DE102014202385A1 - Method for detecting a driver avoidance request in a driver assistance system for motor vehicles - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Erkennung eines Fahrerausweichwunschens in einem Fahrerassistenzsystem für Kraftfahrzeuge, bei dem als primäre Eingangsgrößen der Lenkwinkel und die Lenkwinkelgeschwindigkeit sowie die Fahrgeschwindigkeit (V) des Fahrzeugs ausgewertet werden, mit den folgenden Schritten: – Bestimmen von Modelltrajektorien (M1, M2, Mn), die die primären Eingangsgrößen als Funktionen der Zeit angeben, auf der Grundlage zusätzlicher Eingangsgrößen, die das Verkehrsumfeld und/oder den Zustand des eigenen Fahrzeugs charakterisieren, wobei mindestens eine Modelltrajektorie bestimmt wird, die einem Ausweichmanöver des Fahrzeugs entspricht, und geprüft wird, ob mindestens eine alternative Modelltrajektorie exisitert, die keinem Ausweichmanöver des Fahrzeugs entspricht – wenn mindestens eine alternative Modelltrajektorie existiert, Auswählen einer der bestimmten Modelltrajektorien anhand der Ausmaßes der Übereinstimmung mit gemessenen Werten der primären Eingangsgrößen, – Entscheiden, ob ein Fahrerausweichwunsch vorliegt, anhand der ausgewählten Modelltrajektorie.A method for detecting a driver avoidance request in a driver assistance system for motor vehicles, in which are evaluated as primary inputs of the steering angle and the steering angular velocity and the vehicle speed (V) of the vehicle, comprising the following steps: - Determining model trajectories (M1, M2, Mn) specify the primary inputs as functions of time, based on additional inputs that characterize the traffic environment and / or state of the host vehicle, determining at least one model trajectory corresponding to an evasive maneuver of the vehicle, and checking whether at least one alternative Model trajectory that does not correspond to an evasive maneuver of the vehicle - if at least one alternative model trajectory exists, selecting one of the determined model trajectories based on the degree of correspondence with measured values of the primary input variables, Decide whether a driver escape request exists based on the selected model trajectory.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines Fahrerausweichwunsches in einem Fahrerassistenzsystem für Kraftfahrzeuge, bei dem als primäre Eingangsgrößen der Lenkwinkel und/oder die Lenkwinkelgeschwindigkeit sowie die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs ausgewertet werden.The invention relates to a method for detecting a driver avoidance request in a driver assistance system for motor vehicles, in which the steering angle and / or the steering angle speed and the vehicle speed of the vehicle are evaluated as primary input variables.
Es sind Fahrerassistenzsysteme für Kraftfahrzeuge in Entwicklung, die den Fahrer im Fall einer drohenden Kollision (insbesondere im Längsverkehr) bei einem Ausweichmanöver unterstützen (Evasive Steering Support, ESS). Dazu muss der Fahrer das Ausweichmanöver zuerst selbst einleiten (z.B. nach einer Kollisionswarnung durch das System). Wird vom System erkannt, dass der Fahrer dem Hindernis ausweichen möchte, so wird das Fahrzeug über ein überlagertes Lenkmoment oder durch asymmetrsiche Ansteuerung der Bremsen auf einer geeigneten Ausweichtrajektorie stabilisiert. Die Durchführung des anspruchsvollen Ausweichmanövers wird für den Fahrer dadurch erheblich einfacher und sicherer.There are driver assistance systems for motor vehicles in development, which support the driver in the event of an imminent collision (especially in longitudinal traffic) in an evasive maneuver (Evasive Steering Support, ESS). To do this, the driver must first initiate the evasive maneuver himself (for example, after a collision warning by the system). If the system recognizes that the driver wants to avoid the obstacle, the vehicle is stabilized by means of a superimposed steering torque or by asymmetrically controlling the brakes on a suitable avoidance trajectory. Performing the challenging evasive maneuver will be much easier and safer for the driver.
Da die Ausweichunterstützung erst nach erkanntem Ausweichwunsch aktiviert wird, muss der Algorithmus zur Ausweichwunscherkennung eine möglichst hohe Erkennungsrate bei möglichst kleiner Falschauslöserate aufweisen. Durch die Anmelderin ist ein Verfahren bekannt geworden, bei dem von einem Umfeldsensor, z.B. einem Radarsensor, erkannt wird, ob ein Objekt existiert, mit dem eine Kollision bevorsteht. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, so werden der Lenkwinkel (z.B. Lenkradwinkel) und die Lenkwinkelgeschwindigkeit (vorzugsweise tiefpassgefiltert) ausgewertet. Wenn beide Werte einen Schwellenwert überschreiten, so wird die Ausweichunterstützung aktiviert. Since the backup assistance is activated only after a recognized evasion request, the algorithm for evasion request identification must have the highest possible recognition rate with the lowest possible false trigger rate. The Applicant has disclosed a method in which an environmental sensor, e.g. a radar sensor detects whether an object exists with which a collision is imminent. When this condition is satisfied, the steering angle (e.g., steering wheel angle) and the steering angular velocity (preferably low-pass filtered) are evaluated. If both values exceed a threshold, the backup support is activated.
Bei hohen Fahrgeschwindigkeiten, beispielsweise oberhalb von 60 km/h, bei denen ESS bisher verfügbar ist, arbeitet das bekannte Verfahren sehr zuverlässig. Wenn eine Funktion zur Ausweichunterstützung jedoch auch bei kleineren Geschwindigkeiten, z.B. im Stadtverkehr implementiert werden soll, besteht die Gefahr, dass bei dem herkömmlichen Verfahren die Fehlerauslöserate zunimmt, weil, wie Langzeitversuche gezeigt haben, bei Fahrten mit kleiner Geschwindigkeit starke Lenkradeinschläge und hohe Lenkradwinkelgeschwindigkeiten auch dann gehäuft auftreten, wenn keinerlei Ausweichmanöver stattfinden. Gründe dafür sind bei sehr kleinen Geschwindigkeiten, bei denen eine Ausweichunterstützung ohnehin nicht sinnvoll wäre, beispielsweise Park- und Rangiermanöver. Bei etwas höheren Geschwindigkeiten kommt es insbesondere im Zusammenhang mit Abbiegemanövern zu hohen Werten des Lenkwinkels und der Lenkwinkelgeschwindigkeit. In diesem Geschwindigkeitsbereich können jedoch auch Ausweichmanöver, z.B. zur Vermeidung einer Kollision mit einem die Fahrbahn querenden Fußgänger, durchaus sinnvoll sein, so dass an sich wünschenswert wäre, auch in diesem Geschwindigkeitsbereich eine Ausweichunterstützung anbieten zu können. At high speeds, for example, above 60 km / h, where ESS is previously available, the known method works very reliable. However, if an alternate assistance function is used even at lower speeds, e.g. is to be implemented in city traffic, there is a risk that the error trigger rate increases in the conventional method, because, as long-term tests have shown when driving at low speed strong steering wheel wrench and high steering wheel angular velocities occur frequently, even if no evasive maneuvers take place. Reasons are at very low speeds, where an evasion support would not be useful anyway, such as parking and maneuvering. At somewhat higher speeds, steering angle and steering angular velocity values are particularly high in connection with turn maneuvers. However, in this speed range, evasive maneuvers, e.g. To avoid a collision with a road crossing pedestrian, be quite useful, so that in itself would be desirable to be able to offer evasion support in this speed range can.
Aus
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das auch im unteren Geschwindigkeitsbereich eine Erkennung eines Fahrerausweichwunsches mit hoher Erkennungsrate und niedriger Falschauslöserate ermöglicht. The object of the invention is to provide a method which allows recognition of a driver escape request with high detection rate and low false trigger rate even in the lower speed range.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten:
- – Bestimmen von Modelltrajektorien, die die primären Eingangsgrößen als Funktionen der Zeit angeben, auf der Grundlage zusätzlicher Eingangsgrößen, die das Verkehrsumfeld und/oder den Zustand des eigenen Fahrzeugs charakterisieren, wobei mindestens eine Modelltrajektorie bestimmt wird, die einem Ausweichmanöver des Fahrzeugs entspricht, und geprüft wird, ob mindestens eine alternative Modelltrajektorie existiert, die keinem Ausweichmanöver des Fahrzeugs entspricht,
- – wenn mindestens eine alternative Modelltrajektorie existiert, Auswählen einer der bestimmten Modelltrajektorien anhand des Ausmaßes der Übereinstimmung mit gemessenen Werten der primären Eingangsgrößen, und
- – Entscheiden, ob ein Fahrerausweichwunsch vorliegt, anhand der ausgewählten Modelltrajektorie.
- Determining model trajectories indicating the primary inputs as functions of time, based on additional inputs characterizing the traffic environment and / or the state of the host vehicle, determining at least one model trajectory corresponding to an evasive maneuver of the vehicle, and checked whether there is at least one alternative model trajectory that does not correspond to an evasive maneuver of the vehicle,
- If at least one alternative model trajectory exists, selecting one of the determined model trajectories based on the degree of correspondence with measured values of the primary inputs, and
- Decide whether a driver evasion request is present based on the selected model trajectory.
Mit diesem Verfahren gelingt es, in Situationen, in denen der Fahrer heftige Lenkaktionen vornimmt, zu unterscheiden, ob die plausibelste Ursache für diese Lenkaktionen darin besteht, dass der Fahrer ein Ausweichmanöver beabsichtigt, oder ob es eher wahrscheinlich ist, dass der Fahrer diese Lenkaktionen aus anderen Gründen vornimmt.With this method it is possible, in situations where the driver makes heavy steering actions, to distinguish whether the most plausible cause of these steering actions is that the driver intends to evade maneuvers, or whether it is more likely that the driver will perform these steering actions other reasons.
Zur mathematischen Beschreibung der Modelltrajektorien sind der Lenkwinkel und die Lenkwinkelgeschwindigkeit besonders zweckmäßig. Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung nicht ausgeschlossen, dass andere Eingangsgrößen gemessen und ausgewertet werden, beispielsweise die Giergeschwindigkeit und/oder die Gierbeschleunigung, in denen die Information über den Lenkwinkel und die Lenkwinkelgeschwindigkeit lediglich implizit enthalten ist. Ebenso können ggf. noch weitere Eingangsgrößen gemessen und ausgewertet werden.For the mathematical description of the model trajectories, the steering angle and the steering angle velocity are particularly useful. However, it is not excluded within the scope of the invention that other input variables are measured and evaluated, for example, the yaw rate and / or the yaw acceleration, in which the information about the steering angle and the steering angular velocity is included only implicitly. Likewise, if necessary, further input variables can be measured and evaluated.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous developments and refinements of the invention are specified in the subclaims.
Als zusätzliche Eingangsgrößen kommen insbesondere in Betracht:
- – die Historie der Fahrzeuggeschwindigkeit in den Sekunden vor dem Manöver,
- – der Zustand des Fahrtrichtungsanzeigers (Blinker)
- – Informationen über vorausliegende Kurven, Kreuzungen oder Abzweigungen, insbesondere anhand Daten einer digitalen Karte,
- – Bewegungsdaten vorausfahrender Fahrzeuge,
- – das Vorhandensein einer im Navigationssystem programmierten Fahrtroute,
- – Positon, Geschwindigkeit und Klasse (z.B. Fußgänger, Pkw, Lkw, ...) des kollisionsträchtigen Objekts.
- The history of vehicle speed in the seconds before the maneuver,
- - the condition of the direction indicator (turn signal)
- Information about the curves, intersections or branches ahead, in particular using data from a digital map,
- - movement data of vehicles in front,
- The presence of a route programmed in the navigation system,
- - Position, speed and class (eg pedestrians, cars, trucks, ...) of the collision-critical object.
Zur Bestimmung der Modelltrajektorie kann neben den oben genannten Eingangsgrößen (oder einer geeigneten Auswahl hieraus) auch eine Wissensbasis herangezogen werden, in der Informationen oder Regeln über typische Verhaltensweisen von menschlichen Kraftfahrern gespeichert sind, die angeben, welche Fahrzeugtrajektorien in welchen Verkehrssituationen zur erwarten sind. Diese Wissensbasis kann beispielsweise durch empirische Daten und/oder durch eine entsprechende Sammlung von Regeln und Gesetzmäßigkeiten (Expertenwissen) gebildet werden.In order to determine the model trajectory, in addition to the above-mentioned input variables (or a suitable selection thereof), a knowledge base can also be used in which information or rules about typical behavior of human drivers are stored, which indicate which vehicle trajectories are to be expected in which traffic situations. This knowledge base can be formed for example by empirical data and / or by a corresponding collection of rules and laws (expert knowledge).
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.In the following, embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing.
Es zeigen:Show it:
Das in
Weitere Eingangsgrößen erhält das Datenverarbeitungssystem
Ein Blinkschalter
Die Daten der Umfeldsensorik
Die Daten des Fahrgeschwindigkeitssensors
Anhand der Daten des Erfassungsmoduls
Anhand der neu eintreffenden dynamischen Daten, insbesondere anhand der aktuellen Werte des Lenkwinkels und der Lenkwinkelgeschwindigkeit sowie auch anhand der im Aufzeichnungsmodul
Wenn das Entscheidungsmodul
Die Funktionsweise des Entscheidungsmoduls
Ein Fahrzeug
Es ist jedoch auch denkbar, dass der Fahrer des Fahrzeugs
In dem Entscheidungsmodul
Dazu berechnet das Entscheidungsmodul
In dem in
Weiterhin berechnet das Entscheidungsmodul
Mit Hilfe von theoretischen Modellen oder empirischen Daten aus der Wissensbasis
Typischerweise wird der Fahrer auch schon vor dem Wechsel auf die Abbiegespur
In
Durch Vergleich der Modelldaten mit den gemessenen Daten erhält man ein Kriterium für die Unterscheidung, welche der beiden Modelltrajektorien der Fahrer mit größerer Wahrscheinlichkeit wählen wollte. Die Abnahme der Fahrgeschwindigkeit V schon vor dem Zeitpunkt T0, also schon vor dem Zeitpunkt, an dem das Hindernis überhaupt erkennbar war, deutet darauf hin, dass der Fahrer ohnehin die Absicht hatte, an der Kreuzung abzubiegen.By comparing the model data with the measured data, one obtains a criterion for distinguishing which of the two model trajectories the driver was more likely to choose. The decrease in the vehicle speed V even before the time T0, ie even before the time at which the obstacle was even recognizable, indicates that the driver anyway had the intention to turn at the intersection.
Auf entsprechende Weise können auch charakteristische Signaturen im Verlauf des Lenkwinkels und/oder der Lenkwinkelgeschwindigkeit berücksichtigt werden.In a corresponding manner, characteristic signatures in the course of the steering angle and / or the steering angle velocity can also be taken into account.
Weitere Indizien liefert der Zustand des Blinkschalters
In
Eingangsgrößen in Schritt S1 sind insbesondere die Ortungsdaten über das Objekt, von dem die Kollisionsgefahr ausgeht, ggf. Ortungsdaten anderer Objekte, die als mögliche weitere Hindernisse in Betracht zu ziehen sind, die aus dem Navigationssystem bekannte Position des eigenen Fahrzeugs sowie die Kartendaten aus dem Navigationssystem. Jede der in dieser Weise bestimmten Modelltrajektorien enthält Informationen, die den zugehörigen zeitlichen Verlauf des Lenkwinkels und/oder der Lenkwinkelgeschwindigkeit (und vorzugsweise der Fahrgeschwindigkeit V) angeben. Input variables in step S1 are, in particular, the location data about the object from which the risk of collision originates, possibly location data of other objects which are to be considered as possible further obstacles, the position of the own vehicle known from the navigation system and the map data from the navigation system , Each of the model trajectories determined in this way contains information that indicates the associated time profile of the steering angle and / or the steering angle speed (and preferably the travel speed V).
In einem weiteren Schritt S2 werden dann die Modelldaten mit den vom Aufzeichnunsmodul
In dem in
Die Modelltrajektorie mit der höchsten Wahrscheinlichkeit bzw. dem höchsten Zugehörigkeitsmaß wird dann als die vermutlich gewünschte Trajektorie ausgewählt. Wenn es sich bei der ausgewählten Trajektorie um eine Ausweichtrajektorie handelt, wird in Schritt S4 geprüft, ob (nach wie vor) eine aktue Kollisionsgefahr besteht. Wenn auch das der Fall ist, wird in Schritt S5 die Ausweichunterstützung auf der Basis der ausgewählten Ausweichtrajektorie eingeleitet. The model trajectory with the highest probability or the highest membership measure is then selected as the probably desired trajectory. If the selected trajectory is an evasion trajectory, it is checked in step S4 whether (as before) an actual collision risk exists. If so, in step S5 the alternate assistance is initiated based on the selected avoidance trajectory.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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