, und/oder einen automatischen Bremsvorgang einleiten, wenn T_SEM < T_THR, wobei die Zeitschwelle T_THR für eine Warnung experimentell unter Berücksichtigung der Fahrerreaktionszeit und Systemverzögerungen ermittelt und die Zeitschwelle T_THR für automatische Bremsvorgänge unter Berücksichtigung von Systemverzögerungen bestimmt wird. In einem nicht beschränkendem Beispiel, bei dem T_REM größer als zehn Sekunden ist, wird keine Maßnahme durchgeführt, wenn T_REM zwischen vier und zehn Sekunden liegt, dann werden Informationen zu einer möglichen Kollision an den Fahrzeugführer gegeben, z. B. ein Symbol im Display, wenn T_REM vier Sekunden unterschreitet, dann gibt der Algorithmus eine Warnung aus, beispielsweise einen Klingelton oder ein Signal durch den haptischen Sitz, wenn T_REM eine imminente Kollisionsgefahr anzeigt, dann kann der Algorithmus einen automatischen Brems- und/oder Steuervorgang einleiten.
Die vorangegangene Erörterung der Darstellung 116, in der das Trägerfahrzeug 80 nach links abbiegt, wird wahrscheinlich dann nicht die gewünschten Ergebnisse liefern, wenn das Trägerfahrzeug 80 zunächst im Wartebereich 92 hält, um den Gegenverkehr passieren zu lassen, da dies’ zu Verzögerungen beim Empfang aktualisierter Werte für Geschwindigkeit und Beschleunigung des Trägerfahrzeugs 80 führt und Algorithmen, die auf Werten für die Zeit bis zur Kollision (TTC) basieren, evtl. nicht ausreichend sind, um Warnsignale an den Fahrer vor Einfahrt in den Nichtwartebereich 94 auszugeben. Mit anderen Worten, die Zeit T_REM ist zu kurz, um genaue Ergebnisse zu liefern.
9 zeigt die Darstellung 160 mit dieser Konstellation und 10 ist der Zeitstrahl 162 für die Darstellung 160, bei der gleiche Elemente wie in der Darstellung 116 und dem Zeitstrahl 150 durch die gleichen Referenznummern gekennzeichnet sind. In der Darstellung 160 ist das Trägerfahrzeug 80 zum Zeitpunkt T = T₀ stationär im Wartebereich 92, oder fährt sehr langsam vor, um den Verkehr passieren zu lassen. In diesem Szenario kann die Zeit T₁, wenn das Trägerfahrzeug 80 in die Kollisionszone 166 einfährt, kurz sein, wie durch die Zeitlinie 164 dargestellt ist, die auch die Zeit T_REM zeigt, der Algorithmus wird aufgrund der unsicheren Erkenntnislage keine Warnung zulassen. Die vorausgesagte Route 142 des Trägerfahrzeugs 80 beruht auf der aktuellen Gierrate des Fahrzeugs und/oder dem Radeinschlag, ist aber vermutlich nicht die wahrscheinliche Route 108 des Trägerfahrzeugs 80 bei einem Abbiegevorgang nach links, weil das Fahrzeug 80 in Relation zum Fahrweg stärker angewinkelt sein wird, um dem Fahrer eine bessere Sicht auf den entgegenkommenden Verkehr zu ermöglichen. Daher wird der Algorithmus den Fahrer aufgrund von diesen Parametern nicht informieren oder warnen.
In dieser Ausführungsform entdeckt der Algorithmus stattdessen den Beginn des Abbiegevorgangs des Trägerfahrzeugs 80 nach links durch das Lösen der Fahrzeugbremsen, berücksichtigt die Nähe zwischen der vorausgesagten Route 142 und der wahrscheinlichen Route 108 bis Trägerfahrzeug 80 aufgrund des Radeinschlags während des Abbiegevorgangs nach links, sowie die Zeit T₃ – T₀, die bestimmt, wann das andere Fahrzeug 84 in die Kollisionszone 168 einfährt. Befindet sich das Trägerfahrzeug 80 im Wartebereich 92 und kriecht vorwärts, dann kann der Algorithmus feststellen, dass das Trägerfahrzeug 80 mit dem Abbiegevorgang beginnt, wenn sich die Gierrate und/oder der Einschlagwinkel der Räder ändern.
Die Korrelation (Nähe) zwischen der vorausgesagten Route 142 und der wahrscheinlichen Route 108 des Trägerfahrzeugs 80 kann durch einen Korrelationskoeffizienten berechnet werden C_PL, der wie folgt definiert ist: C_PL = C_X·C_Y, (1) wobei:
und wo C_X und C_Y die Korrelation zwischen der vorausgesagten Route 142 und der wahrscheinlichen Route 108 in die X und Y Richtungen, und unter Verwendung der Nähe zwischen den einzelnen Knoten N berechnet wird, worin (X_Pi, Y_Pi) und (X_Li, Y_Li) jeweils entsprechend (X, Y) den Koordinaten der Knoten N der vorausgesagten Route 142 und der wahrscheinlich Route 108 sind.
Der Algorithmus gibt eine Warnung aus und/oder ermöglicht einen automatischen Bremsvorgang, wenn die Bremsen am Trägerfahrzeug gelöst sind, C_PL > C_THR, wo C_THR ein experimentell entwickelter Koeffizientenschwellenwert ist und T₃ – T₀ < T_THR2, wo T_THR2 experimentell unter Berücksichtigung der Fahrerreaktionszeit und von Systemverzögerungen zur Ausgabe einer Warnung ermittelt wird, und von Systemverzögerungen zur Bereitstellung eines automatischen Bremsmanövers. Die Verwendung des Korrelationskoeffizienten C_PL ist eine Möglichkeit zu bestimmen, ob eine Warnung ausgegeben werden soll, die Bestimmung des Einschlagwinkels der Räder kann eine andere sein. Ergänzend wird darauf hingewiesen, dass diese Analyse für ein Fahrzeug, das im Wartebereich 92 darauf wartet, dass der Verkehr nachlässt, genauso für ein Fahrzeug gilt, dass im Wartebereich 104 hält und den Verkehr passieren lässt, um nach rechts abzubiegen.
11 ist ein Flussdiagramm 170, das eine Methode zur Beurteilung einer Kollisionsgefahr zeigt, wenn das Trägerfahrzeug 80 an der Kreuzung 42 nach links oder rechts abbiegen will. Bei 172 legt der Algorithmus zur Kollisionsbeurteilung fest, ob das Trägerfahrzeug 80 an der Kreuzung 42 ankommt und mit welchem Konfidenzgrad das Trägerfahrzeug 80 nach links oder rechts abbiegen wird, basierend auf allen für den Algorithmus verfügbaren Informationen, die hier beschrieben wurden, z. B. Daten von fahrzeugeigenen Sensoren im Fahrzeug 80, drahtlos empfangene Daten von Infrastrukturen wie V2X, Onstar^TM, Internet Cloud, die Fahrspur, in der Fahrzeug 80 fährt, die Geschwindigkeit, Setzen des Blinkers, ob das Fahrzeug 80 verzögert usw., alle komplett in Kästchen 174 aufgeführt.
Sobald der Algorithmus einen Abbiegevorgang mit einem bestimmten Konfidenzgrad erkennt, bestimmt er, wo sich das Trägerfahrzeug 80 befinden wird, und insbesondere die Position des Trägerfahrzeugs 80 auf der Kreuzung 42, basierend auf der vorausgesagten Route 88 oder 102 des Trägerfahrzeugs 80 unter Verwendung der verfügbaren Informationen inklusive der Geometrie der Kreuzung in Kästchen 176. Der Algorithmus teilt und separiert auf der Grundlage der Kreuzungsgeometrie und dem Fahrzeugzustand in Kästchen 178 die Kreuzung 42 dann in verschiedene Bereiche, wie beispielsweise den Wartebereich 96 oder 104 und den Nichtwartebereich 94 oder 106. Der Algorithmus beurteilt dann in Abhängigkeit von dem Bereich, in dem es sich bei 180 befindet, die Kollisionsgefahr für den spezifischen Bereich der Kreuzung 42, den das Trägerfahrzeug 80 als nächstes einfahren wird. Der Algorithmus bestimmt dann an der Entscheidungsraute 182, ob das Einfahren in den bestimmten Bereich auf Grundlage aller verfügbaren Informationen und der Kollisionsgefahr für das Fahrzeug 80 sicher ist. Wird das Einfahren in den bestimmten Bereich an der Entscheidungsraute 182 als nicht sicher befunden, so veranlasst der Algorithmus die Initiierung bestimmter Vorgänge bei 184, zum Beispiel die Ausgabe einer Warnung, Einleitung einer automatischen Bremsung usw., wie zuvor besprochen und kehrt dann zu 180 zurück, um die Kollisionsgefahr zu beurteilen. Wenn der Algorithmus an der Entscheidungsraute 182 zu dem Schluss kommt, dass das Einfahren ist Trägerfahrzeug 80 in dem bestimmten Bereich sicher ist, dann wird dem Fahrzeug 80 dies’ bei 186 erlaubt und anschließend an der Entscheidungsraute 188 bestimmt, ob das Abbiegen nach links über die Straße oder nach rechts (LTAP/RT) beendet worden ist, falls nicht, kehrt er zurück zu 180, um die Kollisionsgefahr zu beurteilen. Andernfalls endet der Algorithmus bei 190.
12 ist ein Flussdiagramm 194, das eine Methode zur Bestimmung zeigt, ob das Trägerfahrzeug 80 in die Kreuzung 42 einfahren kann, der Algorithmus zur Kollisionsbeurteilung startet bei 196. Es sei angemerkt, dass der Algorithmus des Flussdiagramms 194 wiederholt durchgeführt wird, bis das Trägerfahrzeug 80 in die Kreuzung 42 einfährt. An der Entscheidungsraute 198 bestimmt der Algorithmus, ob das Fahrzeug 80 in die Kreuzung 42 einfahren kann, indem beispielsweise ermittelt wird, ob es ein Stopp-Schild gibt, eine rote Ampel usw., dabei kommen alle verfügbaren Ressourcen zum Einsatz, wie z.B. Daten von bordeigenen Kameras am Fahrzeug 80, LiDAR-Sensoren, V2X-Kommunikation mit Infrastrukturen, einschließlich der Ampelanlage usw. Kann das Trägerfahrzeug 80 gemäß der Entscheidungsraute 198 in die Kreuzung 42 einfahren, dann beurteilt der Algorithmus bei 200 die unmittelbare Kollisionsgefahr durch andere Fahrzeuge in der Kreuzung 42, beispielsweise Bedrohungen durch den Gegenverkehr auf der linken Seite. Es wird angemerkt, dass die Beurteilung der unmittelbaren Kollisionsgefahr durch andere Fahrzeuge von der linken Seite für die Straßen und Länder mit Rechtsverkehr gilt. Wird das System für Fahrzeuge in Ländern mit Linksverkehr eingesetzt, dann entstehen unmittelbare Kollisionsgefahren eher auf der rechten Seite. Der Algorithmus bestimmt dann an der Entscheidungsraute 202, ob es für das Fahrzeug 80 sicher ist, in die Kreuzung 42 einzufahren, sollte dem so sein, dann fährt das Fahrzeug 80 in die Kreuzung 42 ein und durchquert den Wartebereich bei 204, der Algorithmus endet bei 206.
Wird an der Entscheidungsraute 198 entschieden, dass das Fahrzeug 80 nicht in die Kreuzung 42 einfahren kann, oder an der Entscheidungsraute 202, das es nicht sicher ist, in die Kreuzung 42 einzufahren, dann bestimmt der Algorithmus an der Entscheidungsraute 208, ob die Zeit, die das Fahrzeug 80 benötigt, um unter den gegenwärtigen Fahrkonditionen zu einer Haltelinie vor der Kreuzung 42 zu fahren, kleiner ist, als die Zeit, die das Fahrzeug 80 benötigt, um vor der Haltelinie anzuhalten. Mit anderen Worten ermittelt der Algorithmus anhand des Fahrverhaltens des Fahrers, der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 80, dem Straßenzustand usw., ob es wahrscheinlich ist, dass der Fahrer das Fahrzeug 80 an der Haltelinie vor der Kreuzung 42 zum Stehen bringt, sollte die Zeit bis zur Haltelinie kürzer sein, als die notwendige Zeit zum Halten, dann leitet der Algorithmus bei 210 eine automatische Bremsung ein und endet bei 206. Wenn der Algorithmus an der Entscheidungsraute 208 feststellt, dass der Fahrer vermutlich vor der Haltelinie stoppt, dann ermittelt der Algorithmus, ob die Zeit, die unter den aktuellen Fahrbedingungen benötigt wird, an der Haltelinie zu stoppen, kürzer ist, als die Zeit, die das Fahrzeug 80 bei den aktuellen Fahrbedingungen benötigt, um an der Haltelinie zu stoppen zuzüglich einer vorbestimmten Delta-Zeit an der Entscheidungsraute 212, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug sich der Kreuzung zu schnell nähert, aber der Fahrer dennoch in der Lage sein wird, das Fahrzeug 80 an der Haltelinie zum Stehen zu bringen. Sollte die Zeit bis zur Haltelinie kürzer sein, als die benötigte Zeit plus der Delta-Zeit aus der Entscheidungsraute 212, mit anderen Worten also der Fahrer zu schnell auf die Kreuzung 42 zu fahren, dann gibt der Algorithmus bei 214 eine Warnung aus und endet bei 206. Sollte die Zeit bis zur Haltelinie länger sein, als die benötigte Zeit plus der Delta-Zeit aus der Scheidungsrate 212, dann endet der Algorithmus aktionslos bei 206.
Der Algorithmus im Flussdiagramm 194 kann verbessert werden, wenn das Trägerfahrzeug 80 über V2I-Fähigkeiten verfügt. 13 ist ein Flussdiagramm 220, das solche Verbesserungen zeigt, bei dem gleiche Elemente wie im Flussdiagramm 194 mit gleichen Referenznummern gekennzeichnet sind. Dabei, ermittelt der Algorithmus, ob Daten für das Ampelumfeld und -Timing (SPAT) an Entscheidungsraute 222 zur Verfügung stehen, falls nicht, geht es weiter an der Entscheidungsraute 198 mit dem gleichen Verfahren wie im Flussdiagramm 194. SPAT-Daten übertragen drahtlos Zeitinformationen, die das Trägerfahrzeug 80 empfangen kann, um Werte zu erhalten, für wie lange die Ampel in ihrem derzeitigen Zustand verbleiben wird, zum Beispiel auf Grün. Wenn an der Entscheidungsraute 222 SPAT-Daten zur Verfügung stehen, bestimmt der Algorithmus an der Entscheidungsraute 224, ob die Zeit bis zum Umschalten auf Rot größer ist, als die Zeit, die das Fahrzeug 80 benötigt, um die Kreuzung 42 zu überqueren, falls ja, geht es weiter bei 200 mit der Beurteilung der Kollisionsgefahr. Da die V2I-Daten zur Verfügung stehen und die Phasen der Ampelanlage im Algorithmus bekannt sind, können diese Informationen genutzt werden, um durch die Feststellung, ob das Fahrzeug 80 noch im Kreuzungsbereich 42 sein wird, wenn die Ampel auf Rot schaltet, weiterhin die potentielle Unfallgefahr zu beurteilen. Sollte an der Entscheidungsraute 224 die Zeit bis zur roten Ampel kleiner sein, als die benötigte Zeit, die Kreuzung 42 zu überqueren, dann fährt der Algorithmus an der Entscheidungsraute 208 mit der Bestimmung fort, ob der Fahrer unter den derzeitigen Fahrbedingungen in der Lage sein wird, an der Haltelinie zu stoppen.
14 ist ein Flussdiagramm 230, das eine Methode zur Entscheidungsfindung zeigt, ob das Fahrzeug 80 vom Wartebereich 92 oder 104 in den Nichtwartebereich 94 oder 106 der Kreuzung 42 fahren soll, wobei die Beurteilung der Unfallgefahr anhand der spezifischen Position des Fahrzeugs 80 innerhalb des Wartebereichs 92 oder 104 gemacht wird. In diesem Szenario kann für frühere Zonen im Wartebereich 92 oder 104 die Gefahr durch Querverkehr von links auftreten, bei späteren Zonen im Wartebereich 92 oder 104 durch Querverkehr von rechts.
Der Algorithmus beginnt bei 232 und bestimmt an der Entscheidungsraute 234, ob die nächste Zone, die das Fahrzeug 80 einfährt, die Nichtwartezone 94 oder 106 ist. Wenn die nächste Zone der Nichtwartebereich 94 oder 106 ist, dann führt der Algorithmus bei 236 eine Anpassung durch, um in den Nichtwartebereich 94 oder 106 einzufahren und endet bei 238. Ist die nächste Zone an der Entscheidungsraute 234 nicht der Nichtwartebereich 94 oder 106, so beurteilt der Algorithmus bei 240 die relevanten Unfallgefahren, wie hier beschrieben, um an der Entscheidungsraute 242 zu bestimmen, ob eine Bedrohung vorliegt. Besteht an der Entscheidungsraute 242 keine Kollisionsgefahr, dann lässt der Algorithmus bei 244 das Fahrzeug 80 in den Nichtwartebereich 94 oder 106 einfahren und endet bei 238. Falls an der Entscheidungsraute 242 Kollisionsgefahren entdeckt wurden, entscheidet der Algorithmus an der Entscheidungsraute 246 aufgrund der derzeitigen Fahrzeug- und Kreuzungssituation, ob die benötigte Zeit bis zum Ende des Bereiches, in dem sich das Fahrzeug 80 aufhält, kürzer ist, als die Zeit zum Anhalten, um die Gefahr zu vermeiden. Wenn die Zeit an der Entscheidungsraute 246 zur Erreichung des Bereichsendes kürzer ist, als die Zeit zum Anhalten, dann leitet der Algorithmus bei 248 einen automatischen Bremsvorgang ein, stoppt das Fahrzeug 80 vor der Haltelinie und endet bei 238. Wenn die Zeit an der Entscheidungsraute 246 zur Erreichung des Bereichsendes länger ist, als die Zeit zum Anhalten, dann bestimmt der Algorithmus an der Entscheidungsraute 250, ob die Zeit zur Erreichung des Bereichsendes kürzer ist, als die Zeit bis zur Haltelinie zuzüglich einer vorbestimmten Delta-Zeit, falls ja, gibt der Algorithmus bei 252 eine Warnung aus und endet bei 238.
15 ist ein Flussdiagramm 256 von einem Teil des hier beschriebenen Algorithmus’ zur Kollisionsbeurteilung, der Entscheidungsprozesse zur Frage enthält, ob in den Nichtwartebereich 94 oder 106 der Kreuzung 42 eingefahren werden soll. Bei diesem Prozess wird die Beurteilung der Kollisionsgefahr im Zusammenhang mit entgegenkommenden Fahrzeugen und Fußgängern durchgeführt, um zu entscheiden, ob eine Warnung an den Fahrer ausgegeben oder ein automatischer Bremsvorgang eingeleitet werden soll. Der Algorithmus beginnt bei 258 und beurteilt bei 260 die Kollisionsgefahr, die von dem Verkehr ausgeht, der in die entgegengesetzte Richtung des Trägerfahrzeugs 80 fährt. Sobald diese Gefahren beurteilt worden sind, entscheidet der Algorithmus an der Entscheidungsraute 262, ob es für das Fahrzeug 80 sicher ist, in die Nichtwarteregion 94 oder 106 einzufahren, falls ja, wird bei 264 jede mögliche Gefährdung durch von rechts kommenden Verkehr beurteilt. Der Algorithmus bestimmt dann aufgrund der Beurteilung an der Entscheidungsraute 266, ob das Trägerfahrzeug 80 sicher in den Nichtwartebereich 94 oder 106 einfahren kann, falls ja, ermittelt der Algorithmus bei 268, ob Fußgänger auf dem Fußgängerüberweg vorhanden sind. Basierend auf der Bewertung der Fußgängersituation entscheidet der Algorithmus an der Entscheidungsraute 270, ob es sicher ist, in die Kreuzung 42 einzufahren, falls ja, durch die Nichtwartezone 94 oder 106 zu fahren und die Kreuzung 42 bei 272 zu verlassen, der Algorithmus endet bei 274. Wenn der Algorithmus an einer der Entscheidungsrauten 262, 266 und 270 feststellt, dass es für das Fahrzeug 80 nicht sicher wäre, weiterzufahren, dann gibt der Algorithmus bei 276 wie hier besprochen eine Warnung an den Fahrer aus und/oder leitet einen automatischen Bremsvorgang ein.
Die Beurteilung der Kollisionsgefahr für ein Trägerfahrzeug beim Abbiegen nach links oder rechts an einer Kreuzung, wie es zuvor besprochen wurde, kann in einer Reihe von Situationen zum Tragen kommen, die den Algorithmus zur Kollisionsbeurteilung dazu veranlassen würden, eine Warnung auszugeben oder einen automatischen Bremsvorgang einzuleiten, wenn keine Bedrohung vorliegt; und umgekehrt bei Vorliegen einer Bedrohung keine Warnung auszugeben und den automatischen Bremsvorgang nicht einzuleiten, was nachfolgend als positiver Fehlalarm bzw. negativer Fehlalarm bezeichnet wird. Positive und negative Fehlalarme können auftreten, wenn keine akkuraten Daten verfügbar sind, beispielsweise digitale Karten und/oder Fahrerdaten wie Blinksignale, Bremsposition und ähnliche. In der folgenden Erörterung werden sechs komplexe Beispiele für Fahrsituationen mit einer größeren Wahrscheinlichkeit für positive oder negative Fehlalarme verwendet und einige Lösungen zu diesen Problemstellungen angeboten, welche die zuvor erörterten Beurteilungen der Unfallgefahr verbessern könnten. Eine Reduktion von positiven und negativen Fehlalarmen kann – wie hier erörtert – durch die Verwendung verfügbarer visueller Daten von Kameras, Radarsensoren, LiDAR-Sensoren, V2X-Eingaben, Routenaufzeichnungen, Kartendaten sowie Fahrereingaben erreicht werden, beispielsweise Blinkerstatus, Kopfausrichtung, Augen usw.
Die erste Beispielsituation ist eine falsch-positive und umfasst einen Spurwechsel nahe einer Kreuzung im Gegensatz zum Abbiegen nach links an einer Kreuzung, wie in den 16 und 17 dargestellt ist, bei denen der Fahrer Blinkersignale zur Anzeige beider Fahrmanöver verwenden kann. 16 zeigt eine Darstellung 280 und 17 eine Darstellung 302 einer Straße 282 mit einer äußeren Fahrspur 284 und einer inneren Fahrspur 286, sowie einer Straße 288 für den entgegenkommenden Verkehr mit einer äußeren Fahrspur 290 und einer inneren Fahrspur 292, die beiden Straßen 282 und 288 werden durch eine Mittellinie 294 getrennt. Eine Querstraße 296 kreuzt die Straßen 282 und 288 und bildet die Kreuzung 298. Ein Trägerfahrzeug 300 wird bei der Fahrt in der Äußeren Fahrspur 284 in 16 gezeigt und führt einen Spurwechsel entlang der Route 304 in die Fahrspur 286 durch. In 17 fährt das Trägerfahrzeug 300 auf der inneren Fahrspur 286 und biegt entlang der Route 306 vor den Fahrzeugen des Gegenverkehrs 302, die in den Fahrspuren 290 und 292 fahren, auf die Querstraße 296 ein, wie dargestellt.
Für jedes dieser Manöver ist der Fahrverlauf des Trägerfahrzeugs 300 während der ersten Phase eines Spurwechsels oder eines Abbiegevorgangs nach links ähnlich, somit ist es schwierig, die Manöver zu unterscheiden, speziell dann, wenn es keine Karten mit Fahrspurdetails und/oder hoch akkurate GPS-Daten gibt. Typischerweise enthalten kommerzielle Straßenkarten keine Karten in einem Maßstab, der die Anzahl der Fahrspuren einer bestimmten Straße zeigen würde. Gemäß der Erfindung wird der hier besprochene Algorithmus zur Kollisionsbeurteilung alle verfügbaren Daten nutzen, um zu bestimmen, ob das Trägerfahrzeug 300 auf der Fahrspur 284 oder der Fahrspur 286 fährt, sobald dies’ feststeht, kann der Algorithmus leichter entscheiden, ob das Trägerfahrzeug 300 einen Spurwechsel von der Fahrspur 284 zur Fahrspur 286 durchführt, oder ob es von der Fahrspur 286 auf die Querstraße 296 abbiegt. Falls die Navigationskarten die Anzahl der Fahrspuren enthalten, dann kann diese Information zur Bestimmung verwendet werden, in welcher Fahrspur sich das Trägerfahrzeug 300 befindet und ob es einen Spurwechsel oder einen Abbiegevorgang durchführt. Wenn die Navigationskarten die separaten Fahrspuren nicht ausweisen, dann kann der Algorithmus andere verfügbare Daten, beispielsweise die Position und Fahrtrichtung anderer Fahrzeuge 304 sowohl in die eigene, als auch in die entgegengesetzte Richtung verwenden, sowie die Position von Objekten, beispielsweise Bordsteinkanten, um zu bestimmen, auf welcher Fahrspur sich das Trägerfahrzeug 300 befindet. Befindet sich zum Beispiel in der gleichen Fahrtrichtung links von dem Trägerfahrzeug kein Fahrzeug und in der entgegengesetzten Fahrtrichtung gibt es Fahrzeuge direkt links neben dem Trägerfahrzeug, dann befindet sich das Trägerfahrzeug 80 auf der Fahrspur ganz links, hier die Fahrspur 286.
In einer anderen Situation, die ein positiven Fehlalarm auslösen könnte, fährt ein Fahrzeug auf einer mehrspurigen Straße und könnte mit oder ohne Abbiegespur die Spur wechseln oder in eine Einfahrt einbiegen. Diese Situation ist schwierig zu erkennen, weil die meisten digitalen Karten keine Einfahrten in ihrer Datenbank haben. Weiterhin haben einige Straßen Spuren für Linksabbieger, die dabei helfen, zu erkennen, dass ein Fahrzeug nach links abbiegt, wenn es auf die Abbiegespur wechselt.
Diese Situation ist in den 18 und 19 dargestellt, wobei 18 in der Abbildung 308 und 19 in der Abbildung 330 jeweils eine mehrspurige Straße 310 mit einer äußeren Fahrspur 312 und einer inneren Fahrspur 314 für eine Fahrtrichtung zeigt, sowie eine weitere mehrspurige Straße 316 mit einer äußeren Fahrspur 318 und einer inneren Fahrspur 320 für die entgegengesetzte Fahrrichtung, die Straßen 310 und 316 werden von der Mittellinie 322 getrennt. In 18 fährt ein Trägerfahrzeug 324 auf der äußeren Fahrspur 312 und führt einen Spurwechsel auf die innere Spur 314 entlang der Route 332 durch. In 19 fährt das Trägerfahrzeug 324 auf der inneren Fahrspur 314 und biegt vor entgegenkommenden Fahrzeugen 328 auf der Straße 316 entlang der Route 334 nach links in die Einfahrt 326 ab.
Zur Reduzierung von falsch-positiven Situationen kann der Algorithmus Bilder einer vorwärts gerichteten Kamera zur Identifizierung von Farbe und Typ der Fahrbahnmarkierungen verwenden, beispielsweise unterbrochene Linien, durchgezogene weiße Linien, durchgezogene gelbe Linien usw., sowie die Position externer Objekte, von Fahrzeugen in der gleichen oder entgegengesetzten Fahrtrichtung usw. und zu erkennen, was für ein Manöver das Trägerfahrzeug 324 durchführt. So werden zum Beispiel Linksabbiegerspuren oft durch durchgezogene gelbe Linien gekennzeichnet, die nach ihrer Erkennung durch die Kamera dem Algorithmus die Information geben, dass das Trägerfahrzeug 324 auf eine Linksabbiegerspur wechselt, um nach links abzubiegen.
Eine andere Situation, die zu einem positiven Fehlalarm führen könnte besteht darin, dass das Trägerfahrzeug nahe einer Kreuzung in eine Einfahrt einbiegt. Wie zuvor besprochen, kann die vorausgesagte Route des Trägerfahrzeugs beim Abbiegen an einer Kreuzung anhand der Kreuzungsgeometrie korrigiert werden, wenn die vorausgesagte Route darauf hinweist, dass das Trägerfahrzeug außerhalb des Kreuzungsbereiches fahren könnte. Wenn der Algorithmus die vorausgesagte Route des Trägerfahrzeugs korrigiert, weil die aktuelle Route des Trägerfahrzeugs ein Abbiegen in die Einfahrt anstatt an der Kreuzung ist, dann könnte der Algorithmus aufgrund der Interpretation, dass das Trägerfahrzeug an der Kreuzung abbiegt, eine falsche Warnung abgeben.
20 zeigt diese Situation in der Darstellung 340, in der die sich kreuzenden Straßen 342 und 344 die Kreuzung 346 bilden und die Straße 344 entgegengesetzte Fahrspuren 348 und 350 hat, die durch die Mittellinie 352 getrennt sind. Ein Trägerfahrzeug 354 fährt auf der Fahrspur 348, wenn der Algorithmus zu Kollisionsbeurteilung aufgrund einer Blinkeraktivierung o.ä. entscheidet, dass es nach links abbiegen will. In manchen Situationen kann der Algorithmus vermuten, dass das Trägerfahrzeug 354 nach links in die Straße 344 abbiegen wird, wie durch die vorausgesagte Route 358 angezeigt wird, obwohl das Fahrzeug 354 tatsächlich in die Einfahrt 356 einbiegt, beispielsweise eine Tankstelle, wie durch die aktuelle Route 360 angezeigt wird. Daher bestimmen Position und Geschwindigkeit von entgegenkommenden Fahrzeugen 362 die Stufe der Gefährdung für das Trägerfahrzeug 354.
Bei einer bekannten Konfiguration für den Algorithmus zur Kollisionsbeurteilung werden die Funktionen zum Abbiegen nach links innerhalb einer bestimmten Parameterdistanz D, beispielsweise 100 m vor der Kreuzung 346, aufgrund von Kartenmaterial und Blinkeraktivität aktiviert, daher kann der Algorithmus die Route für das Fahrzeug 354 als Route 358 vor der Kreuzung 346 voraussagen. Zur Verringerung oder Vermeidung diese negativen Fehlalarme sorgt die vorliegende Erfindung dafür, dass der Algorithmus die Größe der Kreuzung 346 mit der Anzahl der Fahrspuren in alle Fahrtrichtungen von Navigationskarten oder anderweitig erfasst und die Parameterdistanz D für die spezifische Kreuzung 346 dynamisch anpasst. Daher kann der Parameter D für kleinere Kreuzungen verkleinert werden, so dass der Algorithmus die Route für das Fahrzeug 354 nicht als Abbiegen nach links voraussagt, bevor es sich dichter an der Kreuzung 346 befindet und somit hinter der Einfahrt 356 wenn die Funktion der vorausgesagten Route eingeleitet wird. Für größere Kreuzungen kann der Parameter D beibehalten oder vergrößert werden, damit er aufgrund der Ausmaße der Kreuzung 346 relativ hoch ist und sich das Fahrzeug 354 dennoch vermutlich hinter der Einfahrt 356 befindet.
Zu den letzten drei Situationen mit positivem Fehlalarmen gehören das Versagen, ein Stopp-Schild / eine Ampel durch vorwärts gerichtete Kameras am Trägerfahrzeug zu erkennen, die Behinderung des Sensorsichtfeldes des Trägerfahrzeugs durch andere Fahrzeuge, Lastwagen, hohe Objekte, Laternenmasten usw., sowie das Fehlen von Kreuzungsdaten in den Navigationskarten. Diese drei Situationen werden mit Bezug auf 21 näher erörtert, in der die Abbildung 370 die sich kreuzenden Straßen 372 und 374 zeigt, die die Kreuzung 376 bilden und wo die Straße 372 entgegengesetzte Fahrspuren 378 und 380 hat, die durch die Mittellinie 382 getrennt sind. Ein Trägerfahrzeug 384 fährt auf der Fahrspur 378 und entgegenkommende Fahrzeuge 386 fahren auf der Fahrspur 380, wenn das Trägerfahrzeug 384 nach links in die Straße 374 abbiegt.
An einer Kreuzung ohne Stopp-Schild oder Ampelanlage für den Verkehr in eine Richtung langsamer zu werden, ist ein Anzeichen für die Absicht des Trägerfahrzeugs 384, nach links abzubiegen, wenn sich vor dem Fahrzeug 384 keine anderen Fahrzeuge befinden. Das Trägerfahrzeug 384 kann an der Kreuzung 376 auch langsamer werden, wenn es ein Stopp-Schild oder eine Ampel gibt, selbst wenn das Trägerfahrzeug 384 geradeaus über die Kreuzung 376 fährt. Nicht zu wissen, wohin das Trägerfahrzeug 384 fahren wird, ist ein noch größeres Problem, wenn es nur eine einzelne Fahrspur für alle Fahrzeuge in die Richtung geradeaus sowie für Abbieger nach links und nach rechts gibt. Wenn der Algorithmus die Ampelphase oder ein Stopp-Schild anhand von sensorischen Daten, wie zum Beispiel von einer vorwärts gerichteten Kamera, Radarsensoren, LiDAR-Sensoren, V2X-Kommunikation usw. nicht eindeutig identifizieren kann, so kann ein falsch-positiver Informationszustand entstehen. Außerdem kann der Fahrer eventuell vergessen, den Blinker zu setzen, um seine Absicht anzuzeigen, nach links abzubiegen. Daher kann eine falsch-positive Entscheidung eintreten, wenn der Algorithmus das das Stopp-Schild oder die Ampel nicht entdeckt und das Fahrzeug 384 an der Kreuzung 376 langsamer wird. In dieser Situation kann der Algorithmus darauf beschränkt sein, lediglich Informationen ohne die Ausgabe einer Warnung oder der Einleitung eines automatischen Bremsvorgang liefern zu können, da zusätzliche Eingaben wie beispielsweise ein Blinken nach links, ein anderer Radeinschlagwinkel usw. fehlen. Fußgängerüberwege oder Fahrbahnmarkierungen können als zusätzliche Eingaben benutzt werden, wenn sie vorhanden sind. Wenn die Kreuzung 376 als Stopp-Kreuzung definiert ist, an der Fahrzeuge im Annäherungsbereich halten müssen, dann kann das System die Weitergabe von Informationen so lange verzögern, bis zusätzliche Eingaben verfügbar sind, wie z.B. Aktivieren des Blinkers oder ein Lenkradeinschlag.
Bei einer Kreuzung kann die gesamte Abtastbreite (FOV) der Sensoren am Trägerfahrzeug 384 von anderen Fahrzeugen, LKW, hohen Fahrbahntrennungen, Straßenleuchten usw. eingeschränkt sein, somit kann der Sensor evtl. Fahrbahnmarkierungen nicht identifizieren, was zu falsch-negativen Ergebnissen führt. In dieser Situation schlägt die vorliegende Erfindung bei der Erkennung solcher Sensor-Blockaden vor, den Fahrer zu informieren, dass der Abbiegeassistent lediglich im Infomodus arbeitet. Alternativ können V2X-Informationen verwendet werden, falls verfügbar.
Mitunter verfügen Karten-Datenbanken nicht über Kreuzungsdaten, was zu falsch-negativen Ergebnissen führt. In dieser Situation, bei der das Trägerfahrzeug 384 nahe einer Kreuzungsmitte abbremst, keine Kreuzung auf der Karte angezeigt wird und sich vor dem Fahrzeug 384 kein Verkehr befindet, kann ein Abbiegen nach links angezeigt werden. Die Relativbewegung zu anderen Fahrzeugen in der Umgebung kann auch als Datenmaterial verwendet werden. In dieser Situation kann eine auf der Grundlage des Radwinkels vorausgesagte Route für die Kreuzung 376 ungenau sein, da diese nicht auf der Karte verzeichnet ist. Der Algorithmus kann unter Verwendung der Gierrate und Aufzeichnungen eine vorausgesagte Route berechnen, wenn eine Änderung des Radwinkels erkannt wird. Der Abbiegeassistent wird diese vorausgesagte Standardroute nutzen, wenn der Radeinschlag kleiner ist als ein Deltawert, ist er größer, dann verwendet er Routenaufzeichnungen und die Gierrate zur Berechnung der vorausgesagten Route, um den Fahrer zu warnen.
Wie Fachleuten hinreichend bekannt ist, können sich die hier zur Beschreibung der Erfindung erörterten verschiedenen und unterschiedlichen Schritte und Verfahren auf Vorgänge beziehen, die von einem Computer, einem Prozessor oder anderen Geräten zur elektronischen Berechnung verwendet werden, die Daten unter Zuhilfenahme elektrischer Vorgänge manipulieren und/oder verändern. Diese Computer und elektronischen Geräte können unterschiedliche flüchtige und/oder nicht flüchtige Speicher beinhalten, zu denen ein nicht transitorisches computerlesbares Medium mit einem ausführbaren darauf gespeicherten Programm einschließlich verschiedenen Codes oder ausführbaren Anweisungen gehört, die in der Lage sind von Computern oder Prozessoren ausgeführt zu werden, wobei der Speicher und/oder das computerlesbare Medium alle Formen und Arten an Speichern und sonstigen computerlesbaren Medien beinhalten kann.
Die vorangehende Diskussion offenbart und beschreibt lediglich exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Der Fachmann erkennt leicht aus einer derartigen Diskussion und aus den begleitenden Zeichnungen und Ansprüchen, dass verschiedene Änderungen, Abwandlungen und Variationen darin ohne Abweichung von dem Erfindungsgedanken und dem Schutzumfang der Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen definiert ist, durchgeführt werden können.

Claims

Ein Verfahren zur Beurteilung von Kollisionsgefahren, wenn ein Trägerfahrzeug an einer Kreuzung nach links oder rechts abbiegt, zu dem Verfahren gehörend: anhand eines vorbestimmten Konfidenzgrads ermitteln, ob das Trägerfahrzeug an einer Kreuzung vermutlich nach links oder rechts abbiegen wird; Segmentierung der Kreuzung und der Umgebung in viele unterschiedliche Bereiche, von denen jeder einen unterschiedlichen Grad des Kollisionsrisikos hat, wenn das Trägerfahrzeug an der Kreuzung vermutlich nach links oder rechts abbiegen wird; Ermittlung von Drehzahl, Geschwindigkeit und Positionsdaten des Trägerfahrzeugs; Ermittlung von Drehzahl, Geschwindigkeit und Positionsdaten von einem oder mehreren anderen Fahrzeug(en) und/oder anderen Objekten in und/oder nahe der Kreuzung; Bestimmung einer vorausgesagten Route des Trägerfahrzeugs auf Grundlage der Motordrehzahl, Geschwindigkeit und Positionsdaten bei der Durchfahrt des Trägerfahrzeugs durch jeden der verschiedenen Bereiche der Kreuzung; Bestimmung einer vorausgesagten Route von einem oder mehreren der anderen Fahrzeuge basierend auf der Drehzahl, Geschwindigkeit und Positionsdaten, während sie durch die Kreuzung fahren; Bestimmen, ob basierend auf den vorausgesagten Routen für das Trägerfahrzeugs und eines oder mehrere der anderen Fahrzeuge das Trägerfahrzeug und eines oder mehrere der anderen Fahrzeuge gleichzeitig in der Kollisionszone der Kreuzung sein werden; und Ausgabe einer Warnung an den Fahrer des Trägerfahrzeugs, wenn es sich gleichzeitig mit einem oder mehreren der anderen Fahrzeuge in der Kollisionszone befinden wird.
Ein Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Segmentierung der Kreuzung in verschiedene Bereiche die Festlegung der folgenden Bereiche beinhaltet: einen Annäherungsbereich vor der Kreuzung, durch den das Trägerfahrzeug fährt, einen Wartebereich der Kreuzung, den das Trägerfahrzeug beim Abbiegen durchquert und einen Nichtwartebereich der Kreuzung, den das Trägerfahrzeug beim Abbiegen durchfährt.
Ein Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zur Bestimmung der vorausgesagten Route des Trägerfahrzeugs auch die Berücksichtigung der Kreuzungsgeometrie zur Anpassung der vorausgesagten Route gehört.
Ein Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zu der Bestimmung, ob sich das Trägerfahrzeug und eines oder mehrere der anderen Fahrzeuge gleichzeitig in einer Kollisionszone der Kreuzung aufhalten werden, auf Grundlage der Geschwindigkeiten und vorausgesagten Routen auch die Ermittlung der Zeiträume gehört, während derer sich das Trägerfahrzeug und die anderen Fahrzeuge in der Kollisionszone aufhalten werden, sowie die Bestimmung, ob sich diese Zeiträume überschneiden.
Ein Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zu der Bestimmung, ob sich das Trägerfahrzeug und eines oder mehrere der anderen Fahrzeuge gleichzeitig in einer Kollisionszone der Kreuzung aufhalten werden, die Feststellung gehört, ob sich das Trägerfahrzeug und eines oder mehrere der anderen Fahrzeuge gleichzeitig in einer Kollisionszone der Kreuzung aufhalten werden, bevor das Trägerfahrzeug in die Kreuzung einfährt.
Ein Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zu der Bestimmung, ob sich das Trägerfahrzeug und eines oder mehrere der anderen Fahrzeuge gleichzeitig in einer Kollisionszone der Kreuzung aufhalten werden, die Feststellung gehört, ob sich das Trägerfahrzeug und eines oder mehrere der anderen Fahrzeuge gleichzeitig in einer Kollisionszone der Kreuzung aufhalten werden, wenn sich das Trägerfahrzeug in der Kreuzung befindet und eines oder mehrere der anderen Fahrzeuge in der entgegengesetzten Richtung fahren.
Ein Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin die Feststellung umfassend, dass das Trägerfahrzeug beim Abbiegen an der Kreuzung nicht anhalten wird.
Ein Verfahren nach Anspruch 7, bei dem zur Ausgabe einer Warnung die Berechnung bei der aktuellen Geschwindigkeit und vorausgesagten Route des Zeitpunkts gehört, an dem das Trägerfahrzeug die Kollisionszone erreicht, sowie die Ausgabe der Warnung, wenn die Zeit bis zur Kollisionszone kürzer als ein erster vorbestimmter Schwellenwert ist.
Ein Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der erste Schwellenwert experimentell unter Berücksichtigung von Fahrerreaktionszeit und Systemverzögerungen festgelegt wird.
Ein Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend die automatische Einleitung von Bremsvorgängen in Situationen, bei denen die Zeit bis zur Kollisionszone kürzer als ein zweiter vorbestimmter Schwellenwert ist, der seinerseits unterhalb des ersten vorbestimmten Schwellenwerts liegt.