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Stand der Technik
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Darstellen einer Ausweichtrajektorie zur Kollisionsvermeidung für ein Fahrzeug, auf eine entsprechende Vorrichtung sowie auf ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
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Untersuchungen im Zusammenhang mit Auffahrunfällen im Straßenverkehr haben gezeigt, dass ein Unfall in einem bestimmten Geschwindigkeitsintervall durch reine Bremsung nicht vermieden werden kann. In diesem Zusammenhang wurden Brems- und Ausweichassistenzsysteme für Fahrzeuge entwickelt.
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Die
DE 10 3006 010 481 A1 zeigt ein Verfahren zur Anzeige von Navigationshinweisen. Diese werden abhängig von einem Straßenverlauf vor einem Fahrzeug in einem Anzeigebereich verschoben, um eine Abbildung der Navigationshindernisse an falscher Stelle zu verhindern.
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Offenbarung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Darstellen einer Ausweichtrajektorie zur Kollisionsvermeidung für ein Fahrzeug, weiterhin eine Vorrichtung, die dieses Verfahren verwendet sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
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Ein als „Kombiniertes Brems-Ausweich-Assistenzsystem“ bezeichnetes Fahrerassistenzsystem basiert auf einem Notbremsungssystem und kombiniert dieses mit geplanten unfallfreien Ausweichtrajektorien. Dazu ist es erforderlich, Kriterien für die Aktivierung einer Ausweichunterstützung zu definieren. Mit der Unterstützung des kombinierten Brems-Ausweich-Assistenzsystems kann der Fahrer in einer kritischen Situation zur Unfallvermeidung auf einer geplanten Fahrspur ausweichen, falls ein Auffahren mit der Bremsung nicht vermeidbar ist. Eine visuelle Bahnplanung kann beispielsweise unter Einsatz einer Videokamera implementiert werden.
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Ein visuelles Anzeigen einer von einem Fahrzeugsystem geplanten Ausweichtrajektorie in einem Display kann es einem Fahrer des Fahrzeugs ermöglichen, gemäß der visuellen Ausweichtrajektorie zu lenken und sein Lenkverhalten dynamisch rechtzeitig anzupassen. Mithilfe der visualisierten Ausweichtrajektorie kann der Fahrer schnell und instinktiv wahrnehmen, auf welcher Bahn er auslenken kann, um ein Auffahren auf ein vor seinem Fahrzeug befindliches Fremdfahrzeug oder anderes Objekt zu vermeiden. Insbesondere kann mit einer Implementierung des hierin vorgestellten Konzepts die Ausweichanzeige mittels Einblendung der visuellen und dynamischen Ausweichtrajektorie z. B. in einem HUD (Head-Up-Display = Blickfeldanzeige) des Fahrzeugs ermöglicht werden. Eine derartige Funktion kann direkt in Infotainmentsystemen des Fahrzeugs integriert werden. So kann der Fahrer des Fahrzeugs auch ohne im Fahrzeug installierte Fahrerassistenzsysteme bei der Unfallvermeidung unterstützt werden.
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Mit dem hier vorgestellten Ansatz können Fahrsicherheit und Komfort verbessert werden, da der Fahrer mittels der im Display angezeigten Ausweichtrajektorie visuell wahrnehmen kann, wie er in einer Situation, in der ein Auffahrunfall droht, lenken kann. Die erfinderische Funktion kann unabhängig vom Vorhandensein eines Brems- und/oder Ausweichassistenten umgesetzt und direkt in Infotainmentsystemen des Fahrzeugs integriert werden, sofern die benötigte Sensorik vorhanden ist. Somit können mit dem hier vorgestellten Ansatz Entwicklungszeit und -kosten eingespart werden, da eine Ansteuerung des Fahrwerks für die erfinderische Funktion nicht relevant ist. Die erfinderische Funktion ist viel einfacher und schneller zu realisieren als die Entwicklung eines kompletten Brems-Ausweich-Assistenzsystems.
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Ein Verfahren zum Darstellen einer Ausweichtrajektorie zur Kollisionsvermeidung für ein Fahrzeug weist die folgenden Schritte auf:
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Ermitteln, basierend auf Umgebungsdaten und Fahrzeugdaten, ob eine Umfahrung eines Hindernisses, das sich in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug befindet, erforderlich ist, um eine Kollision mit dem Hindernis zu vermeiden;
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Bestimmen einer zur Umfahrung des Hindernisses geeigneten Ausweichtrajektorie für das Fahrzeug, wenn die Umfahrung des Hindernisses erforderlich ist; und
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Bereitstellen einer Information zum Anzeigen der Ausweichtrajektorie an einer Schnittstelle zu einer Anzeigeeinrichtung des Fahrzeugs.
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Das Verfahren kann z. B. durchgeführt werden, um die Ausweichtrajektorie in einer Anzeigeeinrichtung eines Navigationssystems des Fahrzeugs für einen Fahrer des Fahrzeugs leicht ersichtlich einzublenden. Unter der Ausweichtrajektorie kann eine Raumkurve in Form einer Bahnkurve oder eines gebogenen Pfades verstanden werden, gemäß der ein Fahrer des Fahrzeugs das Fahrzeug lenken kann, um das Hindernis sicher zu umfahren. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Straßenfahrzeug wie z. B. einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen handeln. Bei dem Hindernis kann es sich z. B. um ein Objekt handeln, das sich auf gleicher Fahrbahn in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug befindet und mit dem eine Kollision droht. Dies kann ein langsamer fahrendes oder liegen gebliebenes weiteres Fahrzeug, eine sich auf der Fahrbahn vor dem Fahrzeug befindliche Person oder auch ein stationäres Objekt wie z. B. eine Schranke oder ein Straßenbefestigungselement sein. Unter der Kollisionsvermeidung kann zum einen ein Vermeiden eines Auffahrens auf das Hindernis, das sich in Fahrtrichtung des Fahrzeugs, aber langsamer als dieses, bewegt oder stationär ist, verstanden werden. Zum anderen kann die Kollisionsvermeidung auch als ein Verhindern eines Zusammenpralls mit einem sich entgegen der Fahrtrichtung des Fahrzeugs bewegenden Hindernis, z. B. einem sich im Überholvorgang befindenden weiteren Fahrzeug, verstanden werden. Beispielsweise kann die Ausweichtrajektorie gemeinsam mit zumindest einem Teilbereich des Fahrzeugs und dem Hindernis in der Anzeigeeinrichtung dargestellt werden. Das Verfahren kann z. B. so ausgeführt werden, dass die Ausweichtrajektorie als farbige oder auf andere Weise visuell hervorgehobene Linie in der Anzeigeeinrichtung des Fahrzeugs dargestellt wird, sodass sie vom Fahrer schnell erkannt und von anderen in der Anzeigeeinrichtung dargestellten Elementen sicher differenziert werden kann. Die die Ausweichtrajektorie beschreibende Linie kann beispielsweise an einer dem Fahrzeug nahesten in der Anzeigeeinrichtung darstellbaren Position beginnend und die Darstellung des Hindernisses rechts oder links umlaufend in der Anzeigeeinrichtung eingeblendet werden.
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Der Schritt des Ermittelns, ob die Umfahrung des Hindernisses erforderlich ist, kann beispielsweise mit einem geeigneten Algorithmus unter Verwendung der Umgebungsdaten und der Fahrzeugdaten durchgeführt werden. Die Umgebungsdaten und die Fahrzeugdaten können von geeigneten Sensoren des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Die Umgebungsdaten können dabei von den Sensoren erfasste Informationen über ein Umfeld des Fahrzeugs, z. B. innerhalb eines vorbestimmten Radius' um das Fahrzeug, repräsentieren. Die Fahrzeugdaten können das Fahrzeug selbst betreffende Informationen repräsentieren. Bei der im Schritt des Bestimmens bestimmten zur Umfahrung des Hindernisses geeigneten Ausweichtrajektorie kann es sich um eine Raumkurve beliebiger Form handeln, in Abhängigkeit der durch die Umgebungsdaten und die Fahrzeugdaten bereitgestellten Informationen. Die Ausweichtrajektorie kann z. B. eine oder mehrere Kurven aufweisen, um zur Umfahrung des Hindernisses geeignet zu sein. Sie kann links oder rechts des zu umfahrenden Hindernisses in der Anzeigeeinrichtung eingeblendet werden und einen beliebigen geeigneten Winkel zu dem zu umfahrenden Hindernis aufweisen. Die Information zum Anzeigen der Ausweichtrajektorie kann Bilddaten aufweisen, die geeignet sind, eine gut sichtbare Einblendung bzw. Darstellung der Ausweichtrajektorie auf einem Bildschirm der Anzeigeeinrichtung zu ermöglichen. Die Anzeigeeinrichtung kann ausgebildet sein, um ein Straßennetz sowie das Hindernis und die Ausweichtrajektorie mittels geeigneter Symbole und Zeichen auf dem Bildschirm der Anzeigeeinrichtung anzuzeigen. Alternativ kann es sich bei der Darstellung auf dem Bildschirm auch um eine Wiedergabe einer von einer Kamera des Fahrzeugs erfassten realen Verkehrsszene handeln, die von der mittels der Information zum Anzeigen erzeugten Ausweichtrajektorie so überlagert wird, dass diese auf dem Bildschirm bzw. einer Darstellungsfläche der Anzeigeeinrichtung wie eine Markierung auf der Fahrbahn erscheint.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann in dem Schritt des Ermittelns definiert werden, dass die Umfahrung des Hindernisses erforderlich ist, wenn erkannt wird, dass ein Bremsmanöver des Fahrzeugs unzureichend ist, um die Kollision zu vermeiden. Die Erkennung, dass ein Bremsmanöver des Fahrzeugs zur Kollisionsvermeidung unzureichend ist, kann mittels eines geeigneten Algorithmus unter Verwendung der Umgebungsdaten und der Fahrzeugdaten erzielt werden. Da ein Bremsmanöver in der Regel die bevorzugte und sicherere Aktion zur Kollisionsvermeidung ist, kann mit dieser Ausführungsform sichergestellt werden, dass diese nicht unter Umständen unnötigerweise verworfen wird.
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Das Verfahren kann ferner einen Schritt des Einlesens der Umgebungsdaten und der Fahrzeugdaten aufweisen, wobei Hindernisdaten und/oder Fahrbahndaten als die Umgebungsdaten eingelesen werden können. Die Hindernisdaten können dabei eine Information über das Hindernis umfassen und die Fahrbahndaten eine Information über einen Verlauf eines vor dem Fahrzeug liegenden Streckenabschnitts umfassen. Der Schritt des Ermittelns kann basierend auf den im Schritt des Einlesens eingelesenen Daten durchgeführt werden. Die Hindernisdaten können zum einen Informationen über Abmessungen des Hindernisses aufweisen. Insbesondere können die Hindernisdaten Informationen darüber aufweisen, in welche Richtung sich das Hindernis bewegt und mit welcher Rate sich ein Abstand zwischen dem Hindernis und dem Fahrzeug verändert, z. B. verringert. Bei dem Streckenabschnitt kann es sich um ein vor dem Fahrzeug befindliches Gebiet handeln. Dieses kann sowohl den aktuell zu befahrenden Straßen- bzw. Fahrbahnabschnitt aus auch den Straßen- bzw. Fahrbahnabschnitt umgebendes Gelände umfassen. So können die Fahrbahndaten beispielsweise eine Kurvigkeit oder Steigung des vor dem Fahrzeug liegenden Streckenabschnitts beschreiben. Mit dieser Ausführungsform kann die zur Umfahrung des Hindernisses geeignete Ausweichtrajektorie besonders vorteilhaft bestimmt werden, da sämtliche für ihre optimale Bestimmung relevanten Informationen zur Verfügung stehen und eine geeignete Relation zueinander gesetzt werden können.
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Ferner können in dem Schritt des Einlesens die Hindernisdaten so eingelesen werden, dass sie eine Information über zumindest ein in einem vorbestimmten Umgebungsbereich des Fahrzeugs befindliches weiteres Hindernis umfassen. Der vorbestimmte Umgebungsbereich kann sich beispielsweise in einem vordefinierten Radius um das Fahrzeug herum erstrecken. Bei dem zumindest einen weiteren Hindernis kann es sich z. B. um ein drittes Fahrzeug oder mehrere Fahrzeuge handeln, dich sich in relativer Nähe zu dem Fahrzeug befinden oder bewegen. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass ein aktuelles Straßengeschehen bei der Bestimmung einer geeigneten Ausweichtrajektorie mit einbezogen werden kann.
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Entsprechend kann in dem Schritt des Bestimmens die Ausweichtrajektorie unter Berücksichtigung des weiteren Hindernisses bestimmt werden. So kann vorteilhafterweise gewährleistet werden, dass nur Ausweichtrajektorien angezeigt werden, denen der Fahrer des Fahrzeugs folgen kann, ohne befürchten zu müssen, mit einer der Ausweichtrajektorie entsprechenden Umfahrung des Hindernisses eine Kollision mit z. B. einem Drittfahrzeug herbeizuführen oder auch nur zu provozieren. Der Fahrer des Fahrzeugs kann sich damit voll und ganz auf das Ausweichmanöver konzentrieren. Beispielsweise kann dabei die Ausweichtrajektorie so bestimmt werden, dass sie links oder rechts an dem Hindernis vorbeiführt. Die Ausweichtrajektorie kann dabei so bestimmt werden, dass sie auf einer Fahrbahn „liegend“ oder z. B. rechts des Hindernisses auf dem Seitenstreifen „liegend“ in der Anzeigeeinrichtung angezeigt werden kann, falls dieser genug Platz für das Ausweichmanöver bietet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform können in dem Schritt des Einlesens ferner Geschwindigkeitsdaten und/oder Beschleunigungsdaten des Fahrzeugs als die Fahrzeugdaten eingelesen werden. Dabei können die Geschwindigkeitsdaten eine Information über eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs umfassen und die Beschleunigungsdaten eine Information über eine aktuelle Beschleunigung des Fahrzeugs umfassen. Mit dieser Ausführungsform kann zu jedem Zeitpunkt der Fahrt sicher entschieden werden, ob eine Umfahrung des Hindernisses erforderlich ist, um einen Unfall zu vermeiden. So kann ein unnötiges Ausweichmanöver erfolgreich vermieden werden.
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Beispielsweise kann der Schritt des Ermittelns durchgeführt werden, wenn die Fahrzeugdaten eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs anzeigen, die größer als eine vorbestimmte Mindestgeschwindigkeit ist. Beispielsweise kann die vorbestimmte Mindestgeschwindigkeit bei 30 km/h liegen. Sie kann systembedingt fest vorgegeben sein oder von einem Nutzer des Verfahrens bestimmt werden. Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass die Routine zum Bestimmen der Notwendigkeit eines Ausweichmanövers und dessen Berechnung und Anzeige nicht gestartet wird, wenn sich das Fahrzeug in einem Geschwindigkeitsbereich bewegt, in dem davon ausgegangen werden kann, dass auch eine späte Bremsung zu keinen bzw. nur geringen Schäden am Fahrzeug und/oder am Hindernis zur Folge haben würde. Damit kann das Verfahren energiesparender eingesetzt werden.
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Insbesondere kann der Schritt des Ermittelns, der Schritt des Bestimmens und der Schritt des Bereitstellens nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls erneut durchgeführt werden. Das vorbestimmte Zeitintervall kann beispielsweise im Millisekundenbereich liegen. So kann gewährleistet werden, dass das Verfahren stets an die aktuelle Verkehrssituation angepasst durchgeführt werden kann. Dies bietet den Vorteil, dass die Ausweichtrajektorie auch während der Ausweichmanöverfahrt korrigiert und angepasst werden kann, sodass das Hindernis zeitlich und räumlich optimal umfahren werden kann.
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Gemäß einer Ausführungsform kann in dem Schritt des Bereitstellens die Information zum Anzeigen der Ausweichtrajektorie an einer Schnittstelle zu einer Blickfeldanzeige des Fahrzeugs bereitgestellt werden. Bei der Blickfeldanzeige kann es sich um eine z. B. farbige Einblendung in die Windschutzscheibe des Fahrzeugs handeln, mittels der die Ausweichtrajektorie perspektivisch, wie auf der Fahrbahn bzw. dem Streckenabschnitt liegend dargestellt werden kann. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass der Fahrer des Fahrzeugs den Blick nicht von der Windschutzscheibe abzuwenden braucht, um die Ausweichtrajektorie zu sehen, sondern stattdessen dieser entsprechend intuitiv lenken und sein Lenkmanöver dynamisch anpassen kann, ohne das restliche Verkehrsgeschehen aus den Augen zu verlieren. So kann während des Ausweichmanövers maximale Sicherheit für alle betroffenen Verkehrsteilnehmer gewährleistet werden. Die Blickfeldanzeige kann auch als HUD (Head-Up Display) bezeichnet werden.
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Eine Vorrichtung zum Darstellen einer Ausweichtrajektorie zur Kollisionsvermeidung für ein Fahrzeug weist die folgenden Schritte auf:
eine Einrichtung zum Ermitteln, basierend auf Umgebungsdaten und Fahrzeugdaten, ob eine Umfahrung eines Hindernisses, das sich in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug befindet, erforderlich ist, um eine Kollision mit dem Hindernis zu vermeiden;
eine Einrichtung zum Bestimmen einer zur Umfahrung des Hindernisses geeigneten Ausweichtrajektorie für das Fahrzeug, wenn die Umfahrung des Hindernisses erforderlich ist; und
eine Einrichtung zum Bereitstellen einer Information zum Anzeigen der Ausweichtrajektorie an einer Schnittstelle zu einer Anzeigeeinrichtung des Fahrzeugs.
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Die Vorrichtung kann beispielsweise Teil eines Navigationssystems des Fahrzeugs oder mit diesem verbunden sein. Die Vorrichtung kann ausgebildet sein, um die Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens in den entsprechenden Einrichtungen durchzuführen bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programmprodukt auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Darstellen einer Ausweichtrajektorie zur Kollisionsvermeidung für ein Fahrzeug, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Darstellen einer Ausweichtrajektorie zur Kollisionsvermeidung für ein Fahrzeug, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
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3 eine Darstellung in einer Blickfeldanzeige gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Darstellung einer Ausweichtrajektorie in einer Blickfeldanzeige eines Fahrzeugs. Gezeigt ist ein Ausschnitt einer Anzeigeeinrichtung 100 eines Infotainmentsystems eines Fahrzeugs. Infotainmentsysteme sind schon seit etlichen Jahren serienmäßiger Bestandteil vieler Mittelklassewagen. Es handelt sich dabei um Systeme von Komponenten, die verschiedene Funktionen im Bereich Komfort oder Sicherheit bereitstellen. So kann ein Infotainmentsystem beispielsweise ein Navigationsgerät und unterschiedliche Kommunikations- und Multimediamodule für das Fahrzeug umfassen. Das Infotainmentsystem umfasst hier ferner eine anhand der nachstehenden 2 erläuterte Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens zum Anzeigen einer Ausweichtrajektorie auf der Anzeigeeinrichtung 100.
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Bei der in 1 gezeigten Darstellung handelt es sich bei diesem Ausführungsbeispiel einer Anzeigevorrichtung um einen Ausschnitt aus einer Blickfeldanzeige bzw. einem HUD 100. Gezeigt ist eine Verkehrssituation, wie sie ein Fahrer des Fahrzeugs, in dem das Infotainmentsystem installiert ist, mit einem Blick durch die Windschutzscheibe des Fahrzeugs, die ja einen bedeutenden Teil des HUD 100 ausmacht, wahrnimmt. Gezeigt sind im Anschnitt des Bildes Teile eines Innenbereichs eines Fahrzeugs 102, also des Ego-Fahrzeugs, ein vor dem Fahrzeug 102 fahrendes weiteres Fahrzeug, das hier ein Hindernis 104 bildet, ein Streckenabschnitt 106 sowie eine Ausweichtrajektorie 108. Die Darstellung zeigt, dass das Hindernis 104 sich auf einer gleichen Fahrbahn 110 vor dem Fahrzeug 102 befindet. In der in 1 gezeigten Situation ist von dem Verfahren zum Anzeigen der Ausweichtrajektorie ermittelt worden, dass ein Ausweichen bzw. Umfahren des Hindernisses 104 erforderlich ist, um eine Kollision mit diesem zu vermeiden. Entsprechend ist in der Anzeigeeinrichtung 100 die Ausweichtrajektorie 108 in Form einer Linie eingeblendet.
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Die Ausweichtrajektorie 108 ist für den Fahrer des Fahrzeugs 102 gut auszumachen und so in das HUD 100 eingeblendet, das sie quasi auf dem Streckenabschnitt 106 „liegend“ erscheint. Die Ausweichtrajektorie 108 kann ferner farbig hervorgehoben angezeigt werden, sodass sie für den Fahrer noch besser von der Fahrzeugumgebung unterschieden werden kann. Wie die Darstellung in 1 zeigt, verläuft die Ausweichtrajektorie 108 an einem Punkt direkt vor dem Fahrzeug 102 beginnend kurvenförmig links an dem Hindernis 104 vorbei. Der Fahrer des Fahrzeugs 102 kann entsprechend ein Auffahren auf das Hindernis 104 vermeiden, indem er der die Ausweichtrajektorie 108 formenden Linie entsprechend lenkt und dabei von der Fahrbahn 108 auf eine links daneben verlaufende weitere Fahrbahn 112 des Streckenabschnitts 106 wechselt, um das Hindernis 104 links zum umfahren. Während der Fahrer das Fahrzeug 102 der Ausweichtrajektorie 108 entsprechend steuert, kann die Ausweichtrajektorie dynamisch an eine aktuelle Position des Fahrzeugs 102 auf dem Streckenabschnitt 106 angepasst werden, sodass das Fahrzeug 102 zu jedem Zeitpunkt des Ausweichmanövers stets auf einer optimalen Ausweichbahn bewegt werden kann. Der Einsatz des HUD 100 ermöglicht es dem Fahrer des Fahrzeugs 102, seinen Blick nicht einmal für Sekundenbruchteile vom Verkehrsgeschehen abwenden zu müssen.
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Die Erläuterungen anhand der 1 zusammenfassend bedienen sich Infotainmentsysteme der Sensorik-Daten des Fahrzeugs für die Verarbeitung und Berechnung die Ausweichtrajektorien. Die vom System geplante Bahn wird im Display 100 angezeigt. Neben dem anhand der 1 erläuterten Ansatz der HUD-Lösung, bei der die Ausweichtrajektorien im HUD eingeblendet und während der Fahrt an den Fahrbahnverlauf angepasst werden, besteht grundsätzlich auch die Möglichkeit einer Head-Unit-Lösung. Hier können wie bei der Einparkassistenz die Ausweichtrajektorien in der Head-Unit, also der Haupteinheit eines Infotainmentsystems, zusammen mit Videobildern der realen Fahrspur in Echtzeit dargestellt werden.
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2 zeigt anhand eines Blockschaltbilds einen beispielhaften Aufbau einer visuellen Ausweich-Hilfe in Infotainmentsystemen von Fahrzeugen. Gezeigt ist eine Vorrichtung 200 zum Darstellen einer Ausweichtrajektorie zur Kollisionsvermeidung für ein Fahrzeug. Die Vorrichtung 200 umfasst eine Einrichtung 202 zum Ermitteln, ob eine Umfahrung eines Hindernisses erforderlich ist, eine Einrichtung 204 zum Bestimmen einer zur Umfahrung des Hindernisses geeigneten Ausweichtrajektorie und eine Einrichtung 206 zum Bereitstellen einer Information zum Anzeigen der Ausweichtrajektorie. Die Einrichtungen 202, 204 und 206 sind in die Vorrichtung 200 integriert und über elektrische Leitungen miteinander verbunden. Die Vorrichtung bzw. das System 200 ist in dem Fahrzeug installiert und kann Teil eines Infotainmentsystems bzw. Navigationssystems des Fahrzeugs oder mit diesem verbunden sein. Die Darstellung in 1 zeigt ferner die mit der Vorrichtung 200 gekoppelte Anzeigeeinrichtung 100 des Fahrzeugs sowie eine Sensorikumgebung 210 zum Liefern von relevanten Sensordaten an die Vorrichtung 200. Die Sensorikumgebung 210 umfasst eine erste Sensoreinheit bzw. Sensorik 212 für ein Umfeld des Fahrzeugs und eine zweite Sensoreinheit bzw. Sensorik 214 für das Fahrzeug selbst. Die erste Sensorik 212 umfasst eine Videokamera 116 und ein Abstandsmessgerät 218 – hier z.B. LRR (Long Range Radar) – und ist ausgebildet, um Umgebungsdaten 224 zu ermitteln und über eine Schnittstelle an die Vorrichtung 200 bereitzustellen. Die zweite Sensorik 214 umfasst einen Geschwindigkeitssensor 220 und einen Beschleunigungssensor 222 und ist ausgebildet, um Fahrzeugdaten 226 zu ermitteln und über eine weitere Schnittstelle an die Vorrichtung 200 bereitzustellen. Die Anzeigeeinrichtung 100 ist hier als die Blickfeldanzeige bzw. das HUD aus 1 ausgebildet und über eine Schnittstelle mit der Vorrichtung 200 gekoppelt.
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Basierend auf den Umgebungsdaten 224 und den Fahrzeugdaten 226 ermittelt die Einrichtung 202, ob eine Umfahrung eines Hindernisses, das sich in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug befindet, erforderlich ist, um eine Kollision mit dem Hindernis zu vermeiden. Dabei können sich die Umgebungsdaten 224 aus Hindernisdaten und/oder Fahrbahndaten zusammensetzen, wobei die Hindernisdaten eine Information über das Hindernis umfassen können und die Fahrbahndaten eine Information über einen Verlauf eines vor dem Fahrzeug liegenden Streckenabschnitts umfassen können. Bei dem Hindernis kann es sich z. B. um ein dem Fahrzeug mit geringerer Geschwindigkeit als die Fahrzeuggeschwindigkeit vorausfahrendes weiteres Fahrzeug, ein stehen gebliebenes Fahrzeug oder einen stehen gebliebenen Gegenstand handeln, mit dem eine Kollision droht, wenn der Fahrer des Fahrzeugs seinen Kurs und seine Fahrgeschwindigkeit beibehält. Die Fahrzeugdaten 226 wiederum können sich aus Geschwindigkeitsdaten und/oder Beschleunigungsdaten des Fahrzeugs zusammensetzen, wobei die Geschwindigkeitsdaten eine Information über eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs umfassen können und die Beschleunigungsdaten eine Information über eine aktuelle Beschleunigung des Fahrzeugs umfassen können. Haben die Berechnungen in der Einrichtung 202 ergeben, dass die Umfahrung des Hindernisses erforderlich ist, um eine Kollision zu vermeiden, und ist festgestellt worden – z. B. mittels eines Manöverentscheiders der Vorrichtung 200 –, dass die Umfahrung auch möglich ist, bestimmt die Einrichtung 204 eine zur Umfahrung des Hindernisses geeignete Ausweichtrajektorie. Die Einrichtung 206 stellt dann eine entsprechende Information 228 zum Anzeigen der visuellen Ausweichtrajektorie an der Schnittstelle zu der Anzeigeeinrichtung 100 des Fahrzeugs bereit.
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Gemäß der Funktionsweise des in 2 dargestellten Systems werden die Geschwindigkeit und Verzögerung bzw. Beschleunigung des Hindernis- und Ego- Fahrzeugs jeweils durch das LLR 218 und die Videokamera 116 sowie durch den Geschwindigkeitssensor 220 und den Beschleunigungssensor 222 ermittelt.
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Außerdem werden die Fahrbahndaten dynamisch durch die Videokamera 116 bereitgestellt. Die vom System bzw. der Vorrichtung 200 berechnete Ausweichtrajektorie wird visuell im HUD 100 angezeigt.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ablaufdiagramms eines Verfahrens 300 zum Darstellen einer Ausweichtrajektorie zur Kollisionsvermeidung für ein Fahrzeug. In einem Schritt 302 werden Sensordaten in Form von Umgebungsdaten und Fahrzeugdaten eingelesen. Der Schritt des Einlesens 302 weist einen ersten Teilschritt 302A auf, in dem die Fahrzeugdaten, also z. B. Geschwindigkeitsdaten und/oder Beschleunigungsdaten des Ego-Fahrzeugs, eingelesen werden. Der Schritt des Einlesens 302 weist ferner einen zweiten Teilschritt 302B in die Umgebungsdaten eingelesen werden, und zwar mit einem Teilschritt 302B1 des Einlesens der Hindernisdaten und einem Teilschritt 302B2 des Einlesens der Fahrbahndaten. Die Hindernisdaten können dabei Informationen über mehr als ein Hindernis in einem vorbestimmten Umgebungsbereich des Fahrzeugs repräsentieren. In einem Schritt 304 wird basierend auf den Umgebungsdaten und den Fahrzeugdaten ermittelt, ob eine Umfahrung des Hindernisses, das sich in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug befindet, erforderlich ist, um eine Kollision mit dem Hindernis zu vermeiden. Der Schritt 304 des Verfahrens 300 kann in einer Einrichtung zur Manöverentscheidung, die Teil einer das Verfahren 300 ausführenden Vorrichtung sein kann, durchgeführt werden. Hier wird zum einen entschieden, ob ein Ausweichen prinzipiell möglich ist, und zum anderen eine Auswahl einer von mehreren Fahrspuren für das Ausweichmanöver getroffen. Wird in dem Schritt 304 ermittelt, dass eine Umfahrung des Hindernisses erforderlich und möglich ist, erfolgt in einem Schritt 306 ferner unter Berücksichtigung der Fahrbahndaten ein Berechnen bzw. Bestimmen einer zur Umfahrung des Hindernisses geeigneten Ausweichtrajektorie für das Fahrzeug. Schließlich wird in einem Schritt 308 eine entsprechende Information zum Anzeigen der Ausweichtrajektorie an einer Schnittstelle zu einer Anzeigeeinrichtung des Fahrzeugs bereitgestellt. Zur Unterstützung eines dynamischen Anpassens der Ausweichtrajektorie in der Anzeigeeinrichtung ermöglicht das Verfahren 300 in der hier gezeigten Ausführungsform eine Rückkopplung zwischen den Schritten 302B2 und 308. Insbesondere können der Schritt des Einlesens 302, der Schritt des Ermittelns 304, der Schritt des Bestimmens 306 und der Schritt des Bereitstellens 308 nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls erneut durchgeführt werden, um die Einblendung der Ausweichtrajektorie während der Fahrt in der Anzeigeeinrichtung, z. B. einem HUD, anpassen zu können.
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3 zeigt die Funktion für die Planung der unfallfreien Ausweichtrajektorien unter Verwendung geeigneter Ausweichkriterien und Bildverarbeitungsalgorithmen. Somit erläutert die Darstellung in 3 die Funktionsweise des in 2 gezeigten Systems. Sobald das Ausweichen möglich ist, werden die Ausweichtrajektorien oder die Ausweichtrajektorie berechnet, um dann visuell und auffallend im HUD angezeigt zu werden. Während der Fahrt werden die Ausweichtrajektorien nach dem Fahrbahnverlauf und den aktuellen Daten des Ego- und Hindernisfahrzeugs angepasst.
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Das hierin vorgestellte erfindungsgemäße Verfahren 300 und die entsprechende Vorrichtung 200 können schnell und einfach in geeigneten Produkten zum Einsatz kommen.
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Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden. Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 103006010481 A1 [0003]
