DE102007053705B4 - Trajectory estimation for turning maneuvers - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Vermeidung einer Kollision eines ersten Fahrzeugs mit einem zweiten Fahrzeug bei einem Abbiegevorgang des ersten Fahrzeugs, wenn beim Abbiegevorgang das erste Fahrzeug eine Gegenfahrbahn kreuzt auf der das zweite Fahrzeug sich in Gegenrichtung bewegt, dadurch gekennzeichnet, dass- aufgrund der Geschwindigkeiten der beiden Fahrzeuge ein geometrischer Kollisionspunkt berechnet wird, in dem die beiden Fahrzeuge miteinander kollidieren können,- eine Kreisbahn berechnet wird, welche das erste Fahrzeug fahren muss, um den Kollisionspunkt zu erreichen, und- Fahrzeugparameter des ersten Fahrzeugs bestimmt und gespeichert werden, die für das Befahren der berechneten Kreisbahn erforderlich sind, wobei die Kreisbahn durch einen Lenkwinkel und eine Geschwindigkeit des ersten Fahrzeugs von einer Recheneinheit bestimmt wird, und- eine Warnung ausgegeben wird, wenn die entsprechenden Parameter des ersten Fahrzeugs in einem von den berechneten, zur Kollision führenden Fahrzeugparametern abhängigen Bereich liegen.A method for avoiding a collision of a first vehicle with a second vehicle when the first vehicle is turning when the first vehicle crosses an opposite lane on which the second vehicle is moving in the opposite direction during the turning process, characterized in that - due to the speeds of the two vehicles geometric collision point is calculated, in which the two vehicles can collide with each other, - a circular path is calculated which the first vehicle must drive in order to reach the collision point, and- vehicle parameters of the first vehicle are determined and stored for driving on the calculated Circular path are required, the circular path is determined by a steering angle and a speed of the first vehicle by a computing unit, and a warning is output if the corresponding parameters of the first vehicle in one of the calculated vehicle parameters leading to the collision dependent area.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von Kollisionen von zwei Fahrzeugen beim Abbiegevorgang.The present invention relates to a method for avoiding collisions between two vehicles when turning.
In der
Die
Die
Aus der
Die bekannten Verfahren setzen eine erhebliche Anzahl von Systemen und Sensoren voraus und sind somit vergleichsweise kostspielig. Weiterhin muss von den bekannten Systemen ein großer Rechenaufwand geleistet werden, so dass eine entsprechend aufwändige Rechenleistung und Steuerung notwendig ist.The known methods require a considerable number of systems and sensors and are therefore comparatively expensive. Furthermore, the known systems have to perform a great deal of computing effort, so that correspondingly complex computing power and control are necessary.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, gegenüber dem Bekannten ein günstiges und einfaches Verfahren für ein Fahrerassistenzsystem zu schaffen
welches beim Abbiegevorgang das abzubiegende Fahrzeug im Falle einer möglichen Kollision mit einem entgegenkommenden Fahrzeug warnt.The invention is based on the object of creating an inexpensive and simple method for a driver assistance system compared to the known
which during the turning process warns the vehicle to be turned in the event of a possible collision with an oncoming vehicle.
Bei einem sich aus dem Oberbegriff des Hauptanspruchs ergebenden gattungsgemäßen Verfahren wird die Aufgabe durch die in dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs aufgeführte Merkmalskombination gelöst.In a generic method resulting from the preamble of the main claim, the object is achieved by the combination of features listed in the characterizing part of the main claim.
Die Erfindung besteht darin, mit sehr einfachen Mitteln die örtlichen und zeitlichen Bedingungen der Situation zu bestimmen, bei denen eine Kollision möglich ist, daraus die einzustellenden Fahrzeugsteuergrößen abzuleiten und dann eine Warnung auszugeben, wenn der Fahrer bzw. das Fahrzeug diese gerade erfüllt. Dabei geht die Berechnung zur Bestimmung der Daten vereinfachend davon aus, dass beide Fahrzeuge ihre Geschwindigkeit beibehalten und dass das erste Fahrzeug sich dem zweiten Fahrzeug auf einer Kreisbahn nähert (
Das „zweite Fahrzeug“ muss nicht ein Kraftfahrzeug sein, es kann sich dabei auch um ein Motorrad, ein Fahrrad, einen Fußgänger oder ein anderes bewegtes Objekt handeln.The invention consists in using very simple means to determine the local and temporal conditions of the situation in which a collision is possible, to derive the vehicle control variables to be set therefrom and then to output a warning when the driver or the vehicle is currently fulfilling them. The calculation for determining the data is based on the assumption that both vehicles maintain their speed and that the first vehicle approaches the second vehicle on a circular path (
The “second vehicle” does not have to be a motor vehicle; it can also be a motorcycle, a bicycle, a pedestrian or another moving object.
In einer Ausgestaltung der Erfindung empfiehlt sich die Anwendung der Merkmale nach Anspruch 3. Dieser Fall tritt beispielsweise ein, wenn das zweite Fahrzeug an einer Kreuzung seine Fahrtrichtung ändert (Rechtsabbieger) oder das erste Fahrzeug beim Abbiegen nach links seine Fahrtrichtung ändert. Durch die in Anspruch 3 aufgeführten Merkmale lässt sich die Effektivität des erfindungsgemäßen Verfahrens erheblich steigern. Das Verfahren nach Anspruch 3 lässt sich zudem mit vergleichsweise einfachen Mitteln bewerkstelligen. So ist es z.B. möglich, mit einem Radarsensor die Änderung der Bewegungsrichtung des zweiten Fahrzeugs festzustellen und in die Berechnung aufzunehmen. Entsprechendes gilt für das erste Fahrzeug, wo aufgrund der gemessenen Lenkwinkeländerung und / oder Gierwinkeländerung die Berechnung des Kollisionspunktes entsprechend in geeigneter Weise korrigiert werden kann.In one embodiment of the invention, the use of the features according to claim 3 is recommended. This case occurs, for example, when the second vehicle changes its direction of travel at an intersection (turning right) or the first vehicle changes its direction of travel when turning left. With the features listed in claim 3, the effectiveness of the method according to the invention can be increased considerably. The method according to claim 3 can also be used accomplish comparatively simple means. For example, it is possible to use a radar sensor to determine the change in the direction of movement of the second vehicle and to include it in the calculation. The same applies to the first vehicle, where the calculation of the collision point can be appropriately corrected based on the measured change in the steering angle and / or the change in yaw angle.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung empfiehlt sich die Anwendung der Merkmale nach Anspruch 4 bis Anspruch 6 wodurch verhindert werden kann, dass auch dann noch Warnungen ausgegeben werden, wenn eine Kollision des ersten Fahrzeugs mit dem zweiten Fahrzeug auf Grund der aktuellen Positionen und Bewegungsrichtungen praktisch ausgeschlossen ist. Hat sich beispielsweise das erste Fahrzeug dem zweiten entgegenkommenden Fahrzeug soweit angenähert, dass zum gleichzeitigen Eintreffen am Kollisionsort mit Fahrzeug zwei das erste Fahrzeug eine Kreisbahn befahren muss, die eine Querbeschleunigung größer der auf Grund der Fahrzeug- und Umfeldparameter maximal möglichen Querbeschleunigung (ca. 10m/s2) erfordert, so ist eine Kollision praktisch nicht mehr möglich.In a further embodiment of the invention, the use of the features according to
Andererseits ist es nicht erforderlich, eine Warnung auszusprechen, wenn der berechnete zu einer Kollision führende Lenkwinkel sehr gering, der longitudinale Abstand zum Fahrzeug zwei jedoch so groß ist, dass das erforderliche Fahrmanöver nicht einem Abbiegevorgang entspricht.On the other hand, it is not necessary to issue a warning if the calculated steering angle leading to a collision is very small, but the longitudinal distance to vehicle two is so great that the required driving maneuver does not correspond to a turning maneuver.
Weiter oben ist bereits erläutert worden, dass das erfindungsgemäße Verfahren von stark vereinfachten Randbedingungen ausgeht so dass die tatsächliche Gefahrenlage nur mit einer Unschärfe bestimmbar ist. So wird beispielsweise bei der Berechnung angenommen, dass die durch die Sensorik bestimmte Position des zweiten Fahrzeugs einen Punkt repräsentiert. Weiterhin wird angenommen, dass sich das erste Fahrzeug auf einer Kreisbahn bewegt. Um der tatsächlichen Gefahrenlage gerecht zu werden, wird daher um den errechneten Kollisionspunkt ein Sicherheitsbereich angenommen, in dem beim Aufenthalt beider Fahrzeuge eine Kollision sehr wahrscheinlich ist. Außerhalb dieses Sicherheitsbereiches liegende Trajektorien verlaufen entweder vor oder hinter dem Sicherheitsbereich und bedeuten beim Aufenthalt eines der beiden Fahrzeuge zum Zeitpunkt T eine geringere Kollisionswahrscheinlichkeit und sollen daher nicht zu einer Ausgabe einer Warnung führen.It has already been explained above that the method according to the invention is based on greatly simplified boundary conditions so that the actual risk situation can only be determined with a lack of clarity. For example, the calculation assumes that the position of the second vehicle determined by the sensor system represents a point. It is also assumed that the first vehicle is moving on a circular path. In order to do justice to the actual danger situation, a safety area is assumed around the calculated collision point in which a collision is very likely when both vehicles are present. Trajectories lying outside of this safety area run either in front of or behind the safety area and mean that when one of the two vehicles stops at time T there is a lower likelihood of a collision and should therefore not result in a warning being output.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung empfiehlt sich die Verwendung der Merkmale nach einem der Ansprüche 7 bis 9. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet nämlich die Option, dass es mit äußerst geringen technischen Mitteln durchgeführt werden kann. Zur Bestimmung der Geschwindigkeit des zweiten Fahrzeugs ist beispielsweise nur ein einziger Sensor wie z.B. ein Radarsensor oder eine Kamera notwendig. Die Bewegungsparameter wie z.B. die Geschwindigkeit und die Fahrtrichtung des ersten Fahrzeugs sind bekannt und die für die Bestimmung der Kollisionswahrscheinlichkeit erforderliche Rechenleistung kann von dem Fahrzeug mit den vorhandenen Mitteln mit erledigt werden, so dass mit diesen einfachen Mitteln das erfindungsgemäße Verfahren bereits durchgeführt werden kann.In an advantageous further development of the invention, the use of the features according to one of claims 7 to 9 is recommended. The method according to the invention offers the option that it can be carried out with extremely few technical means. For example, only a single sensor such as a radar sensor or a camera is necessary to determine the speed of the second vehicle. The movement parameters such as the speed and the direction of travel of the first vehicle are known and the computing power required to determine the probability of a collision can be carried out by the vehicle using the available means, so that the method according to the invention can already be carried out with these simple means.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in der ein bevorzugtes Beispiel der Erfindung dargestellt ist. Die Figuren zeigen:
-
1 : Vereinfachte Darstellung eines ersten (A) und zweiten (B) Fahrzeugs wobei das erste Fahrzeug (A) zur Kollision einen Lenk- bzw. Gierwinkel einnehmen müsste der aufgrund der physikalischen Gegebenheiten praktisch nicht erreicht werden kann. -
2 : Vereinfachte Darstellung eines ersten (A) und zweiten (B) Fahrzeugs wobei der Abbiegevorgang gemäß des berechneten Kreises (2) auf Grund der großen Fahrzeugdistanz unkritisch ist. -
3 : Vereinfachte Darstellung eines ersten (A) und zweiten (B) Fahrzeugs in der die kritische Fläche (B*) einer möglichen Kollision dargestellt ist, die berechneten unkritische Kreislinien vor (5) und hinter (4) der kritischen Fläche, sowie die kritische Kreislinie (4), die zur Kollision führen würde.
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1 : Simplified representation of a first (A) and second (B) vehicle, whereby the first vehicle (A) would have to adopt a steering or yaw angle for a collision that cannot be achieved in practice due to the physical conditions. -
2 : Simplified representation of a first (A) and second (B) vehicle, the turning process according to the calculated circle (2) is not critical due to the large vehicle distance. -
3 : Simplified representation of a first (A) and second (B) vehicle showing the critical area (B *) of a possible collision, the calculated non-critical circular lines in front of (5) and behind (4) the critical area, as well as the critical circular line (4) that would lead to the collision.
Ein erstes Ausführungsbeispiel ist in
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in
Ein weiteres vereinfachtes Beispiel ist in
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