DE102008005310A1 - Method for influencing the movement of a vehicle in case of premature detection of an unavoidable collision with an obstacle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beeinflussung der Bewegung eines Fahrzeugs, wobei bei vorzeitigem Erkennen einer unvermeidbaren Kollision mit einem Hindernis in Abhängigkeit von ermittelten Umgebungsinformationen Maßnahmen zur Reduzierung der Unfallfolgen vorgenommen werden. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass bei vorzeitigem Erkennen einer unvermeidbaren Kollision die aus einer vom Fahrer angeforderten Längsbeschleunigung und eines vom Fahrer angeforderten Lenkwinkels resultierenden Reibungskräfte zur Optimierung der Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs in Abhängigkeit eines vorausberechneten Crashverhaltens der Unfallbeteiligten verteilt werden.The invention relates to a method for influencing the movement of a vehicle, wherein measures are taken to reduce the consequences of an accident in the event of premature detection of an unavoidable collision with an obstacle as a function of determined environmental information. The invention is characterized in that, in the event of premature detection of an unavoidable collision, the frictional forces resulting from a longitudinal acceleration requested by the driver and a steering angle requested by the driver are distributed to optimize the motion trajectory of the vehicle as a function of a predicted crash behavior of the accident participants.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Beeinflussung der Bewegung eines Fahrzeugs bei vorzeitigem Erkennen einer unvermeidbaren Kollision mit einem Hindernis.The The invention relates to a method for influencing the movement a vehicle in case of premature detection of an unavoidable collision with an obstacle.
Ein
Verfahren zur Beeinflussung der Bewegung eines Fahrzeugs zur Kollisionsvermeidung
ist in der
Weiter
offenbart die
Trotz derartiger Systeme können Verkehrssituationen auftreten, bei denen eine Kollision mit einem Hindernis nicht mehr verhindert werden kann. Zwar können die genannten Systeme helfen, die Wahrscheinlichkeit einer Kollision und/oder die bei einer Kollision resultierende Krafteinwirkung zu senken, der tatsächliche Schaden ist aber von vielen weiteren Parametern abhängig. Im ungünstigsten Fall kann ein – vom Fahrer oder durch ein unterstützendes System – eingeleitetes Ausweichmanöver zu einem seitlichen Aufprall am Hindernis führen, welcher zu schwerwiegenderen Folgen für die Insassen führen kann, als sie bei einer Frontalkollision mit dem Hindernis auftreten würden.In spite of such systems can cause traffic situations where a collision with an obstacle no longer prevents can be. Although the systems mentioned can help the probability of a collision and / or the case of a collision to reduce the resulting force, the actual Damage depends on many other parameters. In the worst case, a - by the driver or through a supporting system - initiated Evasive maneuver to a lateral impact on the obstacle which leads to more serious consequences for the inmates may lead when they are in a frontal collision would occur with the obstacle.
Schließlich
offenbart die gattungsbildende
Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein verbessertes Verfahren hinsichtlich einer konkreten Eingriffsmöglichkeit in die Fahrzeugsteuerung zur Beeinflussung der Bewegung eines Fahrzeugs bei vorzeitigem Erkennen einer unvermeidbaren Kollision mit einem Hindernis anzugeben.task The invention is now an improved method in terms a concrete possibility of intervention in the vehicle control for influencing the movement of a vehicle in case of premature detection an unavoidable collision with an obstacle.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Patentansprüche.These Object is achieved by the subject of the independent claim. advantageous Further developments are the objects of the dependent ones Claims.
Die Erfindung bedient sich des Funktionsprinzips einer ABS-Regelung, bei der die Bremskraft dadurch erhöht wird, dass die Räder nicht permanent blockiert werden, sondern ein gewisser Schlupf für jedes Rad separat zugelassen wird. Die Reibung zwischen dem Rad und der Fahrbahn kann auf diese Art stark erhöht und zwischen den Rädern gleichmäßig (oder nach Vorgaben) verteilt werden. Durch nicht ganz blockierte Räder bei einem Bremsvorgang ermöglicht das ABS auch eine Kraftverteilung für die Querdynamik, d. h. es kann auch bei einer Vollbremsung geringfügig gelenkt werden. Die Kraftverteilung zwischen Lenken und Bremsen zur Beeinflussung der Längsbeschleunigung und der Querbeschleunigung des Fahrzeugs wird somit durch den jeweils zugelassenen Räderschlupf vorgegeben. Dieser wird bei einer herkömmlichen ABS-Regelung abhängig von den odometrischen Daten des Fahrzeuges eingestellt.The Invention employs the functional principle of an ABS control, in which the braking force is increased by the wheels not permanently blocked, but a certain slip for each wheel is allowed separately. The friction between the wheel and the roadway can be greatly increased in this way and between the wheels evenly (or according to specifications) be distributed. By not completely blocked wheels at During a braking process, the ABS also enables a force distribution for the lateral dynamics, d. H. It can also be at a full stop be slightly steered. The force distribution between Steering and braking to influence the longitudinal acceleration and the lateral acceleration of the vehicle is thus by the respective allowed wheel slip predetermined. This one is at a conventional ABS control depending on the odometric Data of the vehicle set.
Der Erfindung hegt somit in erster Linie die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Steuerung oder Regelung des Radschlupfes ein Eingriff sowohl in die Längsdynamik, als auch in die Querdynamik des Fahrzeugs möglich ist. Aufgrund der vom Fahrer angeforderten Längsbeschleunigung und des angeforderten Lenkwinkels werden Reibungskräfte an den Rädern erzeugt. Durch eine Ansteuerung der Bremsen können diese Reibungskräfte nun derart verteilt werden, dass sie entsprechend der Verteilung bzw. ihrem Verhältnis zueinander einen verstärkten Eingriff in die Längsbeschleunigung oder die Querbeschleunigung des Fahrzeugs zulassen bzw. ermöglichen.The invention is thus based primarily on the knowledge that by means of a control or regulation of the wheel slip, an intervention is possible both in the longitudinal dynamics and in the transverse dynamics of the vehicle. Due to the longitudinal acceleration requested by the driver and the requested steering angle, frictional forces are generated at the wheels. By controlling the Brakes, these frictional forces can now be distributed so that they allow according to the distribution or their relationship to each other increased engagement in the longitudinal acceleration or the lateral acceleration of the vehicle or allow.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Beeinflussung der Bewegung eines Fahrzeugs zeichnet sich folglich dadurch aus, bei vorzeitigem Erkennen einer unvermeidbaren Kollision die aus einer vom Fahrer angeforderten Längsbeschleunigung und eines vom Fahrer angeforderten Lenkwinkels resultierenden Reibungskräfte zur Optimierung der Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs in Abhängigkeit eines vorausberechneten Crashverhaltens der Unfallbeteiligten verteilt werden. Dies bedeutet, dass in Abhängigkeit vom angeforderten Lenk- und Bremsmoment eine derartige Umverteilung der aufgrund der Anforderung resultierenden Reibungskräfte stattfindet, so dass bei der eintretenden Kollision ein geringerer oder sogar minimaler Schaden eintritt.The inventive method for influencing the Movement of a vehicle is thus characterized by, at early detection of an unavoidable collision from a requested by the driver longitudinal acceleration and a Driver demanded steering angle resulting friction forces to optimize the movement trajectory of the vehicle depending on distributed a pre-calculated crash behavior of the accident participants become. This means that depending on the requested Steering and braking torque such a redistribution due to the requirement resulting friction forces takes place, so that at the incoming collision a lesser or even minimal damage entry.
Bei der Längsbeschleunigung wird es sich in der Regel um eine negative Beschleunigung, also eine Verzögerung handeln. Unter Umständen kann auch eine positive Beschleunigung gemeint sein, z. B. dann, wenn der Fahrer der Ansicht ist, dass eine Kollision mit einem Hindernis durch eine Fahrzeugbeschleunigung zu vermeiden wäre oder der Schaden geringer ist. Unter einem Hindernis sind stehende und bewegte Hindernisse, wie z. B andere Verkehrsteilnehmer zu verstehen.at The longitudinal acceleration will usually be one negative acceleration, so act a delay. It may also be a positive acceleration be meant, for. B. when the driver is of the opinion that a collision with an obstacle by a vehicle acceleration to avoid or the damage is less. Under An obstacle is standing and moving obstacles, such as. B to understand other road users.
Ein weiterer wesentlicher Aspekt der Erfindung liegt in der Vorausberechnung des Crashverhaltens des mindestens einen Unfallbeteiligten und die Beeinflussung der Bewegungstrajektorie in Abhängigkeit von dieser Berechnung.One Another essential aspect of the invention lies in the prediction the crash behavior of the at least one accident participant and the Influencing the movement trajectory in dependence from this calculation.
Als Crashverhalten ist dabei die Abhängigkeit der auftretenden Unfallfolgen (Sach- und Personenschäden, Überrollrisiko, Gefährdung weiterer Verkehrsteilnehmer etc.) bei einem Hindernis und/oder beim eigenen Fahrzeug von den Crashparametern (Parametern des Zusammenstoßes) zu verstehen. Die Crashparameter können dabei z. B. der Kollisionsbereich, Kollisionswinkel und der zeitliche Verlauf der Krafteinwirkung auf das Fahrzeug von außen sein, sowie die Kräfte die innerhalb des eigenen Fahrzeuges und ggf. des Hindernisses im Crashverlauf entstehen, wie z. B. eine Stauchung der Fahrgastzelle, die aufgrund einer bestimmten Gewichtsverteilung im Fahrzeug bei einem Zusammenstoß auftritt.When Crash behavior is the dependence of the occurring Consequences of accidents (damage to property and personal injury, risk of rollover, Endangerment of other road users, etc.) in one Obstacle and / or your own vehicle from the crash parameters (Parameters of the collision) to understand. The crash parameters can z. B. the collision area, collision angle and the time course of the force on the vehicle of be outside, as well as the forces within the own vehicle and possibly the obstacle in the crash course, such as B. a compression of the passenger compartment, due to a specific Weight distribution in the vehicle during a collision occurs.
Das Crashverhalten kann in Form einer mathematischen Funktion, einer Funktionenschar und/oder Parameterschar und/oder einer Simulation errechnet und/oder weiterverarbeitet werden. Das Crashverhalten des eigenen Fahrzeugs kann größtenteils auch vor dem Eintritt der kritischen Situation errechnet und ggf. abhängig vom aktuellen Zustand des Fahrzeugs und seiner Belegung und Beladung kurz vor der Crashsituation aktualisiert werden. Die Bestimmung mehrerer Parameter des Crashverhaltens kann auch auf empirischen Versuchen (Crashversuche) mit dem Fahrzeug desselben Typs basieren. Die Vorausberechnung des wahrscheinlichen Crashverhaltens des Hindernisses kann mittels einer sensorischen Erfassung durch das Fahrzeug erfolgen.The Crash behavior can take the form of a mathematical function, a Set of functions and / or set of parameters and / or a simulation calculated and / or further processed. The crash behavior of your own Vehicle can also be mostly before entry calculated from the critical situation and possibly depending on current state of the vehicle and its occupancy and loading short be updated before the crash situation. The determination of several Parameters of crash behavior can also be based on empirical experiments (Crash tests) are based on the vehicle of the same type. The forecast the likely crash behavior of the obstacle can by means of a sensory detection by the vehicle done.
Vorteilhafterweise erfolgt die Verteilung der Reibungskräfte durch Regelung des Radschlupfes an mindestens einem Rad. Dies bedeutet, dass der Radschlupf an jedem Rad derart geregelt wird, dass die Wirksamkeit des vom Fahrer getätigten Eingriffs in die Fahrzeugsteuerung in Abhängigkeit des vorausberechneten Crashverhaltens der Unfallbeteiligten durch entsprechendes Blockieren und Durchdrehen der Räder geregelt wird. Die Regelung des Radschlupfes zur Erhöhung der Bremskraft bzw. zum Erreichen einer vorgegebenen bzw. maximalen Bremskraft kann hierbei analog der Radschlupfregelung eines ABS-Systems erfolgen, d. h. die Räder werden nicht permanent blockiert, sondern es wird ggf. für jedes Rad ein kontrolliertes Durchdrehen zugelassen. Soll aufgrund des vorausberechneten Crashverhaltens eine stärkere Beeinflussung der Querbeschleunigung in eine bestimmte Richtung zugelassen werden, werden die Räder weniger blockiert, so dass ein Lenken zugelassen wird. Die Stärke der entsprechenden Querbeschleunigung und die Funktion ihrer Änderung über die Zeit kann dabei präzise dosiert werden. Unter gewissen Umständen, kann durch die Regelung des Radschlupfes auch ein Drehen des Fahrzeugs eingeleitet werden, wenn dies für die aktuelle Verkehrsituation zur Reduzierung der Unfallfolgen von Vorteil ist.advantageously, the distribution of friction forces is done by regulation the wheel slip on at least one wheel. This means that the wheel slip on each wheel is regulated so that the effectiveness of the Driver engaged in the vehicle control in Dependence of the predicted crash behavior of the Accident Participants by appropriate blocking and spin the wheels is regulated. The regulation of wheel slip to increase the braking force or to achieve a predetermined or maximum braking force can be analogous to the wheel slip control an ABS system, ie. H. the wheels will not permanently blocked, but it may be for each wheel a controlled spin allowed. Should be due to the precalculated Crash behavior a stronger influence on the lateral acceleration be allowed in a certain direction, the wheels less blocked, so that steering is allowed. The strenght the corresponding lateral acceleration and the function of their change over The time can be precisely metered. Under certain Circumstances can, by the regulation of wheel slip too a turning of the vehicle will be initiated if this is for the current traffic situation to reduce the consequences of accidents Advantage is.
Handelt es sich bei der vom Fahrer angeforderten Längebeschleunigung um eine negative Beschleunigung, also eine Verzögerung, dann würde das erfindungsgemäße Verfahren seine Effektivität hauptsächlich nur dann entfalten, wenn eine Verzögerung angefordert wird, die stark genug ist, dass mindestens ein Rad zu mindestens einem Zeitpunkt blockiert wird. Prinzipiell trifft dies auf die meisten kritischen Situationen zu. Für den Fall, dass der Fahrer nicht stark genug auf das Bremspedal tritt, sind jedoch Verfahren zur Verstärkung der Bremswirkung bekannt, die bei einem registrierten Druckanstieg im Bremssystem, der einen vorgegebenen Druckgrenzwert überschreitet, eine Vollbremsung einleiten. Dies bedeutet, dass selbst dann, wenn der Fahrer nur relativ kurz, aber sehr schnell auf das Bremspedal tritt, die volle Bremskraft aufgebaut und solange gehalten wird, solange der Fahrer das Bremspedal nicht schwächer, als eine erforderliche Mindestkraft drückt.These it is at the requested by the driver longitudinal acceleration to a negative acceleration, so a delay, then the inventive method its effectiveness mainly unfold only if a delay is requested that is strong enough is that at least one wheel is blocked at least one time becomes. In principle this applies to most critical situations to. In the event that the driver is not strong enough the brake pedal occurs, but are methods of reinforcement the braking effect known at a registered pressure increase in the braking system exceeding a predetermined pressure limit, to initiate an emergency stop. This means that even if the driver only relatively short, but very fast on the brake pedal occurs, the full braking force is built up and held, as long as the driver is not weaker than the brake pedal presses a required minimum force.
Um auch bei derartigen Fällen, bei denen der Fahrer nicht stark genug auf das Bremspedal tritt, eine erfindungsgemäße Verteilung der Reibungskräfte durch Regelung des Radschlupfes ermöglichen zu können, wird bei der vom Fahrer angeforderten Verzögerungswirkung auch eine vom Fahrer gewünschte Verzögerungswirkung und/oder eine automatisch angeforderte Verzögerungswirkung berücksichtigt. Bei der automatisch angeforderten Verzögerungswirkung kann es sich bspw. um die durch ein Bremsunterstützungssystem oder ein Geschwindigkeitsregelsystem (ggf. mit Abstandskontrolle) oder durch einen sonstigen Bremsassistenten angeforderte Verzögerungswirkung handeln. Ist das Fahrzeug mit einem System zur autonomen Längsbeschleunigung ausgestattet, kann sogar die von diesem System erzeugte Verzögerungswirkung berücksichtigt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist ebenfalls auf voll- oder teilautomatisch fahrende Fahrzeuge angewandt werden.Around even in such cases where the driver is not strong enough on the brake pedal occurs, an inventive Distribution of friction forces by controlling the wheel slip To be able to be able to be cared for by the driver requested delay effect also one from the driver desired delay effect and / or automatically requested Delay effect taken into account. At the automatic requested delay effect may, for example. To by a brake assist system or a cruise control system (if necessary with distance control) or by another brake assistant act requested delay action. Is the vehicle equipped with a system for autonomous longitudinal acceleration, even the delay effect generated by this system be taken into account. The invention Procedure is also on fully or partially automatic driving Vehicles are applied.
Vorteilhafterweise ist die Verteilung der Reibungskräfte zur Beeinflussung der Längsbeschleunigung und Querbeschleunigung über die Zeit nicht konstant, sondern variabel, so dass eine in Abhängigkeit von dem vorausberechneten Crashverhalten der Unfallbeteiligten optimale Bahnkurve gefahren werden kann und reduzierte oder minimierte Unfallfolgen eintreten. Abhängig von der Verkehrssituation kann auch ein möglichst kurzer Bremsweg das Ziel sein. Dies würde die Erhöhung der Längsbescheunigung unter dem weitgehenden Verzicht auf die Beeinflussung der Querbeschleunigung, insbesondere durch eine Lenkung bedeuten. So kann die Verteilung der Reibungskräfte auch in Abhängigkeit von den sich ändernden Umgebungsinformationen kontinuierlich neu ermittelt bzw. daran angepasst werden.advantageously, is the distribution of friction forces to influence the longitudinal acceleration and lateral acceleration over the time is not constant, but variable, so that is dependent optimal from the predicted crash behavior of the accident participants Trajectory can be driven and reduced or minimized accident consequences enter. Depending on the traffic situation can too the shortest possible stopping distance is the goal. This would increase in longitudinal acceleration under the extensive waiver of the influence of the lateral acceleration, especially by a steering mean. So can the distribution the frictional forces also depending on the continuously changing environment information be determined or adapted to it.
Falls eine Beeinflussung der Verteilung der Reibungskräfte zum Optimieren der Bewegungstrajektorie in Abhängigkeit vom vorausberechneten Crashverhalten hinsichtlich einer Schadensreduzierung oder Minimierung bei der Kollision nicht ausreicht, kann zusätzlich ein Eingriff in die Steuerung einer vorhandenen Aktivlenkung erfolgen, und zwar derart, dass mittels der Aktivlenkung die Bewegungstrajektorie bzw. Lenkung in Abhängigkeit des vom Fahrer vorgegebenen bzw. angeforderten Lenkwinkels hinsichtlich einer Schadensreduzierung oder Schadensminimierung optimiert wird. Die sog. Aktivlenkung ermöglicht prinzipiell eine noch präzisere und direktere Lenkung, indem der vom Fahrer per Lenkrad vorgegebene Lenkwinkel je nach Fahrsituation variiert wird. Dies kann mittels eines automatisch veränderlichen Übersetzungsfaktors zwischen dem Lenkrad und dem entsprechenden Antriebsystem realisiert werden. Dieses Verfahren bzw. System kann somit auch zum Erreichen einer hinsichtlich des Schadens optimalen Kollision bei einer unvermeidbaren Kollision herangezogen werden.If an influence on the distribution of friction forces to Optimizing the movement trajectory depending on precalculated crash behavior with regard to damage reduction or minimization in the collision is insufficient, may additionally an intervention takes place in the control of an existing active steering, in such a way that by means of active steering the movement trajectory or steering depending on the driver specified or requested steering angle in terms of damage reduction or damage minimization is optimized. The so-called. Active steering allows in principle an even more precise and direct steering, by the driver specified by steering wheel steering angle depending on Driving situation is varied. This can be done by means of an automatically variable translation factor realized between the steering wheel and the corresponding drive system become. This method or system can thus also be achieved an optimal collision for an unavoidable damage Collision are used.
Vorteilhafterweise werden die Unfallfolgen bei den Unfallbeteiligten in Abhängigkeit von dem vorausberechneten Crashverhalten des mindestens eines Hindernisses und/oder des bekannten oder errechneten Crashverhaltes des Fahrzeuges vor dem Eintritt der Kollision errechnet. Dies kann durch eine Vorausberechnung der Lage der Knautschzonen und/oder der Lage der besonders gefährdeten Zonen am Hindernis und/oder des bekannten Crashverhaltens des eigenen Fahrzeugs erfolgen. Ist die Lage der Knautschzonen und der besonders gefährdeten bzw. zu meidenden Zonen am Fahrzeug oder Hindernis bekannt, können die Unfallfolgen einer oder mehrerer möglichen Kollision bzw. bei mehreren unterschiedlichen Kollisionsszenarien z. B. für mehrere mögliche Varianten entsprechender Parametersätze vorausberechnet werden. Die entsprechende Berechnung der Unfallfolgen für verschiedene mögliche Kollisionsparameter kann auch parallel auf verschiedenen Prozessoren oder Prozessorkernen oder quasiparallel mittels eines sog. prioritätsgesteuerten Scheduling durchgeführt werden, die anschließend miteinander verglichen werden können.advantageously, the consequences of the accident are dependent on the persons involved in the accident from the predicted crash behavior of the at least one obstacle and / or the known or calculated crash behavior of the vehicle calculated before the collision occurred. This can be done by a precalculation the location of the crumple zones and / or the location of the most vulnerable Zones on the obstacle and / or the known crash behavior of your own Vehicle done. Is the location of the crumple zones and the particular endangered or avoid zones on the vehicle or obstacle known, the accident consequences of one or more possible Collision or with several different collision scenarios z. B. corresponding to several possible variants Parameter sets are calculated in advance. The corresponding Calculation of the consequences of accidents for different possible collision parameters can also work in parallel on different processors or processor cores or quasi-parallel by means of a so-called priority-controlled scheduling be carried out, which subsequently together can be compared.
Sowohl die Knautschzonen, wie auch die besonders gefährdeten Zonen am Hindernis können bspw. aus den Daten eines Umfeldsensierungs-Systems – insbesondere eines Kamerasystems – vorausberechnet werden. Sind bspw. aus den Daten des Umfeldsensierungs-Systems die Hindernisumrisse oder sogar vorhandene Achsenpositionen und/oder die Positionen der Leuchten des Hindernisses erkennbar bzw. ermittelbar, kann in Abhängigkeit von diesen Informationen und/oder in Abhängigkeit von bekannten typischen baulichen Eigenschaften eines Hindernisses einer bestimmten Klasse (z. B. eines PKWs, LKWs oder Wohnmobils) wiederum eine Ermittlung der Lage der Knautschzonen bzw. der besonders zu meidenden Stellen am Hindernis stattfinden, und diese für eine Vorausberechung der Position der Knautschzonen bzw. der besonders zu meidenden Stellen zum Zeitpunkt der möglichen Kollision herangezogen werden. Sind solche Zonen und deren Position zum Zeitpunkt der Kollision bekannt, kann bei einer wahrscheinlichen Kollision mit dem Hindernis die Bewegung des Fahrzeugs derart beeinflusst werden, dass das Fahrzeug einer solchen Bewegungstrajektorie folgt, die das Fahrzeug weg von den Gefahrenzonen und in Richtung der Knautschzonen am Hindernis führt. Die Ermittlung genannter Stellen eines Hindernisses kann auch mittels automatischer Auswertung der Bilder einer Infrarotkamera erfolgen. Diese Bilder geben Aufschluss über das Vorhandensein von Personen, wodurch z. B. die Sitzbelegung eines anderen Fahrzeuges ermittelt werden kann. Aus dem Bild der Wärmekamera erschließt sich auch die Lage der erhitzten Bereiche des Fahrzeugs – z. B. der Motorhaube – was wiederum der automatischen Erkennung der Knautschzonen dienen kann.Either the crumple zones, as well as the most vulnerable zones at the obstacle can, for example, from the data of an environment sensing system - in particular of a camera system - to be pre-calculated. Are for example from the data of the environmental sensing system the obstacle outlines or even existing axis positions and / or the positions of the lights of the obstacle recognizable or can be determined, depending on from this information and / or depending on known typical structural characteristics of an obstacle of a particular Class (eg a car, truck or RV) in turn an investigation the location of the crumple zones or the areas to be avoided in particular take place at the obstacle, and this for an anticipation the position of the crumple zones or the areas to be avoided in particular be used at the time of possible collision. Are such zones and their position at the time of the collision known, may be at a probable collision with the obstacle the movement of the vehicle can be influenced so that the vehicle such a movement trajectory follows, which steers the vehicle away from the danger zones and in the direction of the crumple zones on the obstacle leads. The identification of named bodies of an obstacle can also by means of automatic evaluation of the images of an infrared camera respectively. These pictures provide information about the presence of persons, whereby z. B. the seat occupancy of another vehicle can be determined. From the image of the thermal camera opens up also the location of the heated areas of the vehicle -. As the hood - which in turn the automatic detection can serve the crumple zones.
Vorteilhafterweise kann die Lageerkennung der Knautschzonen und der besonders zu meidenden Zonen eines Fahrzeuges unter anderem in Abhängigkeit von der Erkennung der Position seiner Achsen erfolgen. Die Basis der Erkennung der Achsenposition kann die Segmentierung der Reifen im Bild der Kamera sein, wobei die Segmentierung aufgrund der Reflexionseigenschaften sowie dem Erkennen der Drehung der Räder erfolgen kann. Die Segmentierung kann mittels der aus Bildverarbeitung/Objekterkennung bekannten Prinzipien erfolgen. Die Bestimmung der aktuellen Lage und der Ausrichtung des Hindernisses kann ebenfalls mittels einer Bilderverarbeitung erfolgen, da sich aus der Lage der Räder Rückschlüsse über die Lage der Achsen, und somit auch Rückschlüsse über die Lage und die Ausrichtung des möglichen Unfallgegners ziehen lassen. Zusätzlich kann eine Datenfusion mit einem Abstandssensor, insbesondere mit einem hoch auflösendem Radar- oder Lidarsensor erfolgen.advantageously, can detect the position of the crumple zones and the most to be avoided Zones of a vehicle among other things depending on detecting the position of its axes. The basis of Detecting the axle position can be the segmentation of the tires in the picture the camera, the segmentation due to the reflection properties and detecting the rotation of the wheels can be done. The segmentation can be carried out by means of image processing / object recognition made known principles. The determination of the current situation and the orientation of the obstacle can also by means of a Image processing is done because of the location of the wheels Conclusions about the position of the axes, and thus also conclusions about the Position and align the possible accident opponent to let. In addition, a data fusion with a distance sensor, especially with a high-resolution radar or Lidarsensor respectively.
Neben der bereits erwähnten Lage der Knautschzonen können noch andere Daten des Hindernisses, wie z. B. ermittelte Daten über die Objektklasse des Hindernisses für die Optimierung der Bewegungstrajektorie bzw. die Vorausberechnung des Crashverhaltens herangezogen werden. Ist die Objektklasse des Hindernisses bekannt, kann anhand der ermittelten Objektklasse auch dann auf eine ungefähre Verteilung der Knautschzonen und/oder der gefährlichen Zonen geschlossen werden, wenn die tatsächliche Position der Zonen aus den Bilddaten nicht erkennbar ist. Hierbei kann auch berücksichtigt werden, dass die Effektivität der Knautschzonen bzw. die von der Krafteinwirkung an den besonders gefährdeten Zonen des Fahrzeugs ausgehende Gefahr von den übrigen Parametern des Zusammenstoßes und letztlich von der Aufprallgeschwindigkeit abhängt.Next the already mentioned position of the crumple zones can other data of the obstacle, such. B. determined data about the object class of the obstacle for optimizing the Movement trajectory or the prediction of the crash behavior be used. Is the object class of the obstacle known, can then on the basis of the determined object class to an approximate Distribution of crumple zones and / or dangerous ones Zones are closed when the actual position the zones from the image data is not recognizable. This can also be done be taken into account that the effectiveness of Crumple zones or by the force on the particular endangered zones of the vehicle outgoing danger from the rest Parameters of the collision and ultimately of the impact velocity depends.
Vorteilhafterweise wird die Bewegungstrajektorie in Abhängigkeit vom vorausberechneten Crashverhalten derart optimiert, dass sich bei der Kollision derartige Kollisionsparameter einstellen, die zu einem minimalen Gesamtschaden bei der Kollision führen. Dies bedeutet, dass bei einer vorausberechneten unvermeidbaren Kollision in Abhängigkeit von der aktuellen Verkehrssituation bestimmte Kollisionsparameter ermittelt werden, die bei der tatsächlichen Kollision erreicht werden sollen. Die Kollisionsparameter werden derart ermittelt bzw. vorgegeben, dass sich ein minimaler Gesamtschaden einstellt. Ergibt sich bspw. aufgrund der aktuellen Verkehrsituation, dass ein Frontalzusammenstoß mit geringerer Geschwindigkeit weniger Schäden verursacht als ein Seitencrash mit ggf. höherer Geschwindigkeit, wird vorgegeben, dass die Bewegung des Fahrzeugs durch eine entsprechende Verteilung der Reibungskräfte derart beeinflusst werden muss, dass sich ein Frontalzusammenstoß bei geringer Geschwindigkeit einstellt. Die zum Erreichen der vorgegebenen Kollisionsparameter notwenige Bewegungstrajektorie wird dementsprechend optimiert.advantageously, the movement trajectory becomes dependent on the predicted crash behavior optimized such that in the collision such collision parameters adjust, resulting in a minimal overall damage in the collision to lead. This means that when a precalculated unavoidable collision depending on the current one Traffic situation certain collision parameters are determined, the to be reached in the actual collision. The collision parameters are determined or specified such that a minimal total damage occurs. Results, for example, due the current traffic situation that a head-on collision with less speed causes less damage than a side crash with possibly higher speed is given, that the movement of the vehicle through an appropriate distribution the frictional forces must be influenced in such a way that a frontal crash occurs at low speed. The necessary for reaching the predetermined collision parameters Movement trajectory is optimized accordingly.
Vorteilhafterweise wird der minimale Gesamtschaden mittels einer Entscheidungsmatrix aus verschiedenen Kollisionsparametern bei verschiedenen Unfallbeteiligten und/oder verschiedenen möglichen Crashszenarien ermittelt. Die Entscheidungsmatrix kann die gesamten Unfallschäden bei mindestens einem Unfallbeteiligten im Falle verschiedener möglicher Beeinflussungen der Bewegung eines Kraftfahrzeuges und der entsprechenden resultierenden Kollisionsparameter errechnen. Durch eine Gewichtung der Unfallschäden verschiedener Arten (Blechschäden, kritischer Krafteinwirkung auf die Insassen und/oder auf die Systeme eines Fahrzeuges) und/oder der Unfallschäden verschiedener Unfallbeteiligten kann eine solche Beeinflussung der Bewegung eines Kraftfahrzeugs errechnet werden, die der Minimierung der (Gesamt-)Unfallfolgen dient. Die Entscheidungsmatrix kann die errechneten möglichen Unfallschäden auch in Abhängigkeit von deren jeweiligen Auftrittswahrscheinlichkeit gewichten. Die optimalen oder nahezu optimalen Parameter zur Beeinflussung der Bewegungstrajektorie zur Minimierung der Unfallfolgen können auch iterativ, also durch eine schrittweise Annäherung an das angestrebte Optimum errechnet werden.advantageously, is the minimum total damage by means of a decision matrix from different collision parameters at different accident participants and / or various possible crash scenarios. The decision matrix can cover the entire accident damage at least one accident participant in the case of various possible Influencing the movement of a motor vehicle and the corresponding calculate resulting collision parameters. By weighting the accident damage of various types (sheet metal damage, critical force on the occupants and / or on the systems a vehicle) and / or the accident damage various Accident Participants may have such a bearing on the movement of a person Motor vehicle are calculated, the minimization of the (overall) accident consequences serves. The decision matrix can calculate the possible ones Accidental damage also depending on their respective Weight occurrence probability. The optimal or near optimal parameters for influencing the movement trajectory Minimizing the consequences of an accident can also be iterative, ie by a gradual approach to the desired optimum be calculated.
Bei den Kollisionsparametern kann es sich bspw. um einen Kollisionswinkel zwischen Fahrzeug und Hindernis und/oder um einen Kollisionsbereich am Fahrzeug und/oder einen Kollisionsbereich am Hindernis und/oder um eine Krafteinwirkrichtung am Fahrzeug und/oder am Hindernis und/oder um einen zeitlichen Verlauf der Krafteinwirkung und/oder um die Geschwindigkeit während der Kollision und/oder um eine Gesamtenergie und/oder um eine Aufprallgeschwindigkeit handeln. Diese Kollisionsparameter können in Abhängigkeit vom vorausberechneten Crashverhalten unterschiedlich vorgegeben werden.at the collision parameters may be, for example, a collision angle between vehicle and obstacle and / or around a collision area on Vehicle and / or a collision area on the obstacle and / or to a force acting on the vehicle and / or the obstacle and / or a temporal course of the force and / or the Speed during the collision and / or one Total energy and / or act at an impact speed. These collision parameters can be dependent on predefined by the predicted crash behavior differently become.
Eine Vorgabe eines Kollisionsbereichs am Fahrzeug und/oder am Hindernis und/oder eine Vorgabe eines Kollisionswinkels zwischen Fahrzeug und Hindernis sind von Vorteil, da das Crashverhalten eines Fahrzeugs sehr stark richtungsabhängig ist. So ist z. B. ein frontaler Zusammenstoß für die Insassen in der Regel meist viel günstiger als ein Seitencrash mit derselben Aufprallkraft oder ein Überrollen des Fahrzeugs. So kann ein Fahrzeug bei einer wahrscheinlichen seitlichen Kollision durch unterschiedlich starke Ansteuerung der Radbremsen bzw. durch Eingriff in die Aktivlenkung so gedreht werden, dass der Aufprall mit der Front- oder Heckpartie des eigenen Fahrzeugs erfolgt. Es können jedoch auch Verkehrssituationen vorliegen, bei denen ein Seitencrash gegenüber einem Frontalzusammenstoß aufgrund eines geringeren Schadens für die Fahrzeuginsassen zu bevorzugen wäre. Die Auswahl der für die jeweilige Verkehrssituation optimalen Kollisionsparameter erfolgt in Abhängigkeit vom vorausberechneten Crashverhalten mindestens eines Unfallbeteiligten.A specification of a collision area on the vehicle and / or on the obstacle and / or a specification of a collision angle between the vehicle and the obstacle are advantageous since the crash behavior of a vehicle is very strongly direction-dependent. So z. As a frontal collision for the occupants usually usually much cheaper than a side impact with the same impact force or rolling over the vehicle. Thus, a vehicle can be rotated in a probable lateral collision by different degrees of control of the wheel brakes or by engaging in the active steering so that the impact occurs with the front or rear end of the vehicle itself. However, there may also be traffic situations in which a side impact on a head-on collision due to less damage to the driving to be preferred. The selection of the optimum for the respective traffic situation collision parameters is carried out depending on the predicted crash behavior of at least one accident involved.
Vorteilhafterweise können bei der Ermittlung der optimalen Bewegungstrajektorie und/oder der Kollisionsparameter verschiedene Informationen oder Signale berücksichtigt werden. Bei der Ermittlung des Kollisionswinkels und/oder Kollisionsbereichs am eigenen Fahrzeug kann grundsätzlich davon ausgegangen werden, dass ein Frontalzusammenstoß mit dem Hindernis besser ist, als ein seitlicher Zusammenstoß mit gleicher Aufprallkraft. Liegen jedoch spezielle Informationen vor, bei denen davon auszugehen ist, dass ein Seitencrash gegenüber einen Frontalzusammenstoß bei dieser Verkehrssituation von Vorteil wäre, kann auch ein anderer Kollisionswinkel oder Kollisionsbereich am eigenen Fahrzeug vorgegeben werden.advantageously, can help in determining the optimal motion trajectory and / or the collision parameter various information or Signals are taken into account. When determining the collision angle and / or collision area on your own vehicle can basically be assumed that a head-on collision with the obstacle is better than a lateral collision with same impact force. However, if there is specific information where it is assumed that a side crash against a Frontal collision in this traffic situation advantageous could be another collision angle or collision area be specified on your own vehicle.
So kann bspw. auch die Information über die Sitzbelegung des eigenen Fahrzeugs dazu benutzt werden, die Bewegungstrajektorie oder bestimmte Kollisionsparameter hinsichtlich einer Reduzierung oder Minimierung der Unfallfolgen mit dem Hindernis zu optimieren, indem diese Information bei der Berechnung des Crashverhaltens berücksichtigt wird. Die Information bzgl. der Sitzbelegung kann mittels einer Sitzbelegungserkennung, insbesondere aus den Daten einer Sitzbelegungsmatte oder einer Innenraumkamera gewonnen werden. Ist z. B. der Beifahrersitz nicht belegt, kann anstelle einer frontalen Kollision ein sog. Offsetcrash – also ein in Richtung des Beifahrersitzes verschobener Frontalzusammenstoß – herbeigeführt werden. Umgekehrt könnte bei einem vermuteten Offsetcrash mit belegtem Beifahrersitz z. B. bei einer hohen Geschwindigkeit, die zu tödlichen Verletzungen des Beifahrers führen kann, derart in die Regelung der Radbremsen und ggf. in die Regelung der Lenkung eingegriffen werden, dass stattdessen ein normaler Frontalzusammenstoß herbeigeführt wird, was eine optimale Nutzung der Knautschzone und eine solche Verteilung der Krafteinwirkung bedeuten würde, bei der alle Insassen eine bestmögliche Überlebenschance haben. Bei einem nichtvermeidbaren Seitencrash mit einem wenig ausgedehnten Hindernis (z. B. Baum) kann eine derartige Beeinflussung der Bewegung bzw. Bewegungstrajektorie des Fahrzeugs erfolgen, dass der Einschlag an einer Stelle des Fahrzeugs erfolgt, hinter der kein Insasse sitzt.So can, for example, also the information about the seat occupancy of own vehicle to be used, the movement trajectory or certain collision parameters for a reduction or Minimizing the consequences of accidents with the obstacle to optimize by takes this information into account when calculating the crash behavior becomes. The information regarding the seat occupancy can by means of a Seat occupancy detection, in particular from the data of a seat occupancy mat or an indoor camera. Is z. B. the passenger seat not occupied, instead of a frontal collision, a so-called offset crash - ie a frontal collision displaced in the direction of the passenger seat - brought about become. Conversely, a suspected offset crash could with occupied front passenger seat z. At a high speed, that lead to fatal injuries to the passenger can, in the regulation of the wheel brakes and possibly in the scheme The steering intervention be intervened, that instead causes a normal head-on collision what is optimal use of the crumple zone and such Distribution of force would mean at the all inmates a best possible chance of survival to have. In an unavoidable side crash with a little stretched Obstacle (eg tree) can influence this movement or movement trajectory of the vehicle take place that the impact takes place at a location of the vehicle behind which no occupant sits.
Neben der Sitzbelegung kann die Optimierung der Bewegungstrajektorie und/oder der Kollisionsparameter auch in Abhängigkeit von einer ermittelten Insassenklasse (Erwachsener, Kind oder Baby) der Insassen und/oder der vorausberechnete Sitzposition der Insassen, insbesondere die Kopfposition der Insassen zum vorausberechneten Zeitpunkt der Kollision erfolgen. Die Insassenklasse und/oder die vorausberechnete Sitzposition und/oder Kopfposition kann wiederum aus den ermittelten Daten über die aktuelle Sitz- oder Kopfposition einer Innenraumkamera extrapoliert werden.Next Seat occupancy can be the optimization of the movement trajectory and / or the collision parameter also depending on one determined inmate class (adult, child or baby) of the inmates and / or the precalculated seating position of the occupants, in particular the head position of the occupants at the predicted time of the Collision occur. The occupant class and / or the precalculated Seat position and / or head position can turn out of the determined Data about the current seat or head position of an interior camera be extrapolated.
Vorteilhafterweise können die optimale Bewegungstrajektorie und/oder die Kollisionsparameter auch in Abhängigkeit von vorausberechneten möglichen Kollisionen und/oder ihren Kollisionswahrscheinlichkeiten und/oder von einer vorausberechneten Wahrscheinlichkeitsverteilungsfunktion der Kollisionsposition und/oder den geschätzten Unfallfolgen am Fahrzeug und/oder der an der Kollision beteiligten Personen und/oder des Hindernisses vorgegeben werden. Dabei kann eine Priorisierung der möglichen Crashrisiken erfolgen. Die Ermittlung möglicher Kollisionen oder Schäden kann auf verschiedene Arten erfolgen. Da sich die Position der anderen Verkehrsteilnehmer in den wenigen Sekunden, die ein Ausweichmanöver dauert, wesentlich verändern kann, kann die Verteilung der Reibungskräfte mittels prädiktiver Extrapolation der vorausberechneten Bahnkurven der Verkehrsteilnehmer bzw. einer vorausberechneten Kollision oder Kollisionswahrscheinlichkeit oder der Wahrscheinlichkeit bestimmter Unfallfolgen ermittelt werden. Hier wird die Position der für den Ausgang einer Verkehrsituation relevanten Verkehrsteilnehmer ebenso, wie die eigene vorausberechnete Position zu bestimmten Zeitpunkten berücksichtigt, um die optimale Bewegungstrajektorie für das Manöver berechnen zu können.advantageously, The optimal motion trajectory and / or the collision parameters may also be depending on predicted possible Collisions and / or their collision probabilities and / or from a precalculated probability distribution function the collision position and / or the estimated consequences of the accident on Vehicle and / or people involved in the collision and / or of the obstacle. This can be a prioritization the possible crash risks take place. The determination of possible Collisions or damage can be done in several ways. Because the position of other road users in the few Seconds, which takes an evasive maneuver, can significantly change can the distribution of friction forces by means of predictive Extrapolation of the predicted trajectories of road users or a predicted collision or collision probability or the probability of certain consequences of an accident. Here is the position of the output of a traffic situation relevant road users as well as their own pre-calculated Position at certain times taken into account to the optimal movement trajectory for the maneuver to be able to calculate.
Vorteilhafterweise kann das Verhalten von Hindernissen, wie z. B. deren aktuelle Geschwindigkeit, Beschleunigung etc. mittels Umfelderkennungssystemen wie z. B. eines Kamerasystems, LIDARs, RADARs oder mittels einer Fusion verschiedener sensorenbasierter Systeme erfasst und ausgewertet werden. Dabei kann die aktuelle Position der Hindernisse, ihre Geschwindigkeit und Beschleunigung sowie die Klasse des Hindernisses (z. B. Wand, PKW, LKW, Fußgänger, Fahrradfahrer, Tier) erfasst werden. Basierend auf der Veränderung der Position des Hindernisses und/oder des vorgegebenen Verhaltens derjenigen Objektklasse, der das Hindernis zugeordnet ist, kann eine Aufenthaltsverteilungsfunktion für seine künftige Position bezogen auf mindestens einen künftigen Zeitpunkt errechnet werden. Ebenso kann auch eine Aufenthaltswahrscheinlichkeitsfunktion für das eigene Fahrzeug für mindestens einen künftigen Zeitpunkt errechnet werden. Diese kann bspw. basieren auf den eigenen Sensorwerten des Fahrzeuges, Betätigung von Gas, Bremse, Lenkrad und/oder Daten eines Navigationssystems vorausberechnet werden. Insbesondere kann auch eine Aufenthaltsverteilungsfunktion besonders zu meidender Zonen am Fahrzeug oder am Hindernis, oder besonders geeigneter Zonen (Knautschzonen) am Fahrzeug oder Hindernis vorausberechnet werden.Advantageously, the behavior of obstacles such. B. their current speed, acceleration, etc. by means of environment detection systems such. As a camera system, LIDARs, RADARs or by means of a fusion of different sensor-based systems are recorded and evaluated. The current position of the obstacles, their speed and acceleration as well as the class of the obstacle (eg wall, car, truck, pedestrian, cyclist, animal) can be recorded. Based on the change in the position of the obstacle and / or the predetermined behavior of the object class to which the obstacle is associated, a residence distribution function can be calculated for its future position relative to at least one future time. Similarly, a probability of residence function for the own vehicle for at least one future time can be calculated. This can be calculated, for example, based on the vehicle's own sensor values, actuation of the gas, brake, steering wheel and / or data of a navigation system. In particular, a residence distribution function particularly to avoiding zones on the vehicle or on the obstacle, or particularly suitable zones (crumple zones) on Vehicle or obstacle are calculated in advance.
Aus der Überlagerung der Aufenthaltswahrscheinlichkeitsfunktionen zu einem oder mehreren Zeitpunkten kann Ort, Zeit und Wahrscheinlichkeit für die möglichen Kollisionen bzw. die möglichen Schäden errechnet werden. Dies kann wiederum für die Entscheidung, in wieweit der Eingriff in die Bewegung des Fahrzeugs gehen muss und/oder darf, herangezogen werden.Out the superposition of the probability of residence functions at one or more times may be location, time and probability for the possible collisions or the possible Damage can be calculated. This can turn for the decision in how far the intervention in the movement of the vehicle must go and / or may be used.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können die Kollisionswahrscheinlichkeit und die voraussichtliche Folgen einer Kollision gewichtet werden. In Abhängigkeit davon wird dann die Verteilung der Reibungskräfte zu Beeinflussung der Längs- und/oder Querbeschleunigung vorgenommen. Somit kann vorteilhafterweise der Bremsvorgang und die Bewegungsrichtung dahingehend optimiert werden, dass nicht nur die Unfallfolgen an sich, sondern auch die Schwere der Unfallfolgen und/oder die Anzahl der bei einer unvermeidbaren Kollision in die Kollision verwickelten Verkehrsteilnehmer und/oder die Verkehrsregelverletzungen berücksichtigt werden. Dies würde bedeuten, dass bei einer unvermeidbaren Kollision eine einzige Kollision mit einem Fahrzeug mit einer Kollisionsgeschwindigkeit von 10 km/h gegenüber drei Kollisionen mit drei Fahrzeugen mit einer Kollisionsgeschwindigkeit von jeweils 5 km/h zu bevorzugen ist. Im Falle einer Kollision bei höherer Geschwindigkeit, die zu lebensgefährlichen Verletzungen führen kann, wird wiederum automatisch eine solche Gewichtung vorgezogen, die zur Minimierung der Krafteinwirkung auf die Personen führt.at the method of the invention can the probability of collision and the likely consequences to be weighted in a collision. Depending on it Then the distribution of friction forces to influence the longitudinal and / or lateral acceleration made. Consequently can advantageously the braking process and the direction of movement be optimized so that not only the consequences of the accident itself, but also the severity of the consequences of the accident and / or the number the involved in an inevitable collision in the collision Road users and / or traffic violations become. This would mean that at an unavoidable Collision a single collision with a vehicle at a collision speed of 10 km / h over three collisions with three vehicles with a collision speed of 5 km / h each is. In case of a collision at higher speed, which lead to life-threatening injuries again, such weighting is automatically which leads to the minimization of the force effect on the persons.
Da die Verkehrsregeln länderspezifisch sind, kann die Gewichtung der zur Entscheidung über die Beeinflussung der Bewegung des Fahrzeugs zur Verfügung stehenden Faktoren – z. B. in der Entscheidungsmatrix – in Abhängigkeit vom Land der Zulassung des Fahrzeugs und/oder automatisch in Abhängigkeit vom aktuellen Land, in dem sich das Fahrzeug momentan befindet, eingestellt werden. Diese Information bzgl. des Aufenthaltsorts des Fahrzeugs kann bspw. aus den Daten eines Navigationssystems entnommen werden.There the traffic rules are country specific, can the weighting the one to decide on influencing the movement the vehicle available factors -. In the decision matrix - depending on from the country of registration of the vehicle and / or automatically depending from the current country where the vehicle is currently located, be set. This information regarding the location of the vehicle can, for example, from the data of a navigation system be removed.
Die Auswahl der Gewichtung der Faktoren, die zur Entscheidung über die Beeinflussung der Bewegungstrajektorie des Fahrzeuges im Falle einer kritischen Situation dienen werden, kann auch dem Fahrer des Fahrzeugs überlassen werden, indem er diese z. B. durch eine Menüsteuerung eingeben kann.The Selection of the weighting of the factors to decide about the influence of the movement trajectory of the vehicle in the case can serve a critical situation, can also be the driver of the Vehicle are left by this z. B. by can enter a menu control.
Unter Berücksichtigung eigener Bewegungsdaten kann die Bewegungstrajektorie optimiert werden und die Bewegung des Fahrzeugs derart beeinflusst werden, dass sich das eigene Fahrzeug entlang der optimalen Trajektorie mit einer entsprechend vorgegebenen Verzögerung bewegt. Der Bewegungszustand des eigenen Fahrzeugs kann dabei über Messungen mit einem Drehraten- und Beschleunigungssensor (z. B. Lastkreisel) kontinuierlich erfasst werden. Aus diesen Daten wird die Fahrzeugtrajektorie bestimmt und extrapoliert. Die Informationen über mögliche Ziele, deren Gefährdungspotential (z. B. Busch, Betonmauer) und Lage wird durch verschiedene Sensoren, wie z. B. Ultraschall-, Radar- und/oder Lidarsensoren oder eines Kamerasystems gewonnen. Eine Fusion von Abstands- und Bilddaten aus den verschiedenen Sensoren kann die Zuverlässigkeit der daraus gewonnenen Aussagen erhöhen. Vorteilhafterweise werden die Bewegungstrajektorie und/oder die vorgegebenen Kollisionsparameter kontinuierlich adaptiert, so dass sich in Abhängigkeit vom vorausberechneten Crashverhalten ein minimaler Gesamtschaden einstellt.Under The motion trajectory can be taken into account when considering own motion data be optimized and influenced the movement of the vehicle so Be that own vehicle along the optimal trajectory moved with a corresponding predetermined delay. The state of movement of one's own vehicle can be over Measurements with a rotation rate and acceleration sensor (eg Load gyroscope) are recorded continuously. From this data is the vehicle trajectory is determined and extrapolated. The information about possible goals, their potential danger (z. B. bush, concrete wall) and location is determined by various sensors, such as As ultrasonic, radar and / or lidar sensors or a Camera system won. A fusion of distance and image data from the different sensors can reliability increase the statements obtained from it. advantageously, become the movement trajectory and / or the given collision parameters continuously adapted, so that in dependence from the predicted crash behavior a minimal total damage established.
Neben dem Erkennen der Hindernisse und Berechnen des Crashverhaltens aller Unfallbeteiligten kann die optimale Bewegungstrajektorie bzw. die optimale Verteilung der Reibungskräfte zur Beeinflussung der Bewegung des Fahrzeugs, insbesondere der Längs- und Querbeschleunigung in einer kritischen Situation auch in Abhängigkeit von erfassten Fahrbahnbegrenzungen oder vom Verlauf der Fahrspur ermittelt werden. Dadurch kann sichergestellt werden, das Fahrzeug nicht unnötig von der Fahrbahn abkommt, wenn der geschätzte Schaden bei einer leichten Kollision mit einem auf der Straße befindlichen Hindernis geringer ist, als bei einem Abkommen von der Fahrbahn.Next Detecting the obstacles and calculating the crash behavior of all Accident Participants can the optimal movement trajectory or the optimal Distribution of friction forces to influence movement of the vehicle, in particular the longitudinal and lateral acceleration in a critical situation also depending on detected lane boundaries or determined by the course of the lane become. This can ensure the vehicle is not unnecessary departs from the roadway when the estimated damage occurs a slight collision with someone on the street Obstacle is lower than in the case of a lane departure agreement.
Erfindungsgemäß kann die Verteilung auch unter Berücksichtigung der auf der Basis eines sog. Time-to-Line-Crossing-Systems – kurz TLC-System – oder anderer Spurführungsassistenten gewonnener Informationen über den Verlauf der Spuren der Fahrbahn und/oder deren Begrenzung errechnet werden. Ein Spurführungsassistent mit einer erweiterten Funktionalität kann auch den Gegenverkehr beobachtet. Dabei kann eine Information darüber gewonnen werden, wie stark, und in welche Richtung die benachbarte Spur befahren ist. Somit kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Verteilung der Reibungskräfte zur Beeinflussung der Bewegung des Fahrzeugs auch in Abhängigkeit von der Verkehrsituation einer vorausberechneten Ausweichspur ermittelt werden.According to the invention the distribution also taking into account the on the Basis of a so-called time-to-line crossing system - TLC system for short - or information obtained by other guidance assistants the course of the lanes of the roadway and / or its limitation are calculated. A guidance assistant with an extended functionality can also watch the oncoming traffic. This can be an information about how strong, and in which direction the adjacent lane is traveled. Thus, in an advantageous Embodiment of the invention, the distribution of friction forces for influencing the movement of the vehicle also in dependence determined by the traffic situation of a pre-calculated alternative lane become.
Vorteilhafterweise kann der Fahrer im Falle einer kritischen Situation je nach seiner Einschätzung die Wirksamkeit des Verfahrens zur Beeinflussung der Bewegung des Kraftfahrzeuges gezielt aktivieren, außer Kraft setzen, oder diskret oder kontinuierlich steuern. Die Wirksamkeit des Verfahrens kann in verschiedenen Aktivierungsstufen von einer „Aktivierung einer nur leichten Optimierung der Bewegungstrajektorie" bis zu einer „Aktivierung eines stärkeren Eingriffs in die Bewegungstrajektorie, die eine Aktivlenkung einschließt" unterteilt werden und/oder eine maximal möglichen Wirksamkeit kontinuierlich oder Stufenweise vorgeben. Somit kann der Fahrer in einer Situation, die ihn überfordert, bspw. eine verstärkte Wirkung des Systems einsetzen.Advantageously, in the case of a critical situation, depending on his or her assessment, the driver can selectively activate, override or discretively or continuously control the effectiveness of the method for influencing the movement of the motor vehicle. The effectiveness of the method can be different activation levels of an "activation of only a slight optimization of the movement trajectory" to a "activation of a stronger In this case, the driver may, for example, use an increased effect of the system in a situation which overburdens him or her, ie, continuously or stepwise.
Besonders bevorzugt ist die Ausgestaltung des Verfahrens dann, wenn die Wirkung des Verfahrens in Abhängigkeit der Stärke der Betätigung des Bremspedals oder des Gaspedals abhängt. Durch eine Betätigung des Brems- bzw. Gaspedals, durch die z. B. bestimmte vorgegebene Parameter im Bezug auf die maximale Kraft oder die Beschleunigung des Druckanstiegs überschritten werden, kann die Wirksamkeit des Verfahrens stufenweise eingeschaltet sein. Die Wirksamkeit des Verfahrens kann sich auch erst nach der Überschreitung eines zur konventionellen Vollbremsung bzw. des Kickdown-Modus eines Gaspedals ausreichender Druckkraft aktivieren.Especially the embodiment of the method is preferred if the effect of the method depending on the strength of the Actuation of the brake pedal or the accelerator pedal depends. By pressing the brake or accelerator pedal, through the z. B. certain predetermined parameters in relation to the maximum Force or the acceleration of the pressure rise exceeded The efficiency of the process can be switched on gradually be. The effectiveness of the procedure can also only after the overrun one for conventional full braking or the kickdown mode of a Activate accelerators with sufficient pressure.
Das Brems- und/oder Gaspedal können auch interaktiv mit einem speziellen mechanischen Widerstand versehen werden, der beim Druck auf das Pedal durch den Fahrer überwunden werden muss, damit sich das Verfahren aktiviert.The Brake and / or accelerator pedal can also interact with one special mechanical resistance provided during the printing on the pedal has to be overcome by the driver, so that the process activates.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung kann dann vorliegen, wenn der besagte mechanische Widerstand, welcher zur Steuerung des erfindungsgemäßen Verfahrens überwunden werden muss, von der Verfügbarkeit und/oder der automatisch abgeschätzten Erfolgswahrscheinlichkeit des Verfahrens in der vorliegenden Situation anhängig gestaltet wird. Wird z. B. die Umgebung des Fahrzeuges mit einer hohen Aussagewahrscheinlichkeit erkannt und genau eine optimale Art für die Beeinflussung der Bewegung des Fahrzeuges eindeutig und widerspruchsfrei errechnet, kann das Pedal dem Fußdruck des Fahrers leichter nachgeben, als wenn das Verfahren keine eindeutig bevorzugte Beeinflussung der Bewegung errechnen konnte oder es momentan nicht verfügbar ist.A particularly preferred embodiment of the invention can then be present when said mechanical resistance, which is used to control the inventive method be overcome must, from the availability and / or the automatically estimated Probability of success of the procedure in the present situation is made pending. If z. B. the environment of the vehicle recognized with a high probability of statement and exactly one optimal way of influencing the movement of the vehicle calculated unambiguously and consistent, the pedal can foot pressure the driver give more easily than if the procedure is not unique could calculate preferential influence of the movement or it currently not available.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Steuerung der Wirksamkeit des Verfahrens auch durch eine Kombination der Bedienung eines Brems- oder Gaspedals mit einem weiteren Bedienelement oder der Durchführung eines anderen Bedienvorgangs ausgestaltet sein. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass das Verfahren bei jeder Vollbremsung und/oder bei jedem Kickdown aktiviert wird, durch die Betätigung eines weiteren Bedienelements aber gezielt dosiert oder außer Kraft gesetzt werden kann.alternative or in addition, the control of the effectiveness the procedure also by a combination of the operation of a brake or Accelerators with another control or the implementation be designed another operation. Preference is given provided that the procedure at each emergency stop and / or at every kickdown is activated by the operation of a further control element but specifically metered or except Power can be set.
Das Verfahren kann in Kombination mit Systemen zur Vermeidung von Kollisionen angewandt werden.The Method can be used in combination with collision avoidance systems be applied.
In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Dabei zeigt dieIn the drawing are various embodiments of Invention shown. It shows the
Prinzipiell
wird bei einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem Hindernis davon
ausgegangen, dass die Unfallfolgen umso geringer sind, je kleiner die
Aufprallgeschwindigkeit ist. Deshalb wird ein normaler Fahrer grundsätzlich
eine Vollbremsung einleiten und einen Lenkeingriff möglicherweise
vollständig unterlassen. In den meisten Verkehrsituationen kann
jedoch davon ausgegangen werden, dass bspw. ein bestimmter Aufprallwinkel
oder ein bestimmter Aufprallbereich mit ggf. größerer
Aufprallgeschwindigkeit weniger Schäden verursacht, als
eine Kollision, die sich einstellen würde, wenn lediglich
gebremst wird. Anhand der
Alle
Figuren zeigen eine Verkehrsituation, die sich einstellt, wenn ein
Fahrzeug
Aufgrund
der Verkehrssituation gemäß
Für
den Fall, dass das Fahrzeug
Könnte
es augrund einer alternativen Verkehrssituation, wie sie in
In
In
In
Kann
jedoch mittels einer dafür geeigneten Umfelderfassungseinrichtung,
bspw. mittels einer nach vorne ausgerichteten Kamera die Position
und Drehung der Räder des Lastwagens H5 erfasst werden
und durch die automatische Abschätzung erkannt werden,
dass das Fahrzeug auch bei der maximalen Bremskraft nicht mehr vor
dem Hindernis stehen bleiben kann, kann in Abhängigkeit
davon auf Bereiche des Hindernisses geschlossen werden, bei denen
eine Kollision zu weniger schwerwiegenden Folgen führen
würde. Bei einem als Lastwagen identifiziertem Hindernis
H5 wird als optimaler fünfter Kollisionspunkt K5b zwischen
dem Fahrzeug
Die
Nach
dem Schritt
Nach
Berechnung der Unfallfolgen wird im Schritt
Nach
dem Schritt
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass im Falle einer unvermeidbaren Kollision durch eine adäquate Beeinflussung der Bewegung eines Fahrzeugs mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens die Unfallfolgen zumindest reduziert werden können. Eine solche Reaktion, wie sie durch die Beeinflussung hervorgerufen wird, ist dem Fahrer oft nicht möglich, da sich die Situation oft in weniger als einer Sekunde abspielt und der Fahrer innerhalb dieser Zeit keine Abschätzung des Crashverhaltens und der Lage unterschiedlich kritischer Zonen seines Fahrzeugs und des Hindernisses machen kann, sodass er diese gezielt meiden oder ansteuern kann. Schließlich sind auch oft die die fahrerischen Fähigkeiten – z. B. durch die bedrohliche Situation – beschränkt. Die Erfindung soll mittels derzeit realisierbarer sehr schnellen Rechnereinheiten den Fahrer hinsichtlich der Minimierung der Unfallfolgen unterstützen bzw. die Trajektorie optimieren. Anhand der betrachteten Beispiele ist ersichtlich, dass auch eine geringe, aber rechtzeitige Beeinflussung der Bewegung des Kraftfahrzeuges zu deutlich geringeren Unfallfolgen führen kann. Weiter kann hier sog. Expertenwissen (günstige Kollisionsziele oder Aufprallwinkel) in eine solche Strategie bzw. in die Vorausberechnung des Crashverhaltens einfließen, was beispielsweise im Rahmen einer Entwicklung erarbeitet, oder bereits bekannt ist. Ferner kann bei einer nicht erfolgten Fahrer-Reaktion, wie z. B. einem Ausweichvorgang, das Fahrzeug dennoch in eine günstigere Position gebracht werden, so das lediglich minimale Folgen bei der Kollision entstehen.In summary is to be noted that in case of an unavoidable collision by an adequate influence on the movement of a vehicle by means of the process of the invention, the consequences of accidents at least be reduced. Such a reaction, how it is caused by the influence is the driver Often not possible because the situation is often less plays as one second and the driver within that time no assessment of the crash behavior and the situation different critical zones of his vehicle and obstacle, so that he can deliberately avoid or control these. After all are often the driving skills - z. B. by the threatening situation - limited. The invention is intended by means of currently realizable very fast computer units assist the driver in minimizing the consequences of accidents or optimize the trajectory. Based on the examples considered It can be seen that even a small but timely influence the movement of the motor vehicle to significantly lower accident rates can lead. Next can be so-called. Expert knowledge (cheap Collision goals or impact angle) into such a strategy or contribute to the prediction of crash behavior, for example, in the context of a development, or already known. Furthermore, in the event of an unsuccessful driver reaction, such as B. an evasive action, the vehicle still in a cheaper Position, so that only minimal consequences in the Collision arise.
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - WO 2000/61413 A1 [0002] WO 2000/61413 A1 [0002]
- - DE 102005003274 A1 [0003] - DE 102005003274 A1 [0003]
- - DE 10328062 A1 [0005] - DE 10328062 A1 [0005]
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