DE10160189A1 - ACC-Fahrspurprädiktionsbreitenadaption abhängig von Navigationssystemdaten und Objektdaten - Google Patents

ACC-Fahrspurprädiktionsbreitenadaption abhängig von Navigationssystemdaten und Objektdaten

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Abstract

Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung von vor einem Fahrzeug befindlichen Hindernissen durch Adaption der prädizierten Fahrspurbreite in Abhängigkeit von Navigationssystemdaten und/oder Objektdaten. Kann beispielsweise auf Einspurigkeit der Straße geschlossen werden, erfolgt eine Aufweitung der prädizierten Fahrspurbreite, die in Abhängigkeit von verschiedenen Situationen und Faktoren ein- oder beidseitig zurückgenommen werden kann. Hierdurch wird das Fahrzeugverhalten im Rahmen eines Fahrgeschwindigkeitsregelsystems wie ACC (Automatic Cruise Control) oder eines Systems zur Abstands- oder Kollisionswarnung objektiv und subjektiv verbessert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Erfassung von vor einem Fahrzeug befindlichen Hindernissen im Rahmen eines Fahrgeschwindigkeitsregelsystems wie ACC (Automatic Cruise Control) oder eines Systems zur Abstands- oder Kollisionswarnung in Fahrzeugen.
  • Heutige ACC Systeme oder Systeme zur Abstands- oder Kollisionswarnung auf bewegte vorausfahrende Straßenverkehrsteilnehmer bestehen mindestens aus einem Sensierungssystem für vorausfahrende Objekte, z. B. Radar oder Lidar, und einer Funktion "Spurprädiktion", die versucht die eigene Fahrspur der näheren Zukunft in Form eines Fahrkorridors vorauszuberechnen. Dieser kann eine feste oder über dem Abstand variable Breite aufweisen, die jedoch in der Regel fest definiert ist.
  • Ein solches Hinderniserfassungssystem ist beispielsweise aus der DE-A-44 23 966 bekannt. Es nutzt Sensoren wie z. B. Abtastlaserradare, um Hindernisse auf der vorausgehenden Bewegungsbahn zu erfassen und zu überprüfen. Die so ermittelte relative Geschwindigkeit des Hindernisses in Bezug auf das geregelte Fahrzeug (dynamische Relativität) sowie die Position der Fahrzeuge zueinander dient der Ermittlung der Relevanz für das Hindernis. Abhängig von der Einstufung des Hindernisses kann die Antriebssteuerung geeignet durchgeführt werden. Die Bestimmung der Relevanz erfolgt weiterhin entsprechend den möglichen vorausgehenden Bewegungsbahnzonen des Fahrzeugs. Die Bestimmung für Hindernisse außerhalb der vorangehenden Bahn, auf der sich das Fahrzeug bewegt, wird ausgeschlossen.
  • Das Vorausberechnen der eigenen Fahrspur oder Bewegungsbahn der näheren Zukunft in Form eines Fahrkorridors wird auch als Spurprädiktion bezeichnet. Hierbei werden, wie in EP-A-0 849 109 beschrieben, verschiedene Radgeschwindigkeiten sowie die Gierrate des Fahrzeugs bestimmt und daraus der künftige Fahrkorridor berechnet.
  • Die EP-A-11 08 603 beaufschlagt die Radgeschwindigkeiten eines Fahrzeuges zur Berechnung des Fahrkorridors mit einem veränderlichen Reifenkorrekturfaktor.
  • In DE-C-196 37 245 wird beschrieben, daß bei einem beabsichtigten oder beginnenden Spurwechsel des geregelten Fahrzeugs eine einseitige Erweiterung des berücksichtigten Fahrkorridors um den benachbarten Fahrstreifen in Richtung des Spurwechsels erfolgt.
  • EP-A-0 934 846 beschreibt ein Verfahren, bei dem die definierte Fahrspurbreite in Abhängigkeit von den Quergeschindigkeiten der erfaßten Objekte in derselben oder in benachbarten Fahrspuren verringert oder vergrößert wird.
  • DE-A-10 00 4525 beschreibt ein Verfahren, bei dem eine Abstandsregelung in Abhängigkeit von der befahrenen Straße erfolgt. Hierbei wird der Fahrschlauch für ein Befahren einer mehrspurigen Straße mit einer geringeren Breite versehen, als es für eine einspurige Straße der Fall ist.
  • DE-A-196 38 511 beschreibt ein Längsführungssystem bei dem der Straßenverlauf vor dem eigenen Fahrzeug mit Hilfe eines Navigationssystems erfaßt wird.
  • Da ein Objekt für eine Regelung oder Warnung als relevant angesehen wird, wenn es innerhalb der prädizierten Fahrspur erkannt wird, bestimmt die Breite der Fahrspur im jeweiligen Abstand eines sensorisch gemessenen Objektes maßgeblich das funktionale Verhalten eines ACC- oder Warnsystems gegenüber dem Benutzer, da sie bestimmt, wie früh ein seitlich hereinkommendes Objekt als relevant erkannt wird oder wie lange ein seitlich herauswanderndes für relevant gehalten wird. Dabei werden u. a. auch die Häufigkeit von fälschlichen Reaktionen auf Objekte in benachbarten Fahrspuren genauso wie der subjektive Eindruck bzgl. der Detektionsstabilität stark beeinflußt.
  • Der feste Breitenverlauf der prädizierten Fahrspur stellt einen Kompromiß über alle in der Nutzung als relevant erkannten Situationen, Straßentypen und Charakteristiken dar. So ist die Fahrspurprädiktion insbesondere auf mehrspurigen Straßen so schmal anzulegen, daß eine verläßliche Separation von der Nachbarspur erreicht wird. Dies führt z. B. auf kurvigen Landstraßen, deren Kurvenverlauf vorab nicht bekannt ist, zu einem frühzeitigen Herauswandern von Objekten aus der Spurprädiktion, so daß diese vom Sensierungssystem verloren werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit dem bzw. mit der das Fahrzeugverhalten im Rahmen eines Fahrgeschwindigkeitsregelsystems wie ACC (Automatic Cruise Control) oder eines Systems zur Abstands- oder Kollisionswarnung objektiv und subjektiv verbessert wird.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst. Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, daß die prädizierte Fahrspurbreite in Abhängigkeit von Straßenklassifizierungsinformationen adaptiert werden kann. So kann die Fahrspurprädiktion auf einspurigen Straßen auf einen Einspurmodus geschaltet werden. Im Einspurmodus kann die prädizierte Fahrspurbreite für den Zweck der Relevanzbewertung fahrender (in der eigenen Richtung mitbewegter) Ziele deutlich aufgeweitet werden kann, da die Gefahr der Fehlinterpretation von Nachbarspurzielen ausgeschlossen ist, da keine Nachbarspuren existieren. Generell und insbesondere auf kurvigen Streckenabschnitten kann dabei ohne genaue Kenntnis des weiteren Streckenverlaufs, z. B. solange noch keine ausreichend präzisen Navigationsdaten vorliegen, eine deutliche Verbesserung der Objektstabilität erreicht und ein frühes Verlieren von Zielen in Kurven vermieden werden.
  • Hierzu wird auf Basis mindestens eines Indikators auf die Anzahl der Fahrspuren geschlossen. Als Indikator können hierbei Straßenklassifizierungsinformationen zur jeweils befahrenen Straße dienen, die einem Navigationssystem und/oder sonst einer Datenbank entnommen werden. Aus diesen läßt sich die Anzahl der Spuren direkt ablesen oder indirekt ableiten, z. B. aus der Angabe des Straßentyps. Alternativ oder zusätzlich können weitere Indikatoren zum Rückschluß auf Einspurigkeit herangezogen werden, wie Umgebungsinformationen oder Objektdaten, z. B. die gesetzlich zulässige Höchstgeschwindigkeit, Ortschaftsangaben (außerhalb, innerhalb geschlossener Ortschaft) oder Fahrbahninformationen. Wird aufgrund dieser Indikatoren auf die Einspurigkeit der befahrenen Straße geschlossen, so kann die Fahrspurprädiktion auf einen Einspurmodus geschaltet werden, bei dem die prädizierte Fahrspurbreite deutlich aufgeweitet wird.
  • Ist ein vorausfahrendes Fahrzeug jedoch im Begriff abzubiegen, so bewirkt die Spurverbreiterung ein übertrieben langes Detektieren des eigentlich aus der eigenen Spur herausfahrenden Fahrzeugs. Um dem entgegenzuwirken, kann die Breitenvergrößerung der Fahrspur im Einspurmodus einseitig oder beidseitig auf das ursprüngliche Maß oder sogar darunter zurückgenommen werden. Dies erfolgt z. B. dann, wenn ein Fahrzeug, dessen Position relativ zum eigenen Fahrzeug bekannt ist, das wiederum über ein Navigationssystem seine Absolutposition relativ zu einem Streckenverlauf kennt, im Bereich einer Abzweigung oder einer Abbiegespur bzw. Kreuzung jeweils nach links oder rechts erkannt wird. Durch die Zurücknahme der Breitenvergrößerung befindet sich das Fahrzeug auf der Abbiegespur nicht mehr innerhalb der prädizierten Spurweite. Eine Bestimmung dieses Fahrzeuges als Hindernis wird verhindert und ein schnelleres Loslassen des nicht relevanten Hindernisses wird bewirkt.
  • Damit jedoch bei Freifahrt, das heißt, in der eigenen Fahrspur wurde kein Objekt erfaßt, frühzeitig ein seitlich hereinkommendes Objekt erkannt wird, kann die oben beschriebene Breitenverschmälerung unter der Bedingung aktiviert werden, daß aktuell ein vorausfahrendes Objekt erkannt wurde. Dadurch wird gewährleistet, daß ein auf die eigene Fahrspur einfahrendes und damit relevantes Fahrzeug frühzeitig als solches erkannt und dementsprechend berücksichtigt wird.
  • Die Breitenverschmälerung kann in Abhängigkeit von einer aktuellen und/oder prädizierten vorausliegenden Kurvigkeit der Straße deaktiviert werden. Vorzugsweise kann die Spurverbreiterung einseitig in Richtung des Kurvenverlaufs eingeschaltet werden. Somit wird auf besonders kurvigen Streckenabschnitten erreicht, dass sich ein vorausfahrendes Fahrzeug, auch in einer Kurve, innerhalb der prädizierten (erweiterten) Fahrspurbreite befindet. Ein Verlust des Ziels wird damit verhindert.
  • Durch die erfindungsgemäße Spurbreitenadaption wird die vom Fahrer subjektiv erlebte Detektionssicherheit auf einspurigen Straßen erhöht und der Wirkungsbereich von Warnalgorithmen erweitert. In beiden Fällen müssen keine Nachteile, wie sie sich z. B. bei einer pauschalen Landstraßenspurverbreiterung ergeben würden, in Kauf genommen werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird zwischen verschiedenen Modi der prädizierten Fahrspurbreite gewechselt. Hierbei beschreibt ein Modus 1 die prädizierte Standard Fahrspurbreite, ein Modus 3 eine Aufweitung und ein Modus 2 eine Verringerung der prädizierten Fahrspurweite gegenüber der jeweiligen Ausgangssituation. Modi 2 und 3 können sowohl beidseitig (2a, 3a) oder aber auch einseitig links (2b, 3b) oder nur rechts (2c, 3c) aktiviert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Anzahl der Fahrspuren der befahrenen Straße aus Navigationssystemdaten und/oder Datenbankinformationen herausgelesen. Ebenso können weitere Informationen, wie z. B. der Straßentyp, als Indikatoren für die Anzahl der Fahrspuren dienen, und so auf Basis der Indikatoren auf die Anzahl der Fahrspuren geschlossen werden. Die benötigten Informationen und Daten können während der Fahrt online an das Fahrzeug übermittelt werden und/oder sich auf einem Datenträger im Fahrzeug befinden. Weitere Informationen, die als Indikator für eine Anzahl der Fahrspuren dienen, können über geeignete Vorrichtungen aufgenommen und ausgewertet werden. So können Umgebungsinformationen und/oder Objektdaten, wie z. B. zulässige Höchstgeschwindigkeiten, Ortschaftsangaben oder Fahrbahndaten wie Fahrbahnbreite oder Fahrbahnmarkierung, über geeignete Vorrichtungen oder Sensoren aufgenommen, verwertet und als Indikatoren für die Anzahl der Fahrspuren verwendet werden.
  • Die Erfindung kann im Rahmen eines Fahrgeschwindigkeitsregelsystems wie beispielsweise eines ACC-Systems (Automatic Cruise Control System) oder Systems zur Abstands- oder Kollisionswarnung in Fahrzeugen zum Einsatz kommen. Sie erweitert den Wirkungsbereich von Warnalgorithmen und erhöht die vom Fahrer subjektiv erlebte Detektionsstabilität.

Claims (25)

1. Verfahren zur Erfassung von vor einem Fahrzeug befindlichen Hindernissen, bei dem die prädizierte Fahrspurbreite in Abhängigkeit von Straßenklassifizierungsinformationen, der Anzahl der Fahrspuren und/oder der Kurvigkeit verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich von Kreuzungen, Abzweigungen oder Abbiegespuren die prädizierte Fahrspurbreite einseitig und/oder beidseitig verändert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zwischen verschiedenen Modi der Veränderung der prädizierten Fahrspurbreite gewechselt werden kann.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei ein Modus 1 die Standard prädizierte Spurbreite, ein Modus 2 eine beidseitige (2a) oder einseitige (2b, 2c) Verringerung der prädizierten Spurweite und ein Modus 3 eine beidseitige (3a) oder einseitige (3b, 3c) Aufweitung der prädizierten Fahrspurbreite gegenüber der jeweiligen Ausgangssituation beschreibt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei bei einspuriger Fahrbahn Modus 3 gewählt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei im Bereich vor Kreuzungen, Abzweigungen und/oder Abbiegespuren abhängig von der jeweiligen Ausgangssituation die prädizierte Fahrspurweite einseitig oder beidseitig verringert wird, vorzugsweise aus dem Modus 3a in den Modus 3b oder 3c und aus dem Modus 1 oder dem Modus 3a, 3b oder 3c in den Modus 2a, 2b oder 2c.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei im Bereich nach Kreuzungen, Abzweigungen und/oder Abbiegespuren abhängig von der jeweiligen Ausgangssituation die prädizierte Fahrspurweite einseitig oder beidseitig aufgeweitet wird, vorzugsweise aus dem Modus 3b oder 3c in den Modus 3a und aus dem Modus 2a, 2b oder 2c in den Modus 1 oder in den Modus 3a, 3b, oder 3c.
7. Verfahren nach Anspruch 3 oder 5, wobei der Modus 2 unter der Bedingung aktiviert wird, daß ein vorausfahrendes Objekt erkannt wurde.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei Modus 3 abhängig von einer aktuellen und/oder prädizierten bestimmten Kurvigkeit der Straße deaktiviert wird.
9. Verfahren nach Ansprüche 1 bis 8, wobei auf Basis mindestens eines Indikators auf die Anzahl der Fahrspuren geschlossen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei Navigationssystemdaten und/oder Datenbankinformationen Indikatoren für die Anzahl der Fahrspuren sind.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei Umgebungsinformationen und/oder Objektdaten, wie z. B. zulässige Höchstgeschwindigkeiten, Ortschaftsangaben oder Fahrbahndaten Indikatoren für die Anzahl der Fahrspuren sind.
12. Einsatz eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 im Rahmen eines Fahrgeschwindigkeitsregelsystems wie ACC (Automatic. Cruise Control) oder eines Systems zur Abstands- oder Kollisionswarnung in Fahrzeugen.
13. Vorrichtung zur Erfassung von vor einem Fahrzeug befindlichen Hindernissen mit einem System zur Veränderung der prädizierten Fahrspurbreite in Abhängigkeit von Straßenklassifizierungsinformationen, der Anzahl der Fahrspuren und/oder der Kurvigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich von Kreuzungen, Abzweigungen oder Abbiegespuren die prädizierte Fahrspurbreite einseitig und/oder beidseitig veränderbar ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13 mit einer Einrichtung zum Wechsel verschiedener Modi der Veränderung der prädizierten Fahrspurbreite.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei ein Modus 1 die Standard prädizierte Spurbreite, ein Modus 2 eine beidseitige (2a) oder einseitige (2b, 2c) Verringerung der prädizierten Spurweite und ein Modus 3 eine beidseitige (3a) oder einseitige (3b, 3c) Aufweitung der prädizierten Fahrspurbreite gegenüber der jeweiligen Ausgangssituation beschreibt.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15 mit einer Einrichtung zur Wahl von Modus 3 bei einspuriger Fahrbahn.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16 mit einer Einrichtung zur einseitigen oder beidseitigen Verringerung der prädizierten Fahrspurbreite im Bereich vor Kreuzungen, Abzweigungen und/oder Abbiegespuren, vorzugsweise aus dem Modus 3a in den Modus 3b oder 3c und aus dem Modus 1 oder dem Modus 3a, 3b oder 3c in den Modus 2a, 2b oder 2c.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17 mit einer Einrichtung zur einseitigen oder beidseitigen Verringerung der prädizierten Fahrspurbreite im Bereich nach Kreuzungen, Abzweigungen und/oder Abbiegespuren, vorzugsweise aus dem Modus 3b oder 3c in den Modus 3a und aus dem Modus 2a, 2b oder 2c in den Modus 1 oder in den Modus 3a, 3b oder 3c.
19. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 17 mit einer Einrichtung zur Aktivierung von Modus 2 unter der Bedingung des Erkennens eines vorausfahrenden Fahrzeugs.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 19 mit einer Einrichtung zur Verwendung von Modus 3 abhängig von einer aktuellen und/oder prädizierten bestimmten Kurvigkeit der Straße.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20 mit einer Einrichtung mit der auf Basis mindestens eines Indikators auf die Anzahl der Fahrspuren schließbar ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21 mit einer Einrichtung zur Aufnahme von Navigationssystemdaten und/oder Datenbankinformationen als Indikatoren für die Anzahl der Fahrspuren.
23. Vorrichtung nach Anspruch 21 oder 22 mit einer Einrichtung zur Aufnahme von Umgebungsinformationen und/oder Objektdaten, wie z. B. zulässigen Höchstgeschwindigkeiten, Ortschaftsangaben oder Fahrbahndaten als Indikatoren für die Anzahl der Fahrspuren.
24. Einsatz einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 23 im Rahmen eines Fahrgeschwindigkeitsregelsystems wie ACC (Automatic Cruise Control) oder eines Systems zur Abstands- oder Kollisionswarnung in Fahrzeugen.
25. Einsatz einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 24 im Rahmen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12.
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