DE102011115878A1 - Method for warning driver of motor car before threatening collision, involves delivering warning to driver by consideration of driver response time, and downwardly limiting actual driver response time by minimum driver response time - Google Patents
Method for warning driver of motor car before threatening collision, involves delivering warning to driver by consideration of driver response time, and downwardly limiting actual driver response time by minimum driver response time Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Warnung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs vor einer drohenden Kollision gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The invention relates to a method for warning a driver of a motor vehicle of an impending collision according to the preamble of
Zu den in heutigen Kraftfahrzeugen immer weiter verbreiteten Fahrerassistenzsystemen, die zur Erhöhung der Verkehrssicherheit und des Komforts beitragen, gehört das Kollisionswarnsystem, bei dem vorausfahrende Fahrzeuge oder andere Hindernisse im Vorfeld des Fahrzeugs mit Hilfe eines Sensorsystems, beispielsweise mittels eines Radarsensors und/oder eines monokularen oder binakularen Videosystems, geortet werden. Durch Auswertung entsprechender gemessener Daten und davon abgeleiteter Größen, wie beispielsweise der gemessenen Abstände und der Relativgeschwindigkeiten zwischen vorausfahrendem Fahrzeug und Eigenfahrzeug etc., werden Situationen erkannt, in denen es ohne Eingriff des Fahrers zu einer Kollision kommen würde. Die Ausgabe eines geeigneten Warnsignals, das ein akustisches, haptisches und/oder optisches Signal sein kann, weist den Fahrer dann auf die Gefahrensituation hin.Among today's motor vehicles increasingly widespread driver assistance systems that contribute to increase traffic safety and comfort, includes the collision warning system in the preceding vehicles or other obstacles in the run-up of the vehicle using a sensor system, for example by means of a radar sensor and / or a monocular or binocular video system, to be located. By evaluating appropriate measured data and derived variables, such as the measured distances and the relative speeds between the vehicle ahead and the vehicle, etc., situations are detected in which there would be a collision without intervention of the driver. The output of a suitable warning signal, which may be an acoustic, haptic and / or visual signal, then points the driver to the dangerous situation.
Solche Warnsysteme können einen erheblichen Beitrag zur Verkehrssicherheit leisten, doch leidet ihre Akzeptanz bisher darunter, dass es relativ häufig zu Fehlwarnungen kommt, die der Fahrer als störend empfindet. Dies kann dazu führen, daß der Fahrer die Warnhinweise nicht mehr beachtet oder das System ganz deaktiviert.Such warning systems can make a significant contribution to traffic safety, but their acceptance so far suffers from relatively frequent false warnings, which the driver finds annoying. This can result in the driver no longer paying attention to the warnings or completely disabling the system.
Um derartige Fehlwarnungen zu verringern, offenbart
Ebenso offenbart
Wie bereits oben erörtert, haben Kollisionswarnsysteme die Aufgabe, den Fahrer vor drohenden Auffahrunfällen zu warnen, wobei diese Systeme ihr größtes Potential in Situationen haben, in denen der Fahrer im entscheidenden Moment unaufmerksam ist und die Gefahr des Auffahrunfalls selbst nicht erkennt.As already discussed above, collision warning systems have the task of warning the driver of impending rear-end collisions, and these systems have their greatest potential in situations in which the driver is inattentive at the decisive moment and does not recognize the danger of rear-end collision.
Ein bekanntes Dilemma derzeitiger Kollisionswarnsystemen besteht nun in Folgendem:
- – einerseits sollen unaufmerksame Fahrer sehr früh gewarnt werden, um eine Maximierung des Nutzens des Kollisionswarnsystems zu erzielen, und
- – andererseits sollen aufmerksame Fahrer sehr spät gewarnt werden, um keine unerwünschten, vom Fahrer als lästig empfundene Warnungen zu erhalten.
- - On the one hand, inattentive drivers should be warned very early to maximize the benefits of the collision warning system, and
- - On the other hand, attentive drivers should be warned very late, in order to receive any unwanted, perceived by the driver as annoying warnings.
Daher verwenden heutige Kollisionswarnsysteme zwei fest vorgegebene Annahmen hinsichtlich der Fahrerreaktionszeiten, mit deren Hilfe der Warnzeitpunkt von ”früh” nach ”spät” verschoben werden kann, die im Folgenden einfach als Fahrerreaktionszeiten bezeichnet werden. Es wird eine größere Reaktionszeit für unaufmerksame Fahrer angenommen, beispielsweise t_Reakt_unaufm = 1.200 ms, und eine kleinere Reaktionszeit für aufmerksame Fahrer, beispielsweise t_Reakt_aufm = 200 ms. Da die Aufmerksamkeit des Fahrers nicht direkt bestimmt werden kann, wird sie mit Hilfe der der. Fahreraktivität geschätzt, beispielsweise mit Hilfe verschiedener Einflussgrößen wie Längsbeschleunigung, Querbeschleunigung, Lenkradwinkelgeschwindigkeit, Gradient der Lenkradwinkelgeschwindigkeit, Gaspedalgradient, Blinkerbetätigung etc..Therefore, today's collision warning systems use two fixed presumptions with regard to driver response times, with the aid of which the warning time can be shifted from "early" to "late", which in the following are simply referred to as driver response times. A longer reaction time is assumed for inattentive drivers, for example t_Reakt_unaufm = 1,200 ms, and a smaller reaction time for attentive drivers, for example t_Reakt_aufm = 200 ms. Since the attention of the driver can not be determined directly, it is with the help of the. Driver activity estimated, for example, with the help of various factors such as longitudinal acceleration, lateral acceleration, steering wheel angular velocity, gradient of the steering wheel angular velocity, accelerator gradient, turn signal etc.
Bei heutigen bekannten Kollisionswarnsystemen wird daher zwischen den beiden Werten der Fahrerreaktionszeiten binär in der folgenden Weise umgeschaltet:
- – für den Status ”Fahrer aktiv” wird die kürzere Fahrerreaktionszeit t_Reakt_aufm verwendet, und
- – für den Status ”Fahrer nicht aktiv” wird die größere Fahrerreaktionszeit t_Reakt_unaufm eingesetzt.
- - for the status "driver active" the shorter driver reaction time t_Reakt_aufm is used, and
- - For the status "driver not active", the larger driver reaction time t_Reakt_unaufm is used.
Um eine Oszillieren zwischen den beiden Zuständen zu vermeiden, wird üblicherweise der erkannte Status ”Fahrer aktiv” für eine feste Dauer beibehalten, beispielsweise t_Dauer_aufm = 5 Sekunden.In order to avoid oscillating between the two states, the detected state "driver active" is usually maintained for a fixed duration, for example t_Duration_aufm = 5 seconds.
Mit dieser Strategie liegen heutige Kollisionswarnsysteme sozusagen auf der ”sicheren Seite”, mit anderen Worten das System warnt lieber einmal zu spät als einmal zu früh, wodurch es bei einer zu späten Warnung für den unaufmerksamen Fahrer gegebenenfalls zu einer automatischen Bremsung kommt.With this strategy, today's collision warning systems are on the safe side, so to speak, in other words, the system warns once too late rather than too early, which may lead to an automatic braking in case of too late warning for the inattentive driver.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Kompromiss aus der Vermeidung unerwünschter Warnungen und der rechtzeitigen Durchführung erwünschter Warnungen zu optimieren. The invention is therefore based on the object to optimize the compromise from the prevention of unwanted warnings and the timely implementation of desired warnings.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zur Warnung eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs vor einer Kollision mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine entsprechende Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the method for warning a driver of a motor vehicle from a collision with the features of
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Warnung des Fahrers eines Kraftfahrzeuges vor einer drohenden Kollision, wobei eine Warnung an den Fahrer unter Berücksichtigung einer Fahrerreaktionszeit abgegeben wird,
- – sind eine minimale und eine maximale Fahrerreaktionszeit vorgegeben,
- – erfolgt eine Bestimmung der Fahreraktivität,
- – wird eine aktuelle Fahrerreaktionszeit als Funktion der Fahreraktivität bestimmt, und
- – wird zum Zeitpunkt einer erkannten Fahreraktivität die zur Warnung verwendete Fahrerreaktionszeit auf die aktuelle Fahrerreaktionszeit umgeschaltet, wenn die aktuelle Fahrerreaktionszeit kleiner als die maximale Fahrerreaktionszeit ist, wobei die aktuelle Fahrerreaktionszeit nach unten durch die minimale Fahrerreaktionszeit begrenzt ist.
- A minimum and a maximum driver reaction time are given,
- - there is a determination of driver activity,
- An actual driver response time is determined as a function of driver activity, and
- At the time of detected driver activity, the driver response time used for the alert is switched to the current driver response time if the current driver response time is less than the maximum driver response time, with the current driver response time limited by the minimum driver response time.
Auf diese Weise kann die im Kollisionswarnsystem eingesetzte Fahrerreaktionszeit auch Zwischenwerte annehmen, so dass ein situativ angepasster Warnzeitpunkt realisierbar ist, der den Kompromiss aus der ”Vermeidung unerwünschter Warnungen” und ”rechtzeitige Durchführung erwünschter Warnungen” optimiert. Folglich kann die aktuelle Fahrerreaktionszeit alle Werte zwischen der vorgegebenen minimalen und der vorgegebenen maximalen Fahrerreaktionszeit annehmen.In this way, the driver reaction time used in the collision warning system can also assume intermediate values, so that a situationally adapted warning time point can be realized which optimizes the compromise between the "avoidance of unwanted warnings" and the "timely execution of desired warnings". Thus, the current driver response time may assume all values between the predetermined minimum and maximum driver response times.
Vorzugsweise kann eine Umschaltung auf die aktuelle Fahrerreaktionszeit nur dann erfolgen, wenn die aktuelle Fahrerreaktionszeit kleiner als die halbe Summe aus der minimalen und der maximalen Fahrerreaktionszeit ist. Auf diese Weise wird festgelegt, dass die aus den Fahreraktivitäten ermittelte aktuelle Fahrerreaktionszeit mindestens in der unteren Hälfte des aus der minimalen und der maximalen Fahrerreaktionszeit gebildeten Intervalls liegt.Preferably, a changeover to the current driver reaction time can only take place if the current driver reaction time is less than half the sum of the minimum and the maximum driver reaction time. In this way, it is determined that the current driver reaction time determined from the driver activities is at least in the lower half of the interval formed from the minimum and the maximum driver reaction time.
Weiter bevorzugt erfolgt nach durchgeführter Umschaltung der Fahrerreaktionszeit auf die aktuelle Fahrerreaktionszeit eine Rückführung der Fahrerreaktionszeit, auf die maximale Fahrerreaktionszeit über eine vorgegebene Rückführzeit. Weiterhin ist es zweckmäßig, dass die zeitliche Rückführung auf die maximale Fahrerreaktionszeit entlang einer linearen Funktion oder entlang einer nichtlinearen Funktion erfolgt, da eine zu einem Zeitpunkt beobachtete Fahreraktivität nicht zwingend bedeutet, dass der Fahrer für eine feste Dauer aufmerksam ist. Darum wird vorzugsweise die reduzierte Reaktionszeit kontinuierlich über der Zeit auf den Maximalwert zurückzuführen. Der zeitliche Verlauf kann dabei in Form einer Rampe mit fester Steigung oder entlang eines zeitkontinuierlichen Filters, d. h. nichtlinear, erfolgen.More preferably, after the driver reaction time has been switched over to the current driver reaction time, the driver reaction time is returned to the maximum driver reaction time over a predefined feedback time. Furthermore, it is expedient that the time feedback to the maximum driver reaction time takes place along a linear function or along a non-linear function, since a driver activity observed at one time does not necessarily mean that the driver is attentive for a fixed duration. Therefore, preferably, the reduced reaction time is continuously returned to the maximum value over time. The time profile may be in the form of a ramp with a fixed pitch or along a continuous-time filter, d. H. nonlinear.
Vorzugsweise wird nach dem Umschalten der Fahrerreaktionszeit auf die aktuelle Fahrerreaktionszeit diese für eine vorgegebene Haltezeit beibehalten oder entlang einer Rampe mit geringer Steigung zu einem Zwischenwert für die vorgegebene Haltezeit zurückgeführt. Nach Ablauf der Haltezeit erfolgt eine Rückführung der Fahrerreaktionszeit auf die maximale Fahrerreaktionszeit über die verbleibende Restzeit der Rückführzeit. Dabei ist die Haltezeit kleiner als die Rückführzeit, die verbleibende Restzeit wird durch die Differenz zwischen vorgegebener Rückführungszeit und Haltezeit gebildet und der Zwischenwert ist die Summe aus der aktuellen Fahrerreaktionszeit und einer vorgegebenen Zuwachsgröße. Dabei kann die Zuwachsgröße ein vorgegebener absoluter Wert oder ein vorgegebener relativer Wert sein, beispielsweise eine prozentualer Teil der aktuellen Fahrerreaktionszeit.Preferably, after switching the driver response time to the current driver response time, it is maintained for a given hold time or returned along a low slope ramp to an intermediate value for the predetermined hold time. After the holding time has expired, the driver reaction time is returned to the maximum driver reaction time over the remaining time of the return time. The hold time is smaller than the return time, the remaining time is formed by the difference between the predetermined return time and hold time and the intermediate value is the sum of the current driver reaction time and a predetermined increment size. In this case, the incremental variable may be a predetermined absolute value or a predetermined relative value, for example a percentage of the current driver reaction time.
Vorzugsweise wird die Beibehaltung der Fahrerreaktionszeit für eine vorgegebene Haltezeit bzw. deren Rückführung auf einen Zwischenwert für die Haltezeit nur dann durchgeführt, wenn die Bestimmung der Fahreraktivität auf Fahrerhandlungen mit einer zeitlichen Vorausschau basiert. Dabei werden Fahrerhandlungen mit zeitlicher Vorausschau vorzugsweise durch eine Änderung des Gaspedals und eine Blinkerbetätigung realisiert.Preferably, the maintenance of the driver reaction time for a predetermined hold time or its return to an intermediate value for the hold time is performed only if the determination of the driver activity based on driver actions with a time perspective. In this case, driver actions with temporal forecast are preferably realized by a change of the accelerator pedal and a turn signal operation.
Dieser bevorzugten Ausführungsform liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es Unterschiede zwischen den verschiedenen Einflussgrößen zur Schätzung der Reaktionszeit gibt. So sind die Fahrerhandlungen ”Gaspedaländerung” und ”Blinkerbetätigung” Aktivitäten, die mit einer, zeitlichen Vorausschau einhergehen, da der Fahrer den Blinker, betätigt, weil er einen Spurwechsel plant, während die Handlungen ”Querbeschleunigung” und ”Lenkradwinkelgeschwindigkeit” dagegen Aktivitäten des Moments sind. Als Beispiel lenkt der Fahrer, um jetzt die Richtung zu ändern.This preferred embodiment is based on the finding that there are differences between the various influencing variables for estimating the reaction time. Thus, the driver actions "accelerator pedal change" and "blinker operation" are activities associated with a time perspective as the driver operates the turn signal because he is planning a lane change while the actions "lateral acceleration" and "steering wheel angular velocity" are activities of the moment , As an example, the driver steers to change direction now.
Daher wird bevorzugt die aktuelle Fahrerreaktionszeit für die beiden Fahrerhandlungen ”Gaspedaländerung” und ”Blinkerbetätigung” über einen gewissen Zeitraum gehalten, bzw. mit einer sehr flachen Rampe zurückgeführt, bevor eine vollständige Rückführung auf den Maximalwert erfolgt.Therefore, the current driver response time for the two driver actions "accelerator pedal change" and "turn signal actuation" is preferably maintained for a certain period of time or returned with a very flat ramp before a complete return to the maximum value takes place.
Das erfindungsgemäße Kollisionswarnsystem zur Durchführung des Verfahren zur Warnung des Fahrers eines Kraftfahrzeuges vor einer drohenden Kollision umfasst:
- – eine Einrichtung zur Bestimmung einer Kollisionsgefährdung,
- – eine Warneinrichtung zur Erzeugung und Ausgabe einer Warnung als Funktion der Kollisionsgefährdung,
- – eine Einrichtung zur Bestimmung einer aktuellen Fahrerreaktionszeit als Funktion der Fahreraufmerksamkeit, und
- – einen Vergleicher zum Vergleichen der aktuellen Fahrerreaktionszeit mit einer vorgegebenen minimalen und maximalen Fahrerreaktionszeit, wobei
- – die Warneinrichtung die Warnung als Funktion der aktuellen Fahrerreaktionszeit erzeugt, wenn die aktuelle Fahrerreaktionszeit kleiner als die maximale Fahrerreaktionszeit ist, wobei die aktuelle Fahrerreaktionszeit nach unten durch die minimale Fahrerreaktionszeit begrenzt ist.
- - a device for determining a risk of collision,
- A warning device for generating and outputting a warning as a function of the risk of collision,
- A means for determining an actual driver response time as a function of driver attention, and
- A comparator for comparing the current driver response time with a predetermined minimum and maximum driver response time, wherein
- The warning device generates the warning as a function of the current driver response time when the current driver response time is less than the maximum driver response time, wherein the current driver response time is limited by the minimum driver response time.
Dabei können Warnungen durch Warnsignale realisiert werden, wie beispielsweise akustische, haptische und/oder optische Signale an den Fahrer.Warnings can be realized by warning signals, such as acoustic, haptic and / or optical signals to the driver.
Vorzugsweise führt die Warneinrichtung nach erfolgter Umschaltung der Fahrerreaktionszeit auf die aktuelle Fahrerreaktionszeit eine Rückführung der Fahrerreaktionszeit auf die maximale Fahrerreaktionszeit über eine vorgegebene Rückführzeit durch. Dabei kann die Fahreraufmerksamkeit aus Aktivitäten des Fahrer bestimmt werden.Preferably, after switching over the driver reaction time to the current driver reaction time, the warning device carries out a feedback of the driver reaction time to the maximum driver reaction time over a predefined return time. The driver's attention can be determined from activities of the driver.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigtA preferred embodiment of the invention will be explained below with reference to the drawings. It shows
Im mittleren Teil der
Im rechten Teil der
große Fahrerreaktionszeit t_rkt_max = 1200 ms
kurze Fahrerreaktionszeit t_rkt_min = 200 ms
Haltedauer t_d = 5000 ms
large driver reaction time t_rkt_max = 1200 ms
short driver reaction time t_rkt_min = 200 ms
Holding time t_d = 5000 ms
Stellt nun das System zu einem Zeitpunkt t1 eine entsprechende Fahreraktivität fest, aus der sich auf einen aufmerksamen Fahrer schließen lässt, so wird als Funktion der Fahreraktivität eine aktuelle Fahrerreaktionszeit t_rkt_akt ermittelt und es wird das System auf die aktuelle Fahrerreaktionszeit umgeschaltet. Dabei gelten die Randbedingungen, dass die aktuelle Fahrerreaktionszeit kleiner als die maximale Fahrerreaktionszeit t_rkt_max sein muss und dass die aktuelle Fahrerreaktionszeit t_rkt_akt nach unten durch die minimale Fahrerreaktionszeit t_rkt_min begrenzt ist. Durch diese Maßnahme wird eine an die aktuelle Fahreraktivität angepasste kürzere Fahrerreaktionszeit zur Kollisionswarnung verwendet, d. h. die Warnung an den Fahrer vor einer drohenden Kollision erfolgt zu einem späteren Zeitpunkt. Da eine zu einem Zeitpunkt t1 beobachtete Fahreraktivität nicht zwingend bedeutet, dass der Fahrer für eine feste Dauer aufmerksam ist, wird die reduzierte aktuelle Fahrerreaktionszeit kontinuierlich über die Zeit auf den Maximalwert t_rkt_max zurückgeführt. Dazu kann eine lineare Rampe A oder ein Filter B verwendet werden. Zum Zeitpunkt T2 wird wieder die maximale Fahrerreaktionszeit t_rkt_max verwendet. Die zur Rückführung der Fahrerreaktionszeit von der aktuellen Fahrerreaktionszeit t_rkt_akt auf die maximale Reaktionszeit t_rkt_max benötigte Rückführzeit t_rf kann entweder fest vorgegeben werden, so dass die Steigung der Rampe A bzw. des Filter B eine Funktion der Rückführzeit t_rf ist. Es kann jedoch auch die Steigung der Rampe A bzw. des Filters B vorgegeben sein, wodurch die Rückführzeit t_rf eine Funktion der aktuellen Fahrerreaktionszeit t_rkt_akt und der Steigung ist. Die Größenordnungen der Fahrerreaktionszeiten und der Rückführzeit liegen innerhalb der in
Daher wird, wie in
Dabei wird der Zwischenwert t_rkt_zw aus der aktuellen Fahrerreaktionszeit t_rkt_akt über eine Zuwachsgröße delta wie folgt berechnet;
Der Zuwachs delta kann dabei ein fester Wert oder ein prozentualer Teil der aktuellen Fahrerreaktionszeit sein, beispielsweise 5 Prozent der aktuellen Fahrerreaktionszeit.The increment delta can be a fixed value or a percentage of the current driver reaction time, for example 5 percent of the current driver reaction time.
Nach Ablauf der Haltedauer t_hlt erfolgt dann eine Rückführung der Fahrerreaktionszeit t_rkt auf den maximalen Wert t_rkt_max entlang einer Rampe A oder einer nichtlinearen Funktion wie ein Filter B, so dass das System ab dem Zeitpunkt t2 wieder frühe Warnungen abgibt. Die Rückführung der Fahrerreaktionszeit t_rkt auf den maximal Wert t_rkt_max entlang der Rampe A oder des Filters B erfolgt dabei im Vergleich zur Situation der
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Eigenfahrzeugown vehicle
- 22
- vorausfahrendes Fahrzeugpreceding vehicle
- 33
- Richtungspfeil EigenfahrzeugDirection arrow own vehicle
- 44
- Richtungspfeil vorausfahrendes FahrzeugDirectional arrow preceding vehicle
- tt
- ZeitTime
- t1t1
- erster Zeitpunktfirst time
- t2t2
- zweiter Zeitpunktsecond time
- t_rkt_mint_rkt_min
- minimale Fahrerreaktionszeitminimal driver reaction time
- t_rkt_maxt_rkt_max
- maximale Fahrerreaktionszeitmaximum driver reaction time
- t_rktt_rkt
- FahrerreaktionszeitDriver reaction time
- t_rkt_aktt_rkt_akt
- aktuelle Fahrerreaktionszeitcurrent driver response time
- t_reakt_zwt_reakt_zw
- Zwischenwertintermediate value
- t_dt_d
- feste Haltezeitfixed holding time
- t_rft_rf
- RückführzeitReturn time
- t_hltt_hlt
- Haltedauerholding period
- deltadelta
- Zuwachsgrowth
- AA
- Lineare RückführungLinear feedback
- BB
- nichtlinear Rückführungnonlinear feedback
- CC
- HaltenHold
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 1750236 B1 [0005] EP 1750236 B1 [0005]
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