DE10049229A1

DE10049229A1 - Verfahren zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit

Info

Publication number: DE10049229A1
Application number: DE10049229A
Authority: DE
Inventors: Uwe Franke
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2000-09-28
Filing date: 2000-09-28
Publication date: 2002-05-02

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

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.

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.