DE102021004068A1 - Method for operating an assistance system for speed-dependent distance control of a vehicle - Google Patents

Method for operating an assistance system for speed-dependent distance control of a vehicle Download PDF

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Gerrit Ecke
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Assistenzsystems (2) zur geschwindigkeitsabhängigen Abstandsregelung eines Fahrzeuges (1). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass- ein fahrzeugseitig erfasstes jeweiliges Objekt einer Objektklasse und einer Position in einer Bildebene erfasster optischer Signale zugeordnet wird, wobei als Objekte zumindest vorausfahrende Fahrzeuge (3) klassifiziert werden,- basierend auf Bildinformationen und der dem jeweiligen vorausfahrenden Fahrzeug (3) zugeordneten Position eine Reihenfolge der vorausfahrenden Fahrzeuge (3) extrahiert wird,- ausgegebene Lichtsignale (S) von Fahrtrichtungsanzeigern (3.1), Bremsleuchten (3.2) und/oder weiteren Beleuchtungseinheiten der vorausfahrenden Fahrzeuge (3) mittels eines Filters aus den optischen Signale extrahiert und einem entsprechenden vorausfahrenden Fahrzeug (3) als Lichtsignalinformation zugeordnet werden,- einem zumindest anhand eines mittels eines Verfahrens des maschinellen Lernens trainierten Modells (M) zur Rückstauwellenprognose zumindest eine örtlich-zeitliche Lichtsignalinformation der vorausfahrenden Fahrzeuge (3) als modellseitige Eingangsinformation zur Prognose eines Zeitpunktes eines manuell oder automatisch eingeleiteten Bremseingriffes zugeführt wird und- mittels des Assistenzsystems (2) in Abhängigkeit des prognostizierten Zeitpunktes des manuell oder automatisch eingeleiteten Bremseingriffes des vorausfahrenden Fahrzeuges (3) eine Verzögerung des Fahrzeuges (1) automatisch eingeleitet wird.The invention relates to a method for operating an assistance system (2) for speed-dependent distance control of a vehicle (1). According to the invention, it is provided that - a respective object detected on the vehicle side is assigned to an object class and a position in an image plane of detected optical signals, with at least vehicles (3) traveling ahead being classified as objects, - based on image information and the vehicle (3) traveling ahead. assigned position a sequence of the vehicles ahead is extracted, - output light signals (S) from direction indicators (3.1), brake lights (3.2) and / or other lighting units of the vehicles ahead (3) extracted from the optical signals by means of a filter and a corresponding preceding vehicle (3) are assigned as light signal information, at least one spatial and temporal light signal information of the preceding vehicles (3) as a model-side egg to at least one based on a model (M) trained by means of a machine learning method for backwater forecasting Input information for predicting a point in time of a manually or automatically initiated braking intervention is supplied and - by means of the assistance system (2), depending on the predicted point in time of the manually or automatically initiated braking intervention of the vehicle in front (3), a deceleration of the vehicle (1) is automatically initiated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Assistenzsystems zur geschwindigkeitsabhängigen Abstandsregelung eines Fahrzeuges mit einer Umgebungssensorik, mittels welcher fortlaufend Signale erfasst werden, anhand welcher eine Umgebung und sich in dieser befindende Objekte detektiert werden.The invention relates to a method for operating an assistance system for speed-dependent distance control of a vehicle with an environment sensor system, by means of which signals are continuously recorded, with the aid of which an environment and objects located in it are detected.

Aus der DE 10 2007 049 516 A1 ist ein System zur multimodalen Bestimmung von Objekten in einem vor und/oder hinter einem Fahrzeug liegenden Blickfeld bekannt. Dabei wird mittels eines ersten Sensors eine erste Umfelderfassung durchgeführt, das Sensorausgangssignal wird einem ersten Sensorsignalanalyseverfahren mit Objektauffindung zugeführt und mittels eines zweiten Sensors wird eine weitere Umfelderfassung durchgeführt und das Sensorausgangssignal des zweiten Sensors wird einem zweiten Sensorsignalanalyseverfahren mit Objektauffindung zugeführt. Weiterhin ist vorgesehen, dass durch die Sensoren erfasste und durch die Sensorsignalanalyseverfahren ermittelte und bestimmte Objekte an ein Objektbestätigungs- und Situationsanalyse-Modul zur Verifikation zugeführt werden, wobei zur Verifikation weitere Fahrzeuginformationen und die Fahrspurprädiktion berücksichtigt werden. Das Objektbestätigungs- und Situationsanalyse-Modul bestimmt relevante Objekte, wobei durch die relevanten Objekte und die Fahrerinformation bei Erkennung einer Gefahrensituation durch den Gefahrenrechner Maßnahmen zur Erhöhung der passiven Sicherheit eingeleitet werden.From the DE 10 2007 049 516 A1 a system for the multimodal determination of objects in a field of view in front of and / or behind a vehicle is known. A first environment detection is carried out by means of a first sensor, the sensor output signal is fed to a first sensor signal analysis method with object detection and a further environment detection is carried out by means of a second sensor and the sensor output signal of the second sensor is fed to a second sensor signal analysis method with object detection. It is also provided that certain objects detected by the sensors and determined by the sensor signal analysis method are fed to an object confirmation and situation analysis module for verification, further vehicle information and the lane prediction being taken into account for verification. The object confirmation and situation analysis module determines relevant objects, with the relevant objects and the driver information initiating measures to increase passive safety when a dangerous situation is detected by the hazard computer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Assistenzsystems zur geschwindigkeitsabhängigen Abstandsregelung eines Fahrzeuges anzugeben.The invention is based on the object of specifying a method for operating an assistance system for speed-dependent distance control of a vehicle.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, welches die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist.The object is achieved according to the invention by a method which has the features specified in claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous refinements of the invention are the subject matter of the subclaims.

In einem Verfahren zum Betrieb eines Assistenzsystems zur geschwindigkeitsabhängigen Abstandsregelung eines Fahrzeuges mit einer Umgebungssensorik werden mittels dieser fortlaufend optische Signale erfasst, anhand welcher eine Umgebung und sich in dieser befindende Objekte detektiert werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein erfasstes jeweiliges Objekt einer Objektklasse und einer Position in einer Bildebene der erfassten optischen Signale zugeordnet wird, wobei als Objekte zumindest vorausfahrende Fahrzeuge klassifiziert werden. Basierend auf Bildinformationen und der dem jeweiligen vorausfahrenden Fahrzeug zugeordneten Position wird eine Reihenfolge der vorausfahrenden Fahrzeuge extrahiert und ausgegebene Lichtsignale von Fahrtrichtungsanzeigern, Bremsleuchten und/oder weiteren Beleuchtungseinheiten, wie z. B. einem Rückfahrlicht, einer Nebelschlussleuchte etc., der vorausfahrenden Fahrzeuge werden mittels zumindest eines Filters aus den optischen Signale extrahiert und einem entsprechenden vorausfahrenden Fahrzeug als Lichtsignalinformation zugeordnet. Weiterhin sieht das Verfahren vor, dass einem zumindest anhand eines mittels eines Verfahrens des maschinellen Lernens trainierten Modells zur Rückstauwellenprognose zumindest eine örtlich-zeitliche Lichtsignalinformation der vorausfahrenden Fahrzeuge als modellseitige Eingangsinformation zur Prognose eines Zeitpunktes eines manuell oder automatisch eingeleiteten Bremseingriffes zugeführt wird und mittels des Assistenzsystems in Abhängigkeit des prognostizierten Zeitpunktes des manuell oder automatisch eingeleiteten Bremseingriffes des vorausfahrenden Fahrzeuges eine Verzögerung des Fahrzeuges automatisch eingeleitet wird.In a method for operating an assistance system for speed-dependent distance control of a vehicle with an environment sensor system, optical signals are continuously recorded by means of this system, with the aid of which an environment and objects located in it are detected. According to the invention, it is provided that a detected respective object is assigned to an object class and a position in an image plane of the detected optical signals, with at least vehicles traveling ahead being classified as objects. Based on image information and the position assigned to the respective preceding vehicle, a sequence of the preceding vehicles is extracted and output light signals from direction indicators, brake lights and / or other lighting units, such as. B. a reversing light, a rear fog light, etc., the vehicles ahead are extracted from the optical signals by means of at least one filter and assigned to a corresponding vehicle ahead as light signal information. Furthermore, the method provides that at least one local-temporal light signal information of the vehicles driving ahead is fed to a model trained by means of a machine learning method for backwater wave prediction as model-side input information for predicting a point in time of a manually or automatically initiated braking intervention and by means of the assistance system in Depending on the predicted point in time of the manually or automatically initiated braking intervention of the vehicle in front, a deceleration of the vehicle is initiated automatically.

Durch Anwendung des Verfahrens kann eine Sicherheit im Straßenverkehr erheblich erhöht werden, indem eine Assistenzfunktion des Assistenzsystems durch zusätzlich geschätzte Informationen in Bezug auf eine Dynamik mehrerer vorausfahrender Fahrzeuge erweitert und somit eine weitestgehend dauerhaft stabile Abstandsregelung sichergestellt werden kann.By using the method, road traffic safety can be significantly increased by expanding an assistance function of the assistance system through additionally estimated information relating to the dynamics of several vehicles driving ahead, thus ensuring a largely permanently stable distance control.

Mittels des Verfahrens kann ein Bedarf einer zum Fahrbetrieb erforderlichen Energie, insbesondere von Kraftstoff und/oder elektrischer Energie, durch eine optimierte Abstandsregelautomatik verringert werden, da ein Bremsvorgang durch eine verhältnismäßig frühzeitige Verringerung einer Fahrzeugbeschleunigung weitestgehend verhindert werden kann.The method can be used to reduce the energy required for driving, in particular fuel and / or electrical energy, by means of an optimized automatic distance control system, since a braking process can be largely prevented by a relatively early reduction in vehicle acceleration.

Durch das Verfahren kann somit ein Fahrkomfort für Insassen gesteigert werden, da aufgrund der optimierten Abstandsregelautomatik eine Anzahl vergleichsweise starker Bremsmanöver oder gegebenenfalls Notbremsmanöver reduziert werden kann.The method can thus increase driving comfort for occupants, since a number of comparatively strong braking maneuvers or, if necessary, emergency braking maneuvers can be reduced due to the optimized automatic distance control system.

Zudem können durch Anwendung des Verfahrens ein Fahrerlebnis und ein Wohlbefinden von Fahrzeuginsassen durch eine präventive sicherheitserhöhende Informationsverarbeitung, insbesondere mit digitalen Mitteln, gesteigert werden.In addition, by using the method, a driving experience and the well-being of vehicle occupants can be increased through preventive, safety-increasing information processing, in particular with digital means.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:

  • 1 schematisch ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Betrieb eines Assistenzsystems zur geschwindigkeitsabhängigen Abstandsregelung,
  • 2 schematisch das einer Reihe vorausfahrender Fahrzeuge folgende Fahrzeug und
  • 3 schematisch anhand von Abbildungen einen Ablauf des Verfahrens.
Show:
  • 1 schematically a vehicle with a device for carrying out a method for operating an assistance system for speed-dependent distance control,
  • 2 schematically the vehicle following a number of vehicles in front and
  • 3 schematically a sequence of the process based on images.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.

1 zeigt ein Fahrzeug 1 mit einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Betrieb eines Assistenzsystems 2 zur geschwindigkeitsabhängigen Abstandsregelung. In 2 folgt das Fahrzeug 1 einer Reihe vorausfahrender Fahrzeuge 3 und in 3 ist anhand von 3 Abbildungen A1 bis A3 ein Ablauf des Verfahrens dargestellt. 1 shows a vehicle 1 with a device for performing a method for operating an assistance system 2 for speed-dependent distance control. In 2 the vehicle follows 1 a number of vehicles in front 3 and in 3 a sequence of the procedure is shown on the basis of 3 figures A1 to A3.

Das Fahrzeug 1 umfasst die Vorrichtung, welche eine Umgebungssensorik mit zumindest einer vor das Fahrzeug 1 gerichteten Kamera 4, eine Steuereinheit 5 und das Assistenzsystem 2 aufweist. Darüber hinaus ist das Fahrzeug 1 insbesondere über eine Funkverbindung datentechnisch mit einem Rechenzentrum 6 verbunden, mit dem weitere Fahrzeuge 7, beispielsweise einer Fahrzeugflotte, ebenfalls datentechnisch verbunden sind. In dem Fahrzeug 1 befindet sich zudem ein Fahrer 8.The vehicle 1 comprises the device, which has an environment sensor system with at least one in front of the vehicle 1 facing camera 4th , a control unit 5 and the assistance system 2 having. In addition, the vehicle is 1 in particular via a radio connection with a data center in terms of data technology 6th connected with the other vehicles 7th , for example a vehicle fleet, are also connected in terms of data technology. In the vehicle 1 there is also a driver 8th .

Im Allgemeinen ist eine Funktion des Assistenzsystems 2 zur geschwindigkeitsabhängigen Abstandsregelung des Fahrzeuges 1 in Bezug auf ein vorausfahrendes Fahrzeug 3 bekannt.Generally is a function of the assistance system 2 for speed-dependent distance control of the vehicle 1 in relation to a vehicle in front 3 known.

Hierbei stellt der Fahrer 8 des Fahrzeuges 1 eine Sollgeschwindigkeit ein, mit welcher das Fahrzeug 1, sofern vorhanden, einem vorausfahrenden Fahrzeug 3 in einem vorgegebenen Abstand folgt. Dabei bildet der Abstand des Fahrzeuges 1 zu dem vorausfahrenden Fahrzeug 3 eine Regelgröße des Assistenzsystems 2.Here the driver provides 8th of the vehicle 1 a target speed at which the vehicle 1 , if available, a vehicle in front 3 follows at a given distance. This forms the distance between the vehicle 1 to the vehicle in front 3 a controlled variable of the assistance system 2 .

Verzögert das vorausfahrende Fahrzeug 3 oder eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges 1 ist höher als die des vorausfahrenden Fahrzeuges 3, verringert sich der Abstand des Fahrzeuges 1 zu dem vorausfahrenden Fahrzeug 3. Unterschreitet der Abstand dann einen vorgegebenen Sicherheitsabstand, wird mittels des Assistenzsystems 2 ein Bremseingriff automatisch eingeleitet, so dass sich der Abstand zwischen den Fahrzeugen 1, 3 wieder vergrößert.Decelerates the vehicle in front 3 or a driving speed of the vehicle 1 is higher than that of the vehicle in front 3 , the distance between the vehicle is reduced 1 to the vehicle in front 3 . If the distance then falls below a specified safety distance, the assistance system 2 a braking intervention is initiated automatically, so that the distance between the vehicles 1 , 3 enlarged again.

Um vergleichsweise abrupt durchgeführte Bremseingriffe des Assistenzsystems 2 wegen einer Verringerung des Abstandes zu dem vorausfahrenden Fahrzeug 2 weitestgehend zu verhindern, wodurch ein Fahrkomfort und eine Sicherheit im Straßenverkehr erhöht werden können, ist das im Folgenden beschriebene Verfahren vorgesehen.Relatively abrupt braking interventions by the assistance system 2 because of a reduction in the distance to the vehicle in front 2 To prevent as far as possible, whereby driving comfort and safety in road traffic can be increased, the method described below is provided.

Im Fahrbetrieb des Fahrzeuges 1 werden mittels der Kamera 4 der Umgebungssensorik fortlaufend optische Signale, insbesondere Bilddaten, erfasst, die der Steuereinheit 5 zur Auswertung und Weiterverarbeitung zugeführt werden. Anhand der Auswertung werden mittels der Kamera 4 erfasste Objekte erkannt und lokalisiert.While the vehicle is in motion 1 are by means of the camera 4th the environmental sensor system continuously captures optical signals, in particular image data, which the control unit 5 for evaluation and further processing. Based on the evaluation, the camera 4th detected objects recognized and localized.

Darüber hinaus werden der Steuereinheit 5 manuelle Bremseingriffe des Fahrers 8 sowie automatische Bremseingriffe des Assistenzsystems 2 mitgeteilt. Zudem erhält und tauscht die Steuereinheit 5 weitere Informationen mit dem Assistenzsystem 2, insbesondere mit dessen nicht näher dargestellter weiterer Steuereinheit, aus.In addition, the control unit 5 manual braking intervention by the driver 8th as well as automatic braking interventions by the assistance system 2 communicated. In addition, the control unit receives and exchanges 5 further information with the assistance system 2 , in particular with its further control unit, not shown in detail.

In der Steuereinheit 5 werden mittels Verfahren des computergesteuerten Sehens, beispielsweise durch Verwendung tiefer gefalteter neuronaler Netze, kamerabasiert erfasste Objekte erkannt und lokalisiert, d. h. einer Objektklasse und einer Position, insbesondere in Bezug auf Mittelpunkt und Größe, in einer Bildebene zugeordnet. Computergestütztes Sehen ermöglicht, z. B. mittels semantischer Segmentation, weiterhin jeden Pixel der Bildebene einer Objektkategorie zuzuordnen.In the control unit 5 objects detected by cameras are recognized and localized using methods of computer-controlled vision, for example by using deeply folded neural networks, ie assigned to an object class and a position, in particular with regard to center point and size, in an image plane. Computer-aided vision enables z. B. by means of semantic segmentation, continue to assign each pixel of the image plane to an object category.

Die Kamera 4 der Umgebungssensorik ist beispielsweise als Monokamera, Stereokamera und/oder als so genannte Time-of-Flight-Kamera ausgeführt, wobei die Umgebungssensorik alternativ oder zusätzlich zumindest einen lidarbasierten und/oder radarbasierten Sensor umfassen kann, um anhand erfasster optischer Signale eine Klasse, eine Position, eine Größe und eine Form von Objekten vor dem Fahrzeug 1 zu ermitteln.The camera 4th the environment sensor system is designed, for example, as a mono camera, stereo camera and / or as a so-called time-of-flight camera, wherein the environment sensor system can alternatively or additionally include at least one lidar-based and / or radar-based sensor to determine a class, a position based on captured optical signals , a size and a shape of objects in front of the vehicle 1 to investigate.

Gemäß dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel werden als Objekte dem Fahrzeug 1 vorausfahrende Fahrzeuge 3 anhand der erfassten optischen Signale erkannt und entsprechend klassifiziert.According to the in 2 shown embodiment are as objects of the vehicle 1 vehicles in front 3 recognized based on the captured optical signals and classified accordingly.

Auf Basis der Bilddaten, der Position sowie einer pixelgenauen Form der vorausfahrenden Fahrzeuge 3 ist es möglich, eine örtliche Reihenfolge in Bezug auf die vorausfahrenden Fahrzeuge 3 zu extrahieren. Hierzu kann eine geometrische Abbildungseigenschaft von erfassten Objekten, also erfassten vorausfahrenden Fahrzeugen 3, in Abhängigkeit einer jeweiligen Distanz zu der Kamera 4 genutzt werden. D. h., dass eine perspektivische Abbildung entfemterer vorausfahrender Fahrzeuge 3 auf kleineren Bildbereichen in der Bildebene erfolgt. Somit kann die Reihenfolge der vorausfahrenden Fahrzeuge 3 anhand ihrer relativen Größen abgeschätzt werden, wie in 2 und in der ersten Abbildung A1 in 3 gezeigt ist.Based on the image data, the position and a pixel-perfect shape of the vehicles in front 3 it is possible to place a local order in relation to the vehicles in front 3 to extract. For this purpose, a geometric mapping property of detected objects, that is to say detected vehicles traveling ahead, can be used 3 , depending on the respective distance to the camera 4th be used. That is to say, a perspective illustration of vehicles driving ahead at a distance 3 takes place on smaller image areas in the image plane. Thus, the order of the vehicles in front 3 can be estimated on the basis of their relative sizes, as in 2 and in the first figure A1 in 3 is shown.

Alternativ oder zusätzlich können aus erkannten Formen der erfassten vorausfahrenden Fahrzeuge 3 Informationen über die Reihenfolge dieser extrahiert werden. So kann beispielsweise ein jeweils weiter vorausfahrendes Fahrzeug 3 von einem jeweils nachfolgenden vorausfahrenden Fahrzeug 3 teilweise verdeckt sein, wodurch die Reihenfolge erkannt werden kann. Durch einen Abgleich von Objektformen, insbesondere Fahrzeugformen, kann funktional ermittelt werden, welches Objekt welches verdeckt, insbesondere dann, wenn nicht nur einzelne Bilder sondern Bildsequenzen bei einem aufgenommenen Video ausgewertet werden und somit eine Vielzahl von Verdeckungen zu unterschiedlichen Zeitpunkten vorliegen.As an alternative or in addition, the detected shapes of the vehicles traveling ahead can be used 3 Information about the order of these will be extracted. For example, a vehicle driving further ahead can 3 from a subsequent vehicle in front 3 be partially covered, whereby the order can be recognized. By comparing object shapes, in particular vehicle shapes, it can be functionally determined which object is covering which, in particular if not only individual images but image sequences are evaluated in a recorded video and thus a large number of occlusions are present at different times.

In einer weiteren alternativen oder zusätzlichen Ausführung können Tiefeninformationen genutzt werden, um eine Reihenfolge der Objekte, d. h. der vorausfahrenden Fahrzeuge 3, zu extrahieren. Hierbei können Einzelaufnahmen von Monokameras zu verschiedenen Zeitpunkten unter Berücksichtigung einer Relativbewegung der Kamera 4 zwischen einzelnen Aufnahmen, Stereokameras, Time-of-Flight-Kameras, lidarbasierte und/oder radarbasierte Sensoren verwendet werden.In a further alternative or additional embodiment, depth information can be used to establish a sequence of the objects, ie the vehicles driving ahead 3 to extract. Individual recordings from mono cameras can be made at different times, taking into account a relative movement of the camera 4th can be used between individual recordings, stereo cameras, time-of-flight cameras, lidar-based and / or radar-based sensors.

Auf Basis erkannter Fahrzeugbereiche in einer Bildebene der aufgenommenen Bilddaten, perspektivischer Größenrelationen, Überdeckungsgeraden und/oder Tiefeninformationen wird die Reihenfolge der vorausfahrenden Fahrzeuge 3 ermittelt. Lichtsignale S werden detektiert und dem jeweiligen Fahrzeug 3 zugeordnet.On the basis of recognized vehicle areas in an image plane of the recorded image data, perspective size relationships, overlap lines and / or depth information, the sequence of the vehicles ahead is determined 3 determined. Light signals S are detected and the respective vehicle 3 assigned.

Lichtsignale S, wie beispielsweise von einem Fahrtrichtungsanzeiger 3.1 und/oder Bremsleuchten 3.2 vorausfahrender Fahrzeuge 3 werden aus Bilddaten eines aufgenommenen, in 2 und der ersten Abbildung A1 in 3 gezeigten Bildes B, extrahiert und den einzelnen vorausfahrenden Fahrzeugen 3 zugeordnet. Hierzu können Verfahren maschinellen Lernens verwendet werden, um Fahrtrichtungsanzeiger 3.1 und Bremsleuchten 3.2 in den Bilddaten zu erkennen und zu lokalisieren, beispielsweise mittels tiefer gefalteter neuronaler Netze, semantischer Segmentation etc.Light signals S, such as from a direction indicator 3.1 and / or brake lights 3.2 vehicles in front 3 are made from image data of a recorded in 2 and the first figure A1 in 3 Image B shown, extracted and the individual vehicles in front 3 assigned. For this purpose, machine learning methods can be used to generate direction indicators 3.1 and brake lights 3.2 to recognize and localize in the image data, for example by means of deeply folded neural networks, semantic segmentation, etc.

Basierend auf diesen Informationen können beispielsweise Klassifikationen, z. B. auf Grundlage tiefer gefalteter neuronaler Netze, und/oder Farbfilter auf diese Bildbereiche angewendet werden, um aktivierte Fahrtrichtungsanzeiger 3.1 von deaktivierten Fahrtrichtungsanzeigern 3.1 zu unterscheiden sowie einen Zustand von Bremsleuchten 3.2 vorausfahrender Fahrzeuge 3 zu erkennen.Based on this information, for example, classifications, e.g. B. on the basis of deeply folded neural networks, and / or color filters can be applied to these image areas in order to activate direction indicators 3.1 of deactivated direction indicators 3.1 to distinguish as well as a state of brake lights 3.2 vehicles in front 3 to recognize.

Die Informationen können in einem binären 3-dimensionalen Feld von Dimensionen

  1. a) von Fahrzeugnummem in der Reihenfolge,
  2. b) frühere diskredierte Zeitpunkte sowie
  3. c) binär kodierten Lichtsignalen S, insbesondere in Bezug auf einen Zustand der
The information can be in a binary 3-dimensional field of dimensions
  1. a) of vehicle numbers in the order,
  2. b) earlier disputed times as well as
  3. c) binary coded light signals S, in particular with regard to a state of the

Bremsleuchten 3.2, aggregiert werden, wie in einer zweiten Abbildung A2 in 3 gezeigt ist.brake-lights 3.2 , are aggregated, as shown in a second figure A2 in 3 is shown.

Alternativ können Lichtsignale S und Kombinationen von Lichtsignalen S gemeinsam kodiert werden, so dass die Informationen in einer örtlich-zeitlichen 2-dimensionalen Matrix dargestellt werden können.Alternatively, light signals S and combinations of light signals S can be coded together so that the information can be represented in a spatio-temporal 2-dimensional matrix.

Mittels Verfahren des maschinellen Lernens, z. B. mittels neuronaler Netze, Entscheidungsbäumen etc. wird in der Steuereinheit 5 ein Modell M zur Rückstauwellenprognose trainiert, welches eine örtlich-zeitliche Lichtsignalinformation, z. B. in Feld oder Matrixform, der vorausfahrenden Fahrzeuge 3 sowie gegebenenfalls weitere Informationen, beispielsweise eine momentane Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges 1, ein Abstand zu einem vorausfahrenden Fahrzeug 3, eine Tageszeit, eine Geolokation etc. als Eingangsmerkmale verwendet und einen Zeitpunkt einen vorgenommenen manuell oder automatischen Bremseingriffes als Zielgröße verwendet.Using machine learning methods, e.g. B. by means of neural networks, decision trees, etc. is in the control unit 5 trains a model M for backwater wave prognosis, which a spatial-temporal light signal information, z. B. in field or matrix form, the vehicles in front 3 and, if necessary, further information, for example a current driving speed of the vehicle 1 , a distance to a vehicle in front 3 , a time of day, a geolocation, etc. are used as input features and a point in time of a manual or automatic braking intervention that has been carried out is used as the target variable.

Überschreitet eine Vorhersagegenauigkeit des Modells M einen vorgegebenen Schwellwert, kann das Modell M zur Vorhersage eines Bremseingriffes angewendet werden und somit eine Regelung des Assistenzsystems 2 zur geschwindigkeitsabhängigen Abstandsregelung optimiert werden.If a prediction accuracy of the model M exceeds a predefined threshold value, the model M can be used to predict a braking intervention and thus a regulation of the assistance system 2 can be optimized for speed-dependent distance control.

Da das Assistenzsystem darüber informiert wird, dass es zu einem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt einen Bremseingriff vornimmt, kann diese Information in dem Assistenzsystem 2 dazu genutzt werden, den Bremseingriff vorzubereiten und/oder bereits durch z. B. Verringerung einer Fahrzeugbeschleunigung einen Relativabstand zu einem unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeug 3 zu antizipieren. D. h., dass mittels eines derart ausgeführten Assistenzsystems 2 vorausschauend eine Bremsung eingeleitet bzw. allgemein eine vorausschauende Regelung realisiert werden kann, wie in einer dritten Abbildung A3 in 3 gezeigt ist.Since the assistance system is informed that it will carry out a braking intervention at a specific future point in time, this information can be stored in the assistance system 2 be used to prepare the braking intervention and / or already through z. B. Reducing a vehicle acceleration a relative distance to a vehicle immediately ahead 3 to anticipate. That is to say, by means of an assistance system designed in this way 2 Braking can be initiated in a predictive manner or, in general, predictive control can be implemented, as shown in a third figure A3 in 3 is shown.

Das Modell M kann insbesondere während einer Entwicklung mit Trainingsdaten trainiert werden und/oder mit Daten weiterer Fahrzeuge 7, d. h. einer Fahrzeugflotte, trainiert oder nachtrainiert werden. Wird das Modell M anhand von Daten weiterer Fahrzeuge 7 trainiert oder nachtrainiert, werden Trainingsdaten mit dem Rechenzentrum 6 kommuniziert und das trainierte oder nachtrainierte Modell M wird dem Fahrzeug 1 und den weiteren Fahrzeugen 7 der Fahrzeugflotte von dem Rechenzentrum 6 zur Verfügung gestellt, beispielsweise verteilt. Methoden verteilten Lernens können zum Weitertrainieren des Modells M in der Fahrzeugflotte verwendet werden.The model M can be trained with training data and / or with data from other vehicles, in particular during development 7th , ie a vehicle fleet, trained or retrained. If the model M is based on data from other vehicles 7th trained or retrained, training data with the data center 6th communicated and the trained or retrained model M is the vehicle 1 and the other vehicles 7th the vehicle fleet from the data center 6th to the Made available, for example distributed. Distributed learning methods can be used to further train the model M in the vehicle fleet.

In einer möglichen Ausführung des Verfahrens kann ein individuelles Fahrerbremsverhalten bei Rückstauwellen durch das Modell M erlernt und durch das Assistenzsystem imitiert werden. Dazu wird das Modell M nur mit Beispielen manueller Bremseingriffe aufgrund vorausfahrender Fahrzeuge 3 eines eindeutig identifizierten Fahrers 8 weitertrainiert. Somit lernt das Assistenzsystem 2 ein individuelles Bremsverhalten des Fahrers 8 und imitiert dieses. Da das Assistenzsystem 2 sich dann so verhält, wie sich der Fahrer 8 verhalten würde, kann gegebenenfalls eine höhere Akzeptanz des Fahrers 8 für das Assistenzsystem 2 erreicht werden.In one possible embodiment of the method, an individual driver braking behavior in the event of backwater waves can be learned using the model M and imitated by the assistance system. For this purpose, the M model is only provided with examples of manual braking interventions due to vehicles driving ahead 3 a clearly identified driver 8th trained further. Thus the assistance system learns 2 an individual braking behavior of the driver 8th and imitates this. Since the assistance system 2 then behaves as the driver does 8th behavior, may result in greater acceptance by the driver 8th for the assistance system 2 can be achieved.

Eine weitere mögliche Ausführung sieht vor, dass aus den örtlich-zeitlichen Lichtsignalinformationen auch eine analytische funktionale Approximation der Rückstauwellenprognose abgeleitet werden. Allerdings führen Wahrscheinlichkeitsverteilungen, um die geschätzten Relativpositionen sowie Relativgeschwindigkeiten der vorausfahrenden Fahrzeuge 3 zu probabilistischen gekoppelten Differenzialgleichungen, deren Lösungen ebenfalls nur approximativ erfolgen können.Another possible embodiment provides that an analytical functional approximation of the backwater wave prognosis is derived from the spatial and temporal light signal information. However, probability distributions lead to the estimated relative positions and relative speeds of the vehicles in front 3 to probabilistic coupled differential equations whose solutions can also only be approximate.

In der ersten Abbildung A1 der 3 ist das mittels der Kamera 4 aufgenommene Bild B, in der zweiten Abbildung A2 ist das binäre Feld über die Zeit t und in der dritten Abbildung A3 ist das Modell M zur Prognose von Zeitpunkten des Bremseingriffes des Fahrers 8 oder des Assistenzsystems 2 dargestellt. Dabei ist anhand der Abbildungen A1 bis A3 der Ablauf des oben beschriebenen Verfahrens gezeigt.In the first figure A1 the 3 is that by means of the camera 4th recorded image B, in the second figure A2 is the binary field over time t and in the third figure A3 is the model M for predicting the times of the braking intervention by the driver 8th or the assistance system 2 shown. The sequence of the method described above is shown on the basis of Figures A1 to A3.

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  • DE 102007049516 A1 [0002]DE 102007049516 A1 [0002]

Claims (1)

Verfahren zum Betrieb eines Assistenzsystems (2) zur geschwindigkeitsabhängigen Abstandsregelung eines Fahrzeuges (1) mit einer Umgebungssensorik, mittels welcher fortlaufend optische Signale erfasst werden, anhand welcher eine Umgebung und sich in dieser befindende Objekte detektiert werden, dadurch gekennzeichnet, dass - ein erfasstes jeweiliges Objekt einer Objektklasse und einer Position in einer Bildebene der erfassten optischen Signale zugeordnet wird, wobei als Objekte zumindest vorausfahrende Fahrzeuge (3) klassifiziert werden, - basierend auf Bildinformationen und der dem jeweiligen vorausfahrenden Fahrzeug (3) zugeordneten Position eine Reihenfolge der vorausfahrenden Fahrzeuge (3) extrahiert wird, - ausgegebene Lichtsignale (S) von Fahrtrichtungsanzeigern (3.1), Bremsleuchten (3.2) und/oder weiteren Beleuchtungseinheiten der vorausfahrenden Fahrzeuge (3) mittels zumindest eines Filters aus den optischen Signale extrahiert und einem entsprechenden vorausfahrenden Fahrzeug (3) als Lichtsignalinformation zugeordnet werden, - einem zumindest anhand eines mittels eines Verfahrens des maschinellen Lernens trainierten Modells (M) zur Rückstauwellenprognose zumindest eine örtlich-zeitliche Lichtsignalinformation der vorausfahrenden Fahrzeuge (3) als modellseitige Eingangsinformation zur Prognose eines Zeitpunktes eines manuell oder automatisch eingeleiteten Bremseingriffes zugeführt wird und - mittels des Assistenzsystems (2) in Abhängigkeit des prognostizierten Zeitpunktes des manuell oder automatisch eingeleiteten Bremseingriffes des vorausfahrenden Fahrzeuges (3) eine Verzögerung des Fahrzeuges (1) automatisch eingeleitet wird.A method for operating an assistance system (2) for speed-dependent distance control of a vehicle (1) with an environment sensor system, by means of which optical signals are continuously recorded, based on which an environment and objects located in it are detected, characterized in that - a detected respective object an object class and a position in an image plane of the detected optical signals, with at least vehicles (3) traveling ahead being classified as objects, - based on image information and the position assigned to the respective vehicle traveling ahead (3), a sequence of vehicles traveling ahead (3) - Light signals (S) output by direction indicators (3.1), brake lights (3.2) and / or further lighting units of the vehicles ahead (3) are extracted from the optical signals by means of at least one filter and a corresponding vehicle ahead (3 ) are assigned as light signal information, - at least one local-temporal light signal information of the vehicles (3) ahead as model-side input information for predicting a point in time of a manually or automatically initiated brake intervention is fed to a model (M) trained by means of a machine learning method for backwater wave forecasting and - a deceleration of the vehicle (1) is automatically initiated by means of the assistance system (2) depending on the predicted time of the manually or automatically initiated braking intervention of the vehicle (3) in front.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102007049516A1 (en) 2006-10-13 2008-04-24 A.D.C. Automotive Distance Control Systems Gmbh Objects e.g. pedestrian, multimodal-determination system for vehicle i.e. car, has danger processor, where measure for increasing passive security is triggered by relevant objects during detection of danger situation by processor

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