DE102018101487A1

DE102018101487A1 - Systeme und verfahren zur kollisionsvermeidung

Info

Publication number: DE102018101487A1
Application number: DE102018101487.2A
Authority: DE
Inventors: Sagar Kumar Regmi
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-01-25
Filing date: 2018-01-23
Publication date: 2018-07-26
Also published as: GB201801076D0; CN108340866A; MX2018000833A; US20180208190A1; RU2711817C2; CN108340866B; RU2018102697A; RU2018102697A3; US10259455B2; GB2560430A

Abstract

Es werden beispielhafte Systeme und Verfahren zur Kollisionsvermeidung beschrieben. In einer Ausführung empfängt ein Verfahren Daten von mehreren Sensoren, die an einem ersten Fahrzeug angebracht sind. Ein Kollisionsvermeidungssystem bestimmt auf Grundlage der empfangenen Daten eine Wahrscheinlichkeit, dass ein zweites Fahrzeug mit der Rückseite des ersten Fahrzeugs kollidiert. Wenn eine Kollision wahrscheinlich ist, identifiziert das Verfahren offenen Raum in der Nähe des ersten Fahrzeugs und bestimmt eine beste Maßnahme, um die wahrscheinliche Kollision auf Grundlage des identifizierten offenen Raums zu vermeiden oder abzuschwächen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Fahrzeugsysteme und insbesondere Systeme und Verfahren, mit denen Kollisionen zwischen Fahrzeugen vermieden werden.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Automobile und andere Fahrzeuge stellen einen erheblichen Teil des Transports für gewerbliche, behördliche und private Einrichtungen bereit. Fahrzeuge, wie etwa autonome Fahrzeuge, fahren auf Fahrbahnen, die einem strukturellen Verfall und anderen Problemen unterworfen sein können, die Fahrzeuge und deren Insassen in Gefahr bringen. In einigen Situationen kann ein Fahrzeug dem Risiko einer Kollision mit einem anderen Fahrzeug, das sich von hinten annähert, ausgesetzt sein. Zum Beispiel kann ein erstes Fahrzeug plötzlich anhalten oder langsamer werden, um einem Hindernis oder anhaltenden Fahrzeugen vor dem ersten Fahrzeug auszuweichen. In dieser Situation ist das erste Fahrzeug dem Risiko ausgesetzt, von hinten von einem zweiten Fahrzeug, das nicht schnell genug anhält, getroffen zu werden. Durch die frühe Detektion einer potentiellen Kollision hat das Fahrzeug Zeit, eine Maßnahme zu ergreifen, um die Kollision zu vermeiden oder abzuschwächen.
Figurenliste
Nicht einschränkende und nicht erschöpfende Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden in Bezug auf die folgenden Figuren beschrieben, wobei sich in den verschiedenen Figuren gleiche Bezugszeichen auf gleiche Teile beziehen, sofern nicht anderweitig angegeben.

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Fahrzeugsteuersystems veranschaulicht, das ein Kollisionsvermeidungssystem beinhaltet.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Kollisionsvermeidungssystems veranschaulicht.
3 veranschaulicht eine Ausführungsform einer Fahrbahn mit mehreren Fahrzeugen, die in die gleiche Richtung fahren.
4 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Detektieren und Vermeiden einer Kollision zwischen zwei Fahrzeugen.
5 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Bestimmen einer durchzuführenden Maßnahme, mit der eine potentielle Kollision zwischen zwei Fahrzeugen vermieden oder abgeschwächt wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
In der folgenden Offenbarung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen spezifische Umsetzungen, in denen die Offenbarung durchgeführt werden kann, zur Veranschaulichung dargestellt werden. Es versteht sich, dass andere Umsetzungen verwendet werden können und strukturelle Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Bezugnahmen in der Beschreibung auf „eine Ausführungsform“, „ein Ausführungsbeispiel“ usw. geben an, dass die beschriebene Ausführungsform ein(e) bestimmte(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft einschließen kann, doch es muss nicht notwendigerweise jede Ausführungsform das bzw. die bestimmte Merkmal, Struktur oder Eigenschaft einschließen. Darüber hinaus beziehen sich solche Formulierungen nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform. Ferner sei darauf hingewiesen, dass, wenn ein(e) bestimmte(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft in Verbindung mit einer Ausführungsform beschrieben wird, es im Bereich des Fachwissens des Fachmanns liegt, ein(e) derartige(s) Merkmal, Struktur oder Eigenschaft in Verbindung mit anderen Ausführungsformen zu bewirken, ob dies nun ausdrücklich beschrieben ist oder nicht.
Umsetzungen der hierin offenbarten Systeme, Vorrichtungen und Verfahren können einen Spezial- oder Universalcomputer umfassen oder verwenden, der Computerhardware beinhaltet, wie etwa beispielsweise einen oder mehrere Prozessoren und einen oder mehrere Systemspeicher, wie hierin erörtert. Umsetzungen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung können außerdem physische und andere computerlesbare Medien zum Transportieren oder Speichern von computerausführbaren Anweisungen und/oder Datenstrukturen einschließen. Bei derartigen computerlesbaren Medien kann es sich um beliebige verfügbare Medien handeln, auf die durch ein Universal- oder Spezialcomputersystem zugegriffen werden kann. Bei computerlesbaren Medien, auf denen computerausführbare Anweisungen gespeichert werden, handelt es sich um Computerspeichermedien (-vorrichtungen). Bei computerlesbaren Medien, die computerausführbare Anweisungen transportieren, handelt es sich um Übertragungsmedien. Daher können Umsetzungen der Offenbarung beispielsweise und nicht einschränkend mindestens zwei deutlich unterschiedliche Arten von computerlesbaren Medien umfassen: Computerspeichermedien (-vorrichtungen) und Übertragungsmedien.
Computerspeichermedien (-vorrichtungen) beinhalten RAM, ROM, EEPROM, CD-ROM, Festkörperlaufwerke (Solid State Drives - „SSDs“) (z. B auf Grundlage von RAM), Flash-Speicher, Phasenänderungsspeicher (Phase-Change Memory - „PCM“), andere Speichertypen, andere optische Plattenspeicher, Magnetplattenspeicher oder andere magnetische Speichervorrichtungen oder ein beliebiges anderes Medium, das dazu verwendet werden kann, gewünschte Programmcodemittel in Form von computerausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen zu speichern, und auf das durch einen Universal- oder Spezialcomputer zugegriffen werden kann.
Eine Umsetzung der hierin offenbarten Vorrichtungen, Systeme und Verfahren kann über ein Computernetzwerk kommunizieren. Ein „Netzwerk“ ist als eine oder mehrere Datenverbindungen definiert, die den Transport elektronischer Daten zwischen Computersystemen und/oder Modulen und/oder anderen elektronischen Vorrichtungen ermöglichen. Wenn Informationen über ein Netzwerk oder eine andere (entweder festverdrahtete, drahtlose oder eine Kombination aus festverdrahteter oder drahtloser) Kommunikationsverbindung an einen Computer übertragen oder diesem bereitgestellt werden, sieht der Computer die Verbindung korrekt als Übertragungsmedium an. Übertragungsmedien können ein Netzwerk und/oder Datenverbindungen beinhalten, die verwendet werden können, um gewünschte Programmcodemittel in der Form von computerausführbaren Anweisungen oder Datenstrukturen zu übertragen und auf die durch einen Universal- oder Spezialcomputer zugegriffen werden kann. Kombinationen aus den Vorstehenden sollten ebenfalls im Schutzumfang computerlesbarer Medien eingeschlossen sein.
Computerausführbare Anweisungen umfassen beispielsweise Anweisungen und Daten, die bei Ausführung an einem Prozessor einen Universalcomputer, Spezialcomputer oder eine Spezialverarbeitungsvorrichtung dazu veranlassen, eine bestimmte Funktion oder Gruppe von Funktionen durchzuführen. Die computerausführbaren Anweisungen können beispielsweise Binärdateien, Zwischenformatanweisungen, wie etwa Assemblersprache, oder sogar Quellcode sein. Obwohl der Gegenstand in für Strukturmerkmale und/oder methodische Handlungen spezifischer Sprache beschrieben wird, versteht es sich, dass der in den beigefügten Patentansprüchen definierte Gegenstand nicht notwendigerweise auf die hierin beschriebenen Merkmale oder Handlungen beschränkt ist. Die beschriebenen Merkmale und Handlungen werden vielmehr als beispielhafte Formen der Umsetzung der Patentansprüche offenbart.
Für den Fachmann versteht es sich, dass die Offenbarung in Netzwerkcomputerumgebungen mithilfe vieler Arten von Computersystemkonfigurationen durchgeführt werden kann, einschließlich eines Armaturenbrett-Fahrzeugcomputers, PCs, Desktop-Computern, Laptops, Nachrichtenprozessoren, Handvorrichtungen, Multiprozessorsystemen, Unterhaltungselektronik auf Mikroprozessorbasis oder programmierbarer Unterhaltungselektronik, Netzwerk-PCs, Minicomputern, Mainframe-Computern, Mobiltelefonen, PDAs, Tablets, Pagern, Routern, Switches, verschiedenen Speichervorrichtungen und dergleichen. Die Offenbarung kann zudem in Umgebungen mit verteilten Systemen angewendet werden, in denen sowohl lokale Computersysteme als auch entfernte Computersysteme, die durch ein Netzwerk (entweder durch festverdrahtete Datenverbindungen, drahtlose Datenverbindungen oder durch eine Kombination aus festverdrahteten und drahtlosen Datenverbindungen) verbunden sind, Aufgaben ausführen. In einer Umgebung mit verteilten Systemen können sich Programmmodule sowohl in lokalen Speichervorrichtungen als auch in Fernspeichervorrichtungen befinden.
Ferner können die hierin beschriebenen Funktionen gegebenenfalls in einem oder mehreren der Folgenden ausgeführt werden: Hardware, Software, Firmware, digitale Komponenten oder analoge Komponenten. Beispielsweise können ein oder mehrere anwendungsspezifische integrierte Schaltkreise (Application Specific Integrated Circuits-ASICs) so programmiert sein, dass sie eines bzw. einen oder mehrere der hierin beschriebenen Systeme und Vorgänge ausführen. Bestimmte Ausdrücke werden in der gesamten Beschreibung und den Patentansprüchen verwendet, um auf bestimmte Systemkomponenten Bezug zu nehmen. Für den Fachmann versteht es sich, dass auf Komponenten durch unterschiedliche Bezeichnungen Bezug genommen werden kann. In dieser Schrift soll nicht zwischen Komponenten unterschieden werden, die sich dem Namen nach unterscheiden, nicht jedoch in Bezug auf die Funktion.
Es ist anzumerken, dass die hierin erörterten Sensorausführungsformen Computerhardware, -software, -firmware oder eine beliebige Kombination davon umfassen können, um zumindest einen Teil ihrer Funktionen durchzuführen. Beispielsweise kann ein Sensor Computercode beinhalten, der dazu konfiguriert ist, in einem oder mehreren Prozessoren ausgeführt zu werden, und kann eine Hardware-Logikschaltung/elektrische Schaltung beinhalten, die durch den Computercode gesteuert wird. Diese beispielhaften Vorrichtungen sind hierin zum Zwecke der Veranschaulichung bereitgestellt und sollen nicht einschränkend sein. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung können in weiteren Arten von Vorrichtungen umgesetzt werden, wie es dem einschlägigen Fachmann bekannt ist.
Zumindest einige Ausführungsformen der Offenbarung werden Computerprogrammprodukten zugeführt, die eine derartige Logik (z. B. in Form von Software) umfassen, die auf einem beliebigen computernutzbaren Medium gespeichert ist. Derartige Software veranlasst bei Ausführung in einer oder mehreren Datenverarbeitungsvorrichtungen eine Vorrichtung dazu, wie hier beschrieben zu arbeiten.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform eines Fahrzeugsteuersystems 100 innerhalb eines Fahrzeugs, das ein Kollisionsvermeidungssystem 104 beinhaltet, veranschaulicht. Ein automatisiertes Fahr-/Assistenzsystem 102 kann verwendet werden, um den Betrieb eines Fahrzeugs zu automatisieren oder zu steuern oder einen menschlichen Fahrer zu unterstützen. Beispielsweise kann das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 eines oder mehrere von der Bremsung, der Lenkung, der Spannung des Sicherheitsgurts, der Beschleunigung, den Leuchten, den Warnmeldungen, den Fahrerbenachrichtigungen, dem Radio, den Fahrzeugschlössern oder beliebigen anderen Hilfssystemen des Fahrzeugs steuern. In einem anderen Beispiel ist das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 unter Umständen nicht in der Lage, jegliche Steuerung des Fahrens (z. B. der Lenkung, Beschleunigung oder Bremsung) bereitzustellen, kann jedoch Benachrichtigungen und Warnmeldungen bereitstellen, um einen menschlichen Fahrer darin zu unterstützen, sicher zu fahren. Das Fahrzeugsteuersystem 100 beinhaltet ein Kollisionsvermeidungssystem 104, das mit verschiedenen Komponenten in dem Fahrzeugsteuersystem interagiert, um potentielle (oder wahrscheinliche) Kollisionen mit anderen Fahrzeugen zu detektieren und darauf zu reagieren. In einer Ausführungsform detektiert das Kollisionsvermeidungssystem 104 eine potentielle Kollision (z. B. eine Kollision mit einem Fahrzeug, das sich von hinten annähert) und passt einen oder mehrere Fahrzeugvorgänge an, um die potentielle Kollision zu vermeiden oder abzuschwächen, wie zum Beispiel das Manövrieren des Fahrzeugs in eine andere Verkehrsspur. Obwohl das Kollisionsvermeidungssystem 104 in 1 als eine separate Komponente dargestellt ist, kann das Kollisionsvermeidungssystem 104 in alternativen Ausführungsformen in das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 oder eine beliebige andere Fahrzeugkomponente eingebunden sein.
Das Fahrzeugsteuersystem 100 beinhaltet außerdem ein/e oder mehrere Sensorsysteme/-vorrichtungen zum Detektieren eines Vorhandenseins nahe gelegener Objekte oder zum Bestimmen eines Standorts eines Stammfahrzeugs (z. B. eines Fahrzeugs, welches das Fahrzeugsteuersystem 100 beinhaltet). Das Fahrzeugsteuersystem 100 kann zum Beispiel Radarsysteme 106, ein oder mehrere LIDAR-Systeme 108, ein oder mehrere Kamerasysteme 110, ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS) 112 und/oder Ultraschallsysteme 114 beinhalten. Das eine oder die mehreren Kamerasysteme 110 können eine nach hinten gerichtete Kamera, die an dem Fahrzeug (z. B. einem hinteren Abschnitt des Fahrzeugs) angebracht ist, eine nach vorn gerichtete Kamera und eine zur Seite gerichtete Kamera beinhalten. Die Kamerasysteme 110 können außerdem eine oder mehrere Innenkameras beinhalten, die Bilder von Fahrgästen und anderen Objekten innerhalb des Fahrzeugs aufnehmen. Das Fahrzeugsteuersystem 100 kann einen Datenspeicher 116 zum Speichern relevanter oder nützlicher Daten zur Navigation und Sicherheit beinhalten, wie beispielsweise Kartendaten, Fahrverlauf oder sonstige Daten. Das Fahrzeugsteuersystem 100 kann zudem einen Sender-Empfänger 118 zur drahtlosen Kommunikation mit einem mobilen oder drahtlosen Netzwerk, anderen Fahrzeugen, Infrastruktur oder einem beliebigen anderen Kommunikationssystem beinhalten.
Das Fahrzeugsteuersystem 100 kann Fahrzeugsteueraktoren 120 beinhalten, um verschiedene Aspekte des Fahrens des Fahrzeugs zu steuern, wie etwa Elektromotoren, Schalter oder andere Aktoren, um die Bremsung, Beschleunigung, Lenkung, Spannung des Sicherheitsgurts, Türschlösser oder dergleichen zu steuern. Das Fahrzeugsteuersystem 100 kann außerdem eine(n) oder mehrere Anzeigen 122, Lautsprecher 124 oder andere Vorrichtungen beinhalten, sodass einem menschlichen Fahrer oder Fahrgast Benachrichtigungen bereitgestellt werden können. Eine Anzeige 122 kann eine Frontanzeige, eine Anzeige oder eine Angabe am Armaturenbrett, einen Bildschirm oder eine beliebige andere visuelle Angabe beinhalten, die von einem Fahrer oder einem Fahrgast eines Fahrzeugs gesehen werden kann. Die Lautsprecher 124 können einen oder mehrere Lautsprecher eines Soundsystems eines Fahrzeugs beinhalten oder können einen für die Fahrer- oder Fahrgastbenachrichtigung vorgesehenen Lautsprecher beinhalten.
Es versteht sich, dass die Ausführungsform aus 1 lediglich als Beispiel dient. Andere Ausführungsformen können weniger oder zusätzliche Komponenten beinhalten, ohne vom Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Zusätzlich können veranschaulichte Komponenten ohne Beschränkung kombiniert oder in anderen Komponenten enthalten sein.
In einer Ausführungsform ist das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 dazu konfiguriert, das Fahren oder Navigieren eines Stammfahrzeugs zu steuern. Beispielsweise kann das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 die Fahrzeugsteueraktoren 120 steuern, um einen Weg auf einer Straße, einem Parkplatz, einer Einfahrt oder an einem anderen Ort entlangzufahren. Beispielsweise kann das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 einen Weg auf Grundlage von durch eine beliebige der Komponenten 106-118 bereitgestellten Informationen oder Wahrnehmungsdaten bestimmen. Ein Weg kann außerdem auf Grundlage einer Route bestimmt werden, die das Fahrzeug manövriert, um eine potentielle Kollision zu vermeiden oder abzuschwächen. Die Sensorsysteme/-vorrichtungen 106-110 und 114 können verwendet werden, um Echtzeit-Sensordaten zu erhalten, sodass das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 in Echtzeit einen Fahrer unterstützen oder ein Fahrzeug führen kann.
2 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform des Kollisionsvermeidungssystems 104 veranschaulicht. Wie in 2 dargestellt, beinhaltet das Kollisionsvermeidungssystem 104 einen Kommunikationsmanager 202, einen Prozessor 204 und einen Speicher 206. Der Kommunikationsmanager 202 ermöglicht, dass das Kollisionsvermeidungssystem 104 mit anderen Systemen, wie etwa einem automatisierten Fahr-/Assistenzsystem 102, kommuniziert. Der Prozessor 204 führt verschiedene Anweisungen aus, um die von dem Kollisionsvermeidungssystem 104 bereitgestellte Funktionalität, wie hierin erörtert, umzusetzen. Der Speicher 206 speichert diese Anweisungen sowie andere Daten, die von dem Prozessor 204 und anderen in dem Kollisionsvermeidungssystem 104 enthaltenen Modulen und Komponenten verwendet werden.
Des Weiteren beinhaltet das Kollisionsvermeidungssystem 104 ein Bildverarbeitungsmodul 208, das Bilddaten von einem oder mehreren Kamerasystemen 110 empfängt und zum Beispiel andere Fahrzeuge identifiziert, die sich dem Stammfahrzeug (d. h. dem Fahrzeug, welches das Kollisionsvermeidungssystem 104 enthält) annähern. In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Bildverarbeitungsmodul 208 einen Kollisionsdetektionsalgorithmus, der eine potentielle Kollision zwischen dem Stammfahrzeug und einem sich von hinten annähernden Fahrzeug identifiziert. Zum Beispiel kann der Kollisionsdetektionsalgorithmus einen Abstand zwischen dem Stammfahrzeug und dem sich annähernden Fahrzeug sowie die Geschwindigkeit des sich annähernden Fahrzeugs identifizieren. Auf Grundlage des Abstands und der Geschwindigkeit des sich annähernden Fahrzeugs kann der Kollisionsdetektionsalgorithmus die Wahrscheinlichkeit einer Kollision zwischen den zwei Fahrzeugen (z. B. die Wahrscheinlichkeit, dass das sich annähernde Fahrzeug auf die Rückseite des Stammfahrzeugs aufprallt) bestimmen.
Ein LIDAR-Verarbeitungsmodul 210 empfängt LIDAR-Daten von einem oder mehreren LIDAR-Systemen 108 und identifiziert zum Beispiel eine potentielle Kollision mit einem anderen Fahrzeug. In einigen Ausführungsformen detektiert der Kollisionsdetektionsalgorithmus auf Grundlage von LIDAR-Daten Fahrzeuge, die sich von hinten annähern. Des Weiteren empfängt ein Radarverarbeitungsmodul 212 Radardaten von einem oder mehreren Radarsystemen 106, um zum Beispiel eine potentielle Kollision mit einem anderen Fahrzeug zu identifizieren. In einigen Ausführungsformen verwendet der Kollisionsdetektionsalgorithmus die Radardaten, um ein anderes Fahrzeug zu detektieren, das sich von hinten annähert.
Das Kollisionsvermeidungssystem 104 beinhaltet auch ein Sensorfusionsmodul 214, das Daten von mehreren Sensoren, Kameras und Datenquellen fusioniert, wie hierin erörtert. Zum Beispiel kann das Sensorfüsionsmodul 214 Daten von einer oder mehreren Kameras 110, Radarsystemen 106 und LIDAR-Systemen 108 fusionieren, um eine potentielle Kollision zu detektieren und mögliche Maßnahmen zu bestimmen, welche die potentielle Kollision vermeiden oder abschwächen können. Ein Datenanalysemodul 216 führt verschiedene Vorgänge an von einer beliebigen Anzahl von Sensoren und/oder Datenquellen empfangenen Daten durch, um die Wahrscheinlichkeit einer Kollision zwischen zwei Fahrzeugen zu detektieren, wie hierin erörtert.
Des Weiteren beinhaltet das Kollisionsvermeidungssystem 104 einen Fahrzeugautomatisierungsmanager 218, der den Betrieb von verschiedenen hierin erörterten Fahrzeugautomatisierungsfunktionen verwaltet. Der Fahrzeugautomatisierungsmanager 218 kann unabhängig oder in Kombination mit dem automatisierten Fahr-/Assistenzsystem 102 arbeiten. Ein Fahrzeug-mit-Fahrzeug-Kommunikationsmanager 220 ermöglicht, dass mehrere Fahrzeuge miteinander kommunizieren. Zum Beispiel kann ein Fahrzeug anderen Fahrzeugen in der Nähe eine potentielle Kollision kommunizieren. Ein Fahrzeug kann anderen Fahrzeugen auch seine beabsichtigten Maßnahmen wie zum Beispiel Spurwechsel kommunizieren, um eine potentielle Kollision zu vermeiden oder abzuschwächen. In einigen Ausführungsformen kann ein Fahrzeug unter Verwendung eines V2X-(Fahrzeug-mit-Infrastruktur)-Kommunikationssystems einem Infrastruktursystem eine potentielle Kollision und/oder seine beabsichtigten Maßnahmen kommunizieren.
Das Kollisionsvermeidungssystem 104 beinhaltet auch ein Kollisionsdetektionsmodul 222, das eine mögliche Kollision durch ein sich annäherndes Fahrzeug detektiert. In einigen Ausführungsformen führt das Kollisionsdetektionsmodul 222 einen Kollisionsdetektionsalgorithmus (wie zum Beispiel den vorstehend erörterten Algorithmus) aus, der eine potentielle Kollision zwischen dem Stammfahrzeug und einem sich von hinten annähernden Fahrzeug identifiziert. Zum Beispiel kann der Kollisionsdetektionsalgorithmus Daten von einem oder mehreren Fahrzeugsensoren verwenden, um einen Abstand zwischen dem Stammfahrzeug und dem sich annähernden Fahrzeug sowie die Geschwindigkeit des sich annähernden Fahrzeugs zu identifizieren. Auf Grundlage des Abstands und der Geschwindigkeit des sich annähernden Fahrzeugs kann der Kollisionsdetektionsalgorithmus die Wahrscheinlichkeit einer Kollision zwischen den zwei Fahrzeugen (z. B. die Wahrscheinlichkeit, dass das sich annähernde Fahrzeug auf die Rückseite des Stammfahrzeugs aufprallt) bestimmen.
Ein Fahrzeugbetriebsmanager 224 verwaltet den Betrieb eines Fahrzeugs auf Grundlage der Detektion einer potentiellen Kollision, wie etwa durch Anhalten des Fahrzeugs oder Manövrieren des Fahrzeugs in eine andere Spur der Fahrbahn. In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug zur Seite (oder an den Rand) der Fahrbahn manövriert werden, um die potentielle Kollision zu vermeiden oder abzuschwächen. In einigen Ausführungsformen erzeugt der Fahrzeugbetriebsmanager 224 Empfehlungen zum Manövrieren des Fahrzeugs auf Grundlage der automatisierten Fahrstufen, die für das Fahrzeug zur Verfügung stehen. Zum Beispiel ermöglichen verschiedene automatisierte Fahrstufen dem Fahrzeug, ohne Intervention durch einen Fahrer autonom bestimmte Maßnahmen zu ergreifen. In einem Ausführungsbeispiel können Fahrzeuge eine von drei verschiedenen automatisierten Fahrstufen aufweisen, wie nachfolgend detailliert.

Automatisierte Fahrstufe 1 - Das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 des Fahrzeugs kann das Fahrzeug innerhalb seiner aktuellen Spur automatisch fahren, aber kann nicht die Spur wechseln.
Automatisierte Fahrstufe 2 - Das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 des Fahrzeugs kann Aktivitäten der Stufe 1 durchführen und kann das Fahrzeug automatisch in einen Standstreifen oder an einen Rand der Fahrbahn fahren.
Automatisierte Fahrstufe 3 - Das automatisierte Fahr-/Assistenzsystem 102 des Fahrzeugs kann Aktivitäten der Stufe 1 und 2 durchführen sowie das Fahrzeug automatisch in eine andere Verkehrsspur fahren.

In dieser Ausführungsform erzeugt der Fahrzeugbetriebsmanager 224 Empfehlungen zum Manövrieren des Fahrzeugs auf Grundlage der Fahrhandlungen, die durch die automatisierten Fahrstufen, die mit dem Fahrzeug verbunden sind, erlaubt sind.
In einer bestimmten Ausführung sind die verschiedenen automatisierten Fahrstufen als Fahrstufen der SAE (Society of Automotive Engineers) definiert. Zum Beispiel definiert die SAE derzeit sechs automatisierte Fahrstufen von „keine Automatisierung“ bis „volle Automatisierung“. Bei den derzeitigen automatisierten SAE-Fahrstufen ist die SAE-Stufe 5 vollständig autonom (ähnlich der vorstehend erörterten Stufe 3), ist die SAE-Stufe 3 eine bedingte Automatisierung (ähnlich der vorstehend erörterten Stufe 2) und ist die SAE-Stufe 2 eine partielle Automatisierung (ähnlich der vorstehend erörterten Stufe 1).
3 veranschaulicht eine Ausführungsform einer Fahrbahn 300 mit mehreren Fahrzeugen, die in die gleiche Richtung fahren. In dem Beispiel aus 3 weist die Fahrbahn 300 drei Spuren 302, 304 und 306 auf. Die Spuren 302 und 304 sind Fahrspuren für Verkehr, der sich in die gleiche Richtung bewegt. Die Spur 306 ist ein Standstreifen oder ein Rand der Fahrbahn 300. Vier Fahrzeuge 308, 310, 312 und 314 fahren auf der Fahrbahn 300. Das Fahrzeug 308 fährt auf Spur 302 und die Fahrzeuge 310, 312 und 314 fahren auf Spur 304. Wie in 3 gezeigt, fahren (oder parken) keine Fahrzeuge auf Spur 306.
In einer beispielhaften Situation hält das Fahrzeug 310 plötzlich an (z. B. aufgrund eines Hindernisses auf der Fahrbahn 300 oder plötzlich anhaltenden Verkehrs vor dem Fahrzeug 310). In dieser Situation muss das Fahrzeug 312 schnell anhalten, um eine Kollision mit dem Fahrzeug 310 zu vermeiden. Ein oder mehrere Sensoren an dem Fahrzeug 312 (z. B. nach vorne gerichtete Sensoren) empfangen 316 Daten in Verbindung mit einem Standort und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 310. Diese Daten werden von dem Fahrzeug 312 verwendet, um das plötzliche Anhalten des Fahrzeugs 310 zu detektieren. Wenn das Fahrzeug 312 schnell anhält, kann es andere Fahrzeuge in der Nähe über die Anhaltemaßnahme informieren, damit die Fahrzeuge in der Nähe angemessene Maßnahmen ergreifen können, um eine Kollision zu vermeiden. In einigen Ausführungsformen informiert das Fahrzeug 312 unter Verwendung von V2V-(Fahrzeug-mit-Fahrzeug)-Kommunikationssystemen oder einem beliebigen anderen Kommunikationsmechanismus andere Fahrzeuge in der Nähe über die Anhaltemaßnahme. Zum Beispiel kann das Fahrzeug 314 die V2V-Kommunikation empfangen und damit anfangen, anzuhalten, um eine Kollision mit dem Fahrzeug 312 zu vermeiden. In einigen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 314, falls das Fahrzeug 314 mit einem V2V-Kommunikationssystem ausgestattet ist, das Fahrzeug 312 unter Verwendung einer EEBL-Nachricht (Emergency Electronic Brake Light - elektronische Notbremsleuchte) über seinen „Bremsanwendungsstatus“ informieren. Das Kollisionsvermeidungssystem im Fahrzeug 312 kann diese Nachricht von dem Fahrzeug 314 (zusammen mit Sensorfusionsdaten von hinteren Sensoren am Fahrzeug 312) verwenden, um die Wahrscheinlichkeit einer Kollision zu bestimmen.
In einigen Ausführungsformen empfangen 318 ein oder mehrere Sensoren an dem Fahrzeug 312 (z. B. nach hinten gerichtete Sensoren) Daten in Verbindung mit einem Standort und einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 314. Die Daten werden von dem Fahrzeug 312 verwendet, um die Wahrscheinlichkeit, dass das Fahrzeug 314 mit der Rückseite des Fahrzeugs 312 kollidiert, zu detektieren. Wenn das Fahrzeug 312 eine Wahrscheinlichkeit, dass das Fahrzeug 314 mit dem Fahrzeug 312 kollidiert, bestimmt, kann es eine Maßnahme ergreifen, um den Schaden durch die Kollision zu vermeiden oder abzuschwächen. In der Ausführungsform aus 3 kann das Fahrzeug 312: 1) sich automatisch so nahe wie möglich zu dem Fahrzeug 310 bewegen, um dadurch dem Fahrzeug 314 so viel Raum wie möglich zu geben, um anzuhalten, bevor es auf das Fahrzeug 312 prallt; 2) das Fahrzeug 312 automatisch in den Standstreifen/an den Rand 306 fahren, wodurch die Kollision mit dem Fahrzeug 314 vermieden wird; oder 3) das Fahrzeug 312 automatisch in die Spur 302 fahren, um die Kollision mit dem Fahrzeug 314 zu vermeiden. Wie hierin erörtert, können die dem Fahrzeug 312 zur Verfügung stehenden Maßnahmen abhängig von den automatisierten Fahrstufen, die für das Fahrzeug 312 verfügbar sind, variieren. Wenn zum Beispiel das Fahrzeug 312 nicht auf eine andere Verkehrsspur wechseln darf, sind seine verfügbaren Maßnahmen auf das Anhalten auf der Spur 304 (wobei es sich so nah wie möglich an das Fahrzeug 310 bewegt) oder das Fahren in den Standstreifen/an den Rand 306 beschränkt. Die von dem Fahrzeug 312 durchgeführte Maßnahme wird anderen Fahrzeugen in der Nähe (z. B. den Fahrzeugen 308, 310 und 314) kommuniziert, sodass sie auf Grundlage der von dem Fahrzeug 312 durchgeführten Maßnahme beliebige erforderliche Maßnahmen ergreifen können.
4 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Verfahrens 400 zum Detektieren und Vermeiden einer Kollision zwischen zwei Fahrzeugen. Zuerst empfängt 402 ein Kollisionsvermeidungssystem in einem ersten Fahrzeug Sensordaten in Verbindung mit einem zweiten Fahrzeug, das sich von hinten annähert. Die Sensordaten beinhalten zum Beispiel eines oder mehrere von Kameradaten, LIDAR-Daten, Radardaten und Ultraschalldaten. Das Kollisionsvermeidungssystem bestimmt 404 eine Wahrscheinlichkeit, dass das zweite Fahrzeug mit dem ersten Fahrzeug kollidieren wird. Wenn das Verfahren 400 bestimmt, dass eine Kollision nicht wahrscheinlich 406 ist (z. B. das zweite Fahrzeug anhält und Zeit hat, vollständig anzuhalten, bevor es auf das erste Fahrzeug prallt), empfängt 402 das Kollisionsvermeidungssystem weiter Sensordaten.
Wenn das Verfahren 400 bei 406 bestimmt, dass eine Kollision wahrscheinlich ist (z. B. das zweite Fahrzeug nicht anhält oder nicht genügend Raum hat, um vollständig anzuhalten, bevor es auf das erste Fahrzeug prallt), identifiziert 408 das Kollisionsvermeidungssystem offenen Raum vor dem ersten Fahrzeug. Das Kollisionsvermeidungssystem identifiziert 410 auch offenen Raums links von dem ersten Fahrzeug (z. B. in einer benachbarten Verkehrsspur). Des Weiteren identifiziert 412 das Kollisionsvermeidungssystem offenen Raums rechts von dem ersten Fahrzeug, wie zum Beispiel eine benachbarte Verkehrsspur oder einen Rand einer Fahrbahn. Das Kollisionsvermeidungssystem bestimmt 414 dann die beste Maßnahme, um die wahrscheinliche Kollision zu vermeiden oder abzuschwächen. Zum Beispiel kann das System bestimmen, dass die beste Maßnahme für das erste Fahrzeug ist, auf die linke Spur zu wechseln, auf die rechte Spur zu wechseln oder nach vorne zu fahren, um so nah wie möglich zu einem Fahrzeug vor dem ersten Fahrzeug zu kommen. Durch das Vorwärtsfahren näher an das Fahrzeug vor dem ersten Fahrzeug heran wird der Unfall möglicherweise nicht verhindert, aber die Schwere der Kollision kann abgeschwächt werden, indem dem zweiten Fahrzeug so viel Raum wie möglich gegeben wird, um vor der Kollision langsamer zu werden. Nach dem Bestimmen 414 der besten Maßnahme führt das Kollisionsvermeidungssystem die beste Maßnahme durch 416. Das Kollisionsvermeidungssystem meldet 418 dann die wahrscheinliche Kollision und beste Maßnahme anderen Fahrzeugen oder Systemen. Zum Beispiel können die Kollision und die beste Maßnahme unter Verwendung eines V2V-Kommunikationssystems anderen Fahrzeugen gemeldet werden und unter Verwendung von V2X-Kommunikationssystemen Infrastruktursystemen gemeldet werden. Des Weiteren können Aktivitäten wie „angewandte Bremse“ von dem ersten Fahrzeug anderen Fahrzeugen oder Systemen gemeldet werden, um diese Fahrzeuge/Systeme zu warnen, dass das erste Fahrzeug langsamer wird. Dadurch können die anderen Fahrzeuge/Systeme auf Grundlage der von dem ersten Fahrzeug durchgeführten Bremsung beliebige erforderliche Maßnahmen ergreifen.
5 veranschaulicht eine Ausführungsform eines Verfahrens 500 zum Bestimmen einer durchzuführenden Maßnahme, die eine potentielle Kollision zwischen zwei Fahrzeugen vermeidet oder abschwächt. Zuerst identifiziert 502 ein Kollisionsvermeidungssystem offenen Raum vor einem ersten Fahrzeug, links von dem ersten Fahrzeug und rechts von dem ersten Fahrzeug. Das Kollisionsvermeidungssystem bestimmt 504 dann automatisierte Fahrstufen, die für das erste Fahrzeug verfügbar sind. Beispiele für automatisierte Fahrstufen sind vorstehend erörtert. Das Verfahren 500 wird fortgesetzt, während das Kollisionsvermeidungssystem die beste Maßnahme bestimmt 506, die für das erste Fahrzeug auf Grundlage der verfügbaren automatisierten Fahrstufen verfügbar ist, um die wahrscheinliche Kollision zu vermeiden oder abzuschwächen. Somit zieht das Kollisionsvermeidungssystem keine Maßnahmen in Betracht, die auf Grundlage der unterstützten automatisierten Fahrstufen für das erste Fahrzeug nicht verfügbar sind. Das Kollisionsvermeidungssystem führt die beste verfügbare Maßnahme aus 508 und meldet 510 die wahrscheinliche Kollision und beste verfügbare Maßnahme anderen Fahrzeugen oder Systemen. Wie vorstehend genannt, können die Kollision und die beste Maßnahme unter Verwendung eines V2V-Kommunikationssystems anderen Fahrzeugen gemeldet werden und unter Verwendung von V2X-Kommunikationssystemen Infrastruktursystemen gemeldet werden.
Während hierin verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben werden, versteht es sich, dass diese lediglich als Beispiele dienen, und nicht als Einschränkung. Für den einschlägigen Fachmann wird ersichtlich, dass verschiedene Änderungen in Form und Detail daran vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Daher sollen die Breite und der Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht durch eines der beschriebenen Ausführungsbeispiele eingeschränkt werden, sondern sollen lediglich gemäß den folgenden Patentansprüchen und ihren Äquivalenten definiert sein. Die Beschreibung wird hierin zu Veranschaulichungs- und Beschreibungszwecken dargelegt. Sie erhebt keinerlei Anspruch auf Vollständigkeit und soll die Offenbarung nicht auf die konkrete offenbarte Form beschränken. Viele Modifikationen und Variationen sind in Anbetracht der offenbarten Lehren möglich. Ferner ist anzumerken, dass eine beliebige oder alle der hierin beschriebenen alternativen Umsetzungen in einer beliebigen gewünschten Kombination genutzt werden können, um zusätzliche Hybridumsetzungen der Offenbarung zu bilden.

Claims

Verfahren, umfassend: Empfangen von Daten von einer Vielzahl von Sensoren, die an einem ersten Fahrzeug angebracht sind; Bestimmen, durch ein Kollisionsvermeidungssystem, einer Wahrscheinlichkeit, dass ein zweites Fahrzeug mit der Rückseite des ersten Fahrzeugs kollidiert, auf Grundlage der empfangenen Daten; und als Reaktion auf das Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit einer Kollision: Identifizieren von offenem Raum in der Nähe des ersten Fahrzeugs; und Bestimmen einer besten Maßnahme, um die wahrscheinliche Kollision auf Grundlage des identifizierten offenen Raums zu vermeiden oder abzuschwächen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Identifizieren von offenem Raum in der Nähe des ersten Fahrzeugs das Identifizieren von offenem Raum vor dem ersten Fahrzeug beinhaltet und wobei die beste Maßnahme, um die wahrscheinliche Kollision zu vermeiden oder abzuschwächen, das Fahren des ersten Fahrzeugs nach vorne in den offenen Raum vor dem ersten Fahrzeug beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Identifizieren von offenem Raum in der Nähe des ersten Fahrzeugs das Identifizieren von offenem Raum links von dem ersten Fahrzeug beinhaltet und wobei die beste Maßnahme, um die wahrscheinliche Kollision zu vermeiden oder abzuschwächen, das Fahren des Fahrzeugs in den offenen Raum links von dem ersten Fahrzeug beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Identifizieren von offenem Raum in der Nähe des ersten Fahrzeugs das Identifizieren von offenem Raum rechts von dem ersten Fahrzeug beinhaltet und wobei die beste Maßnahme, um die wahrscheinliche Kollision zu vermeiden oder abzuschwächen, das Fahren des Fahrzeugs in den offenen Raum rechts von dem ersten Fahrzeug beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Bestimmen von automatisierten Fahrstufen, die für das erste Fahrzeug verfügbar sind.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Bestimmen einer besten Maßnahme, um die wahrscheinliche Kollision zu vermeiden oder abzuschwächen, ferner auf den automatisierten Fahrstufen basiert, die für das erste Fahrzeug verfügbar sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit der Kollision Folgendes beinhaltet: Bestimmen eines Abstands zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug; Bestimmen einer Geschwindigkeit des zweiten Fahrzeugs; und Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit, dass das zweite Fahrzeug anhalten kann, bevor es mit dem ersten Fahrzeug kollidiert, auf Grundlage des Abstands und der Geschwindigkeit.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste Fahrzeug ein autonomes Fahrzeug ist.
Verfahren, umfassend: Empfangen, durch ein Kollisionsvermeidungssystem, von Daten von einer Vielzahl von Sensoren, die an einem ersten Fahrzeug angebracht sind; Bestimmen, durch das Kollisionsvermeidungssystem, einer Wahrscheinlichkeit, dass ein zweites Fahrzeug mit der Rückseite des ersten Fahrzeugs kollidiert, auf Grundlage der empfangenen Daten; und als Reaktion auf das Bestimmen einer Wahrscheinlichkeit einer Kollision: Bestimmen, durch das Kollisionsvermeidungssystem, von automatisierten Fahrstufen, die für das erste Fahrzeug verfügbar sind; Identifizieren, durch das Kollisionsvermeidungssystem, von offenem Raum in der Nähe des ersten Fahrzeugs; und Bestimmen, durch das Kollisionsvermeidungssystem, einer besten Maßnahme, um die wahrscheinliche Kollision zu vermeiden oder abzuschwächen, auf Grundlage des identifizierten offenen Raums und der automatisierten Fahrstufen, die für das erste Fahrzeug verfügbar sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 9, wobei das Identifizieren von offenem Raum in der Nähe des ersten Fahrzeugs Folgendes beinhaltet: Identifizieren von offenem Raum vor dem ersten Fahrzeug; Identifizieren von offenem Raum links von dem ersten Fahrzeug; und Identifizieren von offenem Raum rechts von dem ersten Fahrzeug.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Bestimmen einer besten Maßnahme, um die wahrscheinliche Kollision zu vermeiden oder abzuschwächen, eines von Folgendem beinhaltet: Fahren des ersten Fahrzeugs nach vorne in den offenen Raum vor dem ersten Fahrzeug; Fahren des ersten Fahrzeugs in den offenen Raum links von dem ersten Fahrzeug; und Fahren des ersten Fahrzeugs in den offenen Raum rechts von dem ersten Fahrzeug.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 9, ferner umfassend das Umsetzen der besten Maßnahme, um die wahrscheinliche Kollision zu vermeiden oder abzuschwächen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 9, ferner umfassend das Melden der wahrscheinlichen Kollision und der besten Maßnahme an andere Fahrzeuge in der Nähe des ersten Fahrzeugs.
Vorrichtung, umfassend: eine Vielzahl von Sensoren, die an einem ersten Fahrzeug angebracht und konfiguriert sind, um Sensordaten zu erfassen; eine Vielzahl von Fahrzeugsteueraktoren, die konfiguriert sind, um einen Betrieb des ersten Fahrzeugs anzupassen; und ein Kollisionsvermeidungssystem, das an die Vielzahl von Sensoren und die Vielzahl von Fahrzeugsteueraktoren gekoppelt ist, wobei das Kollisionsvermeidungssystem konfiguriert ist, um die Sensordaten zu empfangen und zu analysieren, um eine Wahrscheinlichkeit, dass ein zweites Fahrzeug mit der Rückseite des ersten Fahrzeugs kollidieren wird, zu identifizieren, wobei das Kollisionsvermeidungssystem ferner zu Folgendem als Reaktion auf die Identifizierung einer wahrscheinlichen Kollision konfiguriert ist: Identifizieren von offenem Raum in der Nähe des ersten Fahrzeugs; und Bestimmen einer besten Maßnahme, um die wahrscheinliche Kollision auf Grundlage des identifizierten offenen Raums zu vermeiden oder abzuschwächen.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Vielzahl von Sensoren eines oder mehrere von einem LIDAR-Sensor, einem Radarsensor und einer Kamera beinhalten.