EP3326165A1 - Lane keeping assistance system - Google Patents

Lane keeping assistance system

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Publication number
EP3326165A1
EP3326165A1 EP16744711.9A EP16744711A EP3326165A1 EP 3326165 A1 EP3326165 A1 EP 3326165A1 EP 16744711 A EP16744711 A EP 16744711A EP 3326165 A1 EP3326165 A1 EP 3326165A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
objects
vehicle
data
radar
lane keeping
Prior art date
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Ceased
Application number
EP16744711.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hartmut Runge
Robert Klarner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Publication of EP3326165A1 publication Critical patent/EP3326165A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/10—Path keeping
    • B60W30/12—Lane keeping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/02—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to ambient conditions
    • B60W40/06—Road conditions
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
    • G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0257—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using a radar
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
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    • G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0268—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means
    • G05D1/0274—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles using internal positioning means using mapping information stored in a memory device
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
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    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
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    • G08G1/167—Driving aids for lane monitoring, lane changing, e.g. blind spot detection
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    • B60W2556/45—External transmission of data to or from the vehicle
    • B60W2556/50—External transmission of data to or from the vehicle for navigation systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39—Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42—Determining position
    • G01S19/48—Determining position by combining or switching between position solutions derived from the satellite radio beacon positioning system and position solutions derived from a further system

Definitions

  • the invention relates to a lane departure warning system, a vehicle having a lane keeping assistance system of the same kind, and a method for the transverse control of a vehicle.
  • Lane keeping systems are known in the art. Simple lane keeping systems generate, for example, haptic signals on the steering wheel when the vehicle threatens to leave a current traffic lane. Thus, the driver can correct the lateral control of the vehicle by appropriate steering inputs. More complex lane keeping systems are
  • a given trajectory for example a lane, a predetermined lane change, a predetermined entry or exit.
  • lane keeping systems are based essentially on the detection and evaluation of optical environment data, in particular road markings.
  • the lane markings may not be recognizable because of pollution, snow cover, or other environmental influences (eg dense fog).
  • the object of the invention is to provide an improved lane keeping assistance system.
  • a first aspect of the invention relates to a lane keeping assistance system for a vehicle.
  • Provision of a desired trajectory ST (t) of the vehicle in the road traffic network a second interface for providing georeferenced position data P 0 RJ, POLJ of objects OR, a right-hand boundary and georeferenced
  • Position data of objects OL, a left lane boundary, and of 2D or 3D Radar signatures RSORJ and RSou of these objects OR ,, OL ,, for the road section of the road network traveled by the vehicle, wherein the georeferenced position data P 0 RJ, POLJ have a position accuracy ⁇ 2, where: ⁇ 2 ⁇ 1, i 1, 2, 3 a radar system for scanning a right and a left side environment of the vehicle to determine distances D 0 R ZU objects present on the right side of the vehicle and their radar signatures RS 0 R, and of distances D 0 i_ to left side of the vehicle existing objects OL and their radar signatures RSOL, an evaluation unit, based on the first position P1 (t), the data provided: P 0 RJ, POLJ, RSORJ and RSOLJ and the data obtained: D 0 R, RSOR, D 0 i_, RSOL, first an identification of the determined objects OR and OL as objects OR ,
  • Positioning accuracy ⁇ 2 and a control device for lateral control of the vehicle, with the transverse control of the vehicle taking into account the
  • Target trajectory ST (t) and the position P2 (t) takes place.
  • the first means is advantageously designed for determining the position P1 (t) on the basis of data from a satellite navigation system, or on the basis of optical environment data of the vehicle, or on the basis of radar data, or based on dead reckoning data, or a combination thereof.
  • the first means comprises a GPS, Galileo and / or GLONASS receiving unit.
  • the position P1 (t) is with a
  • Position accuracy ⁇ 1: P1 (t) P1 (t) ⁇ ⁇ 1 determined, which, for example, in a GPS-based navigation system in a range between 5 and 150 m can vary. This position accuracy is not sufficient in particular for autonomous vehicle operation.
  • the desired trajectory ST (t) of the vehicle is advantageously provided via the first interface by a navigation system or a central system of the vehicle or by an external central traffic control center (for example a central server to which the vehicle is connected for data exchange).
  • the setpoint trajectory ST (t) depends on the time t and indicates the setpoint travel path ahead of the vehicle, preferably in georeferenced coordinates.
  • other reference systems are conceivable.
  • a setpoint trajectory ST (t k ) specified for a time step t k can be provided in modified form via the first interface for a coming time step t k + 1 , in order, for example, to have a time-varying traffic situation, the time-varying position P1 (t). and / or P2 (t) of the vehicle, also in relation to surrounding objects time-varying vehicle condition (eg, energy supply), a given new destination, etc. to be considered.
  • a target trajectory ST (t) can be changed in particular due to the behavior of other road users and suddenly occurring unknown obstacles. How a target trajectory ST (t) is changed is not the subject of the present application. Rather, it is assumed here that a setpoint trajectory ST of a preceding setpoint driving route for the vehicle is provided at each time t or for each time step t k .
  • the georeferenced position data P 0 RJ, POLJ of objects OR, OL, and the associated 2D or 3D radar signatures RSORJ and RSOLJ of these objects OR, OL ,, for the vehicle, in particular the one ahead, are used via the second interface Section of the road network, advantageous from one
  • the provision of the data P 0 RJ, POLJ, RSORJ and RSOLJ from the external central server has the particular advantage that the central server acts as a central database, which is easier to update than a plurality of storage units in vehicles.
  • the georeferenced position data P 0 RJ, POLJ provided via the second interface advantageously have a position accuracy ⁇ 2 of ⁇ 0.5 m or ⁇ 0.4 m or ⁇ 0.3 m or ⁇ 0.25 m or ⁇ 0.20 m or ⁇ 0, 15 m or 0, 10 m or ⁇ 0.05 m.
  • the radar system determines the distances D 0 R / DOL ZU OR / OL and the radar signatures RSOR / RSOL available to the right / left of the vehicle.
  • the distances D 0 R, D 0 L advantageously indicate the horizontal distance of the objects OR, OL relative to a longitudinal axis of the vehicle.
  • the radar system advantageously enables the determination of the distances D 0 R / D 0 L with an accuracy of ⁇ 0.4 m, or ⁇ 0.3 m, or ⁇ 0.25 m, or ⁇ 0.20 m, or ⁇ 0.15 m, or ⁇ 0, 10 m, or ⁇ 0.05 m.
  • Radar system also advantageously allows the detection of radar signatures RSOR / RSOL as 2D or 3D radar signatures.
  • an associated 2D or 3D radar signature RSORJ / RSOLJ is known in addition to the georeferenced position data P 0 RJ, POLJ, so that the data acquired by the radar system and the data are compared via a comparison Data provided via the second interface, an identification of the detected by the radar system objects OR / OL as each one of the objects OR ,, OL, is possible.
  • This identification is carried out by the evaluation unit. It is based on the first Position P1 (t), the data provided: P 0 RJ, POLJ, RSORJ and RSOLJ and the data obtained: D 0 R, RSOR, D 0 L, RSOL, first determines whether the determined
  • Radar signatures RSOR, RSOL can be uniquely assigned to the provided data. If such a unique assignment has been determined, the objects OL OR are considered objects OR, OL, identified.
  • Position accuracy ⁇ 2 has. This one dimension (direction) is defined by the vector of the respectively determined horizontal distance between the vehicle and the respective object OR / OL. In a coordinate system of the vehicle, in which in
  • the position P2 (t) of the vehicle can therefore be specified at least along the y-axis with a position accuracy ⁇ 2.
  • the position P2 (t) is only determined if at least one lateral object OR or OL could be uniquely identified. Since the objects OR / OL are arranged partially irregular in the lateral environment of the traveled road section, the position is typically determined not continuously but punctually.
  • the identification of the objects OL OR as objects OR ,, OL in the evaluation unit a plausibility check, in the probabilities W (OR), W (OL) of a unique identification of objects OR, OL as in each case one of the objects OR ,, OL, based on the determined radar signatures RSOR and RSOL, the provided radar signatures RSORJ and RSOLJ and the position P1 (t) are determined.
  • the second position P2 (t) only those detected objects OR, OL are used whose probabilities W (OR), W (OL) are above a predetermined limit value G1.
  • a warning signal WARN is generated.
  • the generated warning signal WARN is advantageous for identifying unidentified or unidentified objects OR, OL used, which are stored in a data log of the evaluation.
  • This plausibility check can be used to detect, in particular, whether there was a clear view of the lateral surroundings of the vehicle or of the roadway, or whether the lateral surroundings are obscured by, for example, other vehicles moving laterally next to the vehicle.
  • the probabilities W (OR), W (OL) are below the limit G1, since the determined radar signatures and the determined distances of a vehicle traveling on a neighboring lane are slightly different from the limit values G1
  • data dependent on the current position P1 (t) / P2 (t) and the direction of travel of the vehicle are provided via the second interface for the road section traveled by the vehicle, in particular the road section ahead.
  • the second interface only currently relevant data are provided via the second interface, so that the number of radar signature comparisons with eligible objects OR ,, OL, limited, and thus in the evaluation required computation times are reduced.
  • the transverse control of the vehicle is advantageously carried out autonomously, i. without steering intervention of the driver.
  • the longitudinal control of the vehicle is preferably carried out under Nutzug known vehicle longitudinal control systems.
  • the proposed lane keeping assistance system can be advantageously deactivated by the driver, preferably by a manual input or a voice input.
  • the transverse control is advantageously automatically deactivated if a system fault was detected, for example by a defect in one of the parts of the proposed lane keeping assistance system or in unusable measurement data of the radar system over a predefinable period of time.
  • the transverse control of the vehicle is based on an additional
  • Lane markings, curbs, etc. are advantageous for verifying the data determined by the radar system and / or if these known systems allow their own determination of a geo-referenced position of the vehicle in the determination the position P2 (t) taken into account.
  • the objects OR ,, OL are advantageously fixedly arranged, for example, guard rails, crash barrier vertical beams, curbs, concrete deflectors, masts, metal fences, noise barriers, Side walls or radar reflectors, retroreflectors, corner reflectors, traffic pole masts, gantries, emergency telephones.
  • Such objects each have specific 2D / 3D radar signatures that are detectable and identifiable by the radar system of the vehicle.
  • the provided radar signatures RSORJ, RSOLJ of the objects OR ,, OL generated on the basis of radar signatures, which were detected by means of an aircraft-borne or a satellite-borne sensor in plan view of the earth's surface and then converted into horizontally detectable radar signatures.
  • Aircraft-borne or satellite-borne radar sensors allow the detection of a road network of a country in a short time, depending on the size, for example, within a day.
  • a high-frequency update of the corresponding radar targets of the lateral environment of roadways can be ensured.
  • Warning signal WARN is generated, the evaluation unit for these time steps t k determined a position P2 '(t k ), for which applies:
  • data are provided via a third interface, which enable an optical and / or ultrasound characterization of the objects OR ,, OL.
  • the vehicle advantageously has an optical system OPT and / or an ultrasound system US, with which the right and the left lateral surroundings of the vehicle can be scanned, and with the corresponding distances D RO R, OPT, D R O , US CLOSED to the right of the vehicle existing objects OR and corresponding distances D L , OR, OPT, D L , OR, US to the left side of the vehicle existing objects OL can be determined.
  • the optical system OPT and / or the ultrasound system US is advantageously designed to be based on the optical data or ultrasound data acquired by the respective system identify the detected objects as objects OR, or OL ,,, respectively.
  • the evaluation unit advantageously takes into account the determined distances D R , O R, OPT, D R , O R, US, D L , OR, OPT, D L , OR, US for determining the second position P2 (t) respectively identified objects OR ,, OL ,.
  • the objects OR and OL detected by the radar system are thus first verified by means of an optical system OPT and / or an ultrasound system US.
  • a refinement of the lane keeping assistance system is characterized in that it is transmitted to a central station that objects OR and / or OL were determined with the radar system at positions P1 (t) or P2 (t), which are not objects OR, and / or OL , are identifiable and / or that with the radar system at positions P1 (t) or P2 (t) no objects OR and / or OL were determined, but which should be present as objects OR, and / or OL.
  • the central office is advantageously the point that provides the geo-referenced position data P 0 RJ, POLJ of objects OR, and OL, as well as associated 2D or 3D radar signatures RSORJ and RSou to the vehicle via the second interface.
  • the lane-keeping assistance system is automatically automated to the
  • the radar system has a plurality of laterally scanning radar sensors, which are arranged distributed laterally of the vehicle along the vehicle longitudinal axis. Shadowing or obscuring a free radar view of the objects can be partially compensated. For example, when the vehicle is traveling in a middle lane, the side radar view in the front area of the vehicle may be obscured by another laterally preceding vehicle. In this case, radar sensors located in the rear side of the vehicle may still have a free lateral radar view.
  • a refinement of the lane keeping assistance system is characterized in that the evaluation unit for identifying the objects OR and OL detected by the radar system as objects OR ,, OL, with a counter Z L the number ANZ 0 i_ of the objects OL detected on the left side, and with a Counter Z R the number ANZ 0 R of the side right detected objects OR detected, the sizes ANZ 0 i_ and ANZ 0 R in determining the
  • Vehicle position P2 (t) are taken into account. This is advantageous for estimating a longitudinal position on the section of road traveled by the vehicle, in particular in the case of a plurality of identical ones adjacent to the current roadway Radar targets OL, OR (eg guard rail mountings).
  • the count is restarted when one of the objects detected by the radar system has been uniquely identified.
  • Another aspect of the invention relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, with a lane keeping assistance system, as described above.
  • Another aspect of the invention relates to a method for the transverse control of a
  • Road network providing georeferenced position data P 0 RJ, POLJ of objects OR, a right lane boundary and georeferenced ones
  • Position data of objects OL, a left-hand lane boundary, and of 2D or SD radar signatures RSORJ and RSOLJ of these objects OR, OL ,, for the road section of the road network traveled by the vehicle, the georeferenced position data P 0 RJ, POLJ a position accuracy ⁇ 2 of ⁇ 0, 15 m, where: ⁇ 2 ⁇ 1, i 1, 2, 3, by means of a radar system scanning a right and a left side environment of the vehicle to determine distances D 0 R ZU laterally right of the vehicle existing objects OR and their radar signatures RSOR, and of distances D 0 i_ to objects OL to the left of the vehicle and their radar signatures RSOL, based on the first position P 1 (t),
  • Position accuracy at least in one dimension has the position accuracy .DELTA. ⁇ 2, and performing the lateral control of the vehicle taking into account the target trajectory ST (t) and the position P2 (t).
  • the object of the invention is further achieved by a computer system having a data processing device, wherein the data processing device is configured such that a method as described above, on the
  • Data processing device is executed.
  • the object of the invention is achieved by a digital storage medium with electronically readable control signals, wherein the control signals can interact with a programmable computer system so that a method as described above, is performed.
  • the object of the invention is achieved by a computer program product with program code stored on a machine-readable carrier for carrying out the method, as described above, when the program code is stored on a computer
  • Data processing device is executed.
  • the invention relates to a computer program with program codes for carrying out the method, as described above, when the program runs on a data processing device. This can be the
  • Data processing device may be configured as any known from the prior art computer system.
  • Fig. 1 is a schematic structure of an inventive
  • Fig. 2 is a schematic flowchart of a method according to the invention.
  • Fig. 1 shows a schematic structure of an inventive
  • FIG. 2 shows a schematic flow chart of a method according to the invention for the transverse control of a vehicle.
  • the method comprises the following steps.
  • a target trajectory ST (t) of the vehicle is provided in the road network.
  • a step 203 georeferenced position data P 0 RJ, POLJ of objects OR, a right-hand one are provided
  • a scanning of a right and a left side environment of the vehicle to determine distances D 0 R ZU objects present on the right side of the vehicle and their radar signatures RSOR, and of distances D 0 L ZU side of the vehicle
  • a step 205 based on the first position P1 (t), the data provided: P 0 RJ, POLJ, RSORJ and RSOLJ and the data obtained: D 0 R, RSOR, D 0 L , RSOL, a determination of a second position P2 (t) of the vehicle whose positional accuracy at least in one dimension
  • Position accuracy ⁇ 2 has.
  • the transverse control of the vehicle takes place taking into account the desired trajectory ST (t) and the position P2 (t).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
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  • Automation & Control Theory (AREA)
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  • Mathematical Physics (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

The invention relates to a lane keeping assistance system for a vehicle, comprising: a means (101) for detecting a current first position P1 (t) of the vehicle in a road traffic network having a position accuracy ∆P1: P1(t) = P1(t) ± ∆P1, a first interface (102) for providing a target trajectory ST(t) of the vehicle in the road traffic network, a second interface (103) for providing georeferenced position data POR,i, POL,i of objects ORi of a right traffic lane boundary and georeferenced position data of objects OLi of a left traffic lane boundary, and of 2D or 3D radar signatures RSOR,i and RSOL,i of these objects ORi, OLi, for the route section of the road traffic network being traveled by the vehicle. The georeferenced position data POR,i, POL,i have a position accuracy ∆P2, wherein ∆P2 < ∆P1, i = 1, 2, 3, ….The invention further comprises a radar system (104) for scanning a right and a left lateral environment of the vehicle for detecting distances DOR to objects OR present laterally to the right of the vehicle and the radar signatures RSOR thereof, and distances DOL to objects OL present laterally to the left of the vehicle and the radar signatures RSOL thereof, an evaluation unit (105), by way of which initially, based on the first position P1(t), the provided data POR,i, POL,i, RSOR,i and RSOL,i, and the detected data DOR, RSOR, DOL, RSOL, an identification of the detected objects OR and OL as ORi, OLi takes place, and based thereupon, a second position P2(t) of the vehicle is detected, the position accuracy of which has a position precision ∆P2, at least in one dimension, and a control device (106) for the transverse control of the vehicle, by way of which the transverse control of the vehicle is done, taking into account the target trajectory ST(t) and the position P2(t).

Description

Spurhalteassistenzsystem  Lane departure warning system
Die Erfindung betrifft ein Spurhalteassistenzsystem, ein Fahrzeug mit einem ebensolchen Spurhalteassistenzsystem, sowie ein Verfahren zur Querregelung eines Fahrzeugs. The invention relates to a lane departure warning system, a vehicle having a lane keeping assistance system of the same kind, and a method for the transverse control of a vehicle.
Spurhaltesysteme sind im Stand der Technik bekannt. Einfache Spurhaltesysteme erzeugen bspw. haptische Signale am Lenkrad, wenn das Fahrzeug droht, eine aktuelle Fahrspur zu verlassen. Somit kann der Fahrer die Quersteuerung des Fahrzeugs durch entsprechende Lenkeingaben korrigieren. Komplexere Spurhaltesysteme sind Lane keeping systems are known in the art. Simple lane keeping systems generate, for example, haptic signals on the steering wheel when the vehicle threatens to leave a current traffic lane. Thus, the driver can correct the lateral control of the vehicle by appropriate steering inputs. More complex lane keeping systems are
insbesondere Systeme zur autonomen Querregelung des Fahrzeugs und dienen dazu, die Fahrzeuge auf einer vorgegebenen Trajektorie, bspw. einer Fahrspur, einem vorgegebenen Spurwechsel, einer vorgegebenen Ein- oder Ausfahrt etc. autonom zu führen. in particular systems for the autonomous lateral control of the vehicle and serve to guide the vehicles autonomously on a given trajectory, for example a lane, a predetermined lane change, a predetermined entry or exit.
Bekannte Spurhaltesysteme basieren im Wesentlichen auf der Erfassung und Auswertung von optischen Umgebungsdaten, hier insbesondere von Fahrbahnmarkierungen. Die Fahrbahnmarkierungen können jedoch wegen Verschmutzung, Schneebedeckung, oder anderen Umwelteinflüssen (bspw. dichtem Nebel) nicht erkennbar sein. Known lane keeping systems are based essentially on the detection and evaluation of optical environment data, in particular road markings. However, the lane markings may not be recognizable because of pollution, snow cover, or other environmental influences (eg dense fog).
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Spurhalteassistenzsystem anzugeben. The object of the invention is to provide an improved lane keeping assistance system.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind. The invention results from the features of the independent claims. Advantageous developments and refinements are the subject of the dependent claims. Other features, applications and advantages of the invention will become apparent from the following description, as well as the explanation of embodiments of the invention, which are illustrated in the figures.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Spurhalteassistenzsystem für ein Fahrzeug. Das vorgeschlagene Spurhalteassistenzsystem umfasst: ein erstes Mittel zur Ermittlung einer aktuellen ersten Position P1 (t) des Fahrzeugs in einem Straßenverkehrsnetz mit einer Positionsgenauigkeit ΔΡ1 : P1 (t) = P1 (t) ± ΔΡ1 , eine erste Schnittstelle zur A first aspect of the invention relates to a lane keeping assistance system for a vehicle. The proposed lane keeping assistance system comprises: a first means for determining a current first position P1 (t) of the vehicle in a road network with a position accuracy ΔΡ1: P1 (t) = P1 (t) ± ΔΡ1, a first interface to
Bereitstellung einer Solltrajektorie ST(t) des Fahrzeugs im Straßen Verkehrsnetz, eine zweite Schnittstelle zur Bereitstellung von georeferenzierten Positionsdaten P0RJ, POLJ von Objekten OR, einer rechten Fahrbahnbegrenzung und von georeferenzierten Provision of a desired trajectory ST (t) of the vehicle in the road traffic network, a second interface for providing georeferenced position data P 0 RJ, POLJ of objects OR, a right-hand boundary and georeferenced
Positionsdaten von Objekten OL, einer linken Fahrbahnbegrenzung, und von 2D- oder 3D- Radarsignaturen RSORJ und RSou dieser Objekte OR,, OL,, für den vom Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitt des Straßenverkehrsnetzes, wobei die georeferenzierten Positionsdaten P0RJ, POLJ eine Positionsgenauigkeit ΔΡ2 aufweisen, wobei gilt: ΔΡ2 < ΔΡ1 , i = 1 , 2, 3, ein Radarsystem zur Abtastung einer rechten und einer linken seitlichen Umgebung des Fahrzeugs zur Ermittlung von Distanzen D0R ZU seitlich rechts des Fahrzeugs vorhandenen Objekten OR und deren Radarsignaturen RS0R, und von Distanzen D0i_ zu seitlich links des Fahrzeugs vorhandenen Objekten OL und deren Radarsignaturen RSOL, eine Auswerteeinheit, mit der basierend auf der ersten Position P1 (t), den bereitgestellten Daten: P0RJ, POLJ, RSORJ und RSOLJ und den ermittelten Daten: D0R, RSOR, D0i_, RSOL, zunächst eine Identifikation der ermittelten Objekte OR und OL als Objekte OR,, OL, erfolgt und darauf basierend eine zweite Position P2(t) des Fahrzeugs ermittelt wird, deren Positionsgenauigkeit zumindest in einer Dimension die Position data of objects OL, a left lane boundary, and of 2D or 3D Radar signatures RSORJ and RSou of these objects OR ,, OL ,, for the road section of the road network traveled by the vehicle, wherein the georeferenced position data P 0 RJ, POLJ have a position accuracy ΔΡ 2, where: ΔΡ 2 <ΔΡ 1, i = 1, 2, 3 a radar system for scanning a right and a left side environment of the vehicle to determine distances D 0 R ZU objects present on the right side of the vehicle and their radar signatures RS 0 R, and of distances D 0 i_ to left side of the vehicle existing objects OL and their radar signatures RSOL, an evaluation unit, based on the first position P1 (t), the data provided: P 0 RJ, POLJ, RSORJ and RSOLJ and the data obtained: D 0 R, RSOR, D 0 i_, RSOL, first an identification of the determined objects OR and OL as objects OR ,, OL, takes place and based on this, a second position P2 (t) of the vehicle is determined whose position accuracy is at least t in one dimension the
Positionsgenauigkeit ΔΡ2 aufweist, und eine Reglereinrichtung zur Querregelung des Fahrzeugs, mit der die Querregelung des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Positioning accuracy ΔΡ2, and a control device for lateral control of the vehicle, with the transverse control of the vehicle taking into account the
Solltrajektorie ST(t) und der Position P2(t) erfolgt. Target trajectory ST (t) and the position P2 (t) takes place.
Das erste Mittel ist vorteilhaft zur Ermittlung der Position P1 (t) auf Basis von Daten eines Satelliten-Navigationssystems, oder auf Basis von optischen Umgebungsdaten des Fahrzeugs, oder auf Basis von Radardaten, oder auf Basis von Koppelnavigationsdaten, oder einer Kombination daraus ausgebildet. Vorteilhaft umfasst das erste Mittel eine GPS- , Galileo und oder GLONASS-Empfangseinheit. Die Position P1 (t) wird mit einer The first means is advantageously designed for determining the position P1 (t) on the basis of data from a satellite navigation system, or on the basis of optical environment data of the vehicle, or on the basis of radar data, or based on dead reckoning data, or a combination thereof. Advantageously, the first means comprises a GPS, Galileo and / or GLONASS receiving unit. The position P1 (t) is with a
Positionsgenauigkeit ΔΡ1 : P1 (t) = P1 (t) ± ΔΡ1 ermittelt, die bspw. bei einem GPS basierten Navigationssystem in einem Bereich zwischen 5 und 150 m schwanken kann. Diese Positionsgenauigkeit ist insbesondere für einen autonomen Fahrzeugbetrieb nicht ausreichend. Position accuracy ΔΡ1: P1 (t) = P1 (t) ± ΔΡ1 determined, which, for example, in a GPS-based navigation system in a range between 5 and 150 m can vary. This position accuracy is not sufficient in particular for autonomous vehicle operation.
Über die erste Schnittstelle wird die Solltrajektorie ST(t) des Fahrzeugs vorteilhaft von einem Navigationssystem oder einem Zentralsystem des Fahrzeugs oder von einer externen zentralen Verkehrs-Leitstelle, (bspw. einem Zentralserver mit dem das Fahrzeug zum Datenaustausch verbunden ist) bereitgestellt. Die Solltrajektorie ST(t) hängt von der Zeit t ab und gibt den dem Fahrzeug voraus liegenden Soll-Fahrweg, vorzugsweise in georeferenzierten Koordinaten, an. Natürlich sind auch andere Referenzsysteme denkbar. The desired trajectory ST (t) of the vehicle is advantageously provided via the first interface by a navigation system or a central system of the vehicle or by an external central traffic control center (for example a central server to which the vehicle is connected for data exchange). The setpoint trajectory ST (t) depends on the time t and indicates the setpoint travel path ahead of the vehicle, preferably in georeferenced coordinates. Of course, other reference systems are conceivable.
Eine für einen Zeitschritt tk vorgegebene Solltrajektorie ST(tk) kann für einen kommenden Zeitschritt tk+1 über die erste Schnittstelle in geänderter Form bereitgestellt werden, um bspw. eine sich zeitlich ändernde Verkehrssituation, die sich zeitlich ändernde Position P1 (t) und/oder P2(t) des Fahrzeugs, auch in Relation zu Umgebungsobjekten, einen sich zeitlich ändernden Fahrzeugzustand (bspw. Energievorrat), ein vorgegebenes neues Fahrziel, etc. zu berücksichtigen. Eine Solltrajektorie ST(t) kann insbesondere aufgrund des Verhaltens anderer Verkehrsteilnehmer und plötzlich auftretender unbekannter Hindernisse geändert werden. Wie eine Solltrajektorie ST(t) geändert wird, ist nicht Gegenstand der vorliegenden Anmeldung. Hier wird vielmehr davon ausgegangen, dass zu jeder Zeit t bzw. für jeden Zeitschritt tk eine Solltrajektorie ST einer vorausliegenden Soll-Fahrtroute für das Fahrzeug bereitgestellt ist. A setpoint trajectory ST (t k ) specified for a time step t k can be provided in modified form via the first interface for a coming time step t k + 1 , in order, for example, to have a time-varying traffic situation, the time-varying position P1 (t). and / or P2 (t) of the vehicle, also in relation to surrounding objects time-varying vehicle condition (eg, energy supply), a given new destination, etc. to be considered. A target trajectory ST (t) can be changed in particular due to the behavior of other road users and suddenly occurring unknown obstacles. How a target trajectory ST (t) is changed is not the subject of the present application. Rather, it is assumed here that a setpoint trajectory ST of a preceding setpoint driving route for the vehicle is provided at each time t or for each time step t k .
Über die zweite Schnittstelle werden die georeferenzierten Positionsdaten P0RJ, POLJ von Objekten OR,, OL, und die zugehörigen 2D- oder 3D-Radarsignaturen RSORJ und RSOLJ dieser Objekte OR,, OL,, für den vom Fahrzeug befahrenen, insbesondere dem voraus liegenden Streckenabschnitt des Straßenverkehrsnetzes, vorteilhaft von einer The georeferenced position data P 0 RJ, POLJ of objects OR, OL, and the associated 2D or 3D radar signatures RSORJ and RSOLJ of these objects OR, OL ,, for the vehicle, in particular the one ahead, are used via the second interface Section of the road network, advantageous from one
Speichereinheit im Fahrzeug oder von einem externen Zentralserver bereitgestellt. Das Bereitstellen der Daten P0RJ, POLJ, RSORJ und RSOLJ von dem externen Zentralserver hat insbesondere den Vorteil, dass der Zentralserver als zentrale Datenbank fungiert, die einfacher aktualisierbar ist als eine Vielzahl von Speichereinheiten in Fahrzeugen. Die über die zweite Schnittstelle bereitgestellten georeferenzierten Positionsdaten P0RJ, POLJ besitzen vorteilhaft eine Positionsgenauigkeit ΔΡ2 von < 0,5 m oder < 0,4 m oder < 0,3 m oder < 0,25 m oder < 0,20 m oder < 0, 15 m oder 0, 10 m oder < 0,05 m. Storage unit in the vehicle or provided by an external central server. The provision of the data P 0 RJ, POLJ, RSORJ and RSOLJ from the external central server has the particular advantage that the central server acts as a central database, which is easier to update than a plurality of storage units in vehicles. The georeferenced position data P 0 RJ, POLJ provided via the second interface advantageously have a position accuracy ΔΡ2 of <0.5 m or <0.4 m or <0.3 m or <0.25 m or <0.20 m or < 0, 15 m or 0, 10 m or <0.05 m.
Mit dem Radarsystem werden die Distanzen D0R / DOL ZU seitlich rechts / links des Fahrzeugs vorhandenen Objekten OR / OL und deren Radarsignaturen RSOR / RSOL ermittelt. Die Distanzen D0R, D0L geben vorteilhaft den horizontalen Abstand der Objekte OR, OL relativ zu einer Längsachse des Fahrzeugs an. Das Radarsystem ermöglicht die Ermittlung der Distanzen D0R / D0L vorteilhaft mit einer Genauigkeit < 0,4 m, oder < 0,3 m, oder < 0,25 m, oder < 0,20 m, oder < 0, 15 m, oder < 0, 10 m, oder < 0,05 m. Das The radar system determines the distances D 0 R / DOL ZU OR / OL and the radar signatures RSOR / RSOL available to the right / left of the vehicle. The distances D 0 R, D 0 L advantageously indicate the horizontal distance of the objects OR, OL relative to a longitudinal axis of the vehicle. The radar system advantageously enables the determination of the distances D 0 R / D 0 L with an accuracy of <0.4 m, or <0.3 m, or <0.25 m, or <0.20 m, or <0.15 m, or <0, 10 m, or <0.05 m. The
Radarsystem ermöglicht weiterhin vorteilhaft die Erfassung der Radarsignaturen RSOR / RSOL als 2D- oder 3D-Radarsignaturen. Radar system also advantageously allows the detection of radar signatures RSOR / RSOL as 2D or 3D radar signatures.
Für jedes der über die zweite Schnittstelle bereitgestellten Objekte OR, / OL, ist neben der georeferenzierten Positionsdaten P0RJ, POLJ eine zugeordnete 2D- oder 3D-Radarsignatur RSORJ / RSOLJ bekannt, so dass über einen Vergleich der mit dem Radarsystem erfassten Daten und der über die zweite Schnittstelle bereitgestellten Daten eine Identifikation der vom Radarsystem erfassten Objekte OR/OL als jeweils eines der Objekte OR,, OL, möglich ist. For each of the objects OR, / OL provided via the second interface, an associated 2D or 3D radar signature RSORJ / RSOLJ is known in addition to the georeferenced position data P 0 RJ, POLJ, so that the data acquired by the radar system and the data are compared via a comparison Data provided via the second interface, an identification of the detected by the radar system objects OR / OL as each one of the objects OR ,, OL, is possible.
Diese Identifikation erfolgt durch die Auswerteeinheit. Dabei wird basierend auf der ersten Position P1 (t), den bereitgestellten Daten: P0RJ, POLJ, RSORJ und RSOLJ und den ermittelten Daten: D0R, RSOR, D0L, RSOL, zunächst ermittelt, ob die ermittelten This identification is carried out by the evaluation unit. It is based on the first Position P1 (t), the data provided: P 0 RJ, POLJ, RSORJ and RSOLJ and the data obtained: D 0 R, RSOR, D 0 L, RSOL, first determines whether the determined
Radarsignaturen RSOR, RSOL sich den bereitgestellten Daten eindeutig zuordnen lassen. Ist eine solche eindeutige Zuordnung ermittelt, gelten die Objekte OL OR als Objekte OR,, OL, identifiziert. Radar signatures RSOR, RSOL can be uniquely assigned to the provided data. If such a unique assignment has been determined, the objects OL OR are considered objects OR, OL, identified.
Auf Basis der gemessenen seitlichen Abstände D0R, D0L ZU identifizierten Objekten OR = OR, und OL = OL, zum Fahrzeug kann nun eine zweite Position P2(t) des Fahrzeugs ermittelt werden, deren Positionsgenauigkeit zumindest in einer Dimension die On the basis of the measured lateral distances D 0 R, D 0 L ZU identified objects OR = OR, and OL = OL, to the vehicle, a second position P2 (t) of the vehicle can now be determined whose position accuracy at least in one dimension
Positionsgenauigkeit ΔΡ2 aufweist. Diese eine Dimension (Richtung) wird durch den Vektor der jeweils ermittelten horizontalen Distanz zwischen Fahrzeug und dem jeweiligen Objekt OR / OL definiert. In einem Koordinatensystem des Fahrzeugs, bei dem in Position accuracy ΔΡ2 has. This one dimension (direction) is defined by the vector of the respectively determined horizontal distance between the vehicle and the respective object OR / OL. In a coordinate system of the vehicle, in which in
Richtung der aktuellen Fahrtrichtung die x-Achse, und senkrecht dazu die y-Achse zeigt, wobei die x-y-Ebene die Horizontalebene definiert, kann die Position P2(t) des Fahrzeugs demzufolge zumindest entlang der y-Achse mit einer Positionsgenauigkeit ΔΡ2 angegeben werden. Direction of the current direction of travel, the x-axis, and perpendicular to the y-axis, wherein the x-y plane defines the horizontal plane, the position P2 (t) of the vehicle can therefore be specified at least along the y-axis with a position accuracy ΔΡ2.
Die Position P2(t) wird nur dann ermittelt, wenn zumindest ein seitliches Objekt OR oder OL eindeutig identifiziert werden konnte. Da die Objekte OR/OL teilweise unregelmäßig in der seitlichen Umgebung des befahrenen Straßenabschnitts angeordnet sind, wird die Position typischerweise nicht kontinuierlich sondern punktuell ermittelt. The position P2 (t) is only determined if at least one lateral object OR or OL could be uniquely identified. Since the objects OR / OL are arranged partially irregular in the lateral environment of the traveled road section, the position is typically determined not continuously but punctually.
Vorteilhaft erfolgt bei der Identifikation der Objekte OL OR als Objekte OR,, OL, in der Auswerteeinheit eine Plausibilitätsprüfung, bei der Wahrscheinlichkeiten W(OR), W(OL) einer eindeutigen Identifizierung von Objekten OR, OL als jeweils eines der Objekte OR,, OL, auf Basis der ermittelten Radarsignaturen RSOR und RSOL, der bereitgestellten Radarsignaturen RSORJ und RSOLJ und der Position P1 (t) ermittelt werden. Zur Ermittlung der zweiten Position P2(t) werden nur solche erfasste Objekte OR, OL verwendet, deren Wahrscheinlichkeiten W(OR), W(OL) über einem vorgegebenen Grenzwert G1 liegen. Für Objekte OR, OL, deren Wahrscheinlichkeiten W(OR), W(OL) jeweils unter dem Advantageously, in the identification of the objects OL OR as objects OR ,, OL, in the evaluation unit a plausibility check, in the probabilities W (OR), W (OL) of a unique identification of objects OR, OL as in each case one of the objects OR ,, OL, based on the determined radar signatures RSOR and RSOL, the provided radar signatures RSORJ and RSOLJ and the position P1 (t) are determined. In order to determine the second position P2 (t), only those detected objects OR, OL are used whose probabilities W (OR), W (OL) are above a predetermined limit value G1. For objects OR, OL, their probabilities W (OR), W (OL) respectively under the
vorgegebenen Grenzwert G1 liegen, wird ein Warnsignal WARN erzeugt. given limit value G1, a warning signal WARN is generated.
In dieser Weiterbildung kann somit abhängig von der Wahl des Grenzwerts G1 (bspw. G1 = 90 % Wahrscheinlichkeit) sichergestellt werden, dass die ermittelte Position P2(t) robust und zuverlässig oder weniger robust und zuverlässig ist. Das erzeugte Warnsignal WARN wird vorteilhaft zur Kennzeichnung nicht erkannter bzw. nicht identifizierter Objekte OR, OL genutzt, die in einem Datenprotokoll der Auswerteeinheit gespeichert werden. Mit dieser Plausibilitätsprüfung kann insbesondere erkannt werden, ob eine freie Sicht auf die seitliche Umgebung des Fahrzeugs bzw. der Fahrbahn vorlag, oder ob die seitliche Umgebung durch bspw. seitlich neben dem Fahrzeug fahrende andere Fahrzeuge verdeckt ist. In letzterem Fall liegen die Wahrscheinlichkeiten W(OR), W(OL) unter dem Grenzwert G1 , da die ermittelten Radarsignaturen und die ermittelten Abstände eines auf einer Nachbarspur fahrenden Fahrzeugs leicht eine Unterscheidung von den In this development, it can therefore be ensured, depending on the choice of the limit value G1 (for example G1 = 90% probability), that the determined position P2 (t) is robust and reliable or less robust and reliable. The generated warning signal WARN is advantageous for identifying unidentified or unidentified objects OR, OL used, which are stored in a data log of the evaluation. This plausibility check can be used to detect, in particular, whether there was a clear view of the lateral surroundings of the vehicle or of the roadway, or whether the lateral surroundings are obscured by, for example, other vehicles moving laterally next to the vehicle. In the latter case, the probabilities W (OR), W (OL) are below the limit G1, since the determined radar signatures and the determined distances of a vehicle traveling on a neighboring lane are slightly different from the limit values G1
bereitgestellten Objekten OR,, OL, zulässt. provided objects OR ,, OL, allows.
Vorteilhaft werden über die zweite Schnittstelle von der aktuellen Position P1 (t) / P2(t) und der Fahrtrichtung des Fahrzeugs abhängige Daten für den vom Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitt, insbesondere dem voraus liegenden Streckenabschnitt, bereitgestellt. Dadurch werden über die zweite Schnittstelle nur aktuell relevante Daten bereitgestellt, so dass die Zahl der Radarsignatur-Vergleiche mit in Betracht kommenden Objekte OR,, OL, begrenzt, und so in der Auswerteeinheit erforderlich Rechenzeiten verringert werden. Advantageously, data dependent on the current position P1 (t) / P2 (t) and the direction of travel of the vehicle are provided via the second interface for the road section traveled by the vehicle, in particular the road section ahead. As a result, only currently relevant data are provided via the second interface, so that the number of radar signature comparisons with eligible objects OR ,, OL, limited, and thus in the evaluation required computation times are reduced.
Die Querreglung des Fahrzeugs erfolgt vorteilhaft autonom, d.h. ohne Lenkeingriff des Fahrers. Die Längsregelung des Fahrzeugs erfolgt bevorzugt unter Nutzug bekannter Fahrzeug-Längsregelsysteme. Das vorgeschlagene Spurhalteassistenzsystem kann vorteilhaft vom Fahrer deaktiviert werden, bevorzugt durch eine manuelle Eingabe oder eine Spracheingabe. Weiterhin wird die Querregelung vorteilhaft automatisch deaktiviert, sofern ein Systemfehler erkannt wurde, bspw. durch einen Defekt an einem der Teile des vorgeschlagenen Spurhalteassistenzsystems oder bei unbrauchbaren Messdaten des Radarsystems über einen vorgebbaren Zeitraum hinweg. The transverse control of the vehicle is advantageously carried out autonomously, i. without steering intervention of the driver. The longitudinal control of the vehicle is preferably carried out under Nutzug known vehicle longitudinal control systems. The proposed lane keeping assistance system can be advantageously deactivated by the driver, preferably by a manual input or a voice input. Furthermore, the transverse control is advantageously automatically deactivated if a system fault was detected, for example by a defect in one of the parts of the proposed lane keeping assistance system or in unusable measurement data of the radar system over a predefinable period of time.
Vorteilhaft basiert die Querregelung des Fahrzeugs auf einer zusätzlichen Advantageously, the transverse control of the vehicle is based on an additional
Berücksichtigung von Daten bekannter Systeme zur Erfassung oder Abtastung der Fahrzeugumgebung wie bspw. optischen Systemen (bspw. zur Ermittlung von Consideration of data of known systems for detecting or scanning the vehicle environment such as optical systems (for example, to determine
Fahrbahnmarkierungen, Bordsteinen etc.), Ultraschallsystemen, Lasersystemen, LI DAR Systemen, etc. Diese Daten bekannter Systeme werden vorteilhaft zur Verifikation der vom Radarsystem ermittelten Daten und/oder sofern diese bekannten Systeme eine eigene Ermittlung einer georeferenzierten Position des Fahrzeugs erlauben, bei der Ermittlung der Position P2(t) berücksichtigt. Lane markings, curbs, etc.), ultrasound systems, laser systems, LI DAR systems, etc. These data of known systems are advantageous for verifying the data determined by the radar system and / or if these known systems allow their own determination of a geo-referenced position of the vehicle in the determination the position P2 (t) taken into account.
Die Objekte OR,, OL, sind vorteilhaft fest angeordnet bspw. Leitplanken, Leitplanken- Vertikalträger, Randsteine, Beton-Abweiser, Masten, Metallzäune, Lärmschutzwände, Seitenwände oder Radarreflektoren, Retroreflektoren, Corner-Reflektoren, Masten von Verkehrszeichen, Schilderbrücken, Notrufsäulen. Derartige Objekte weisen jeweils spezifische 2D-/3D-Radarsignaturen auf, die von dem Radarsystem des Fahrzeugs erfass- und identifizierbar sind. The objects OR ,, OL, are advantageously fixedly arranged, for example, guard rails, crash barrier vertical beams, curbs, concrete deflectors, masts, metal fences, noise barriers, Side walls or radar reflectors, retroreflectors, corner reflectors, traffic pole masts, gantries, emergency telephones. Such objects each have specific 2D / 3D radar signatures that are detectable and identifiable by the radar system of the vehicle.
Vorteilhaft sind die bereitgestellten Radarsignaturen RSORJ, RSOLJ der Objekte OR,, OL , auf Basis von Radarsignaturen erzeugt, die mittels eines flugzeuggetragenen oder eines satellitengetragenen Sensors in Aufsicht auf die Erdoberfläche erfasst und anschließend in horizontal erfassbare Radarsignaturen umgewandelt wurden. Flugzeuggetragene oder satellitengetragene Radarsensoren erlauben die Erfassung eines Straßenverkehrsnetzes eines Landes in kurzer Zeit, je nach Größe bspw. innerhalb eines Tages. Somit kann ein hochfrequentes Update der entsprechenden Radarziele der seitlichen Umgebung von Fahrbahnen gewährleistet werden. Advantageously, the provided radar signatures RSORJ, RSOLJ of the objects OR ,, OL, generated on the basis of radar signatures, which were detected by means of an aircraft-borne or a satellite-borne sensor in plan view of the earth's surface and then converted into horizontally detectable radar signatures. Aircraft-borne or satellite-borne radar sensors allow the detection of a road network of a country in a short time, depending on the size, for example, within a day. Thus, a high-frequency update of the corresponding radar targets of the lateral environment of roadways can be ensured.
Eine Weiterbildung des Spurhalteassistenzsystems zeichnet sich dadurch aus, dass, sofern die Auswerteeinheit die Position P2(t) zu einem Zeitschritt t0 ermittelt hat, und für Zeitschritte tk größer t0, mit tk = tk- + At, k = 1 , 2, und At := Zeitinkrement, das A development of the lane keeping assistance system is characterized in that, if the evaluation unit has determined the position P2 (t) at a time step t 0 , and for time steps t k is greater than t 0 , with t k = t k- + At, k = 1 , 2, and At: = time increment, the
Warnsignal WARN erzeugt wird, die Auswerteeinheit für diese Zeitschritte tk eine Position P2'(tk) ermittelt, für die gilt: Warning signal WARN is generated, the evaluation unit for these time steps t k determined a position P2 '(t k ), for which applies:
(1 ) P (tk ) = P2' (tk_, ) + PKt^ )At , und die Reglereinrichtung die Querregelung des Fahrzeugs zumindest für eine vorgegebene Zeitspanne ZS auf Basis der Position P2'(tk) durchführt. Die Zeitspanne ZS wird vorteilhaft abhängig von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs aus dem Bereich [10 s, 2 min] gewählt. Diese Weiterbildung geht davon aus, dass für alle Zeitschritte nach t0 keine (1) P (t k) = P2 '(t k _,) + PKt ^) At, and the regulator means, the lateral control of the vehicle at least for a predetermined period of time ZS based on the position P2' (t k) is carried out. The time span ZS is advantageously selected depending on the speed of the vehicle from the range [10 s, 2 min]. This development assumes that for all time steps after t 0 no
Messergebnisse vorliegen, die zu einer Ermittlung einer Position P2(t) verwendbar sind. There are measurement results that can be used to determine a position P2 (t).
Vorteilhaft werden über eine dritte Schnittstelle Daten bereitgestellt, die eine optische und/oder Ultraschall-Charakterisierung der Objekte OR,, OL, ermöglichen. Weiterhin weist das Fahrzeug vorteilhaft ein optisches System OPT und/oder ein Ultraschallsystem US auf, mit dem die rechte und die linke seitliche Umgebung des Fahrzeugs abtastbar ist, und mit dem entsprechende Distanzen DR OR,OPT, DR OR,US ZU seitlich rechts des Fahrzeugs vorhandenen Objekten OR und zu entsprechende Distanzen DL,OR,OPT, DL,OR,US ZU seitlich links des Fahrzeugs vorhandenen Objekten OL ermittelt werden können. Weiterhin ist das optische System OPT und/oder das Ultraschallsystem US vorteilhaft dazu ausgebildet, anhand der von dem jeweiligen System erfassten optischen Daten bzw. Ultraschalldaten die erfassten Objekte als Objekte OR, bzw. OL,, zu identifizieren. In dieser Weiterbildung berücksichtigt die Auswerteeinheit zur Ermittlung der zweiten Position P2(t) vorteilhaft die ermittelten Distanzen DR,0R,OPT, DR,0R,US, DL,OR,OPT, DL,OR,US ZU den jeweils identifizierten Objekten OR,, OL,. In dieser Weiterbildung werden somit die vom Radarsystem erkannten Objekte OR, und OL, zunächst mittels eines optischen Systems OPT und/oder einem Ultraschallsystem US verifiziert. Advantageously, data are provided via a third interface, which enable an optical and / or ultrasound characterization of the objects OR ,, OL. Furthermore, the vehicle advantageously has an optical system OPT and / or an ultrasound system US, with which the right and the left lateral surroundings of the vehicle can be scanned, and with the corresponding distances D RO R, OPT, D R O , US CLOSED to the right of the vehicle existing objects OR and corresponding distances D L , OR, OPT, D L , OR, US to the left side of the vehicle existing objects OL can be determined. Furthermore, the optical system OPT and / or the ultrasound system US is advantageously designed to be based on the optical data or ultrasound data acquired by the respective system identify the detected objects as objects OR, or OL ,,,, respectively. In this development, the evaluation unit advantageously takes into account the determined distances D R , O R, OPT, D R , O R, US, D L , OR, OPT, D L , OR, US for determining the second position P2 (t) respectively identified objects OR ,, OL ,. In this development, the objects OR and OL detected by the radar system are thus first verified by means of an optical system OPT and / or an ultrasound system US.
Eine Weiterbildung des Spurhalteassistenzsystems zeichnet sich dadurch aus, dass an eine Zentralstelle übermittelt wird, dass mit dem Radarsystem an Positionen P1 (t) oder P2(t) Objekte OR und/oder OL ermittelt wurden, die nicht als Objekte OR, und/oder OL, identifizierbar sind und/oder dass mit dem Radarsystem an Positionen P1 (t) oder P2(t) keine Objekte OR und/oder OL ermittelt wurden, die aber als Objekte OR, und/oder OL, vorhanden sein sollten. Die Zentralstelle ist vorteilhaft diejenige Stelle, die über die zweite Schnittstelle die georeferenzierten Positionsdaten P0RJ, POLJ von Objekten OR, und OL, sowie zugeordnete 2D- oder 3D-Radarsignaturen RSORJ und RSou an das Fahrzeug bereitstellt. Diese Weiterbildung erlaubt eine Aktualisierung dieser vorgenannten Daten, bei der Änderungen im Straßenverkehrsnetz durch Fahrzeuge mit einem A refinement of the lane keeping assistance system is characterized in that it is transmitted to a central station that objects OR and / or OL were determined with the radar system at positions P1 (t) or P2 (t), which are not objects OR, and / or OL , are identifiable and / or that with the radar system at positions P1 (t) or P2 (t) no objects OR and / or OL were determined, but which should be present as objects OR, and / or OL. The central office is advantageously the point that provides the geo-referenced position data P 0 RJ, POLJ of objects OR, and OL, as well as associated 2D or 3D radar signatures RSORJ and RSou to the vehicle via the second interface. This development allows an update of these aforementioned data, in the changes in the road network by vehicles with a
erfindungsgemäßen Spurhalteassistenzsystem vorteilhaft automatisiert an die Advantageously, according to the invention, the lane-keeping assistance system is automatically automated to the
Zentralstelle gemeldet werden. Central office.
Vorteilhaft verfügt das Radarsystem über mehrere seitlich scannende Radarsensoren, die jeweils seitlich des Fahrzeugs entlang der Fahrzeuglängsachse verteilt angeordnet sind. So können Abschattungen oder ein Verdecken einer freien Radarsicht auf die Objekte teilweise kompensiert werden. Beispielsweise kann, wenn das Fahrzeug auf einer mittleren Fahrspur fährt, die seitliche Radarsicht im vorderen Bereich des Fahrzeugs durch ein anderes seitlich voraus fahrendes Fahrzeug verdeckt sein. In diesem Fall können Radarsensoren, die im seitlich hinteren Teil des Fahrzeugs angeordnet sind, dennoch eine freie seitliche Radarsicht haben. Advantageously, the radar system has a plurality of laterally scanning radar sensors, which are arranged distributed laterally of the vehicle along the vehicle longitudinal axis. Shadowing or obscuring a free radar view of the objects can be partially compensated. For example, when the vehicle is traveling in a middle lane, the side radar view in the front area of the vehicle may be obscured by another laterally preceding vehicle. In this case, radar sensors located in the rear side of the vehicle may still have a free lateral radar view.
Eine Weiterbildung des Spurhalteassistenzsystems zeichnet sich dadurch aus, dass die Auswerteeinheit zur Identifikation der mit dem Radarsystem erfassten Objekte OR und OL als Objekte OR,, OL, mit einem Zähler ZL die Anzahl ANZ0i_ der seitlich links erfassten Objekte OL, und mit einem Zähler ZR die Anzahl ANZ0R der seitlich rechts erfassten Objekte OR erfasst, wobei die Größen ANZ0i_ und ANZ0R bei der Ermittlung der A refinement of the lane keeping assistance system is characterized in that the evaluation unit for identifying the objects OR and OL detected by the radar system as objects OR ,, OL, with a counter Z L the number ANZ 0 i_ of the objects OL detected on the left side, and with a Counter Z R the number ANZ 0 R of the side right detected objects OR detected, the sizes ANZ 0 i_ and ANZ 0 R in determining the
Fahrzeugposition P2(t) berücksichtigt werden. Dies dient vorteilhaft zur Abschätzung einer Längsposition auf dem vom Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitt, insbesondere bei mehreren neben der aktuellen Fahrbahn benachbart angeordneten gleichartigen Radarzielen OL, OR (bspw. Leitplankenhaltterungen). Vorteilhaft wird die Zählung neu gestartet, wenn eines der vom Radarsystem erfassten Objekte eindeutig identifiziert wurde. Vehicle position P2 (t) are taken into account. This is advantageous for estimating a longitudinal position on the section of road traveled by the vehicle, in particular in the case of a plurality of identical ones adjacent to the current roadway Radar targets OL, OR (eg guard rail mountings). Advantageously, the count is restarted when one of the objects detected by the radar system has been uniquely identified.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit einem Spurhalteassistenzsystem, wie vorstehend beschrieben. Another aspect of the invention relates to a vehicle, in particular a motor vehicle, with a lane keeping assistance system, as described above.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Querregelung eines Another aspect of the invention relates to a method for the transverse control of a
Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst die Schritte: Ermitteln einer aktuellen ersten Position P1 (t) des Fahrzeugs in einem Straßenverkehrsnetz mit einer Positionsgenauigkeit ΔΡ1 : P1 (t) = P1 (t) ± ΔΡ1 , Bereitstellen einer Solltrajektorie ST(t) des Fahrzeugs im Vehicle. The method comprises the steps of determining a current first position P1 (t) of the vehicle in a road network with a position accuracy ΔΡ1: P1 (t) = P1 (t) ± ΔΡ1, providing a target trajectory ST (t) of the vehicle in FIG
Straßenverkehrsnetz, Bereitstellen von georeferenzierten Positionsdaten P0RJ, POLJ von Objekten OR, einer rechten Fahrbahnbegrenzung und von georeferenzierten Road network, providing georeferenced position data P 0 RJ, POLJ of objects OR, a right lane boundary and georeferenced ones
Positionsdaten von Objekten OL, einer linken Fahrbahnbegrenzung, und von 2D- oder SD- Radarsignaturen RSORJ und RSOLJ dieser Objekte OR,, OL,, für den vom Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitt des Straßenverkehrsnetzes, wobei die georeferenzierten Positionsdaten P0RJ, POLJ eine Positionsgenauigkeit ΔΡ2 von < 0, 15 m aufweisen, wobei gilt: ΔΡ2 < ΔΡ1 , i = 1 , 2, 3, mittels eines Radarsystems Abtasten einer rechten und einer linken seitlichen Umgebung des Fahrzeugs zur Ermittlung von Distanzen D0R ZU seitlich rechts des Fahrzeugs vorhandenen Objekten OR und deren Radarsignaturen RSOR, und von Distanzen D0i_ zu seitlich links des Fahrzeugs vorhandenen Objekten OL und deren Radarsignaturen RSOL, basierend auf der ersten Position P1 (t), den Position data of objects OL, a left-hand lane boundary, and of 2D or SD radar signatures RSORJ and RSOLJ of these objects OR, OL ,, for the road section of the road network traveled by the vehicle, the georeferenced position data P 0 RJ, POLJ a position accuracy ΔΡ2 of <0, 15 m, where: ΔΡ2 <ΔΡ1, i = 1, 2, 3, by means of a radar system scanning a right and a left side environment of the vehicle to determine distances D 0 R ZU laterally right of the vehicle existing objects OR and their radar signatures RSOR, and of distances D 0 i_ to objects OL to the left of the vehicle and their radar signatures RSOL, based on the first position P 1 (t),
bereitgestellten Daten: P0RJ, POLJ, RSORJ und RSOLJ und den ermittelten Daten: D0R, RSOR, DOL, RSOL, Ermitteln einer zweiten Position P2(t) des Fahrzeugs, deren provided data: P 0 RJ, POLJ, RSORJ and d RSOLJ and the data obtained: D 0 R, RSOR, DOL, RSOL, determining a second position P2 (t) of the vehicle whose
Positionsgenauigkeit zumindest in einer Dimension die Positionsgenauigkeit ΔΡ2 aufweist, und Durchführen der Querregelung des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Solltrajektorie ST(t) und der Position P2(t). Position accuracy at least in one dimension has the position accuracy .DELTA.Ρ2, and performing the lateral control of the vehicle taking into account the target trajectory ST (t) and the position P2 (t).
Weiterbildungen und Vorteile des Verfahrens ergeben sich durch eine analoge und sinngemäße Übertragung der zu dem Spurhalteassistenzsystem vorstehend gemachten Ausführungen. Further developments and advantages of the method result from an analogous and analogous transmission of the statements made above on the lane keeping assistance system.
Die Aufgabe der Erfindung ist weiterhin gelöst durch ein Computersystem mit einer Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung derart ausgestaltet ist, dass ein Verfahren, wie vorstehend beschrieben, auf der The object of the invention is further achieved by a computer system having a data processing device, wherein the data processing device is configured such that a method as described above, on the
Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird. Zudem wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein digitales Speichermedium mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen, wobei die Steuersignale so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, dass ein Verfahren, wie vorstehend beschrieben, ausgeführt wird. Data processing device is executed. In addition, the object of the invention is achieved by a digital storage medium with electronically readable control signals, wherein the control signals can interact with a programmable computer system so that a method as described above, is performed.
Ferner wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch ein Computer-Programm-Produkt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichertem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens, wie vorstehend beschrieben, wenn der Programmcode auf einer Furthermore, the object of the invention is achieved by a computer program product with program code stored on a machine-readable carrier for carrying out the method, as described above, when the program code is stored on a computer
Datenverarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird. Data processing device is executed.
Schließlich betrifft die Erfindung ein Computer-Programm mit Programmcodes zur Durchführung des Verfahrens, wie vorstehend beschrieben, wenn das Programm auf einer Datenverarbeitungsvorrichtung abläuft. Dazu kann die Finally, the invention relates to a computer program with program codes for carrying out the method, as described above, when the program runs on a data processing device. This can be the
Datenverarbeitungsvorrichtung als ein beliebiges, aus dem Stand der Technik bekanntes, Computersystem ausgestaltet sein.  Data processing device may be configured as any known from the prior art computer system.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnungen - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder Further advantages, features and details will become apparent from the following description, in which - where appropriate, with reference to the drawings - at least one embodiment is described in detail. Same, similar and / or
funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. functionally identical parts are provided with the same reference numerals.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 einen schematisierten Aufbau eines erfindungsgemäßen Fig. 1 is a schematic structure of an inventive
Spurhalteassistenzsystems, und  Lane keeping assistance system, and
Fig. 2 einen schematisierten Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 2 is a schematic flowchart of a method according to the invention.
Fig. 1 zeigt einen schematisierten Aufbau eines erfindungsgemäßen Fig. 1 shows a schematic structure of an inventive
Spurhalteassistenzsystems für ein Fahrzeug, umfassend ein Mittel 101 zur Ermittlung einer aktuellen ersten Position P1 (t) des Fahrzeugs in einem Straßenverkehrsnetz mit einer Positionsgenauigkeit ΔΡ1 : P1 (t) = P1 (t) ± ΔΡ1 , eine erste Schnittstelle 102 zur Bereitstellung einer Solltrajektorie ST(t) des Fahrzeugs im Straßen Verkehrsnetz, eine zweite Schnittstelle zur Bereitstellung von georeferenzierten Positionsdaten P0RJ, POLJ von Objekten OR, einer rechten Fahrbahnbegrenzung und von georeferenzierten Positionsdaten von Objekten OL, einer linken Fahrbahnbegrenzung, und von 2D- oder SD- Radarsignaturen RSORJ und RSOLJ dieser Objekte OR,, OL,, für den vom Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitt des Straßenverkehrsnetzes, wobei die georeferenzierten Positionsdaten P0RJ, POLJ eine Positionsgenauigkeit ΔΡ2 aufweisen, wobei gilt: ΔΡ2 < ΔΡ1 , i = 1 , 2, 3, ein Radarsystem 103 zur Abtastung einer rechten und einer linken seitlichen Umgebung des Fahrzeugs zur Ermittlung von Distanzen D0R ZU seitlich rechts des Fahrzeugs vorhandenen Objekten OR und deren Radarsignaturen RS0R, und von Distanzen D0i_ zu seitlich links des Fahrzeugs vorhandenen Objekten OL und deren Radarsignaturen RSOL, eine Auswerteeinheit 104, mit der basierend auf der ersten Position P1 (t), den bereitgestellten Daten: P0RJ, POLJ, RSORJ und RSou und den ermittelten Daten: D0R, RS0R, D0L, RSOL, zunächst eine Identifikation der erfassten Objekte OR und OL als Objekte OR,, OL, erfolgt und darauf basierend eine zweite Position P2(t) des Fahrzeugs ermittelt wird, deren Positionsgenauigkeit zumindest in einer Dimension die Positionsgenauigkeit ΔΡ2 aufweist, und eine Reglereinrichtung 105 zur Querregelung des Fahrzeugs, mit der die Querregelung des Fahrzeugs unter Lane keeping assistance system for a vehicle, comprising means 101 for determining a current first position P1 (t) of the vehicle in a road network with a position accuracy ΔΡ1: P1 (t) = P1 (t) ± ΔΡ1, a first interface 102 for providing a target trajectory ST (t) of the vehicle in the road traffic network, a second interface for providing georeferenced position data P 0 RJ, POLJ of objects OR, a right lane boundary and georeferenced position data of objects OL, a left lane boundary, and 2D or SD radar signatures RSORJ and RSOLJ of these objects OR ,, OL ,, for the road section of the road network traveled by the vehicle, the georeferenced ones Position data P 0 RJ, POLJ have a position accuracy ΔΡ2, where: ΔΡ2 <ΔΡ1, i = 1, 2, 3, a radar system 103 for scanning a right and a left side environment of the vehicle to determine distances D 0 R ZU side right of the vehicle existing objects OR and their radar signatures RS 0 R, and of distances D 0 i_ to the left side of the vehicle existing objects OL and their radar signatures RSOL, an evaluation unit 104, based on the first position P1 (t), the data provided : P 0 RJ, POLJ, RSORJ and RSou and the determined data: D 0 R, RS 0 R, D 0 L, RSOL, first an identification of the detected objects OR and OL as objects OR ,, OL, and based thereon second position P2 (t) of the vehicle is determined whose position accuracy has the position accuracy ΔΡ2 at least in one dimension, and a control device 105 for transverse control of the vehicle, with the transverse control of the Fah under
Berücksichtigung der Solltrajektorie ST(t) und der Position P2(t) erfolgt. Taking into account the target trajectory ST (t) and the position P2 (t) takes place.
Fig. 2 zeigt einen schematisierten Ablaufplan eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Querregelung eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst folgende Schritte. 2 shows a schematic flow chart of a method according to the invention for the transverse control of a vehicle. The method comprises the following steps.
In einem Schritt 201 erfolgt ein Ermitteln einer aktuellen ersten Position P1 (t) des In a step 201, a determination is made of a current first position P1 (t) of the
Fahrzeugs in einem Straßenverkehrsnetz mit einer Positionsgenauigkeit ΔΡ1 : P1 (t) = P1 (t) ± ΔΡ1 . In einem Schritt 202 erfolgt ein Bereitstellen einer Solltrajektorie ST(t) des Fahrzeugs im Straßenverkehrsnetz. In einem Schritt 203 erfolgt ein Bereitstellen von georeferenzierten Positionsdaten P0RJ, POLJ von Objekten OR, einer rechten Vehicle in a road network with a position accuracy ΔΡ1: P1 (t) = P1 (t) ± ΔΡ1. In a step 202, a target trajectory ST (t) of the vehicle is provided in the road network. In a step 203, georeferenced position data P 0 RJ, POLJ of objects OR, a right-hand one are provided
Fahrbahnbegrenzung und von georeferenzierten Positionsdaten von Objekten OL, einer linken Fahrbahnbegrenzung, und von 2D- oder 3D-Radarsignaturen RSORJ und RSOLJ dieser Objekte OR,, OL,, für den vom Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitt des Straßenverkehrsnetzes, wobei die georeferenzierten Positionsdaten P0RJ, POLJ eineLane boundary and georeferenced position data of objects OL, a left lane boundary, and of 2D or 3D radar signatures RSORJ and RSOLJ these objects OR ,, OL ,, for the vehicle used by the road section of the road network, the georeferenced position data P 0 RJ, POLJ a
Positionsgenauigkeit ΔΡ2 von < 0, 15 m aufweisen, wobei gilt: ΔΡ2 < ΔΡ1 , i = 1 , 2, 3,Position accuracy ΔΡ2 of <0, 15 m, where: ΔΡ2 <ΔΡ1, i = 1, 2, 3,
In einem Schritt 204 erfolgt mittels eines Radarsystems ein Abtasten einer rechten und einer linken seitlichen Umgebung des Fahrzeugs zur Ermittlung von Distanzen D0R ZU seitlich rechts des Fahrzeugs vorhandenen Objekten OR und deren Radarsignaturen RSOR, und von Distanzen D0L ZU seitlich links des Fahrzeugs vorhandenen Objekten OL und deren Radarsignaturen RSOL- In einem Schritte 205 erfolgt basierend auf der ersten Position P1 (t), den bereitgestellten Daten: P0RJ, POLJ, RSORJ und RSOLJ und den ermittelten Daten: D0R, RSOR, D0L, RSOL, ein Ermitteln einer zweiten Position P2(t) des Fahrzeugs, deren Positionsgenauigkeit zumindest in einer Dimension die In a step 204, by means of a radar system, a scanning of a right and a left side environment of the vehicle to determine distances D 0 R ZU objects present on the right side of the vehicle and their radar signatures RSOR, and of distances D 0 L ZU side of the vehicle In a step 205 based on the first position P1 (t), the data provided: P 0 RJ, POLJ, RSORJ and RSOLJ and the data obtained: D 0 R, RSOR, D 0 L , RSOL, a determination of a second position P2 (t) of the vehicle whose positional accuracy at least in one dimension
Positionsgenauigkeit ΔΡ2 aufweist. In einem Schritt 206 erfolgt ein Durchführen der Querregelung des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Solltrajektorie ST(t) und der Position P2(t). Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele Position accuracy ΔΡ2 has. In a step 206, the transverse control of the vehicle takes place taking into account the desired trajectory ST (t) and the position P2 (t). Although the invention has been illustrated and explained in detail by preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples
eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der and other variations can be deduced therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. It is therefore clear that a multitude of possible variations exists. It is also to be understood that exemplified embodiments are really only examples that are not in any way intended to limit such scope, uses, or uses
Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Configuration of the invention are to be construed. Rather, the foregoing description and description of the figures enable one skilled in the art to practice the exemplary embodiments, and those skilled in the art, having the benefit of the disclosed inventive concept, can make various changes, for example, to the function or arrangement of individual elements recited in an exemplary embodiment, without Scope of protection by the claims and their legal equivalents, such as
Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird. Explanations in the description, is defined.

Claims

Patentansprüche claims
Spurhalteassistenzsystem für ein Fahrzeug, umfassend: Lane keeping assistance system for a vehicle, comprising:
ein Mittel (101 ) zur Ermittlung einer aktuellen ersten Position P1 (t) des  a means (101) for determining a current first position P1 (t) of the
Fahrzeugs in einem Straßenverkehrsnetz mit einer Positionsgenauigkeit ΔΡ1 : P1 (t) = Ρ1 (ί) ± ΔΡ1 ,  Vehicle in a road network with a position accuracy ΔΡ1: P1 (t) = Ρ1 (ί) ± ΔΡ1,
eine erste Schnittstelle (102) zur Bereitstellung einer Solltrajektorie ST(t) des Fahrzeugs im Straßenverkehrsnetz,  a first interface (102) for providing a target trajectory ST (t) of the vehicle in the road network,
eine zweite Schnittstelle (103) zur Bereitstellung von georeferenzierten  a second interface (103) for providing georeferenced ones
Positionsdaten P0RJ, POLJ von Objekten OR, einer rechten Fahrbahnbegrenzung und von georeferenzierten Positionsdaten von Objekten OL, einer linken Position data P 0 RJ, POLJ of objects OR, a right-hand carriageway boundary and a left geo-referenced position data of objects OL,
Fahrbahnbegrenzung, und von 2D- oder 3D-Radarsignaturen RSORJ und RSOLJ dieser Objekte OR,, OL,, für den vom Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitt des Straßenverkehrsnetzes, wobei die georeferenzierten Positionsdaten P0RJ, POLJ eine Positionsgenauigkeit ΔΡ2 aufweisen, wobei gilt: ΔΡ2 < ΔΡ1 , i = 1 , Lane boundary, and of 2D or 3D radar signatures RSORJ and RSOLJ these objects OR ,, OL ,, for the road section traveled by the road network, wherein the geo-referenced position data P 0 RJ, POLJ have a position accuracy ΔΡ2, where: ΔΡ2 <ΔΡ1 , i = 1,
2, 3, ein Radarsystem (104) zur Abtastung einer rechten und einer linken seitlichen Umgebung des Fahrzeugs zur Ermittlung von Distanzen D0R ZU seitlich rechts des Fahrzeugs vorhandenen Objekten OR und deren Radarsignaturen RS0R, und von Distanzen D0i_ zu seitlich links des Fahrzeugs vorhandenen Objekten OL und deren Radarsignaturen RSOL, 2, 3, a radar system (104) for scanning a right and a left side environment of the vehicle to determine distances D 0 R ZU side of the vehicle existing objects OR and their radar signatures RS 0 R, and of distances D 0 i_ to the side left of the vehicle existing objects OL and their radar signatures RSOL,
eine Auswerteeinheit (105), mit der basierend auf der ersten Position P1 (t), den bereitgestellten Daten: P0RJ, POLJ, RSORJ und RSOLJ und den ermittelten Daten: D0R, RSOR, DOL, RSOL, zunächst eine Identifikation der erfassten Objekte OR und OL als Objekte OR,, OL, erfolgt und darauf basierend eine zweite Position P2(t) des Fahrzeugs ermittelt wird, deren Positionsgenauigkeit zumindest in einer Dimension die Positionsgenauigkeit ΔΡ2 aufweist, und an evaluation unit (105), based on the first position P1 (t), the provided data: P 0 RJ, POLJ, RSORJ and RSOLJ and the determined data: D 0 R, RSOR, DOL, RSOL, first an identification of detected objects OR and OL as objects OR ,, OL, is carried out and based on a second position P2 (t) of the vehicle is determined whose position accuracy has the position accuracy ΔΡ2 at least in one dimension, and
eine Reglereinrichtung (106) zur Querregelung des Fahrzeugs, mit der die Querregelung des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Solltrajektorie ST(t) und der Position P2(t) erfolgt.  a control device (106) for transverse control of the vehicle, with which the transverse control of the vehicle taking into account the desired trajectory ST (t) and the position P2 (t) takes place.
Spurhalteassistenzsystem nach Anspruch 1 , Lane keeping assistance system according to claim 1,
bei dem das erste Mittel (101 ) zur Ermittlung der Position P1 (t) auf Basis von Daten eines Satelliten-Navigationssystems, oder auf Basis von optischen  in which the first means (101) for determining the position P1 (t) is based on data from a satellite navigation system, or based on optical data
Umgebungsdaten des Fahrzeugs, oder auf Basis von Radardaten, oder auf Basis von Koppelnavigationsdaten, oder einer Kombination daraus ausgebildet ist. Environment data of the vehicle, or based on radar data, or based on dead reckoning data, or a combination thereof is formed.
3. Spurhalteassistenzsystem nach Anspruch 1 oder 2, 3. Lane keeping assistance system according to claim 1 or 2,
bei dem die Objekte OR,, OL, Leitplanken, Leitplanken-Vertikalträger, Randsteine, Beton-Abweiser, Masten, Metallzäune, Lärmschutzwände, Seitenwände oder Radarreflektoren, Retroreflektoren, Corner-Reflektoren, Masten von  in which the objects OR, OL, guardrails, crash barrier vertical beams, curbs, concrete deflectors, masts, metal fences, noise barriers, side walls or radar reflectors, retroreflectors, corner reflectors, masts of
Verkehrszeichen, Schilderbrücken, Notrufsäulen sind.  Traffic signs, gantries, emergency telephones are.
4. Spurhalteassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 4. Lane keeping assistance system according to one of claims 1 to 3,
bei dem die bereitgestellten Radarsignaturen RSORJ, RSOLJ der Objekte OR,, OL , auf Basis von Radarsignaturen, die mittels eines flugzeuggetragenen oder eines satellitengetragenen Sensors in Aufsicht erfasst und in mittels des Radarsystems (104) des Fahrzeugs erfassbare Radarsignaturen umgewandelt wurden.  in which the radar signatures RSORJ, RSOLJ of the objects OR, OL provided on the basis of radar signatures, which were monitored by means of an aircraft-borne or a satellite-borne sensor and converted into radar signatures detectable by the radar system (104) of the vehicle.
5. Spurhalteassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. Lane keeping assistance system according to one of claims 1 to 4,
bei dem die Auswerteeinheit (105) zu einer Plausibilitätsprüfung ausgeführt und eingerichtet ist, wobei Wahrscheinlichkeiten W(OR), W(OL) einer eindeutigen Identifizierung von Objekten OR, OL als jeweils eines der Objekte OR,, OL, auf Basis der ermittelten Radarsignaturen RS0R und RSOL, der bereitgestellten in which the evaluation unit (105) is designed and set up for a plausibility check, whereby probabilities W (OR), W (OL) of a unique identification of objects OR, OL as in each case one of the objects OR, OL, on the basis of the determined radar signatures RS 0 R and RSOL, the provided
Radarsignaturen RSORJ und RSOLJ und der Position P1 (t) ermittelt werden, wobei zur Ermittlung der zweiten Position P2(t) nur solche Objekte OR, OL verwendet werden, deren Wahrscheinlichkeiten W(OR), W(OL) über einem vorgegebenen Grenzwert G1 liegen, und wobei für Objekte OR, OL, deren Wahrscheinlichkeiten W(OR), W(OL) jeweils unter dem vorgegebenen Grenzwert G1 liegen, ein Warnsignal WARN erzeugt wird.  Radar signatures RSORJ and RSOLJ and the position P1 (t) are determined, wherein for determining the second position P2 (t) only those objects OR, OL are used whose probabilities W (OR), W (OL) are above a predetermined limit G1 , and for objects OR, OL whose probabilities W (OR), W (OL) are each below the predetermined limit G1, a warning signal WARN is generated.
6. Spurhalteassistenzsystem nach Anspruch 5, 6. Lane keeping assistance system according to claim 5,
bei dem im Fall, dass die Auswerteeinheit (105) die Position P2(t) zu einem  in the case that the evaluation unit (105) the position P2 (t) to a
Zeitschritt t0 ermittelt hat, und für Zeitschritte tk größer t0, mit tk = tk-1 + Δί, k = 1 , 2, und M := Zeitinkrement, das Warnsignal WARN erzeugt wird, die Time step t 0 has determined, and for time steps t k greater than t 0 , with t k = t k-1 + Δί, k = 1, 2, and M: = Zeitinkrement, the warning signal WARN is generated, the
Auswerteeinheit für diese Zeitschritte tk eine Position P2'(tk) ermittelt, für die gilt: Evaluation unit for these time steps t k determined a position P2 '(t k ), for which applies:
(1 ) ΡΊ (tk ) = ΡΊ (tk_, ) + PKt^ )At , und die Reglereinrichtung die Querregelung des Fahrzeugs zumindest für eine vorgegebene Zeitspanne ZS auf Basis der Position P2'(tk) durchführt. (1) ΡΊ (t k ) = ΡΊ (t k _,) + PKt ^) At, and the control device performs the lateral control of the vehicle at least for a predetermined time ZS based on the position P2 '(t k ).
7. Spurhalteassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem 7. Lane keeping assistance system according to one of claims 1 to 6, wherein
über eine dritte Schnittstelle Daten bereitgestellt werden, die eine optische und/oder Ultraschall-Charakterisierung der Objekte OR,, OL, ermöglichen, und  Data can be provided via a third interface, which enable optical and / or ultrasonic characterization of the objects OR, OL, and
ein optisches System OPT und/oder ein Ultraschallsystem US zur  an optical system OPT and / or an ultrasound system US
Abtastung der rechten und der linken seitlichen Umgebung des Fahrzeugs zur Ermittlung von Distanzen DR OR,OPT, DR OR,US ZU seitlich rechts des Fahrzeugs vorhandenen Objekten OR und zu deren Identifizierung als Objekte OR,, und von Distanzen DL,OR,OPT, DL,OR,US ZU seitlich links des Fahrzeugs vorhandenen Objekten OL und deren Identifizierung als Objekte OL,, vorhanden ist/sind, Sampling of the right and the left lateral surroundings of the vehicle for determining distances D RO R, OPT, D RO R, US for objects OR arranged on the right side of the vehicle and for their identification as objects OR 1, and distances D L , OR, OPT, D L , OR, US are present to objects OL to the left of the vehicle and their identification as objects OL ,, is / are,
wobei die Auswerteeinheit (105) zur Ermittlung der zweiten Position P2(t) die Distanzen DR,0R,OPT, DR,0R,US, D OR,OPT, D OR,US ZU den jeweils identifizierten Objekten OR,, OL, berücksichtigt. wherein the evaluation unit (105) for determining the second position P2 (t) the distances D R , 0 R, OPT, D R , 0 R, US, D O R, OPT, D O R, US to the respectively identified objects OR ,, OL, considered.
8. Spurhalteassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8. Lane keeping assistance system according to one of claims 1 to 7,
bei dem die Auswerteeinheit (105) derart ausgeführt und eingerichtet ist, dass an eine Zentralstelle übermittelt wird, dass mit dem Radarsystem (104) an Positionen P1 (t) oder P2(t) Objekte OR und/oder OL ermittelt wurden, die nicht als Objekte ORi und/oder OL, identifizierbar sind und/oder dass mit dem Radarsystem (104) an Positionen P1 (t) oder P2(t) keine Objekte OR und/oder OL ermittelt wurden, die aber als Objekte OR, und/oder OL, vorhanden sein sollten.  in which the evaluation unit (105) is embodied and set up in such a way that it is transmitted to a central station that objects OR and / or OL were determined with the radar system (104) at positions P1 (t) or P2 (t) Objects ORi and / or OL, are identifiable and / or that with the radar system (104) at positions P1 (t) or P2 (t) no objects OR and / or OL were determined, but as objects OR, and / or OL , should be present.
9. Spurhalteassistenzsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, 9. Lane keeping assistance system according to one of claims 1 to 8,
bei dem die Auswerteeinheit (105) zur Identifikation der mit dem Radarsystem (104) erfassten Objekte OR und OL als Objekte OR,, OL, mit einem Zähler ZL die Anzahl ANZOL der seitlich links erfassten Objekte OL, und mit einem Zähler ZR die Anzahl ANZOR der seitlich rechts erfassten Objekte OR erfasst, wobei die Größen ANZOL und ANZOR bei der Ermittlung der Fahrzeugposition P2(t) berücksichtigt werden. in which the evaluation unit (105) for identifying the objects OR and OL detected by the radar system (104) as objects OR ,, OL, with a counter Z L the number ANZOL of the objects OL detected on the left side, and with a counter Z R the Number ANZ OR of the side right detected objects OR detected, the sizes ANZOL and ANZ OR are taken into account in the determination of the vehicle position P2 (t).
10. Verfahren zur Querregelung eines Fahrzeugs, umfassend: 10. A method of lateral control of a vehicle, comprising:
Ermitteln (201 ) einer aktuellen ersten Position P1 (t) des Fahrzeugs in einem Straßenverkehrsnetz mit einer Positionsgenauigkeit ΔΡ1 : P1 (t) = P1 (t) ± ΔΡ1 , Bereitstellen (202) einer Solltrajektorie ST(t) des Fahrzeugs im  Determining (201) a current first position P1 (t) of the vehicle in a road network with a position accuracy ΔΡ1: P1 (t) = P1 (t) ± ΔΡ1, providing (202) a target trajectory ST (t) of the vehicle in
Straßenverkehrsnetz,  Road network,
Bereitstellen (203) von georeferenzierten Positionsdaten POR,i, Pou von Objekten OR, einer rechten Fahrbahnbegrenzung und von georeferenzierten Positionsdaten von Objekten OL, einer linken Fahrbahnbegrenzung, und von 2D- oder 3D-Radarsignaturen RSORJ und RSou dieser Objekte OR,, OL,, für den vom Fahrzeug befahrenen Streckenabschnitt des Straßenverkehrsnetzes, wobei die georeferenzierten Positionsdaten P0RJ, POLJ eine Positionsgenauigkeit ΔΡ2 von < 0, 15 m aufweisen, wobei gilt: ΔΡ2 < ΔΡ1 , i = 1 , 2, 3, Providing (203) georeferenced position data P OR, i, Pou of Objects OR, a right-hand lane boundary and geo-referenced position data of objects OL, a left lane boundary, and 2D or 3D radar signatures RSORJ and RSou of these objects OR ,, OL ,, for the road section of the road network traveled by the vehicle, the georeferenced position data P 0 RJ, POLJ have a position accuracy ΔΡ2 of <0.15 m, where: ΔΡ2 <ΔΡ1, i = 1, 2, 3,
mittels eines Radarsystems (104) Abtasten (204) einer rechten und einer linken seitlichen Umgebung des Fahrzeugs zur Ermittlung von Distanzen D0R ZU seitlich rechts des Fahrzeugs vorhandenen Objekten OR und deren by means of a radar system (104) scanning (204) a right and a left side environment of the vehicle to determine distances D 0 R ZU objects present on the right side of the vehicle and their
Radarsignaturen RS0R, und von Distanzen D0i_ zu seitlich links des Fahrzeugs vorhandenen Objekten OL und deren Radarsignaturen RSOL, Radar signatures RS 0 R, and of distances D 0 i_ to objects OL to the left of the vehicle and their radar signatures RSOL,
basierend auf der ersten Position P1 (t), den bereitgestellten Daten: P0RJ, POLJ, RSORJ und RSOLJ und den ermittelten Daten: D0R, RS0R, D0L, RSOL, Ermitteln (205) einer zweiten Position P2(t) des Fahrzeugs, deren Positionsgenauigkeit zumindest in einer Dimension die Positionsgenauigkeit ΔΡ2 aufweist, und Durchführen (206) der Querregelung des Fahrzeugs unter Berücksichtigung der Solltrajektorie ST(t) und der Position P2(t). based on the first position P1 (t), the data provided: P 0 RJ, POLJ, RSORJ and RSOLJ and the data obtained: D 0 R, RS 0 R, D 0 L, RSOL, determining (205) a second position P2 (T) of the vehicle whose positional accuracy in at least one dimension has the position accuracy ΔΡ2, and performing (206) the lateral control of the vehicle taking into account the target trajectory ST (t) and the position P2 (t).
EP16744711.9A 2015-07-22 2016-07-22 Lane keeping assistance system Ceased EP3326165A1 (en)

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