DE102009006747A1

DE102009006747A1 - Umfeldbewertungssystem in einem Fahrzeug mit Sensormitteln zur Erfassung von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102009006747A1
Application number: DE102009006747A
Authority: DE
Inventors: Alexander Dr. Kron
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2010-08-05

Abstract

Erfindungsgemäß wird bei einem Umfeldbewertungssystem in einem Fahrzeug mit Sensormitteln zur Erfassung von Objekten im Umfeld des Fahrzeuges und mit Auswertemitteln zur Bewertung von Objekten im Umfeld des Fahrzeuges im Hinblick auf die Relevanz der Objekte als Zielobjekte für ein Warn-, Steuer- oder Regelsystem im Fahrzeug in einem ersten Schritt jedes erfasste Objekt unabhängig von den anderen erfassten Objekten bezüglich seiner lateralen Relevanz und getrennt davon bezüglich seiner longitudinalen Relevanz für das eigene Fahrzeug bewertet. In einem zweiten Schritt wird für jedes erfasste Objekt eine Gesamtrelevanz aus einer lateralen Relevanz und seiner longitudinalen Relevanz berechnet. In einem dritten Schritt wird das erfasste Objekt mit der maximalen Gesamtrelevanz als einziges Zielobjekt für das eigene Fahrzeug ausgewählt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Umfeldbewertungssystem in einem Fahrzeug mit Sensormitteln zur Erfassung von Objekten im Umfeld des Fahrzeuges nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 4.
Dabei handelt es sich insbesondere um Geschwindigkeitsregelsysteme, die die Antriebs- und/oder Bremssysteme eines Fahrzeuges in der Weise ansteuern, dass entweder eine Sollgeschwindigkeit oder ein Sollabstand zum vorausfahrenden Fahrzeug (Zielobjekt) eingestellt wird. Derartige Geschwindigkeitsregelsysteme sind bei Serienfahrzeugen auch bekannt als ACC (Adaptive Cruise Control) Systeme.
Die bekannten Längsregelsysteme sind bisher so ausgelegt, dass eine automatische Längsbeschleunigung auf die Sollgeschwindigkeit vorgenommen wird, wenn eine Folgefahrt beendet wird. Eine Folgefahrt mit vorgegebenem Sollabstand wird entweder beendet, wenn das vorausfahrende Fahrzeug (Zielobjelt) die Spur wechselt oder wenn das eigene Fahrzeug auf eine freie Spur wechselt. Bisher ist selbst unter Verwendung von Informationen eines Navigationssystems keine verlässliche Erkennung eines Spurwechsels möglich, da erstens die im Navigationssystem abgelegten Straßennetze Fehlertoleranzen aufweisen und zweitens der bisher verwendete Sensor zur Positionsbestimmung des eigenen Fahrzeuges (GPS) noch zu ungenau ist.
Die korrekte Auswertung, ob ein vorausfahrendes Fahrzeug (Zielobjekt) auf der eigenen Spur vorhanden ist oder nicht, kann auch mit der Information von Sensoren zur Abstandsmessung (Radar, Ultraschall, Infrarot sowie Bildverarbeitung) nicht mit ausreichend hoher Wahrscheinlichkeit vorgenommen werden, da der Detektionsbereich (Erfassungswinkel) der Sensoren relativ klein ist.
Adaptive Geschwindigkeitsregelungen (ACC) als Weiterentwicklung von Tempomatfunktionen sind heute Stand der Technik im Bereich der Längsführungsassistenz für Kraftfahrzeuge. Weiterführende Entwicklungen verfügen heute über die Integration von Staufunktionen mit dem Ziel, den Abstand zum Vorderfahrzeug auch in zähfließenden Verkehr- und Stausituationen bis in den Stillstand einregeln zu können. Aus dem Stillstand heraus wird, je nach Standzeit, ein automatisches bzw. fahrerassistiertes, geregeltes Anfahren realisiert (Stop&Go). Diese Funktionen bedürfen neben einer umfassenden Umfelderfassung insbesondere der geeigneten Interpretation der gemessenen Umfelddaten mit dem Ziel, Objekte bzgl. deren Relevanz zu bewerten und ein Zielobjekt für Regelvorgänge auszuwählen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine vorausschauende und eindeutige Auswahl eines Zielobjektes auch aus mehreren erfassten Objekten sicherzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
Erfindungsgemäß wird bei einem Umfeldbewertungssystem in einem Fahrzeug mit Sensormitteln zur Erfassung von Objekten im Umfeld des Fahrzeuges und mit Auswertemitteln zur Bewertung von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs im Hinblick auf die Relevanz der Objekte als Zielobjekte für ein Warn- Steuer- oder Regelsystem im Fahrzeug in einem ersten Schritt jedes erfasste Objekt unabhängig von den anderen erfassten Objekten bezüglich seiner lateralen Relevanz und getrennt davon bezüglich seiner longitudinalen Relevanz für das eigene Fahrzeug bewertet. In einem zweiten Schritt wird für jedes erfasste Objekt eine Gesamtrelevanz aus seiner lateralen Relevanz und seiner longitudinalen Relevanz berechnet. In einem dritten Schritt wird das erfasste Objekt mit der maximalen Gesamtrelevanz als einziges Zielobjekt für das eigene Fahrzeug ausgewählt.
Alternativ oder zusätzlich wird erfindungsgemäß bei einem Umfeldbewertungssystem in einem Fahrzeug mit Sensormitteln zur Erfassung von Objekten im Umfeld des Fahrzeuges und mit Auswertemitteln zur Bewertung von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs im Hinblick auf die Relevanz der Objekte als Zielobjekte für ein Warn- Steuer- oder Regelsystem im Fahrzeug in einem ersten Schritt jedes erfasste Objekt unabhängig von den anderen erfassten Objekten zumindest bezüglich seiner longitudinalen Relevanz für das eigene Fahrzeug bewertet. Die longitudinale Relevanz jedes erfassten Objektes wird jeweils auf Basis mehrerer definierter physikalischer Größen ermittelt. Eine physikalische Größe zur Ermittlung der longitudinalen Relevanz eines ersten erfassten Objektes wird abhängig von einer definierten physikalischen Größe eines zweiten erfassten Objektes ausgewertet, das bezogen zum eigenen Fahrzeug das longitudinal nächstliegende erfasste Objekt ist, wenn das erste erfasste Objekt und das zweite erfasste Objekt nicht identisch sind.
Die laterale Relevanz und die longitudinale Relevanz werden vorzugsweise jeweils auf Basis mehrerer definierter physikalischer Größen der jeweils erfassten Objekte ermittelt.
Vorzugsweise werden zur Ermittlung der longitudinale Relevanz eines Objekts die Zeitlücke zwischen dem eigenen Fahrzeug und diesem Objekt und/oder die longitudinale Positionsreihenfolge, die sich aus der longitudinalen Position des Objekts relativ zu allen anderen erfassten Objekten ergibt, und/oder die Kollisionszeit, nach der bei gleichbleibender Relativgeschwindigkeit zwischen eigenem Fahrzeug und dem Objekt bei Ausbleiben einer Gegenmaßnahme eine Kollision eintreten würde, als physikalische Größen definiert.
Zur Ermittlung der lateralen Relevanz eines Objekts werden vorzugsweise die laterale Position zum eigenen Fahrzeug und/oder die laterale Geschwindigkeit zum eigenen Fahrzeug als physikalische Größe definiert.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird der Einfluss der definierten physikalischen Größen zumindest zur Ermittlung der longitudinalen Relevanz unterschiedlich gewichtet.
Die Relevanzwerte werden in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in einem Bereich zwischen 0 und 1 festgelegt, wobei die Gesamtrelevanz eines Objekts durch Multiplikation seiner lateralen Relevanz mit seiner longitudinalen Relevanz berechnet wird.
Das erfindungsgemäße Umfeldbewertungssystem wird vorzugsweise in einem Längsregelsystem zur Abstandsregelung und/oder Kollisionsvermeidung verwendet, wobei mit dem Längsregelsystem in grundsätzlich bekannter Weise Antriebs- und/oder Bremsaktuatoren zur Einhaltung eines vorgegebenen Abstandes oder einer vorgegebenen Geschwindigkeit zu dem durch das erfindungsgemäße Umfeldbewertungssystem jeweils im Frontbereich ausgewählten Zielobjekt angesteuert werden. Beispielweise kann auf einen vorgegebenen Abstand zu einem ausgewählten Zielobjekt mit durchschlagender longitudinaler Relevanz oder auf eine vorgegebene Geschwindigkeit zur Vermeidung unzulässiger Überholvorgänge (Rechtsüberholverbot auf deutschen Autobahnen) bei ACC bei durchschlagender lateraler Relevanz geregelt werden.
Unter dem Begriff der longitudinalen Relevanz ist insbesondere der Grad der Annäherung eines Objekts in Längsrichtung zu verstehen. Unter dem Begriff der lateralen Relevanz ist insbesondere der Grad der Annäherung eines Objekts in Querrichtung, also die Wahrscheinlichkeit des Wechsels eines Objekts auf die eigene Spur, zu verstehen.
Eine besonders vorteilhafte Anwendung der Erfindung ist bezogen auf Objekte im Frontbereich des eigenen Fahrzeuges. Möglich sind jedoch auch Anwendungen bezogen auf Objekte im Seiten- und Rückbereich, beispielsweise im Rahmen von Spurwechselassistenten. Auch kann alternativ oder zusätzlich zur Anwendung bei Steuer- und Regelsystemen mit aktiven Antriebs- oder Bremseingriffen eine akustische, optische oder haptische Warnung auf ein ausgewähltes „Zielobjekt” ausgegeben werden.
Zur detaillierten Erläuterung der Erfindung im Zusammenhang mit der Beschreibung von besonders relevanten Ausführungsbeispielen wird auf die Zeichnung verwiesen. Es zeigt
1 ein Objektszenario mit hoher longitudinaler Relevanz eines „Vor-Vorfahrzeuges”,
2 ein Objektszenario mit zunehmender lateraler Relevanz eines auf die eigenen Spur wechselnden Fahrzeuges (Objekts)
3 eine Transformation möglicherweise gekrümmter Kursverläufe auf einen geradlinigen Kursverlauf, die vorzugsweise vor einer Relevanzermittlung durchgeführt wird, um die Ermittlung der lateralen und longitudinalen Relevanz zu vereinfachen,
4 eine schematische Funktionsblockdarstellung für die Hauptkomponenten des erfindungsgemäßen Umfeldbewertungssystems,
5 eine schematische Darstellung einer besonders vorteilhaften Berechnung der longitudinalen Relevanz, und
6 eine schematische Darstellung einer besonders vorteilhaften Berechnung der lateralen Relevanz.
Die Relevanzbewertung gemäß Stand der Technik sieht im Allgemeinen vor, das unmittelbar nächste Fahrzeug oder Hindernis (Objekt), das in der eigenen Fahrspur vor dem eigenen Fahrzeug fährt, als relevantes Zielobjekt auszuwählen. Hierbei begrenzt sich die Algorithmik im Allgemeinen darauf, nach diskreter Spurzuordnung von Umgebungsobjekten auf die eigene Fahrspur, das dann longitudinal nächste auf die eigene Fahrspur zugeordnete Umgebungsobjekt mit der höchsten Gesamtrelevanz zu bewerten. Diese Vorgehensweise führt zu einem starken Fokussieren der Folgefahrt auf das direkte Vorderfahrzeug ohne weitsichtigere Vorausschau. Gerade bei dynamischen Situationen, die entweder longitudinal (z. B. ein starkes Abbremsen des Vor-Vorderfahrzeugs und noch keiner Verzögerung des direkten Vorderfahrzeugs – siehe Szenario gemäß 1) und/oder lateral (z. B. ein von der Nebenspur einscherendes Fahrzeug – siehe Szenario gemäß 2) im Frontraum auftreten, würde ein vorausschauender Fahrer alle Ihm sichtbaren Umgebungsobjekte in sein Längsführungsverhalten mit einbeziehen.
Der Fahrer ist hierbei in der Lage, alle lateral und/oder longitudinal dynamischen Übergangssituationen von Objektbewegungen zu einer Gesamtrelevanz zu fusionieren. Für seine Gesamtbewertung nimmt er hierfür laterale als auch longitudinale Entscheidungsgrößen wahr. Eine zunächst vorgenommene Spurzuordnung auf den zukünftig zu fahrenden Kurs und die anschließende Auswahl des longitudinal nächsten Fahrzeugs spiegelt allgemein nicht die vorausschauende Umfeldinterpretation des Fahrers wider und verursacht damit viele Längsführungseingriffe, die der Fahrer als synthetisch und wenig intuitiv bewertet. Fährt das System nicht annähernd, „wie der Fahrer selbst fahren würde”, führt dies zu einer reduzierten Akzeptanz des Längsführungsassistenzsystems und damit auch zu einer Komfortreduktion durch permanent erforderliche Systemüberwachung durch den Fahrer.
Erfindungsgemäß wird daher ein System zur vorausschauenden Objektbewertung und Umfeldinterpretation vorgeschlagen, das zu jedem Zeitpunkt alle Objekte (hier z. B.) im Frontraum separat bezüglich lateraler und longitudinaler Relevanz für eine Auswahl zum Regelobjekt durch individuelle Relevanzmessgrößen bewertet. Um die strikte Trennung nach lateraler und longitudinaler Relevanzbewertung zu ermöglichen und hierbei störende Abhängigkeiten von gekrümmten Fahrkursverläufen zu erreichen, wird vorzugsweise zunächst auf Basis einer Kursprädiktion, die Transformation gekrümmter Kursverläufe auf einen geradlinigen Kursverlauf vorgenommen (siehe 3). Hierbei sind alle physikalisch relevanten Messgrößen von Umgebungsobjekten, d. h. Positionen, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen zu transformieren. Nach der Transformation werden laterale und longitudinale Relevanzgrößen auf Basis physikalischer Modelle ermittelt und separat zu einer lateralen und longitudinalen Gesamtrelevanz fusioniert. Laterale Relevanzgrößen sind hierbei stets vollständig in ihrer Berechnung entkoppelt von longitudinalen Relevanzgrößen. Nach Ermittlung der lateralen und longitudinalen Gesamtrelevanz, wird durch eine weitere Fusionsalgorithmik ein Gesamtrelevanzmaß für alle Objekte im Frontraum ermittelt. Das bzgl. der Gesamtrelevanz am höchsten bewertete Umgebungsobjekt wird Regelobjekt, unabhängig davon, ob es in der eigenen Fahrspur zum jeweiligen Zeitpunkt das aktuell nächste Umgebungsobjekt ist.
Eine schematische Darstellung des Gesamtansatzes illustriert 4. Eingangssignale E1, wie Objektdaten, der prädizierte Kurs des eigenen Fahrzeugs und Fahrzeugdaten, führen zu einem ersten Funktionsblock B1, in dem die oben genannte Kurstransformation stattfindet. Die kurstransformierten Objektdaten und Fahrzeugdaten gehen als Eingangssignale E2 und E3 jeweils in die Funktionsblöcke B2 und B3 ein. Im Funktionsblock B2 findet die laterale Relevanzberechung und im Funktionsblock B3 findet die longitudinale Relevanzberechnung statt. Die Ausgangssignale des Funktionsblocks B2 sind die lateralen Gesamtrelevanzwerte für alle erfassten Objekte, die als Eingangssignale E4 in den Funktionsblock B4 eingehen. Die Ausgangssignale des Funktionsblocks B3 sind die longitudinalen Gesamtrelevanzwerte für alle erfassten Objekte, die als Eingangssignale E5 in den Funktionsblock B4 eingehen. Im Funktionsblock B4 findet die Ermittlung der Gesamtrelevanzwerte für alle Objekte statt, die als Eingangssignale E6 in den Funktionsblock B5 eingehen, in dem die Zielobjektauswahl, insbesondere in Form einer Maximalauswahl, stattfindet. Das Ausgangssignal E7 des Funktionsblockes B5 ist das ausgewählte Objekt, das von dem jeweils weiterverarbeitenden Steuer-, Regel- oder Warnsystem entsprechend weiterberücksichtigt wird.
Die Kurstransformation, die im Funktionsblock B1 durchgeführt, wird näher anhand der 3 erläutert:
Für die Kurstransformation wird aus einer Kursprädiktion die prädizierte Krümmung κ für den künftig zu fahrenden Kursverlauf des eigenen Fahrzeuges (FE) als Eingangsgröße bereitgestellt. Diese Eingangsgröße geht von einer Approximation des Kursverlaufes auf eine Kreisbahn aus, d. h. das Fahrzeug bewegt sich zu einem Zeitpunkt t annähernd auf einer Kreisbahn mit konstantem Radius R. Ferner werden der Kurstransformation alle Objektdaten aus einer Umgebungssensorik in einem beliebigen Fahrzeugkoordinatensystem für die Transformation zur Verfügung gestellt.
Gemäß 3 wird vom Ursprung der prädizierten Kreisbahn aus das Lot durch die Position eines Umgebungsobjektes auf den prädizierten Kurs gefällt. Es resultiert der Winkel φ gemäß der Gleichung:
Unter Verwendung von Gleichung (1.1) wird die Länge des Kreisbogenstücks, das durch den Winkel φ und den Radius R = 1/κ beschrieben ist, wie folgt berechnet: xpos = φ·R (1.2)
Durch x_pos ist die transformierte longitudinale Position beschrieben. Die laterale Position y_pos berechnet sich zu:
Zusätzlich werden die Geschwindigkeiten v'_x, v'_y und die Beschleunigungen a'_x, a'_y gemäß Gl. 1.4) und Gl. (1.5) transformiert:
Die longitudinale Relevanzberechnung, die im Funktionsblock B3 durchgeführt wird, wird anhand von 5 näher erläutert: Für die longitudinale Relevanzberechnung gemäß 5 werden physikalische Modellgrößen zur Berechnung einer longitudinalen Relevanz für die Auswahl eines Regelobjektes über eine Abbildungsfunktion auf einen Relevanzwert von 0 bis 1 abgebildet. Diese Relevanzwerte werden gewichtet aufsummiert und durch die Summe der Gewichte (w_TG, ... w_{TTC_NO}) dividiert. Folgende longitudinalen Relevanzgrößen werden berechnet:
Die Zeitlücke TG als auf die Eigengeschwindigkeit v_ego des eigenen Fahrzeuges FE („Ego-Fahrzeug”) normiertes Abstandsmaß zu einem (Fremd-)Objekt i gemäß Gl. (2.1):
Die longitudinale Positionsreihenfolge PF_x,i, die sich aus der longitudinalen Position eines (Fremd.)Objektes relativ zu allen weiteren voraus befindlichen (Fremd-)Objekten ergibt. Das zugehörige Relevanzmaß berechnet sich bei einer Gesamtobjektanzahl von N (Fremd-)Objekten zu:
Die Kollisionszeit (Time-To-Collision) TTC nach der bei gleichbleibender Relativgeschwindigkeit v_rel zwischen dem eigenen Fahrzeug (FE) und (Fremd-)Objekt i eine Kollision eintritt. Die TTC berechnet sich entsprechend zu:
Um bei hoher Longitudinaldynamik im Frontraum gegebenenfalls auch auf ein Vor-Vorderfahrzeug einregeln zu können, falls dieses eine hohe Verzögerung aufweist, das direkte Vorderfahrzeug diese Reaktion aber noch nicht zeigt, wird eine vorausschauende Kollisionszeit TTC_NO zwischen longitudinal nächstem (Fremd-)Objekt zum eigenen Fahrzeug und allen anderen longitudinal weiter entfernten (Fremd-)Objekten berechnet. Ein vorausschauender Fahrer würde ebenfalls bereits frühzeitig das langsamere Vor-Vorderfahrzeug als Basis für seine Handlungen heranziehen. Für ein zusätzliches Relevanzmaß wird als Eingangsgröße die TTC_NO als Kollisionszeit zwischen longitudinal nächstem Fremdobjekt mit Position x_pos,NO und Geschwindigkeit v_x,NO und allen anderen longitudinal weiter entfernten (Fremd-)Objekten i mit Position x_pos,i und Geschwindigkeit v_x,i berechnet.
Die laterale Relevanzberechnung, die im Funktionsblock B2 durchgeführt wird, wird anhand von 6 näher erläutert:
Für die laterale Relevanzberechnung gemäß 6 wird über die Eingangsgrößen Spurbreite SB, Signale zur Aufweitung bzw. Rücknahme der lateralen Spurzuordnung auf Nebenspuren NS sowie laterale Position y_pos,i eines (Fremd-)Objektes i über eine Abbildungsfunktion ein Relevanzmaß rel_Ypos gebildet. Darüber hinaus wird aus der lateralen Geschwindigkeit v_y,i eines (Fremd-)Objektes i per weiterer Abbildungsfunktion das Relevanzmaß rel_vy berechnet. Das Relevanzmaß rel_vy hat die besondere Eigenschaft, dass ein Wertebereich von –1 bis 1 für dieses Maß zulässig ist. Beide Relevanzmaße werden summiert und über einen Begrenzer auf eine normierte laterale Gesamtrelevanz rel_y mit einem Wertebereich von 0 bis 1 abgebildet.
Die Abbildungsfunktion zur Berechnung des Relevanzmaßes rel_Ypos ist gemäß 6 beispielsweise als Trapez ausgeprägt. Über dieses Trapez wird auf Basis der lateralen Position y_pos,i eine stationäre Spurzuordnung vorgenommen. Die Grenzen Y2r und Y2l variieren in Abhängigkeit von einer geschätzten bzw. gemessenen Spurbreite. Für den Fall eines identifizierten Spurwechsels auf die Nachbarspur bzw. weiterer Kriterien wird das Trapez lateral in Richtung der Nebenspur dynamisch aufgeweitet und bei Bewegung auf die Nebenspur entsprechend dynamisch zurückgenommen. Weitere Kriterien sind in diesem Fall die Aufweitung lateral in Richtung einer festen Randbebauung (Leitplanke) direkt neben der aktuellen Fahrspur und/oder einer direkten Nebenspur, die als Fahrspur für entgegenkommende Fahrzeuge identifiziert wurde. Ergänzend wird darauf hingewiesen, dass über das Signal NS die Spurbreite SB auf zwei Fahrspuren aufgeweitet werden kann, wenn das eigene Fahrzeug FE die Fahrspur wechselt.
Die Ausprägung der Abbildungsfunktion zur Berechnung des Relevanzmaßes rel_vy wird gemäß untestem Diagram in 6 illustriert. Ab einer gewissen Mindestgeschwindigkeit v1r, v1l wird eine Relevanz im Bereich von –1 bis 1 gebildet. Eine positive Relevanz zeigt auf, dass ein Fremdobjekt i auf die aktuelle Fahrspur einschert. Bei negativer Relevanz schert ein Fremdobjekt i von der aktuellen Fahrspur aus. Dieses Maß ermöglicht lateral eine Vorausschau, wann Fremdobjekte im Begriff sind, auf die eigene Fahrspur einzutreten bzw. diese zu verlassen.
Gesamtrelevanzberechnung gemäß Funktionsblock B4 in 4:
Das laterale und longitudinale Relevanzmaß rel_x, rel_y bzw. rel_x,i, rel_y,i wird durch Multiplikation für jedes Fremdobjekt i zu einer Gesamtrelevanz rel_i zusammengefasst:
Zielobjektauswahl gemäß Funktionsblock B5 in 4:
Nach der Berechnung der Gesamtrelevanz rel_i für alle Fremdobjekte i im Frontraum des eigenen Fahrzeuges wird das Zielobjekt für die Längsregelung durch Maximumentscheidung ausgewählt.
Ein konkretes Beispiel mit Berücksichtigung eines Vor-Vorderfahrzeuges wird anhand von 1 dargestellt. Ein konkretes Beispiel mit Berücksichtigung eines einscherenden Fahrzeuges wird anhand von 2 dargestellt. Das Objekt F2(ti – 1) wird jeweils gestrichelt dargestellt und soll nur ein Szenario vor dem aktuellen (ti) Szenario darstellen, das sich vom aktuellen Szenario unterscheidet und wodurch eine Zielobjektänderung stattfindet.
Grundsätzlich gilt für beide Beispiele: Das eigene Fahrzeug FE enthält ein erfindungsgemäßes Umfeldbewertungssystem mit Sensormitteln, die aktuell die Objekte F1 und F2 in seinem Umfeld erfassen. Das Umfeldbewertungssystem weist Auswertemittel (siehe Funktionsblöcke B1 bis B5 gemäß 4) zur Bewertung der Objekte F1 und F2 im Hinblick auf die Relevanz der einzelnen Objekte i (F1: i = 1 und F2 = i = 2) auf. In einem ersten Schritt wird gemäß den Funktionsblöcken B2 und B3 jedes erfasste Objekt F1 und F2 unabhängig von dem jeweils anderen erfassten Objekt bezüglich seiner lateralen Relevanz rel_y,1 und rel_y,2 und getrennt davon bezüglich seiner longitudinalen Relevanz rel_x,1 und rel_x,2 für das eigene Fahrzeug FE bewertet. In einem zweiten Schritt wird für jedes erfasste Objekt F1 und F2 eine Gesamtrelevanz rel₁ und rel₂ aus seiner lateralen Relevanz und seiner longitudinalen Relevanz berechnet (Funktionsblock B4 gemäß 4). In einem dritten Schritt wird das erfasste Objekt mit der maximalen Gesamtrelevanz als einziges Zielobjekt für das eigene Fahrzeug FE ausgewählt.
Bei dem Beispiel gemäß 1 befinden sich die Objekte F1 und F2 beide auf der eigenen Spur, so dass sich daraus die gleiche (höchste) laterale Relevanz rel_y,1 und rel_y,2 von 1 für beide Objekte ergibt. Bei diesem Beispiel soll insbesondere genauer auf die vorzugsweise Ermittlung der longitudinalen Relevanz rel_x,1 und rel_x,2 eingegangen werden:
Die longitudinalen Relevanzen rel_x,1 und rel_x,2 werden auf Basis der im Zusammenhang mit 5 bereits dargestellter definierter physikalischer Größen ermittelt. Am konkreten Beispiel bedeutet dies folgendes:

1) für das Objekt F1, also i = 1:

Hier ist das erste erfasste Objekt F1 identisch mit dem zweiten nächstliegenden Objekt F1, daher ist kein TTC_NO-Wert vorhanden. Mittels des Ausführungsbeispiels gemäß 5 kann in diesem Fall die Gewichtung w_{TTC_NO} auf Null gesetzt werden, um den gesamten TTC_NO-Pfad für die Relevanzbetrachtung unwirksam zu schalten.

2) für das Objekt F2(ti), also i = 2:

Bei geringer Geschwindigkeit v_x,2 ist anzunehmen, dass das Ergebnis von TTC_NO ein Zeitwert ist, der kleiner als die definierte Zeitgrenze T1 (siehe 5) ist. Daher ergibt sich für die Größe TTC_NO der höchste Relevanzwert von 1. Wenn die übrigen Größen zu niedrigeren Relevanzgrößen führen, wird das Objekt F2 als Zielobjekt ausgewählt.
Bei dem Beispiel gemäß 2 befindet sich das Objekt F1 auf der eigenen Fahrspur und das Objekt F2 soll zum aktuellen Zeitpunkt ti von der Nachbarspur auf die eigene Fahrspur wechseln. Wenn das Objekt F2 durch die laterale Relevanzberechnung als auf der eigenen Fahrspur angekommen erkannt wird, erhalten beide Objekte F1 und F2 wieder höchste laterale Relevanz. Durch die nähere longitudinale Position x_pos,2, die hohe Positionsreihenfolge PF und die höhere TTC des Objekts F2 im Vergleich zum Objekt F1 wechselt zum Zeitpunkt ti das Zielobjekt von Objekt F1 zu Objekt F2.
In diesem Beispiel gemäß 2 wird insbesondere auch die Steigerung der lateralen Relevanz rel_y,2 des Objekts F2 näher dargestellt. Die laterale Relevanz rel_y,2 wird auf Basis der im Zusammenhang mit 6 bereits dargestellten definierten physikalischen Größen ermittelt. Am konkreten Beispiel bedeutet dies folgendes: Die laterale Position y_pos,2 und die laterale Geschwindigkeit v_y,2 wechseln zum Zeitpunkt ti zu Werten, die darauf hinweisen, dass das Objekt F2, das zum Zeitpunkt ti-1 noch hinter dem eigenen Fahrzeug FE auf der Nachbarspur war und somit weder longitudinale noch laterale Relevanz hatte, sich nun auf der eigenen Fahrspur befindet.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren der Objektbewertung für Längsführungsassistenzsysteme beschränkt sich dieser Ansatz nicht auf die Zielsetzung, in einem künftig zu fahrenden Fahrschlauch das nächstliegende Fremdobjekt als Zielobjekt auszuwählen. Es gehen vielmehr generell alle Fremdobjekte im Frontraum in die Bewertung ein. Ferner wird hierbei eine strikte Entkopplung der Bewertung lateraler und longitudinaler Relevanzgrößen geschaffen, um Vorausschau bzgl. longitudinaler Situationen (adressiert durch die Regelung auf Vor-Vorderfahrzeuge) bzw. bzgl. lateraler Situation (adressiert durch die Berücksichtigung von Ein/-Ausschervorgänge auf Basis lateral dynamischer Messgrößen) zu erzielen. Die vorgestellte Objektbewertung erzielt den Anspruch, die dem erfahrenen Fahrer typische Vorausschau, durch Maßnahmen der Umfeldinterpretation nachzuahmen. In vielen Fällen kann dadurch frühzeitiger auf ein in Kürze relevant werdendes Fremdobjekt in der Regelung zugegriffen werden, unabhängig davon, ob zu diesem Zeitpunkt ein anderes Fremdobjekt das aktuell in der Fahrspur des Ego-Fahrzeug nächstliegende ist. Insbesondere in städtischen Verkehrssituationen – ausgezeichnet durch höhere Dynamik und höhere Komplexität – schafft diese Form der Vorausschau, eine deutlich höhere Kundenakzeptanz. Der Fahrer ist zu weniger Längsregeleingriffen gezwungen und nimmt kinästhetische seiner eigenen Fahrweise ähnelnde Brems- und Beschleunigungseingriffe wahr. Somit stellt dieser Ansatz der Umfeldinterpretation für den Kunden einen deutlichen Mehrwert dar.

Claims

Umfeldbewertungssystem in einem Fahrzeug mit Sensormitteln zur Erfassung von Objekten im Umfeld des Fahrzeuges und mit Auswertemitteln zur Bewertung von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs im Hinblick auf die Relevanz der Objekte als Zielobjekte für ein Warn-Steuer- oder Regelsystem im Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt jedes erfasste Objekt (i; F1, F2) unabhängig von den anderen erfassten Objekten (F2; F1) bezüglich seiner lateralen Relevanz (rel_y,i) und getrennt davon bezüglich seiner longitudinalen Relevanz (rel_x,i) für das eigene Fahrzeug (FE) bewertet wird, dass in einem zweiten Schritt für jedes erfasste Objekt (i) eine Gesamtrelevanz (rel_i) aus seiner lateralen Relevanz (rel_y,i) und seiner longitudinalen Relevanz (rel_x) berechnet wird und dass in einem dritten Schritt das erfasste Objekt mit der maximalen Gesamtrelevanz als einziges Zielobjekt für das eigene Fahrzeug (FE) ausgewählt wird.
Umfeldbewertungssystem nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die laterale Relevanz (rel_y,i) und die longitudinale Relevanz (rel_x,i) jeweils auf Basis mehrerer definierter physikalischer Größen der jeweils erfassten Objekte (i) ermittelt werden.
Umfeldbewertungssystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine physikalische Größe (TTC_NO) zur Ermittlung der longitudinalen Relevanz (rel_x,i) eines ersten erfassten Objektes (F2) abhängig von einer definierten physikalischen Größe (x_pos,1, v_x,1) eines zweiten erfassten Objektes (F1) ausgewertet wird, das bezogen zum eigenen Fahrzeug (FE) das longitudinal nächstliegende erfasste Objekt (F1) ist, wenn das erste erfasste Objekt (F2) und das zweite erfasste Objekt (F1) nicht identisch sind.
Umfeldbewertungssystem in einem Fahrzeug mit Sensormitteln zur Erfassung von Objekten im Umfeld des Fahrzeuges und mit Auswertemitteln zur Bewertung von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs im Hinblick auf die Relevanz der Objekte als Zielobjekte für ein Warn-Steuer- oder Regelsystem im Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt jedes erfasste Objekt (F1; F2) unabhängig von den anderen erfassten Objekten (F2; F1) bezüglich seiner longitudinalen Relevanz (rel_x,i) für das eigene Fahrzeug (FE) bewertet wird, dass die longitudinale Relevanz (rel_x,i) jedes erfassten Objektes jeweils auf Basis mehrerer definierter physikalischer Größen ermittelt wird und dass eine physikalische Größe (TTC_NO) zur Ermittlung der longitudinalen Relevanz (rel_x,i) eines ersten erfassten Objektes (F2) abhängig von einer definierten physikalischen Größe (x_pos,1, v_x,1) eines zweiten erfassten Objektes (F1) ausgewertet wird, das bezogen zum eigenen Fahrzeug (FE) das longitudinal nächstliegende erfasste Objekt (F1) ist, wenn das erste erfasste Objekt (F2) und das zweite erfasste Objekt (F1) nicht identisch sind.
Umfeldbewertungssystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der longitudinale Relevanz (rel_x,i) eines Objekts die Zeitlücke (TG) zwischen dem eigenen Fahrzeug und diesem Objekt als physikalische Größe definiert wird.
Umfeldbewertungssystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der longitudinale Relevanz (rel_x,i) eines Objekts (F_i) die longitudinale Positionsreihenfolge (PF_x,i), die sich aus der longitudinalen Position (x_pos,i) des Objekts relativ zu allen anderen erfassten Objekten in Bezug auf das eigene Fahrzeug (FE) ergibt, als physikalische Größe definiert wird.
Umfeldbewertungssystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der longitudinale Relevanz (rel_x,i) eines Objekts (F_i) die Kollisionszeit (TCC), nach der bei gleichbleibender Relativgeschwindigkeit zwischen dem eigenem Fahrzeug und dem Objekt bei Ausbleiben einer Gegenmaßnahme eine Kollision eintreten würde, als physikalische Größe definiert wird.
Umfeldbewertungssystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der lateralen Relevanz (rel_y,i) eines Objekts (F_i) die laterale Position (y_pos,i) zum eigenen Fahrzeug als physikalische Größe definiert wird.
Umfeldbewertungssystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der lateralen Relevanz (rel_y,i) eines Objekts (F_i) die laterale Geschwindigkeit (v_pos,i) zum eigenen Fahrzeug als physikalische Größe definiert wird.
Umfeldbewertungssystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einfluss der definierten physikalischen Größen zumindest zur Ermittlung der longitudinale Relevanz (rel_x,i) unterschiedlich gewichtet werden.
Umfeldbewertungssystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Relevanzwerte in einem Bereich zwischen 0 und 1 festgelegt werden und dass die Gesamtrelevanz (rel_i) eines Objekts (F_i) durch Multiplikation seiner lateralen Relevanz (rel_y,i) mit seiner longitudinalen Relevanz (rel_x,i) berechnet wird.
Umfeldbewertungssystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Relevanzwerte (rel_x,i und rel_y,i) erst nach einer auf Basis einer Kursprädiktion vorgenommenen Transformation gekrümmter Kursverläufe auf einen geradlinigen Kursverlauf ermittelt werden.
Umfeldbewertungssystem nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es in einem Längsregelsystem zur Abstandsregelung und/oder Kollisionsvermeidung verwendet wird, wobei mit dem Längsregelsystem Antriebs- und/oder Bremsaktuatoren zur Einhaltung eines vorgegebenen Abstandes oder einer vorgegebenen Geschwindigkeit zu dem durch das erfindungsgemäße Umfeldbewertungssystem jeweils ausgewählten Zielobjekt angesteuert werden.