DE10049229A1 - Verfahren zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit - Google Patents
Verfahren zur Verbesserung der ReaktionsfähigkeitInfo
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Abstract
Aktive Unfallvermeidung ist eine der vordringlichen Ziele von Assistenzsystemen zur Unterstützung der Fahrzeugführung. Aus diesem Grund spielt die Detektion von Hindernissen im Bereich des Fahrweges eine wichtige Rolle. DOLLAR A Insbesondere zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit von Fahrzeugen oder Fahrzeuglenkern bei Auftreten von Gefahren im Verkehr ist es deshalb besonders vorteilhaft, das in Fahrrichtung eines Fahrzeugs liegende Fahrzeugumfeld auf einen freien Fahrraum hin zu untersuchen und zumindest die Ortsparameter des freien Fahrraums einem System oder einer Person zur Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen. Die Information über den freien Fahrraum kann in geeigneter Weise sowohl durch ein Fahrzeug internes Steuer- und Regelsystem als auch durch den Fahrzeuglenker selbst genutzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren reduziert vorteilhafter Weise die von der Sensoranordnung gelieferte Umgebungsinformation auf einen zweidimensionalen, keine Höheninformation mehr enthaltenden Datensatz. Dabei wird die Information von nicht erhabenen, sich auf dem Fahrweg befindlichen Objekten eliminiert.
Description
Die Erfindung beschreibt ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aktive Unfallvermeidung ist eine der vordringlichen Ziele von Assistenzsystemen zur
Unterstützung der Fahrzeugführung. Aus diesem Grund spielt die Detektion von
Hindernissen im Bereich des Fahrweges eine wichtige Rolle.
Aus der Robotik sind Verfahren bekannt, bei welchen mittels Laserscannern der Bereich
vor einem autonomen Gefährt detektiert und zur Planung einer hindernisfreien
Fahrstrecke ausgewertet wird. Da bei solchen Anwendungen von einem kontrollierten
Umfeld ausgegangen werden kann, ist es hier im allgemeinen ausreichend eine
zweidimensionale Umgebungserfassung zu benutzen. Die potentiell das Gefährt
behindernde Objekte sind in ihren Dimensionen und ihrer möglichen Geschwindigkeit
normalerweise vorab bei der Systemkonfiguration bekannt. Auch sind ist die
Geschwindigkeit, mit welchem sich das autonome Gefährt bewegt so gering, dass
immer ein sicherer Halt vor einem in der Fahrstrecke auftretenden Hindernis möglich
ist.
Schneider (Schneider et al., "Millimeter Wave Imaging of Traffic Scenarios", Intelligent
vehicles Symosium, Proc. IEEE, pp. 327-332) zeigen die Möglichkeit auf aus
dreidimensionalen Datensätzen, hier speziell von ein hochauflösenden Radarsystem,
zweidimensionale Ansichten zu generieren. Ziel hierbei ist es Fahrzeuge aufgrund Ihrer
zweidimensionalen Ansicht zu klassifizieren und deren Fahrspur zu verfolgen, sowie den
Straßenrand aus den zweidimensionalen Ansichten zu extrahieren.
In der nachveröffentlichten Schrift DE 100 18 873 wird ein Verfahren zur
Hindernisvermeidung bei der Fahrzeugverfolgung beschrieben, welches zur Planung
einer geeigneten Verfolgungsspur zweidimensionale Projektionen von in Fahrrichtung
liegender Objekte berücksichtigt, um sich dynamisch auf veränderliche
Umgebungsbedingungen reagieren zu können. Hierzu müssen die Objekte
beschreibenden Datensätze neben der Objektposition auch noch Umgebungsparameter
beispielsweise über Objektdimension, Geschwindigkeit und generelles
Gefährungspotential (Hund, Fußgänger, Pkw, Lkw) enthalten. Das Verfahren zielt dabei
darauf möglichst exakt, jedoch unter Berücksichtigung der Umgebungsparametern, der
Fahrspur eines vorausfahrenden Fahrzeugs zu folgen.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1 zu finden.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
untergeordneten Ansprüchen beschrieben.
In besonders vorteilhafter Weise, untersucht das erfindungsgemäße Verfahren das in
Fahrtrichtung eines Fahrzeugs liegende Fahrzeugumfeld auf einen freien Fahrraum hin.
Somit eignet sich das Verfahren vorzüglich zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit von
Fahrzeugen oder Fahrzeuglenkern bei Auftreten von Gefahren im Verkehr. Durch das
wissen über die Lage und Abmessung des freien Fahrraums kann für den Fall, daß
plötzlich eine Lenkreaktion erforderlich ist eine zur Abwendung einer Gefahr geeignetes
Ausweichen eingeleitet werden. Es entfällt somit die Notwendigkeit, wie sonst üblich,
erst zum Zeitpunkt des Auftretens einer Gefahrensituation wertvolle Zeitreserven für die
Detektion eines beispielsweise zum Ausweichen geeigneten freien Fahrraums
aufzuwenden. Die Information über den freien Fahrraum kann in geeigneter Weise
sowohl durch ein Fahrzeug internes Steuer- und Regelsystem als auch durch den
Fahrzeuglenker selbst genutzt werden. Es ist aber auch denkbar die Information über
den freien Fahrraum über eine Telekommunikationsanlage an andere
Verkehrsteilnehmer oder eine Verkehrszentrale zur Weiterverarbeitung zu übermitteln.
Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens
freie Parkräume detektiert werden, so dass in einer Verkehrszentrale ein Überblick über
Parkmöglichkeiten geschaffen werden kann. Im Rahmen der Detektion von freien
Parkflächen kann aber auch direkt dem Fahrzeuglenker signalisiert werden, daß ein für
sein Fahrzeug geeigneter Parkraum zur Verfügung steht.
In vorteilhafter Weise kann der von dem erfindungsgemäßen Verfahren detektierte freie
Fahrraum sowohl ein zusammenhängendes Gebiet umfassen, als auch einen Bereich
beschreiben, welcher aus mehreren nicht zusammenhängenden Teilbereichen besteht.
Gewinnbringend werden zur Untersuchung des Fahrzeugumfelds bezüglich des
Vorhandenseins eines freien Fahrraums die Daten eines entfernungsauflösenden
Sensorsystems zur Umgebungserfassung herangezogen. Dabei ist es in erfinderischer
Weise sehr wohl möglich als entfernungs-auflösendes Sensorsystem eine
Sensoranordnung zu verwenden, welche zweidimensionale Umgebungsinformation
liefert (beispielsweise einen Laserscanner), oder aber auf Sensoranordnungen
zurückzugreifen, welche mindestens dreidimensionale Umgebungsinformation liefern
(beispielsweise eine Anordnung zur Stereo-Bildverarbeitung oder ein Radarsystem).
Sehr wohl ist es in vorteilhafter Weise auch möglich auf Daten einer Sensoranordnung,
welche aus einer Kombination unterschiedlicher Arten von Sensoren gebildet wird,
zurückzugreifen.
Das erfindungsgemäße Verfahren reduziert vorteilhafter Weise die von der
Sensoranordnung gelieferte Umgebungsinformation auf einen zweidimensionalen, keine
Höheninformation mehr enthaltenden Datensatz. Dabei wird die Information von nicht
erhabenen, sich auf dem Fahrweg befindlichen Objekten eliminiert. In erfinderischer
Weise wird sodann jeder Entfernungszelle, wie sie Aufgrund der
Auflösungseigenschaften der Sensoranordnung vorgegeben ist, ein einziger, die
Umgebungsinformation repräsentierender Wert zugewiesen. Auf diese Weise entsteht
ein zweidimensionaler, die Umgebung in Fahrrichtung beschreibender Datensatz. Es ist
dabei denkbar, dass der resultierende Datensatz nur binäre Information enthält, welche
einzig beschreibt ob die Entfernungszelle von einem Objekt belegt ist oder nicht
(beispielsweise: 0 = kein Objekt; 1 = Objekt). Mittels dieser Repräsentation wird nur ein
sehr geringer Speicherplatz für den Datensatz benötigt. Andererseits ist es aber auch
denkbar in vorteilhafter Weise für jede einzelne Entfernungszelle alle dieser
Entfernungszelle zugeordneten, aus der Erfassung unterschiedlicher Höhen
resultierenden Werte aufzuaddieren. Auf diese Weise enthält jedes einer
Entfernungszelle zugeordnete Datum auch noch Information über die Höhe/Größe von
Objekten.
Nach erfolgter Datenreduktion werden aus dem zweidimensionalen Datensatz die
Bereiche ermittelt, welche nicht durch Objekte belegt sind. Diese Bereiche
repräsentieren sodann den freien Fahrraum. In Kenntnis von Parametern des eigenen
Fahrzeugs läßt sich nachfolgend in gewinnbringender Weise der freie Fahrraum
einschränken, indem beispielsweise sehr schmale Bereiche, welche auf Grund der
Abmessung des eigenen Fahrzeugs nicht befahren werden können, eliminiert werden.
Es ist auch denkbar eine Einschränkung des freien Fahrraums auf Grund der
Eigengeschwindigkeit durchzuführen, so dass beispielsweise Teile des freien
Fahrraums, welche einen nicht ausreichenden Bremsweg garantieren, bzw. in welche
nicht ohne die Gefahr des Schleuderns ausgewichen werden kann, aus dem Datensatz
eliminiert werden. Andererseits können in vorteilhafter Weise auch Bereiche aus dem
den freien Fahrraum beschreibenden Datensatz eliminiert werden, von welchen in
Kenntnis von Parametern des Fahrzeugumfeldes (beispielsweise durch Klassifikation)
bekannt ist, daß sie ein hohes Gefährdungspotential aufweisen (Fußgänger, massive
Fahrbahnbegrenzungen).
Für die Fälle in denen die Reaktionsfähigkeit von Fahrzeuglenkern verbessert werden
soll, bietet es sich an zur Verarbeitung den ermittelten freien Fahrraum mittels einer
Anzeigeeinheit darzustellen. Dies kann beispielsweise durch die Überlagerung des
freien Fahrraums durch Symbole in der dem Fahrzeuglenker einsehbaren Umgebung
mittels eines Head-Up Displays erfolgen. Besonders gewinnbringend kann hierbei sein,
die Zeitdauer der Darstellung so zu begrenzen, daß sie nur unbewußt vom
Fahrzeuglenker wahrgenommen wird (entsprechend dem in DE 199 52 506
beschriebenen Verfahren). So kann dieser bereits unbewußt vor potentiellen Gefahren
gewarnt und seine Reaktionsfähigkeit zusätzlich unterstützt werden.
Claims (23)
1. Verfahren, insbesondere zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit von Fahrzeugen
oder Fahrzeuglenkern bei Auftreten von Gefahren im Verkehr,
dadurch gekennzeichnet,
dass das in Fahrrichtung eines Fahrzeugs liegende Fahrzeugumfeld auf einen freien Fahrraum hin untersucht wird,
und dass zumindest die Ortsparameter des freien Fahrraums einem System oder einer Person zur Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt werden.
dass das in Fahrrichtung eines Fahrzeugs liegende Fahrzeugumfeld auf einen freien Fahrraum hin untersucht wird,
und dass zumindest die Ortsparameter des freien Fahrraums einem System oder einer Person zur Weiterverarbeitung zur Verfügung gestellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortsparameter einen
zusammenhängenden, dem freien Fahrraum entsprechenden Bereich beschreiben.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortsparameter einen
Bereich beschreiben, welcher einem Freiraum entspricht, welcher aus mehreren nicht
zusammenhängenden Teilbereichen besteht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur
Untersuchung des Fahrzeugumfelds bezüglich des Vorhandenseins eines freien
Fahrraums die Daten eines entfernungsauflösenden Sensorsystems zur
Umgebungserfassung herangezogen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem
entfernungsauflösenden Sensorsystem um eine Sensoranordnung handelt, welche
zweidimensionale Umgebungsinformation liefert.
6. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der
Sensoranordnung um einen Laserscanner handelt.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem
entfernungsauflösenden Sensorsystem um eine Sensoranordnung handelt, welche
mindestens dreidimensionale Umgebungsinformation liefert.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der
Sensoranordnung um ein System zur Stereo-Bildverarbeitung handelt.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der
Sensoranordnung um Radarsystem handelt.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der
Sensoranordnung um einen Laserscanner handelt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass es
sich bei der Sensoranordnung um eine Kombination unterschiedlicher Arten von
Sensoren handelt.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Umgebungsinformation auf einen zweidimensionalen, keine Höheninformation
mehr enthaltenden Datensatz reduziert werden, wobei die Information von nicht
erhabenen, sich auf dem Fahrweg befindlichen Objekten eliminiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der
Reduktion der Umgebungsinformation, jeder Entfernungszelle, wie sie Aufgrund der
Auflösungseigenschaften der Sensoranordnung vorgegeben ist, ein einziger, die
Umgebungsinformation repräsentierender Wert zugewiesen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der
Datenreduktion resultierende Datensatz nur binäre Information enthält, welche einzig
beschreibt ob die Entfernungszelle von einem Objekt belegt ist oder nicht.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der aus der
Datenreduktion resultierende Datensatz für jede Entfernungszelle alle dieser
Entfernungszelle zugeordneten, aus der Erfassung unterschiedlicher Höhen
resultierenden Werte aufaddiert.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der freie Fahrraum aus dem aus der Datenreduktion resultierenden Datensatz
ermittelt wird, indem ihm alle Entfernungszellen zugeordnet werden, welche nicht durch
Objekte belegt sind.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der ermittelte freie
Fahrraum, in Kenntnis von Parametern des Fahrzeugumfeldes weiter eingeschränkt
wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der
ermittelte freie Fahrraum, in Kenntnis der Parameter des eigenen Fahrzeugs, weiter
eingeschränkt wird.
19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass bei der Weiterverarbeitung der ermittelte freie Fahrraum mittels einer
Anzeigeeinheit dargestellt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung für eine
Person nur unbewußt wahrnehmbar erfolgt.
21. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass die Information über den freien Fahrraum über eine Telekommunikationsanlage an
andere Verkehrsteilnehmer oder eine Verkehrszentrale zur Weiterverarbeitung
übermittelt wird.
22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
dass der freie Fahrraum oder Teile davon auf die Eignung als Parkraum überprüft
werden.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Parkraum
geeigneter Fahrraum einer Verkehrszentrale und/oder dem Fahrzeugführer gemeldet
wird.
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---|---|---|---|
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DE10049229A Withdrawn DE10049229A1 (de) | 2000-09-28 | 2000-09-28 | Verfahren zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit |
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