DE102010002067A1

DE102010002067A1 - Fahrerassistenzverfahren für ein Kraftfahrzeug mit einer Spurführungsassistenzfunktion

Info

Publication number: DE102010002067A1
Application number: DE102010002067A
Authority: DE
Inventors: Roland 73547 Greul; Christopher 73728 Kreis
Original assignee: ZF Lenksysteme GmbH
Current assignee: Robert Bosch Automotive Steering GmbH
Priority date: 2010-02-18
Filing date: 2010-02-18
Publication date: 2011-08-18
Also published as: WO2011101212A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrerassistenzverfahren für ein Kraftfahrzeug (1) mit einer Spurführungsassistenzfunktion, welche den Fahrer des Kraftfahrzeugs (1) beim Halten der Fahrspur (6a) entlang einer Solltrajektorie (5) unterstützt, und mit einem Verfahren zur Erkennung eines bevorstehenden Fahrspurwechsels des Kraftfahrzeugs (1) durch Auswertung wenigstens eines vorgegebenen Kriteriums. Bei einem erkannten bevorstehenden Fahrspurwechsel wird die Solltrajektorie (5) derart angepasst, dass sie als Spurwechseltrajektorie (5') auf die neue Fahrspur (6b) führt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzverfahren für ein Kraftfahrzeug mit einer Spurführungsassistenzfunktion, welche den Fahrer des Kraftfahrzeugs beim Halten der Fahrspur entlang einer Solltrajektorie, insbesondere mittels eines zusätzlichen Lenkmoments unterstützt.
Aus dem Stand der Technik sind Spurassistenzsysteme bekannt, bei welchen der Fahrer eines Kraftfahrzeugs durch ein zusätzliches Moment am Lenkrad bei der Spurhaltung unterstützt wird. Die erforderlichen Fahrspurdaten werden dabei beispielsweise von einer Umfeldsensorik, insbesondere in Form von Radar- oder Kamerasystemen bereit gestellt. Mit derartigen Sensorsystemen kann die Position und Bewegung des Kraftfahrzeugs relativ zu seiner Umgebung messtechnisch erfasst werden. Zudem sind Kamerasysteme verfügbar, welche anhand vorhandener Fahrbahnmarkierungen den Verlauf der Straße vor dem Kraftfahrzeug erkennen und die Position des Kraftfahrzeugs relativ zur Fahrspur ausgeben. Unter Berücksichtigung derartiger Daten können bestimmte Fahrsituationen wie ein Fahrspurwechsel oder das langsame Heranfahren an eine Nachbarspur erkannt werden.
Systeme, die den Fahrer durch gerichtete Führungsmomente beim Halten des Fahrzeugs und der Fahrspur aktiv unterstützen, werden auch als LKS(Lane-Keeping-Support)-Systeme bezeichnet.
In der DE 10 2004 039 142 A1 ist ein Verfahren zur Assistenz des Fahrens eines Kraftfahrzeugs bei der Spurhaltung angegeben, bei dem wenigstens eine mit dem Abstand des Fahrzeugs zur Fahrspurberandung zusammenhängende Spurführungsgröße für das Kraftfahrzeug ermittelt wird und abhängig von der Spurführungsgröße ein fahrerunabhängiges Lenkradmoment auf das Lenkrad ausgeübt wird. Dabei ist die Spurführungsgröße ein Maß für diejenige Zeit, welche das Kraftfahrzeug unter Beibehaltung des aktuellen Fahrzustands bis zum Erreichen der Fahrspurberandung benötigt.
Bei bekannten Spurführungsassistenzsystemen wird das Zusatzmoment im Falle eines Fahrspurwechsels heruntergefahren und nach Erreichen der neuen Fahrspur wieder aktiviert. Somit steht in nachteilhafter Weise während des Spurwechsels keinerlei Unterstützung zur Verfügung, was für den Fahrer unkomfortabel ist.
Ausgehend davon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Fahrerassistenzverfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches die Nachteile des Standes der Technik vermeidet, insbesondere auch während eines Fahrspurwechsels aktiv bleibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrerassistenzverfahren für ein Kraftfahrzeug mit einer Spurführungsassistenzfunktion, welche den Fahrer des Kraftfahrzeugs beim Halten der Fahrspur entlang einer Solltrajektorie unterstützt und mit einem Verfahren zur Erkennung eines bevorstehenden Fahrspurwechsels des Kraftfahrzeugs durch Auswertung wenigstens eines vorgegebenen Kriteriums gelöst, wobei bei einem erkannten bevorstehenden Fahrspurwechsel die Solltrajektorie derart angepasst wird, dass sie als Spurwechseltrajektorie von der bisherigen Fahrspur auf die neue Fahrspur führt.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden bekannte Spurführungsassistenzsysteme dahingehend erweitert, dass bei erkannter Spurwechselintention des Fahrers des Kraftfahrzeugs die Solltrajektorie, welche normalerweise der Fahrspurmitte entspricht, derart verändert wird, dass sie auf die Nebenspur übergeht. Somit kann das Spurführungsassistenzsystem auch während des Spurwechsels aktiv bleiben, wodurch sich in vorteilhafter Weise ein erheblicher Sicherheitsgewinn und eine Komfortverbesserung ergibt. Zur Unterstützung des Fahrers beim Halten der Fahrspur entlang der Solltrajektorie stehen unterschiedliche Verfahren zur Verfügung. Zum einen kann ein zusätzliches Lenkmoment aufaddiert werden zum anderen können auch die Winkelgrößen wie Radlenkwinkel oder Lenkradwinkel entsprechend beeinflusst werden.
Vorteilhaft ist es, wenn bei einem erkannten bevorstehenden Fahrspurwechsel der Fahrtrichtungsanzeiger des Kraftfahrzeugs, insbesondere in der entsprechenden Richtung, in welche die bisherige Fahrspur verlassen wird, und/oder mit vorgebbarer Frequenz und Dauer, vorzugsweise während das Kraftfahrzeug entlang der Spurwechseltrajektorie fährt, automatisch gesetzt wird.
Der Fahrtrichtungsanzeiger bzw. Blinker eines Kraftfahrzeugs muss bei jedem Spurwechsel manuell betätigt werden. Dieses kann jedoch vom Fahrer versäumt oder aus Bequemlichkeit unterlassen werden, was zum einen gegen die Straßenverkehrsordnung verstößt und zum anderen zu einer Gefährdung anderer Verkehrsteilnehmer führen kann. Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird daher, falls anhand von wenigstens einem Kriterium ein bevorstehender Spurwechsel erkannt wird, der Blinker in die entsprechende Richtung automatisch gesetzt. Eine manuelle Betätigung des Blinkers durch den Fahrer bleibt weiterhin möglich. Dadurch können Fahrzeuge im Umfeld des mit dem Assistenzsystem ausgestatteten Fahrzeugs die Spurwechselintention des Fahrzeugführers erkennen, auch wenn dieser versäumt hat den Blinker manuell zu setzen. Während sich das Kraftfahrzeug bzw. der Fahrer auf der Spurwechseltrajektorie befindet, kann der Blinker in die jeweilige Richtung automatisch aktiviert werden.
Anwendungsabhängig kann der Blinker unterschiedlich oft oder unterschiedlich lang aktiv sein. So ist es möglich eine bestimmte, feste Anzahl von Blinkvorgängen vorzugeben oder den Blinker so lang aktiv zu halten bis ein Abbruchkriterium zum Tragen kommt, wie z. B. das Erreichen der Fahrstreifenmitte des neunen Fahrstreifens. Weiterhin könnte über die durch das Kamerasystem bestimmte Art der Fahrbahnmarkierung zwischen Blinken und Warnblinken (beidseitig) unterschieden werden. Wenn ein Spurwechsel über eine durchgezogene Linie erkannt wird, könnte nicht der Blinker, sondern die Warnblinkanlage aktiviert werden. Sonach kann bei einem erkannten bevorstehenden Fahrspurwechsel über eine durchgezogene Fahrbahnlinie ein besonderes Warnsignal ausgegeben werden.
Erfindungsgemäß kann ferner vorgesehen sein, dass bei einem erkannten bevorstehenden Fahrspurwechsel die Solltrajektorie nur dann angepasst wird, wenn der Fahrer zuvor den Fahrtrichtungsanzeiger des Kraftfahrzeugs in der entsprechenden Richtung, in welche die bisherige Fahrspur verlassen wird, gesetzt hat.
In dieser Ausführungsform dient das Blinkersignal als Voraussetzung für die Durchführung eines assistierten Spurwechsels, d. h. dieser wird nur dann durchgeführt, wenn wenigstens ein vorgegebenes Kriterium erfüllt ist und der Fahrer vorher den Blinker gesetzt hat.
Vorteilhaft ist es, wenn bei deaktivierter Spurführungsassistenzfunktion von dem Fahrer ohne Unterstützung durchgeführte Fahrspurwechsel erfasst und geeignet abgespeichert werden, wobei bei aktivierter Spurführungsassistenzfunktion die gespeicherten Daten über die von dem Fahrer ohne Unterstützung durchgeführten Fahrspurwechsel bei der Planung der Spurwechseltrajektorie derart berücksichtigt werden, dass die Spurwechseltrajektorie an das Spurwechselverhalten des Fahrers angepasst wird. Von dem Fahrer bei deaktiviertem Assistenzsystem durchgeführte Spurwechsel können gespeichert werden, z. B. in Form einer Trajektorie, einiger charakteristischer Wegpunkte oder nur in Form des gewählten Winkels zur Fahrbahn. Wird das Assistenzsystem aktiviert bzw. reaktiviert, wird die vom System zu planende Spurwechseltrajektorie unter Berücksichtung dieser Daten an das Spurwechselverhalten des Fahrers angepasst, was in vorteilhafter Weise zu einer Erhöhung der Akzeptanz des Systems durch den Fahrer führt.
Bei der Planung der Spurwechseltrajektorie können:

– Daten hinsichtlich der aktuellen Verkehrssituation von wenigstens einer Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs zur Erfassung des Fahrzeugumfelds;
– Daten eines globalen Positionsbestimmungssystems bzw. GPS, insbesondere in Verbindung mit einer vorhandenen digitalen Straßenkarte; und/oder
– Über Car-to-Car-Kommunikation zur Verfügung gestellten Daten berücksichtigt werden.

Durch diese Maßnahmen erfolgt die Trajektorienplanung zusätzlich unter Berücksichtigung der durch entsprechende Umfeldsensorik bekannten Verkehrssituation im Umfeld des Fahrzeugs. Auch Daten eines globalen Positionsbestimmungssystems durch Satelliten in Verbindung mit einer digitalen Straßenkarte oder dergleichen können in die Trajektorienplanung einfließen. Ebenfalls können über Car-to-Car-Kommunikation zur Verfügung gestellte Daten genutzt werden.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn bei dem wenigstens einen vorgegebenen Kriterium Daten von wenigstens einer Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs zur Erfassung des Fahrzeugumfelds berücksichtigt werden.
Mittels der von der Umfeldsensorik zur Verfügung gestellten Daten kann ein bevorstehender Spurwechsel, gewollt oder ungewollt, detektiert werden. Die wenigstens eine Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs kann als Videokamera, insbesondere CCD-Kamera oder CMOS-Kamera oder als sonstiger Objektdetektionssensor, insbesondere Radarsensor oder Lidarsensor ausgebildet sein.
Nachfolgend sind unterschiedliche Möglichkeiten für vorgegebene Kriterien zur Erkennung eines bevorstehenden Fahrspurwechsels des Kraftfahrzeugs angegeben.
Als vorgegebenes Kriterium kann in einfacher Weise ein bevorstehender Fahrspurwechsel erkannt werden, wenn der Fahrtrichtungsanzeiger des Kraftfahrzeugs durch den Fahrer gesetzt wird.
Alternativ oder zusätzlich kann als vorgegebenes Kriterium ein bevorstehender Fahrspurwechsel erkannt werden, wenn der relative Gierwinkel zu der aktuell von dem Kraftfahrzeug befahrenen Fahrspur einen bestimmten Schwellwert überschreitet, wobei insbesondere anhand des Vorzeichens des relativen Gierwinkels erkannt wird, ob die aktuelle Fahrspur nach links oder nach rechts verlassen wird.
Alternativ oder zusätzlich kann als vorgegebenes Kriterium die Zeitdauer (Time-to-Lane-Crossing/TLC) bis zum Verlassen der aktuellen Fahrspur verwendet werden, wobei ein bevorstehender Fahrspurwechsel erkannt wird, wenn die Zeitdauer einen festgelegten Grenzwert unterschreitet. Dazu können aus den Daten bzw. Signalen der wenigstens einen Sensoreinrichtung des Kraftfahrzeugs und weiteren Fahrzeugbewegungsdaten, insbesondere mittels Polynomen oder Klothoidenansätzen, der Verlauf der aktuellen Fahrspur und der Verlauf der aktuellen Fahrzeugtrajektorie bestimmt werden, wobei unter Berücksichtigung der Breite des Kraftfahrzeugs die Entfernung bis zum Schnittpunkt der beiden Verläufe bestimmt wird und wobei mittels der aktuellen Fahrzeuglängsgeschwindigkeit die Zeitdauer bis zum Verlassen der aktuellen Fahrspur ermittelt wird.
Somit kann als Kriterium auch die sogenannte Time-to-Lane-Crossing berechnet werden. Mittels Polynomen bzw. Klothoidenansätzen werden aus den Sensordaten bzw. Kameradaten und aus der Fahrzeugbewegungssensorik die Verläufe der Straßentrajektorie und der Fahrzeugtrajektorie bestimmt. Unter Berücksichtigung der Straßenbreite und der Fahrzeugbreite wird die Entfernung bis zum Schnittpunkt der beiden Kurven berechnet. Mit der Fahrzeuggeschwindigkeit kann anschließend die Zeitdauer bis zum Verlassen der Spur berechnet werden. Unterschreitet dieser Wert einen festgelegten Grenzwert, liegt ein Spurwechsel vor.
Alternativ oder zusätzlich kann als vorgegebenes Kriterium der Abstand zwischen der Fahrzeugseite und dem Fahrbahnrand (Distance-to-Line-Crossing/DLC) verwendet werden, welcher unter Berücksichtigung der Straßenbreite und der Breite des Kraftfahrzeugs aus der lateralen Abweichung zwischen dem Fahrzeugschwerpunkt und der Fahrstreifenmitte bestimmt wird, wobei ein bevorstehender Fahrspurwechsel erkannt wird, wenn der Abstand über eine vorgegebene Zeitspanne einen festgelegten Grenzwert unterschreitet.
Als weiteres Kriterium kann die sogenannte Distance-to-Line-Crossing (DLC) verwendet werden. Hier wird unter Berücksichtigung der Fahrzeug- und Straßenbreite aus der lateralen Abweichung zwischen Fahrzeugschwerpunkt und Fahrstreifenmitte der Abstand zwischen Fahrzeugseite und Fahrbahnrand berechnet. Unterschreitet dieser einen bestimmten Wert über einen applizierbaren Zeitraum, so liegt ein Spurwechsel vor.
Des weiteren kann als vorgegebenes Kriterium direkt die laterale Abweichung zwischen dem Fahrzeugschwerpunkt und der Fahrstreifenmitte verwendet werden, wobei anhand der Art des Vorzeichenwechsels der lateralen Abweichung während eines Spurwechsels erkannt wird, ob die aktuelle Fahrspur nach links oder nach rechts verlassen wird.
Weiterhin kann ein Spurwechsel direkt aus dem lateralen Abstand zwischen Fahrzeugschwerpunkt und Fahrstreifenmitte detektiert werden. Diese Größe weist während des Spurwechsels einen Vorzeichenwechsel auf, der leicht erkannt werden kann. Aus der Art des Wechsels (positiv zu negativ oder umgekehrt) kann erkannt werden, ob die Spur nach rechts oder nach links verlassen wird.
Alternativ oder zusätzlich kann als vorgegebenes Kriterium, insbesondere mittels Klothoidenansätzen, der Verlauf der aktuellen Fahrspur und der Verlauf der Fahrzeugtrajektorie in einem Vorausschaupunkt vor dem Kraftfahrzeug bestimmt werden, wobei ein bevorstehender Fahrspurwechsel erkannt wird, wenn der laterale Abstand zwischen dem Verlauf der Fahrzeugtrajektorie und dem Verlauf der aktuellen Fahrspur im Vorausschaupunkt über eine vorgegebene Zeitspanne einen festgelegten Grenzwert überschreitet. Mittels Klothoidenansätzen können die Verläufe der Fahrzeugstrajektorie und der Fahrbahn in einem Vorausschaupunkt vor dem Kraftfahrzeug berechnet werden. Dieser Punkt kann über eine Entfernung oder über eine Zeitdauer definiert sein. Überschreitet der laterale Abstand zwischen Fahrzeugtrajektorie und Fahrbahnverlauf im Vorausschaupunkt einen Grenzwert über eine bestimmte Zeitdauer, kann daraus eine Spurwechselabsicht des Fahrers abgeleitet werden.
Als vorgegebenes Kriterium können darüber hinaus Trajektorien oder andere Informationen von in dem Fahrzeugumfeld des Kraftfahrzeugs befindlichen weiteren Objekten, welche insbesondere mittels eines Objektdetektionssensors des Kraftfahrzeugs detektiert werden, ausgewertet werden.
Neben der reinen, insbesondere von einem Objektdetektionssensor des Kraftfahrzeugs detektierten, Position anderer Objekte können selbstverständlich auch weitere Informationen bzw. Daten von weiteren Objekten oder über weitere Objekte als Kriterium herangezogen werden. Beispielsweise kann mittels eines Kamerasystems festgestellt werden, ob ein vorausfahrendes Fahrzeug als Objekt den Blinker in eine entsprechende Richtung gesetzt hat und selbst einen Fahrspurwechsel vorzunehmen beabsichtigt. Darüber hinaus können auch Daten, welche über eine Car-to-Car-Kommunikation empfangen werden, berücksichtigt werden.
Ferner kann bei einem erkannten bevorstehenden Fahrspurwechsel:

– eine Warneinrichtung des Kraftfahrzeugs, insbesondere eine Warnblinkanlage oder eine Hupe des Kraftfahrzeugs aktiviert werden;
– bei Vorhandensein eines Fahrdynamikregelsystems des Kraftfahrzeugs ein korrigierender oder kollisionsvermeidender Eingriff durch dieses eingeleitet werden; und/oder
– die Informationen über den erkannten bevorstehenden Fahrspurwechsel über weitere Informationskanäle, insbesondere über eine Car-to-Car-Kommunikation auch an andere Fahrzeuge weitergeleitet werden.

Es ist denkbar, dass die Information über den bevorstehenden Fahrspurwechsel über andere Informationskanäle (z. B. Car-to-Car-Kommunikation) weitergeleitet wird. Es ist auch eine Vernetzung mit weiteren Assistenzsystemen, wie z. B. einer Fahrzeugrückraumüberwachung, möglich. Wird mit diesem System erkannt, dass ein Spurwechsel zu einem Unfall oder einer anderen kritischen Situation führt, so können weitere Warnungen wie die automatisch Betätigung der Hupe oder auch Eingriffe von Fahrdynamikregelsystemen eingeleitet werden.
In Anspruch 16 ist ein elektronisches Regel- und Steuergerät eines Kraftfahrzeugs zur Durchführung des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzverfahrens angegeben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nachfolgend ist anhand der Zeichnung prinzipmäßig ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs, auf welchem ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzverfahren abläuft;
2 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Veränderung der Trajektorienplanung durch das erfindungsgemäße Fahrerassistenzverfahren bei erkanntem Spurwechselwunsch;
3 eine vereinfachte Darstellung zur Verdeutlichung eines ersten Kriteriums zur Erkennung eines bevorstehenden Fahrspurwechsels;
4 eine vereinfachte Darstellung zur Verdeutlichung eines zweiten Kriteriums zur Erkennung eines bevorstehenden Fahrspurwechsels; und
5 eine vereinfachte Darstellung zur Verdeutlichung eines dritten Kriteriums zur Erkennung eines bevorstehenden Fahrspurwechsels.
1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit Fahrtrichtungsanzeigern 2, 3 und einem Spurführungsassistenzsystem 4 mit einer Sensoreinrichtung 4a und einem elektronischen Regel- und Steuergerät 4b, auf welchem ein erfindungsgemäßes Fahrerassistenzverfahren für das Kraftfahrzeug 1 mit einer Spurassistenzfunktion, welche den Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 beim Halten der Fahrspur entlang einer Solltrajektorie unterstützt, abläuft. Die Sensoreinrichtung ist als CCD-Kamera 4a ausgebildet. Des weiteren könnte die Sensoreinrichtung 4a auch als CMOS-Kamera, Radarsensor oder Lidarsensor bzw. als Objektdetektionssensor ausgebildet sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzverfahren läuft ein Verfahren zur Erkennung eines bevorstehenden Fahrspurwechsels des Kraftfahrzeugs 1 durch Auswertung wenigstens eines vorgegebenen Kriteriums ab, wobei bei einem erkannten bevorstehenden Fahrspurwechsel, wie aus 2 ersichtlich, die Solltrajektorie 5 derart angepasst wird, dass sie als Spurwechseltrajektorie 5' von der bisherigen Fahrspur 6a auf die neue Fahrspur 6b führt. Auf der neuen Fahrspur 6b ist die Solltrajektorie mit dem Bezugszeichen 5'' versehen. Die bisherige Fahrspur 6a weist die Breite b_Ego auf. Die neue Fahrspur 6b hat die Breite b_NB,Links. Der Abstand des Kraftfahrzeugs 1 bis zur Spurüberquerung ist mit d_LC,1 und der Abstand von der Spurüberquerung bis zur Fahrstreifenmitte der neuen Fahrspur 6b ist mit d_LC,2 bezeichnet. Die Spurwechseltrajektorie 5 kann, wie in 2 dargestellt, eine lineare Funktion sein, jedoch auch über ein Polynom oder eine andere mathematische Funktion beschrieben werden.
Bei einem erkannten bevorstehenden Fahrspurwechsel kann der Fahrtrichtungsanzeiger 2, 3 des Kraftfahrzeugs 1, insbesondere in der entsprechenden Richtung und/oder mit vorgebbarer Frequenz und Dauer, vorzugsweise während das Kraftfahrzeug 1 entlang der Spurwechseltrajektorie 5' fährt, automatisch gesetzt werden.
In weiteren Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass bei einem erkannten bevorstehenden Fahrspurwechsel die Solltrajektorie 5 nur dann angepasst wird, wenn der Fahrer zuvor den Fahrtrichtungsanzeiger 2, 3 des Kraftfahrzeugs 1 in der entsprechenden Richtung (in 2 beispielsweise nach links) gesetzt hat.
Bei deaktivierter Spurführungsassistenzfunktion können von dem Fahrer ohne Unterstützung durchgeführte Fahrspurwechsel erfasst und geeignet abgespeichert werden, wobei bei aktivierter bzw. reaktivierter Spurführungsassistenzfunktion diese gespeicherten Daten über die von dem Fahrer ohne Unterstützung durchgeführten Fahrspurwechsel bei der Planung der Spurwechseltrajektorie 5' derart berücksichtigt werden, dass die Spurwechseltrajektorie 5' an das Spurwechselverhalten des Fahrers angepasst wird.
Bei der Planung der Spurwechseltrajektorie 5' können:

– Daten hinsichtlich der aktuellen Verkehrssituation von der Sensoreinrichtung 4a des Kraftfahrzeugs 1;
– Daten eines nicht dargestellten globalen Positionsbestimmungssystems bzw. GPS, insbesondere in Verbindung mit einer vorhandenen digitalen Straßenkarte; und/oder
– über Car-to-Car-Kommunikation zur Verfügung gestellte Daten berücksichtigt werden.

Bei dem wenigstens einen vorgegebenen Kriterium können Daten von der Sensoreinrichtung 4a des Kraftfahrzeugs 1 zur Erfassung des Fahrzeugumfelds berücksichtigt werden.
Als vorgegebenes Kriterium kann ein bevorstehender Fahrspurwechsel in einfacher Weise erkannt werden, wenn der Fahrtrichtungsanzeiger 2, 3 des Kraftfahrzeugs 1 durch den Fahrer gesetzt wird.
Alternativ oder zusätzlich kann als vorgegebenes Kriterium ein bevorstehender Fahrspurwechsel erkannt werden, wenn der relative Gierwinkel ψ_rel zu der aktuell von dem Kraftfahrzeug 1 befahrenen Fahrspur 6a einen bestimmten Schwellwert überschreitet, wobei insbesondere anhand des Vorzeichens des relativen Gierwinkels ψ_rel erkannt wird, ob die aktuelle Fahrspur 6a nach links oder nach rechts verlassen wird. Dies ist beispielhaft in 3 angedeutet, wobei Δy der laterale Abstand zur Fahrstreifenmitte 7, b_Ego die Fahrstreifenbreite der bisherigen Fahrspur 6a und R den Krümmungsradius darstellen.
Alternativ oder zusätzlich kann als vorgegebenes Kriterium die Zeitdauer (Time-to-Lane-Crossing/TLC) bis zum Verlassen der aktuellen Fahrspur 6a verwendet werden, wobei ein bevorstehender Fahrspurwechsel erkannt wird, wenn diese Zeitdauer einen festgelegten Grenzwert unterschreitet. Dazu können aus den Kameradaten bzw. den Daten der Sensoreinrichtung 4a des Kraftfahrzeugs 1 und weiteren Fahrzeugbewegungsdaten, insbesondere mittels Polynomen oder Klothoidenansätzen, wie aus 4 ersichtlich, der Verlauf y_S(s) der aktuellen Fahrspur 6a und der Verlauf y_F(s) der aktuellen Fahrzeugtrajektorie bestimmt werden, wobei unter Berücksichtigung der Breite des Kraftfahrzeugs 1 die Entfernung bis zum Schnittpunkt 8 der beiden Verläufe bzw. Kurven y_S(s), y_F(s) bestimmt wird und wobei mittels der aktuellen Fahrzeuglängsgeschwindigkeit die Zeitdauer bis zum Verlassen der aktuellen Fahrspur 6a ermittelt wird. Der Fahrzeugschwerpunkt ist mit dem Bezugszeichen 9 versehen.
Alternativ oder zusätzlich kann als vorgegebenes Kriterium wie in 5 angedeutet der Abstand y₀ zwischen der Fahrzeugseite und dem Fahrbahnrand der Fahrbahn 6a verwendet werden, welche unter Berücksichtigung der Straßenbreite b_Ego und der Breite des Kraftfahrzeugs 1 aus der lateralen Abweichung Δy zwischen dem Fahrzeugschwerpunkt 9 und der Fahrstreifenmitte 7 bestimmt wird, wobei ein bevorstehender Fahrspurwechsel erkannt wird, wenn der Abstand y₀ über eine vorgegebene Zeitspanne einen festgelegten Wert unterschreitet.
Des weiteren kann alternativ oder zusätzlich als vorgegebenes Kriterium direkt die laterale Abweichung Δy zwischen dem Fahrzeugschwerpunkt 9 und der Fahrstreifenmitte 7 verwendet werden, wobei anhand der Art des Vorzeichenwechsels der lateralen Abweichung Δy während eines Spurwechsels erkannt wird, ob die aktuelle Fahrspur 6a nach links oder nach rechts verlassen wird.
Des weiteren kann alternativ oder zusätzlich als vorgegebenes Kriterium mittels Klothoidenansätzen der Verlauf y_S(s) der aktuellen Fahrspur 6a und der Verlauf y_F(s) der Fahrzeugtrajektorie in einem Vorausschaupunkt vor dem Kraftfahrzeug 1 bestimmt werden, wobei ein bevorstehender Fahrspurwechsel erkannt wird, wenn der laterale Abstand zwischen dem Verlauf y_F(s) der Fahrzeugtrajektorie und dem Verlauf y_S(s) der aktuellen Fahrspur 6a im Vorausschaupunkt über eine vorgegebene Zeitspanne einen festgelegten Grenzwert überschreitet.
Des weiteren können als vorgegebenes Kriterium Trajektorien oder andere Informationen von dem in dem Fahrzeugumfeld des Kraftfahrzeugs 1 befindlichen weiteren Objekten, welche insbesondere mittels der Sensoreinrichtung 4a als Objektdetektionssensor des Kraftfahrzeugs 1 detektiert werden, ausgewertet werden (nicht näher dargestellt).
Bei einem erkannten bevorstehenden Fahrspurwechsel können:

– eine Warneinrichtung des Kraftfahrzeugs 1, insbesondere eine Warnblinkanlage oder eine Hupe des Kraftfahrzeugs 1, aktiviert werden;
– bei Vorhandensein eines Fahrdynamikregelsystems des Kraftfahrzeugs 1 ein korrigierender oder kollisionsvermeidender Eingriff durch dieses eingeleitet werden; und/oder
– die Information über den erkannten bevorstehenden Fahrspurwechsel über weitere Informationskanäle, insbesondere über eine Car-to-Car-Kommunikation weitergeleitet werden.

Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2, 3: Fahrtrichtungsanzeiger
4: Spurführungsassistenzsystem
4a: Sensoreinrichtung
4b: elektronisches Regel- und Steuergerät
5, 5'': Solltrajektorien
5': Spurwechseltrajektorie
6a: bisherige Fahrspur
6b: neue Fahrspur
7: Fahrstreifenmitte
8: Schnittpunkt der Verläufe y_F(s), y_S(s)
9: Fahrzeugschwerpunkt
bNB,Links: Breite der neuen Fahrspur
bEgo: Breite der bisherigen Fahrspur
ψrel: relativer Gierwinkel
R: Krümmungsradius
Δy: lateraler Abstand zur Fahrstreifenmitte
yF(s): Verlauf der aktuellen Solltrajektorie
yS(s): Verlauf der aktuellen Fahrspur
y0: Abstand zwischen Fahrzeugseite und Fahrbahnrand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004039142 A1 [0004]

Claims

Fahrerassistenzverfahren für ein Kraftfahrzeug (1) mit einer Spurführungsassistenzfunktion, welche den Fahrer des Kraftfahrzeugs (1) beim Halten der Fahrspur (6a) entlang einer Solltrajektorie (5) unterstützt, und mit einem Verfahren zur Erkennung eines bevorstehenden Fahrspurwechsels des Kraftfahrzeugs (1) durch Auswertung wenigstens eines vorgegebenen Kriteriums, wobei bei einem erkannten bevorstehenden Fahrspurwechsel die Solltrajektorie (5) derart angepasst wird, dass sie als Spurwechseltrajektorie (5') auf die neue Fahrspur (6b) führt.
Fahrerassistenzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem erkannten bevorstehenden Fahrspurwechsel der Fahrtrichtungsanzeiger (2, 3) des Kraftfahrzeugs (1), insbesondere in der entsprechenden Richtung und/oder mit vorgebbarer Frequenz und Dauer, vorzugsweise während das Kraftfahrzeug (1) entlang der Spurwechseltrajektorie (5') fährt, automatisch gesetzt wird.
Fahrerassistenzverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem erkannten bevorstehenden Fahrspurwechsel die Solltrajektorie (5) nur dann angepasst wird, wenn der Fahrer zuvor den Fahrtrichtungsanzeiger (2, 3) des Kraftfahrzeugs (1) in der entsprechenden Richtung gesetzt hat.
Fahrerassistenzverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei deaktivierter Spurführungsassistenzfunktion von dem Fahrer ohne Unterstützung durchgeführte Fahrspurwechsel erfasst und geeignet abgespeichert werden, wobei bei aktivierter Spurführungsassistenzfunktion die gespeicherten Daten über die von dem Fahrer ohne Unterstützung durchgeführten Fahrspurwechsel bei der Planung der Spurwechseltrajektorie (5') derart berücksichtigt werden, dass die Spurwechseltrajektorie (5') an das Spurwechselverhalten des Fahrers angepasst wird.
Fahrerassistenzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Planung der Spurwechseltrajektorie (5'): – Daten hinsichtlich der aktuellen Verkehrssituation von wenigstens einer Sensoreinrichtung (4a) des Kraftfahrzeugs (1) zur Erfassung des Fahrzeugumfelds; – Daten eines globalen Positionsbestimmungssystems bzw. GPS, insbesondere in Verbindung mit einer vorhandenen digitalen Straßenkarte; und/oder – über Car-to-Car-Kommunikation zur Verfügung gestellte Daten berücksichtigt werden.
Fahrerassistenzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem wenigstens einen vorgegebenen Kriterium Daten von wenigstens einer Sensoreinrichtung (4a) des Kraftfahrzeugs (1) zur Erfassung des Fahrzeugumfelds berücksichtigt werden.
Fahrerassistenzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als vorgegebenes Kriterium ein bevorstehender Fahrspurwechsel erkannt wird, wenn der Fahrtrichtungsanzeiger (2, 3) des Kraftfahrzeugs (1) durch den Fahrer gesetzt wird.
Fahrerassistenzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als vorgegebenes Kriterium ein bevorstehender Fahrspurwechsel erkannt wird, wenn der relative Gierwinkel (ψ_rel) zu der aktuell von dem Kraftfahrzeug (1) befahrenen Fahrspur (6a) einen bestimmten Schwellwert überschreitet, wobei insbesondere anhand des Vorzeichens des relativen Gierwinkels (ψ_rel) erkannt wird, ob die aktuelle Fahrspur (6a) nach links oder nach rechts verlassen wird.
Fahrerassistenzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als vorgegebenes Kriterium die Zeitdauer (Time-to-Lane-Crossing/TLC) bis zum Verlassen der aktuellen Fahrspur (6a) verwendet wird, wobei ein bevorstehender Fahrspurwechsel erkannt wird, wenn die Zeitdauer einen festgelegten Grenzwert unterschreitet.
Fahrerassistenzverfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Daten der wenigstens einen Sensoreinrichtung (4a) des Kraftfahrzeugs (1) und weiteren Fahrzeugbewegungsdaten, insbesondere mittels Polynomen oder Klothoidenansätzen, der Verlauf (y_S(s)) der aktuellen Fahrspur (6a) und der Verlauf (y_F(s)) der aktuellen Fahrzeugtrajektorie bestimmt werden, wobei unter Berücksichtigung der Breite des Kraftfahrzeugs (1) die Entfernung bis zum Schnittpunkt der beiden Verläufe (y_S(s), y_F(s)) bestimmt wird, und wobei mittels der aktuellen Fahrzeuglängsgeschwindigkeit die Zeitdauer bis zum Verlassen der aktuellen Fahrspur (6a) ermittelt wird.
Fahrerassistenzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als vorgegebenes Kriterium der Abstand (y₀) (Distance-to-Line-Crossing/DLC) zwischen der Fahrzeugseite und dem Fahrbahnrand verwendet wird, welcher unter Berücksichtigung der Straßenbreite (b_Ego) und der Breite des Kraftfahrzeugs (1) aus der lateralen Abweichung (Δy) zwischen dem Fahrzeugschwerpunkt (9) und der Fahrstreifenmitte (7) bestimmt wird, wobei ein bevorstehender Fahrspurwechsel erkannt wird, wenn der Abstand (y₀) über eine vorgegebene Zeitspanne einen festgelegten Grenzwert unterschreitet.
Fahrerassistenzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass als vorgegebenes Kriterium direkt die laterale Abweichung (Δy) zwischen dem Fahrzeugschwerpunkt (9) und der Fahrstreifenmitte (7) verwendet wird, wobei anhand der Art des Vorzeichenwechsels der lateralen Abweichung (Δy) während eines Spurwechsels erkannt wird, ob die aktuelle Fahrspur (6a) nach links oder nach rechts verlassen wird.
Fahrerassistenzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als vorgegebenes Kriterium, insbesondere mittels Klothoidenansätzen, der Verlauf (y_S(s)) der aktuellen Fahrspur (6a) und der Verlauf (y_F(s)) der Fahrzeugtrajektorie in einem Vorausschaupunkt vor dem Kraftfahrzeug (1) bestimmt wird, wobei ein bevorstehender Fahrspurwechsel erkannt wird, wenn der laterale Abstand zwischen dem Verlauf (y_F(s)) der Fahrzeugtrajektorie und dem Verlauf (y_S(s)) der aktuellen Fahrspur (6a) im Vorausschaupunkt über eine vorgegebene Zeitspanne einen festgelegten Grenzwert überschreitet.
Fahrerassistenzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als vorgegebenes Kriterium Trajektorien oder andere Informationen von in dem Fahrzeugumfeld des Kraftfahrzeugs (1) befindlichen weiteren Objekten, welche insbesondere mittels eines Objektdetektionssensors (4a) des Kraftfahrzeugs (1) detektiert werden, ausgewertet werden.
Fahrerassistenzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem erkannten bevorstehenden Fahrspurwechsel: – eine Warneinrichtung des Kraftfahrzeugs (1), insbesondere eine Warnblinkanlage oder eine Hupe des Kraftfahrzeugs (1) aktiviert werden; – bei Vorhandensein eines Fahrdynamikregelsystems des Kraftfahrzeugs (1) ein korrigierender oder kollisionsvermeidender Eingriff durch dieses eingeleitet wird; und/oder – die Information über den erkannten bevorstehenden Fahrspurwechsel über weitere Informationskanäle, insbesondere über eine Car-to-Car-Kommunikation weitergeleitet wird.
Elektronisches Regel- und Steuergerät (4b) eines Kraftfahrzeugs (1) zur Durchführung eines Fahrerassistenzverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15.