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Die
Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem zum Auswählen von
Unterstützungsfunktionen
eines Fahrzeuges, wobei das Fahrerassistenzsystem zur Detektion
anderer in der Umgebung des Fahrzeuges befindlicher Verkehrsteilnehmer
und zur Ermittlung einer tatsächlichen
Verkehrsituation in Abhängigkeit
zumindest der in der Umgebung des Fahrzeuges detektierten Verkehrsteilnehmer
eingerichtet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren
zum Auswählen
von Unterstützungsfunktionen
eines Fahrzeuges durch ein Fahrerassistenzsystem, bei dem andere
in der Umgebung des Fahrzeuges befindliche Verkehrsteilnehmer detektiert
und eine tatsächliche
Verkehrssituation in Abhängigkeit
zumindest der in der Umgebung des Fahrzeuges detektierten Verkehrsteilnehmer
ermittelt wird.
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In
vielen modernen Fahrzeugen befinden sich heutzutage eine ganze Reihe
von Fahrerassistenzsystemen, die den Fahrer in bestimmten Verkehrsituationen
unterstützen
sollen. Die Unterstützung,
die durch das Assistenzsystem ausgelöst wird, reicht von einem einfachen
Warnhinweis für
den Fahrer, bis hin zum selbstständigem
und autonomen Eingriff in die Fahrzeugsteuerung. So ist z. B. ein
Bremsassistent bekannt, der ein Fahrzeug automatisch bis zu einem
Drittel der maximalen Verzögerungsrate abbremsen
kann oder bei einem drohenden Auffahrunfall einen höheren Bremsdruck
anlegt, um den Fahrer zu einer stärkeren Bremsung zu zwingen.
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Solche
Assistenzsysteme beruhen dabei auf dem Prinzip, dass der Raum um
das Fahrzeug mittels entsprechender Sensortechnik überwacht
wird. Dazu werden vor allem die in einer bestimmten Umgebung um
das Fahrzeug befindlichen Verkehrsteilnehmer detektiert und hinsichtlich
bestimmter Kriterien ausgewertet, so dass sich aus diesen Sensorsignalen
direkt eine tatsächliche
Verkehrssituation ableiten lässt.
Eine solche tatsächliche
Verkehrssituation beinhaltet vor allem die Position der anderen
Verkehrsteilnehmer relativ zum Fahrzeug, die Geschwindigkeit und
die Fahrrichtung der anderen Verkehrsteilnehmer. Aus dieser tatsächlichen
Verkehrssituation um das Fahrzeug herum lässt sich z. B. die Information
ableiten, ob und mit welchem Verkehrsteilnehmer eine Kollision droht.
Da es sich bei dem Verkehr um einen sich bewegenden bzw. fließenden Prozess
handelt, werden die von dem Assistenzsystem gesteuerten Funktionen
meist nur dann ausgewählt
und ausgelöst,
wenn ein bestimmter, für
diese Situation vorher eingestellter Schwellenwert erreicht wird.
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Nachteil
dabei ist, dass diese eingestellten Schwellenwerte in der Regel
unveränderbar
sind. D. h. mit anderen Worten, dass für verschiedene Verkehrssituationen
immer die gleichen Schwellenwerte vorliegen, so dass für bestimmte
Verkehrssituationen der Schwellenwert zu hoch eingestellt sein kann, während er
für andere
Verkehrssituationen zu niedrig eingestellt ist. Diese undifferenzierte
Betrachtung führt
somit zu einer höheren
Wahrscheinlichkeit von fehlerhaften Auslösungen bzw. zum Ausbleiben
der entsprechenden Unterstützungsfunktionen.
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Im
Hinblick darauf ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Fahrerassistenzsystem
anzugeben, das eine differenziertere Betrachtungsweise auf die Verkehrssituation
zulässt.
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Die
Aufgabe wird mit dem Fahrerassistenzsystem der eingangs genannten
Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Fahrerassistenzsystem zum Auswählen min destens einer Unterstützungsfunktion
in Abhängigkeit
der Abweichung zwischen der tatsächlichen
Verkehrssituation und einer in Bezug auf die ermittelte tatsächliche
Verkehrssituation erwartete Verkehrssituation eingerichtet ist.
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Dadurch
wird es möglich,
dass das Fahrerassistenzsystem nicht nur an Hand der von den Sensordaten
ermittelten tatsächlichen
Verkehrssituation eine Unterstützungsaktion
aktiviert, sondern dass in die Berechnung zusätzlich noch eine erwartete
Verkehrssituation mit einfließt,
so dass das Auswählen
und Auslösen
einer Unterstützungsfunktion durch
das Fahrerassistenzsystem differenzierter erfolgt.
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Eine
erwartete Verkehrssituation meint dabei die Verkehrssituation, die
der Fahrer des Fahrzeuges in aller Regel, ausgehend von der tatsächlichen
Verkehrssituation, erwarten würde.
D. h. mit anderen Worten, die erwartete Verkehrssituation beinhaltet eine
Verhaltenserwartung gegenüber
den anderen in der Umgebung des Fahrzeuges detektierten Verkehrsteilnehmer.
Die erwartete Verkehrssituation meint auch die erwartungsbasierte
Entwicklung der Situation, ausgehend von der tatsächlichen
bzw. IST Verkehrssituation, wobei die Erwartungsbasis auf dem Verhalten
beruht, welches normalerweise in einer solchen Situation üblich ist.
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Mit
Unterstützungsfunktion
werden dabei all jene von dem Fahrerassistenzsystem auslösbaren Funktionen
des Fahrzeuges gemeint, die den Fahrer in einer bestimmten Verkehrssituation
unterstützen. Solche
Unterstützungsfunktionen
können
z. B. Hinweise im Cockpit des Fahrers sein, Warnungen, die auf einem
Display angezeigt werden, aber auch Eingriffe oder gar Übernahmen
eines Teils oder gar der gesamten Fahrsteuerung. Solche Unterstützungsfunktionen
sind z. B. Teil der Längs-
bzw. Querführung
eines Fahrzeuges. So wird z. B. bei der Längsführung eines Fahrzeuges automatisch
eine Bremsung genau dann eingeleitet, wenn die Gefahr besteht, dass
das Fahrzeug auf ein vorausfahrendes Fahrzeug auffährt. Es
sind aber auch andere mit der Fahraufgabe betrauten Funktionen denkbar,
die von einem Fahrerassistenzsystem ausgewählt und ausgelöst werden
können.
Mit dem Auslösen
einer Unterstützungsfunktion
ist dabei gemeint, dass das Fahrerassistenzsystem die entsprechende
ausgewählte
Unterstützungsfunktion
aktiviert, die dann zu der entsprechend gewünschten Reaktion führt. Fahrzeuge
können
dabei u. a. PKWs, LKWs und andere straßengebundene Fahrzeuge, aber
auch schienengebundene Fahrzeuge wie Triebfahrzeuge, Wasserfahrzeuge
und Luftfahrzeuge sein.
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Damit
das Fahrerassistenzsystem die tatsächliche Verkehrssituation besser
ermitteln kann ist es besonders vorteilhaft, wenn das Fahrerassistenzsystem
weiterhin zur Ermittlung der tatsächlichen Verkehrssituation
in Abhängigkeit
der aktuellen Position des Fahrzeuges eingerichtet ist. Mit der
aktuellen Position des Fahrzeuges ist es möglich, die Verkehrssituation
nicht nur hinsichtlich der beteiligten Verkehrsteilnehmer zu ermitteln,
sondern auch die geografischen Gegebenheiten mit zu berücksichtigen.
So ist es bei der differenzierten Beurteilung durchaus sinnvoll,
wenn das Fahrerassistenzsystem weiß, auf was für einer
Straße
bzw. Straßentyp
sich das Fahrzeug gerade befindet.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn das Fahrerassistenzsystem zur Ermittlung
der erwarteten Verkehrssituation in Abhängigkeit des vom Fahrer des
Fahrzeuges gewöhnlich
zu erwartenden Verhaltens der anderen in der Umgebung des Fahrzeuges detektierten
Verkehrsteilnehmer eingerichtet ist. So ist es z. B. denkbar, dass,
wenn der Sicherheitsabstand zweier Fahrzeuge unterschritten wird,
vom Fahrerassistenzsystem keine automatische Bremsung eingeleitet
wird, wenn der Fahrer des Fahrzeuges erwarten kann, dass der vorausfahrende
Verkehrsteilnehmer beschleunigt. Ein solches Verhalten der anderen
Verkehrsteilnehmer wird in aller Regel auf einem Beschleunigungsstreifen
einer Autobahnauffahrt erwartet.
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Es
reicht in vielen Situationen jedoch nicht aus, lediglich das erwartete
Verhalten einzelner Verkehrsteilnehmer isoliert zu berücksichtigen.
Vielmehr ist es sinnvoll, die erwartete Verkehrssituation in Abhängigkeit
des Gesamtverhaltens aller in der Umgebung des Fahrzeuges befindlichen
Verkehrsteilnehmer zu berücksichtigen.
Denn in das erwartete Verhalten einzelner Verkehrsteilnehmer fließt auch
das Verhalten des Verkehrsteilnehmers bezüglich der Gesamtsituation mit
ein, so dass das erwartete Verhalten auch immer vom Verhalten der
anderen Verkehrsteilnehmer abhängig
ist.
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Des
Weiteren ist es besonders vorteilhaft, wenn die erwartete Verkehrssituation
weiterhin in Abhängigkeit
eines Fahr- bzw. eines Verhaltensmodells der anderen Verkehrsteilnehmer
ermittelt wird. Ein solches Fahr- bzw. Verhaltensmodell gibt an,
wie sich ein Verkehrsteilnehmer in der aktuell detektierten Verkehrssituation
erwartungsgemäß verhalten
würde.
Für verschiedene
Verkehrsteilnehmer können sich
auch unterschiedliche Fahr- bzw. Verhaltensmodelle ergeben. Aus
diesem Grund ist es ganz besonders vorteilhaft, wenn das Fahrerassistenzsystem zusätzlich in
der Lage ist, ein entsprechendes Fahr- bzw. Verhaltensmodell in
Abhängigkeit
des detektierten Verkehrsteilnehmers bzw. in Abhängigkeit des Typs des detektierten
Verkehrsteilnehmers auszuwählen.
So hat z. B. ein Radfahrer in aller Regel ein anderes Fahr- bzw.
Verhaltensmodell im Straßenverkehr
als ein LKW.
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Da
die vom Regelfall abweichende Situation bzw. eine Gefahrsituation
in Abhängigkeit
der Abweichung zwischen tatsächlicher
und erwarteter Verkehrssituation erfolgt, ist es sinnvoll, die Abweichung als
Maß für die Stärke der
Auslösung
bzw. als Grundlage für
die Auswahl der Unterstützung
zu verwenden. Auch die Dynamik der Abweichung, d. h. die Entwicklung
der Abweichung über
die Zeit, stellt einen Index dar, mit dem die auszulösende Reaktion korreliert.
So ist es nachvollziehbar, dass z. B. ein Warnton umso lauter ausgegeben
wird, je größer die Abweichung
ist bzw. je dynamischer sich die Abweichung entwickelt. Somit ist
es möglich,
dem Fahrer die Gefährlichkeit
einer bevorstehenden Situation intuitiv mitzuteilen.
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Ganz
besonders vorteilhaft ist es, wenn das erwartete Verhalten und/oder
Gesamtverhalten auf empirischen Studien beruhen bzw. durch Simulationen
ermittelt wurden. So kann in einer solchen empirischen Studie das
gewöhnliche
Verhalten von Fahrern in bestimmten Situationen untersucht werden und
als das erwartete Verhalten in einer solchen Situation angenommen
werden. Das erwartete Verhalten eines Fahrers über einen anderen Verkehrsteilnehmer
entspricht nur ansatzweise einem mittleren Verhalten der Verkehrsteilnehmer.
Bei den Erwartungen eines Fahrers spielt die eigene Erfahrung des Fahrers
mit eine Rolle bei der Bildung von Erwartungen. D. h. es ist vom
eigenen Verhalten des Fahrers auch auf das erwartete Verhalten anderer
Verkehrsteilnehmer zu schließen.
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Die
Aufgabe wird auch mit dem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch
Auswählen
und ggf. Auslösen
von mindestens einer Unterstützungsfunktion
in Abhängigkeit
der Abweichung zwischen der tatsächlichen
Verkehrssituation und einer prädizierten
Verkehrssituation.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Ganz
besonders vorteilhaft ist es, wenn das Verfahren als Computerprogrammprodukt
verkörpert ist,
um bereits bestehende Fahrerassistenzsysteme mit einem zusätzlichen
(Software-)Modul um die Funktionalität dieser Erfindung zu erweitern.
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Die
Erfindung wird an Hand der beigefügten Zeichnung beispielhaft
näher erläutert. Es
zeigt:
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1 Schematische
Darstellung einer verhaltenserwartenden Verkehrssituation.
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1 zeigt
einen Ausschnitt einer Autobahnfahrspur 1, an die eine
Auffahrt 2 angeschlossen ist. Die Auffahrt 2 mündet schließlich in
den Beschleunigungsstreifen 3, der den auffahrenden Verkehr
auf die Autobahnfahrspur 1 lenken soll. In diesem Ausführungsbeispiel
will das Egofahrzeug 4, welches über ein Fahrerassistenzsystem
der vorliegenden Erfindung verfügt,
auf die dargestellte Autobahnspur 1 auffahren. Das Egofahrzeug 4 besitzt
dabei ein Fahrerassistenzsystem, welches bei Unterschreitung eines
sicherheitskritischen Abstandes eines vorausfahrenden Fahrzeuges 5 automatisch eine
Bremsung einleitet. Des Weiteren befindet sich bereits auf der Autobahnspur 1 ein
entsprechendes Fahrzeug 6, welches sich mit einer relativ
hohen Geschwindigkeit der Auffahrt nähert.
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Ein
Beschleunigungsstreifen einer Autobahnauffahrt dient dabei dazu,
die auf die Autobahn auffahrenden Fahrzeuge die Möglichkeit
zu geben, sich an die Durchschnittsgeschwindigkeit der auf der Autobahn
fahrenden Fahrzeuge anzupassen. Demnach ist es in aller Regel notwendig,
auf einen Beschleunigungsstreifen sein Fahrzeug von einer relativ
niedrigen Geschwindigkeit auf eine relativ hohe Geschwindigkeit
zu beschleunigen. Dies ist ein Verhalten, welches in aller Regel
von den betreffenden Fahrern auch von den anderen Verkehrsteilnehmern erwartet
wird.
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Typischer
Weise gibt es bei Paarungen zwischen erfahrenen und unerfahrenen
Fahrern (d. h. bei dicht beisammen fahrenden Fahrern) leicht Probleme.
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In
dem skizzierten Fall fährt
z. B. ein unerfahrener Fahrer, gefolgt von einem erfahrenen Fahrer die
Auffahrt hinauf. Aus Sicht des erfahrenen Fahrers gibt es eine problemlose
Möglichkeit
für sein
Vorderfahrzeug in Lücke
am Ende des Beschleunigungsstreifens einzuscheren. Dies stellt nun
auch das erwartete Verhalten an das Vorderfahrzeug dar. Der Fahrer
im Vorderfahrzeug beschleunigt nun auch erwar tungsgemäß. Der Fahrer
im Egofahrzeug richtet, das sich das Vorderfahrzeug wie erwartet
verhält, seine
Aufmerksamkeit stärker
auf die Suche einer Lücke
in die er einfädeln
kann, d. h. er richtet seine Augen zur Seite und nicht nach vorne.
Die aus Sicht des Fahrers des Egofahrzeuges leicht zu erreichende
Lücke für das Vorderfahrzeug
wird im weiteren Verlauf vom Fahrer des Vorderfahrzeuges anders eingeschätzt und
dieser bricht den Beschleunigungsvorgang ab. Da der Fahrer des Egofahrzeuges
aufgrund seiner Erwartung nicht damit rechnet ist seine Aufmerksamkeit
immer noch auf den Seitenbereich gerichtet, obwohl das Vorderfahrzeug
zu verzögern beginnt.
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In
dieser Situation wird der Fahrer des Egofahrzeuges 4 durch
das erwartungsbasierte Fahrerassistenzsystem wesentlich früher gewarnt
und es wird u. U. wesentlich früher
eingegriffen als im Fall einer Standardauslegung, da hier klar erkennbar
ist, dass sich die Situation in nicht erwarteter Weise verändert.
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In
der gemäß 1 dargestellten
Situation beschleunigt das Egofahrzeug 4, um auf die Fahrspur 1 aufzufahren.
Der Fahrer des Fahrzeuges 4 erwartet, dass ein vor ihm
fahrendes Fahrzeug 5, welches sich ebenfalls auf dem Beschleunigungsstreifen 3 befindet,
auch beschleunigt. Der Abstand 7 der beiden Fahrzeuge 4 und 5 würde sich
dabei in aller Regel stark verringern, so dass die Wahrscheinlichkeit besteht,
dass der Bremsassistent in Fahrzeug 4 eine Bremsung einleitet,
obwohl dazu gar kein Anlass besteht. Der Grund hierfür ist, dass
der Bremsassistent in dem Egofahrzeug 4 die Verhaltenserwartung
des Fahrers des Fahrzeuges 4 nicht mit berücksichtigt.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung würde ein
solches Fahrerassistenzsystem, welches in das Egofahrzeug 4 eingebaut
ist, in einer solchen Situation keine automatische Bremsung einleiten,
da es davon ausgeht, dass der Fahrer des auf die Autobahn auffahrenden
Fahrzeuges 4 erwartet, dass der Fahrer des Fahrzeuges 5 ebenfalls
beschleunigt. D. h. das Fahrerassistenzsystem in Fahrzeug 4 berücksichtigt
das erwartete Verhalten des Fahrers des Fahrzeuges 4 gegenüber dem
anderen Fahrzeug 5.
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Die
in 1 gezeigte Situation könnte jedoch auch anders beurteilt
werden, wenn das Fahrzeug 5 von dem Fahrerassistenzsystem
in Fahrzeug 4 als LKW detektiert wird. In diesem Fall würde der Fahrer
des Fahrzeuges 4 erwarten, dass der LKW eine nicht so hohe
Beschleunigung hat wie ein normaler PKW. In diesem Falle wäre ein zu
dichtes Auffahren des Fahrzeuges 4 auf das Fahrzeug 5 gefährlich,
so dass das Fahrerassistenzsystem mit einer Bremsung reagieren würde.
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Das
in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel ist nur eine
von vielen möglichen
Beispielen für Verhaltenserwartungen
im Straßenverkehr,
die hier nicht abschließend
aufgezählt
werden können.