DE102014207964A1

DE102014207964A1 - Vermeidung von Kollisionen mit fallenden Objekten

Info

Publication number: DE102014207964A1
Application number: DE102014207964.0A
Authority: DE
Inventors: Alexander Neu
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2014-04-28
Filing date: 2014-04-28
Publication date: 2015-10-29

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (102) zur Verwendung in einem Fahrzeug (104), wobei das System (102) ausgebildet ist, Positionsinformationen eines im freien Fall befindlichen Objekts (106) zu bestimmen. Das System ermittelt anhand der Positionsinformationen eine Wurfparabel oder ballistische Kurve, welche die Bewegung des Objekts (106) beschreibt. Sowohl die Ermittlung der ballistischen Kurve anhand von Positionsinformationen des Objekts, als auch die Prognose des zukünftigen Bewegungsverlaufs mit Hilfe dieser Kurve ist vergleichsweise einfach und stellt an die verwendete Hardware nur geringe Anforderungen.

Description

Die Erfindung betrifft ein System nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Derartige Systeme können verwendet werden, um die Kollision eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs oder eines Schienenfahrzeugs, mit einem fallenden Objekt zu verhindern.
Aus dem Stand der Technik sind Systeme bekannt, die bewegliche Objekte im Umfeld eines Fahrzeugs erkennen und ermitteln, ob eine Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt droht. Um die Bewegung des Objekts vorhersagen zu können, sind aber komplexe Algorithmen und entsprechend leistungsfähige und damit teure Hardware erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Umgehung der den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile ein System zur Verwendung in einem Fahrzeug bereitzustellen, das Maßnahmen zur Verhinderung einer Kollision des Fahrzeugs mit einem fallenden Objekt ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein System nach Anspruch 1. Die Lösung basiert auf der Erkenntnis, dass sich die Bewegung eines im freien Fall befindlichen Objekts durch eine Wurfparabel oder ballistische Kurve bestimmen lässt. Eine Wurfparabel kennzeichnet die Bewegung eines im freien Fall befindlichen bzw. geworfenen Objekts bzw. dessen räumliche Position in Abhängigkeit der Zeit unter Vernachlässigung der Einflüsse des Luftwiderstands. Wird der Luftwiderstand hingegen berücksichtigt, erhält man eine ballistische Kurve bzw. Bahn.
Sowohl die Ermittlung der ballistischen Kurve anhand von Positionsinformationen des Objekts, als auch die Prognose des zukünftigen Bewegungsverlaufs mit Hilfe dieser Kurve ist vergleichsweise einfach und stellt an die verwendete Hardware nur geringe Anforderungen. Das erfindungsgemäße System lässt sich daher besonders kostengünstig ausführen.
Das System ist ausgebildet, Positionsinformationen eines im freien Fall befindlichen Objekts zu bestimmen.
Positionsinformationen bezeichnen dabei beliebige Informationen, die geeignet sind, die Position des Objekts im Raum zu beschreiben. Als Positionsinformationen eignen sich insbesondere Raumkoordinaten des Objekts. Diese sind vorzugsweise so gewählt, dass sie von einer Rotation des Objekts nicht beeinflusst werden. Dies trifft insbesondere auf die Raumkoordinaten des Masseschwerpunkts des Objekts zu.
Vorzugsweise bestimmt das System eine Vielzahl von Raumkoordinaten, die eine Folge bilden, wobei jedes Element der Folge in einem bestimmten zeitlichen Abstand zu seinem Vorgänger bestimmt wird.
Zur Bestimmung der Positionsinformationen geeignet ist mindestens eine optische Kamera, z. B. eine Video- oder Fotokamera. Verfahren, um aus dem mittels der optischen Kamera ermittelten Signal Positionsinformationen zu extrahieren, sind dem Fachmann bekannt. Die optische Kamera kann Teil des Systems sein oder über eine Schnittstellte mit dem System gekoppelt werden.
Erfindungsgemäß ermittelt das System anhand der Positionsinformationen eine Wurfparabel oder ballistische Kurve, welche die Bewegung des Objekts beschreibt. Die Wurfparabel oder ballistische Kurve wird derart ermittelt, dass sie zu den Positionsinformationen des Objekts in Relation steht. Die Art dieser Relation hängt unter anderem von der Art der ermittelten Positionsinformationen ab. Sind die Positionsinformationen unabhängig von einer Drehung des Objekts, kann die Wurfparabel oder ballistische Kurve so ermittelt werden, dass die Positionsinformationen einzelne Punkte der Wurfparabel oder ballistischen Kurve beschreiben. Alternativ ist es möglich, die Wurfparabel oder ballistische Kurve so zu ermitteln, dass die Positionsinformationen jeweils eine Position bzw. einen Punkt im Raum beschreiben, dessen Abstand von der Wurfparabel oder ballistischen Kurve einen vorher festgelegten Schwellenwert nicht überschreitet. Bei diesem Abstand kann es sich insbesondere um die kleinste Entfernung der Position bzw. des Punkts im Raum von der Wurfparabel oder ballistischen Kurve handeln.
In einer bevorzugten Weiterbildung bestimmt das System darüber hinaus die Trajektorie des Fahrzeugs voraus. Das System ermittelt also mindestens einen Teil die Trajektorie, der das Fahrzeug zukünftig folgen wird.
Die Trajektorie bezeichnet eine Raumkurve, entlang der sich ein Referenzpunkt des Fahrzeugs bewegt.
Beispielsweise ist es möglich, die Trajektorie eines Kraftfahrzeugs auf Basis eines Lenkwinkels und/oder eines Fahrbahnverlaufs vorauszubestimmen.
Anhand der Trajektorie des Fahrzeugs und der Wurfparabel oder ballistischen Kurve des Objekts prüft das System in einer weiteren bevorzugten Weiterbildung, ob eine Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt droht.
Eine drohende Kollision bezeichnet dabei eine Kollision, die unter bestimmten Bedingungen zu erwarten ist. Eine solche Bedingung kann etwa darin bestehen, dass der minimale Abstand zwischen der Wurfparabel oder ballistischen Kurve und der Trajektorie des Fahrzeugs einen vorher festgelegten Schwellenwert unterschreitet. Dieser Schwellenwert steht in Relation zu den Abmessungen des Fahrzeugs und zu der Lage des oben genannten Referenzpunkts innerhalb des Fahrzeugs.
Kommt das System nach der Prüfung, ob eine Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt droht, zu dem Ergebnis, dass eine solche Kollision droht, initiiert das System in einer darüber hinaus bevorzugten Weiterbildung Maßnahmen zur Verhinderung der Kollision. Derartige Maßnahmen können etwa ein Warnsignal an den Fahrer des Fahrzeugs, einen Bremseingriff und/oder einen Lenkungseingriff umfassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in 1 dargestellt. Im Einzelnen zeigt:
1 ein mit einem System zur Kollisionsvermeidung ausgestattetes Kraftfahrzeug.
Das System 102 ist in dem Kraftfahrzeug 104 eingebaut. Um ein im freien Fall befindliches Objekt, in dem in 1 dargestellten Szenario einen Ast 106, zu erkennen, e das System 102 die Umgebung vor und/oder hinter dem Kraftfahrzeug 104. Der von dem System 102 erfasste Bereich 108 ist insbesondere nach oben hin ausgerichtet, um der erfindungsgemäßen Funktion des Systems 102 gerecht zu werden.
Bezugszeichenliste

102: System
104: Kraftfahrzeug
106: Ast
108: erfasster Bereich

Claims

System (102) zur Verwendung in einem Fahrzeug (104), wobei das System (102) ausgebildet ist, Positionsinformationen eines im freien Fall befindlichen Objekts (106) zu bestimmen, dadurch gekennzeichnet, dass das System (102) anhand der Positionsinformationen eine Wurfparabel oder ballistische Kurve ermittelt, welche die Bewegung des Objekts (106) beschreibt.
System nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das System (102) eine Trajektorie des Fahrzeugs (104) vorausbestimmt, und anhand der Trajektorie und Wurfparabel oder ballistische Kurve prüft, ob eine Kollision des Fahrzeugs (104) mit dem Objekt (106) droht.
System nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das System (102), wenn eine Kollision des Fahrzeugs (104) mit dem Objekt (106) droht, Maßnahmen zur Verhinderung der Kollision initiiert.