DE102014209989A1

DE102014209989A1 - Bordgerät zur Verkehrsdichteschätzung

Info

Publication number: DE102014209989A1
Application number: DE102014209989.7A
Authority: DE
Inventors: Roger A. Trombley; Thomas E. Pilutti; Kwaku O. Prakah-Asante
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2014-05-26
Publication date: 2014-12-04
Also published as: CN104217590B; RU2014122458A; US20140358413A1; US9117098B2; RU2666010C2; CN104217590A

Abstract

Es wird die Verkehrsdichte in der Umgebung eines auf einer Fahrbahn fahrenden Hostfahrzeugs geschätzt. Ein Objekterkennungssystem erfasst und erkennt die Positionen in der Nähe befindlicher Fahrzeuge aus der Ferne. Eine Steuerung a) sagt einen Verlauf einer vom Hostfahrzeug befahrenen Hostspur vorher, b) ordnet die in der Nähe befindlichen Fahrzeuge in eine Mehrzahl von Spuren einschließlich der Hostspur und einer oder mehrerer, den vorhergesagten Verlauf flankierender Nachbarspuren ein, c) ermittelt einen Hostspurabstand in Abhängigkeit von der Position eines am weitesten entfernten, in die Hostspur eingeordneten Fahrzeugs, d) ermittelt einen Nachbarspurabstand in Abhängigkeit von der Differenz zwischen einer nächstgelegenen Position, die sich im Sichtfeld befindet, und einer Position eines am weitesten entfernten, in die Nachbarspur eingeordneten Fahrzeugs und e) gibt eine Verkehrsdichte in Abhängigkeit vom Verhältnis zwischen der Anzahl an eingeordneten Fahrzeugen und einer Summe der Abstände an.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Überwachung des ein Kraftfahrzeug umgebenden Verkehrs und spezieller ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Klassifizieren einer Verkehrsdichte, in der sich ein Hostfahrzeug bewegt, an Bord und in Echtzeit.
Bei einer Reihe von Kraftfahrzeugsystemen und -funktionen kann es nützlich sein, eine Schätzung der lokalen Verkehrsdichte (einschließlich Schätzung der Verkehrsdichte in der direkten Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs, in benachbarten Spuren, und einer Aggregat- oder Gesamtdichte des Verkehrs in der Nähe des Fahrzeugs) verfügbar zu haben. Zum Beispiel können die Warnschwellen (z.B. Abstände oder Pufferzonen) für ein Kollisionswarnsystem abhängig davon angepasst werden, ob es sich um eine geringe, mittlere oder hohe Verkehrsdichte handelt. Außerdem kann das Überwachungssystem für die Fahreraufmerksamkeit je nach Verkehrsdichte verschiedene Schwellenwerte verwenden.
Verkehrsdichteschätzungen wurden bisher auf unterschiedliche Weisen erhalten. In einem automatischen Verfahren wird eine grobe Schätzung der Verkehrsdichte durch Verfolgen von Mobiltelefonen, die bestimmte Orte entlang von Straßen passieren, erzielt (z.B. erfasst eine zentrale Überwachungsstelle GPS- oder Basisstationskoordinaten von einzelnen Mobiltelefonen, ordnet sie Fahrbahnabschnitten zu, berechnet eine Fahrzeugdichte und übermittelt das Ergebnis an die Fahrzeuge). Es können auch andere automatische Techniken für das Zählen der in einem Straßenabschnitt vorhandenen Fahrzeuge verwendet werden. Diese Ansätze vermitteln nur eine allgemeine Vorstellung davon, wie viele Fahrzeuge sich in einem festgelegten Gebiet befinden (d.h. nicht spezifisch für die unmittelbare Umgebung eines bestimmten Fahrzeugs). Diese Verfahren haben weitere Nachteile, zum Beispiel, dass ihre Aktualisierungsrate langsam ist, dass das Fahrzeug über drahtlose Kommunikation verfügen muss, um auf Informationen zugreifen zu können, und dass die Infrastruktur für die Ausführung der Berechnungen außerhalb des Hostfahrzeugs bereitgestellt werden muss.
Bei einem anderen Ansatz können Fahrer oder andere Beobachter das Verkehrsaufkommen in ihrem Gebiet visuell charakterisieren. Dieser hat allerdings die gleichen Nachteile und kann weniger genau sein. Bei einem weiteren Ansatz kann ein Fahrzeug-Infrastruktur-System zur Charakterisierung der Verkehrsdichte benutzt werden. Dies erfordert hohe Kosten für die Implementierung von Hardware sowohl in den Fahrzeugen als auch am Straßenrand. Außerdem wäre eine ausreichende Marktdurchdringung erforderlich, damit dies machbar ist.
In einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Bestimmung einer Verkehrsdichte für eine elektronische Steuerung in einem Hostfahrzeug angegeben. Ein Sensor erkennt aus der Ferne Objekte in einem das Hostfahrzeug umgebenden Sichtfeld. Es werden die Positionen von Fahrzeugen, die sich innerhalb der erfassten Objekte befinden, erkannt. Es wird ein Verlauf einer vom Hostfahrzeug befahrenen Hostspur vorhergesagt. Die elektronische Steuerung ordnet die in der Nähe befindlichen Fahrzeuge in eine Mehrzahl von Spuren einschließlich der Hostspur und einer oder mehrerer den vorhergesagten Verlauf flankierender angrenzder Spuren ein. Die elektronische Steuerung ermittelt einen Hostspurabstand anhand einer Position eines am weitesten entfernten, in die Hostspur eingeordneten Fahrzeugs und bestimmt dann einen Abstand zu einer Nachbarspur anhand einer Differenz zwischen einer nächstgelegenen Position in der Nachbarspur, die sich im Sichtfeld befindet, und einer Position eines am weitesten entfernten, in die Nachbarspur eingeordneten Fahrzeugs. Die elektronische Steuerung gibt eine Verkehrsdichte anhand eines Verhältnisses zwischen einer Anzahl der eingeordneten Fahrzeugen und einer Summe der Abstände an.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Fahrzeugpositionen auf der umgebenden Fahrbahn mit Hilfe eines nach vorn gerichteten Bordsensors geschätzt. Weitere Fahrzeugsensoren wie seitwärts gerichtete Totwinkelsensoren oder nach hinten gerichtete Sensoren können ebenfalls verwendet werden. Die relativen Positionen in der Nähe befindlicher Fahrzeuge (in Quer- und Längsrichtung) werden von einem nach vorn gerichteten Sensor erfasst. Dies kann entweder direkt in kartesischer Form erfolgen oder aus polaren Koordinaten errechnet werden. Alle vom nach vorn gerichteten Sensor erkannten Zielfahrzeuge werden dann anhand ihres Versatzes zum vorhergesagten Fahrtweg des Hostfahrzeugs in „Spuren“ eingeordnet. Der vorhergesagte Fahrtweg kann zum Beispiel von einem Gierratensensor oder aus GPS-Kartendaten ermittelt werden. Auf der Grundlage der typischen Spurbreite wird davon ausgegangen, dass die Hostspur eine Fläche von +/– der Hälfte der Spurbreite um den vorhergesagten Fahrtweg herum einnimmt. Eine rechts an die Hostspur angrenzende Spur reicht gemessen von der Mittellinie der Hostspur aus von +½ Spurbreite bis zu +1½ Spurbreiten, während eine links angrenzende Spur gemessen von der Mittellinie der Hostspur aus von -½ Spurbreite bis zu –1 ½ Spurbreiten reicht. Diese Berechnung kann für eine beliebige Gesamtanzahl von interessierenden Spuren durchgeführt werden.
Nach dem Einordnen der Fahrzeuge in Spuren kann dann ein Zählung zur Ermittlung der Gesamtanzahl der in den einzelnen Spuren erfassten Fahrzeuge durchgeführt werden. Die Zählung in der Spur des Hostfahrzeugs sollte das Hostfahrzeug einschließen. Für die Durchführung einer Dichteberechnung wird ein Wert für die überwachte Entfernung innerhalb der einzelnen Spuren benötigt. Für die Hostspur erfolgt dies, indem festgestellt wird, welches Fahrzeug sich in der Hostspur am weitesten vorn befindet. Die Länge des Hostfahrzeugs und ein Schätzwert der Länge des am weitesten vorn befindlichen Fahrzeugs werden vorzugsweise zur relativen Position in Längsrichtung gemessen von der Front des Hostfahrzeugs zum Heck des in der Spur am weitesten vorn befindlichen Fahrzeugs addiert, um die Entfernung in Längsrichtung zu erhalten, in der Fahrzeuge in der Hostspur erkannt werden. Wenn in Vorwärtsrichtung keine Fahrzeuge erkannt werden, kann der Abstand automatisch zur maximal zuverlässigen Erfassungsdistanz des Sensors übergehen.
Für die Nachbarspuren wird eine Distanz bevorzugt in Abhängigkeit vom Sichtfeld von der Position des nach vorn gerichteten Sensors aus ermittelt, um den nächstgelegenen Punkt zum Fahrzeug zu festzustellen, ab dem ein Fahrzeug in der Nachbarfahrbahn erkannt werden könnte. Diese Erfassungsdistanz wird dann von der relativen Position in Längsrichtung des in der Nachbarspur am weitesten vorn befindlichen Fahrzeugs subtrahiert (wobei vorzugsweise wiederum ein Längenschätzwert für das erkannte Fahrzeug addiert wird und automatisch die maximale Erfassungsdistanz eingestellt wird, wenn keine Fahrzeuge vorgefunden werden). Das Verhältnis einer jeden Zählung zur entsprechenden Erfassungsdistanz ergibt die Verkehrsdichte für die jeweilige Spur. Eine Gesamtdichte wird aus dem Verhältnis der Gesamtanzahl zur Summe der Abstände erhalten.
1 zeigt ein Hostfahrzeug auf einer Fahrbahn mit dem umgebenden Verkehr.
2 zeigt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Fahrzeugvorrichtung.
Die 3A und 3B zeigen den vorhergesagten Fahrtweg eines Fahrzeugs und dem vorhergesagten Fahrtweg entsprechende mögliche Spurpositionen.
4 ist ein Diagramm, das in der Nähe befindliche, in die entsprechenden Spuren eingeordnete Fahrzeuge mit deren Abständen vom Hostfahrzeug oder von der Stelle in einer Nachbarspur aus, an der das Fahrzeug in das Sichtfeld des Sensors eintreten würde, zeigt.
5 zeigt ein Flussdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
6 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Gültigkeitsprüfung von Nachbarspuren.
7 ist eine grafische Darstellung einer geschätzten Verkehrsdichte während eines Beispiels für einen Teil eines Fahrzyklus.
Unter Bezugnahme auf 1 wird nun eine geteilte Fahrbahn 10 von einem Hostfahrzeug 11 befahren, das sich entlang einer Hostspur 12 bewegt, die von einer rechten Nachbarspur 13 und einer linken Nachbarspur 14 flankiert wird. Eine zweite linke Nachbarspur 15 führt Gegenverkehr. Das Hostfahrzeug 11 ist mit einem nach vorn gerichteten System zur Fernerkennung und Verfolgung von Objekten ausgestattet, das ein handelsübliches Fernerkundungssystem wie das elektronische Scan-Radarsystem (ESR) von Delphi Automotive LLP oder das von der TRW Automotive Holding Corporation erhältliche nach vorn gerichtete Sicherheitssystem umfassen kann. Die Systeme können Radarsensoren und/oder optische Kamera- oder Videosysteme zum Erkennen von entfernten Objekten innerhalb eines Sichtfeldes in der Umgebung des Hostfahrzeugs und zum Verfolgen einzelner Objekte im Zeitverlauf verwenden. Als Ergebnis der Verfolgung melden die Systeme eine Liste von Objekten, die eine Kennzeichnung jedes einzelnen Objekttyps, dessen relative Position und aktuelle Bewegung umfasst. Wie in 1 dargestellt, kann das Objekterkennungssystem ein Sichtfeld 16 aufweisen, das in dieser bevorzugten Ausführungsform einem nach vorn gerichteten System entspricht.
2 zeigt das Hostfahrzeug 11 mit Komponenten zur Implementierung der vorliegenden Erfindung. Ein Radarsender und -empfänger 20 ist mit einer Radarantenne 21 gekoppelt, um Scan-Radarsignale 22 auszusenden und von einem in der Nähe befindlichen Objekt 23 (wie einem benachbarten Fahrzeug) reflektierte Signale zu empfangen. Entfernte Objekte können mit Hilfe eines Kamerasystems 24 auch optisch erkannt werden (z.B. in sichtbarem Licht). Sender/Empfänger 20 und Kamera 24 sind mit einem Modul zur Objekterkennung und -verfolgung 25 von herkömmlicher Konstruktion gekoppelt, um ein integriertes Objektfernerkennungssystem zu erhalten, das eine Liste von verfolgten Objekten an ein Verkehrsdichte-Steuermodul 26 liefert. Für jedes verfolgte Objekt kann die Liste verschiedene Parameter umfassen, darunter unter anderem eine relative Position, Objekttyp (z.B. Pkw oder großer Lkw), relative Geschwindigkeit und/oder absolute Geschwindigkeit.
Im Betrieb erkennt die Verkehrsdichtesteuerung 26 einen vorhergesagten Fahrtweg des Hostfahrzeugs auf eine von mehreren Arten. Zum Beispiel kann ein mit einer Kamera 24 gekoppeltes optisches Spurerkennungssystem 27 Musterkennung für die Erkennung von Spurmarkierungen oder anderen Merkmalen zum Auffinden von Fahrbahnspuren verwenden. Somit kann der Verlauf von Hostspur und von Nachbarspuren direkt an die Steuerung 26 geliefert werden. Als Variante kann ein Fahrzeug-Gierratensensor 28 mit der Steuerung 26 gekoppelt sein, um Angaben zur Querbeschleunigung bereitzustellen, mit denen die Steuerung 26 den Spurverlauf vorhersagt. Bei einer anderen Variante kann ein GPS-Navigations-/Mapping-System 30 mit der Steuerung 26 gekoppelt sein, um Spurpositionen auf der Basis von erfassten geographischen Koordinaten des Hostfahrzeugs 11 als Zeiger auf eine Fahrbahnkarte zu übertragen.
Anhand von Fahrzeugzahlen und Spurabständen, die wie unten dargestellt ermittelt werden, erzeugt die Steuerung 26 Verkehrsdichtehinweise, um diese an andere entsprechende Steuerungen (nicht dargestellt) und/oder Funktionen zu liefern, die ihre Leistung entsprechend der Verkehrsdichte modifizieren. Die Hinweise können innerhalb des Fahrzeugs über einen Multiplexbus 31 übermittelt werden. Anhand der angegebenen Verkehrsdichte können die anderen Systeme Schwellenwerte oder sonstige Aspekte ihres Systembetriebs auf die tatsächlichen Verkehrsbedingungen einstellen, wie sie an Bord des Hostfahrzeugs in dessen unmittelbarer Umgebung und in Echtzeit bestimmt wurden.
Wie in 3A dargestellt, hat das Hostfahrzeug 11 einen vorhergesagten Fahrtweg 33, aus dem der nächste auf der Hostspur durchquerte Bereich hergeleitet werden kann. Bei Verwendung eines Gierratensensors zur Vorhersage des Fahrzeugfahrtweges anhand der Querbeschleunigung führt eine ausreichend geringe oder im Wesentlichen null betragende Querbeschleunigung zur Vorhersage eines geraden Spurverlaufs. Größere Querbeschleunigungen führen zur Vorhersage eines zunehmend gekrümmten Spurverlaufs. Wie in 3B dargestellt, liegt der vorhergesagte Verlauf der Hostspur in der Mitte des vorhergesagten Fahrtweges 33 und erstreckt sich zu beiden Seiten über je eine halbe festgelegte Spurbreite W. Auf der Grundlage des vorhergesagten Verlaufs der Hostspur wird eine Mehrzahl von benachbarten Spurverläufen definiert, darunter eine linke Nachbarspur L1, eine rechte Nachbarspur R1 und eine zweite rechtsseitige Nachbarspur R2, die die Hostspur parallel flankieren.
Wenn Hostspur und Nachbarspuren in Bezug auf die Position des Hostfahrzeugs angelegt wurden, kann jedes verfolgte Fahrzeug entsprechend den von den Spuren abgedeckten Bereichen eingeordnet werden. 4 zeigt ein Beispiel für im Verhältnis zum Hostfahrzeug 35 in einer Hostspur 36 eingeordnete Fahrzeuge. Obwohl in der Hostspur 36 vier Fahrzeuge dargestellt sind, wird eine tatsächliche Fahrzeuganzahl von drei erhalten (d.h. die Fahrzeuge 35, 43 und 44 werden gezählt). Ein Fahrzeug 45, das sich innerhalb der maximalen Erfassungsdistanz des Objekterkennungssystems befindet, wird nicht erkannt (z.B. ist Fahrzeug 44 ein großer Lkw und versperrt die mögliche Sicht auf Fahrzeug 45). Für eine linke Nachbarspur 37 ergäbe eine Spurzählung den Wert eins wegen des Vorhandenseins von Fahrzeug 38. Für eine rechte Nachbarspur 40 ergibt eine Spurzählung den Wert zwei wegen des Vorhandenseins der Fahrzeuge 41 und 42.
Mit dem Erhalt der Zähldaten ist der nächste Schritt die Herleitung der Fahrbahnabstände, über die die gezählten Fahrzeuge verteilt sind. Innerhalb des Sichtfeldes des Fernsensors gibt es eine maximale Erfassungsdistanz für die Erfassung von eventuell vorhandenen Fahrzeugen. Wenn Fahrzeuge vorhanden sind, kann die Sicht bis zur maximalen Erfassungsdistanz jedoch durch ein erkanntes Fahrzeug versperrt sein. Im Beispiel von 4 umfassen die in der Hostspur 36 gezählten Fahrzeuge das in der Entfernung R₁ erkannte Fahrzeug 43 und das in der Entfernung R₂ erkannte Fahrzeug 44. Das in der Spur 36 vorhandene nicht erkannte Fahrzeug 45 wird nicht mitgezählt, und der entsprechende Abschnitt der Hostspur 36 wird nicht in die Dichteberechnung einbezogen. Daher entspricht der für die Dichteberechnung verwendete Abstand in jeder entsprechenden Spur einem am weitesten entfernten Fahrzeug, das in diese Spur eingeordnet ist. In der Hostspur 36 ist das Fahrzeug 44 am weitesten entfernt, so dass der Hostspurabstand die Entfernung R₂ zwischen Hostfahrzeug 35 und Fahrzeug 44 darstellt. Vorzugsweise umfasst der für die Dichteberechnung verwendete Abstand die Addition einer Länge L_H des Hostfahrzeugs und einer Länge L₁ für Fahrzeug 44.
In einer Nachbarspur neben dem Hostfahrzeug 35 beginnt der als Grundlage für die Dichteberechnung verwendete Abstand normalerweise nicht an einem Punkt auf gleicher Höhe mit dem Hostfahrzeug, weil das Sichtfeld für das Sensorsystem wahrscheinlich nicht genau der Front des Hostfahrzeugs 35 entspricht. Bei Verwendung eines nach vorn gerichteten Detektors muss sich ein Fahrzeug in einer Nachbarspur mindestens ein wenig vor dem Hostfahrzeug 35 befinden, um erkannt zu werden. Die Orte 46 und 47 in den Nachbarspuren entsprechen einer nächstgelegenen Position in diesen Nachbarspuren, die sich im Sichtfeld der Sensoren befindet. Diese Orte können im Voraus während der Konstruktion des Fahrzeugs gemessen werden.
Für ein Objekterkennungssystem mit anderen Arten von Sensoren kann sich die Anfangsposition für die Abstandsmessung an anderen Positionen im Verhältnis zum Fahrzeug befinden. Bei Detektoren mit seitwärts gerichteten oder nach hinten gerichteten Sensoren könnte die Anfangsposition für die Ermittlung von Nachbarspurabständen sogar hinter dem Hostfahrzeug 35 liegen oder entsprechend dem am weitesten entfernten erkannten Fahrzeug hinter dem Hostfahrzeug definiert werden.
Für die rechte Nachbarspur 40 stellt der für die Berechnung der Verkehrsdichte zu verwendende Nachbarspurabstand eine Entfernung R₅ zwischen Position 47 und einem am weitesten entfernten Fahrzeug 42 in Spur 40 plus eine Länge L₃ dar, die dem vom Objektverfolgungssystem erkannten Fahrzeugtyp entspricht (z.B. eine repräsentative Pkw- oder Lkw-Länge). Auf gleiche Weise stellt ein Abstand für die Nachbarspur 37 eine Entfernung R₃ zwischen Position 46 und Fahrzeug 38 plus eine inkrementelle Länge L₂ des Fahrzeugs 38 (entweder geschätzt oder gemessen) dar.
5 zeigt ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Verfahren, bei dem die Fernerfassung von Objekten in der Umgebung eines Hostfahrzeugs in Schritt 50 erfolgt. In dem System zur Fernerkennung von Objekten werden die erfassten Fahrzeuge in Schritt 51 nach Typ, Position und Geschwindigkeiten zur Verfolgung im Zeitverlauf identifiziert. In Schritt 52 sagt die Verkehrsdichtesteuerung einen Verlauf der Hostspur vorher. Unter Verwendung des vorhergesagten Verlaufs der Hostspur und der entsprechenden Positionen der die Hostspur flankierenden Nachbarspuren werden in Schritt 53 alle erkannten Fahrzeuge in die Spuren eingeordnet.
In Schritt 54 wird für jede Spur mit einem vorhandenen Fahrzeug das am weitesten vorn befindliche Fahrzeug ermittelt. Für die Hostspur wird anhand dieses Abstands zusammen mit der Länge des Hostfahrzeugs und der Länge des am weitesten entfernten Fahrzeugs die Entfernung hergeleitet, über die Fahrzeuge in der Spur verteilt sind. Für die Nachbarspuren wird jeweils das am weitesten entfernte Fahrzeug und dessen Länge in Kombination mit dem nächstgelegenen erkennbaren Punkt in der Spur verwendet. Wenn in einer Spur keine Fahrzeuge vorhanden sind, wird als zugehörige Entfernung automatisch die maximale Erfassungsdistanz entlang des vorhergesagten Verlaufs der jeweiligen Spur angenommen. Die festgelegte maximale Erfassungsdistanz kann ein fester, in der Steuerung gespeicherter Wert sein, oder sie kann anhand von Umgebungsfaktoren wie der Höhe des Horizonts berechnet werden. In Schritt 55 wird für jede Spur eine Dichte berechnet, die gleich der Anzahl der jeweiligen Fahrzeuge dividiert durch den für die jeweilige Spur ermittelten Abstand ist. In Schritt 56 wird eine Gesamtdichte ermittelt, die gleich der Gesamtanzahl dividiert durch die Summe der Abstände ist.
Die in Schritt 55 und 56 ermittelten Rohdaten für die Verkehrsdichte können direkt verwendet oder in Schritt 57 normiert oder klassifiziert werden. Die Normierung kann vorzugsweise im Umwandeln der Werte in Werte auf einer Skala zwischen 0 und 1 bestehen, die als Prozentwert eines festgelegten Schwellenwerts für eine hohe Verkehrsdichte bestimmt sind. Zum Beispiel kann ein Rohwert für eine Gesamtverkehrsdichte durch den Schwellenwert dividiert und dann auf einen Höchstwert von 1 begrenzt werden. Der festgelegte Schwellenwert für hohe Verkehrsdichte kann auf der Grundlage der herrschenden Verkehrsbedingungen in dem Markt, in dem das Fahrzeug verkauft und genutzt wird, empirisch hergeleitet werden.
Als Variante kann eine Klassifizierung der Rohwerte der Verkehrsdichte aus der Definition von Schwellenwerten für eine geringe, eine mittlere und eine hohe Verkehrsdichte bestehen. Je nach dem Bereich, in den die Rohwerte für die Verkehrsdichte fallen, könnte das entsprechende Niveau an geringer, mittlerer oder hoher Verkehrsdichte bestimmt und an andere Fahrzeugsysteme gemeldet werden. Somit werden der Verkehrsdichtewert bzw. die Verkehrsdichtewerte, ob nun als rohe, normierte oder klassifizierte Daten, in Schritt 55 den jeweiligen Funktionen oder Systemen angegeben, die diese Angabe benötigen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bevorzugt nur mit gültigen Spuren durchgeführt werden, deren Vorhandensein in der Fahrzeugumgebung wie in 6 dargestellt überprüft werden kann. Wenn der einer möglichen Nachbarspur entsprechende Bereich stattdessen ein Randstreifen einer Straße ist, würde dieser normalerweise nicht zur Dichteberechnung herangezogen. Unter manchen Umständen kann es jedoch wünschenswert sein, eine Objektdichte in einer Randstreifenregion oder einem sonstigen Bereich zu überwachen, zur Verwendung bei einer potentiellen Kollision zur Ermittlung möglicher Ausweichrouten.
Zum Erkennen von gültigen Spuren beginnt das in 6 dargestellte Verfahren in Schritt 60 mit der Erkennung einer zu überprüfenden möglichen Spur (z.B. aus einem festgelegten Bereich von zwei Nachbarspuren auf beiden Seiten des Hostfahrzeugs). In Schritt 61 wird geprüft, ob sich in der erkannten Spur ein Fahrzeug befindet. Wenn in dieser Spur ein sich bewegendes Fahrzeug erkannt wird, wird die Spur in Schritt 62 für einen bestimmten Zeitraum (z.B. 60 Sekunden) für gültig befunden. Dann kehrt das Verfahren zu Schritt 64 zurück und führt eine Identifizierung der nächsten möglichen Spur zur Überprüfung durch.
Wenn in der in Schritt 61 aktuell geprüften Spur keine Fahrzeuge erkannt werden, geht das Verfahren zu Schritt 63, bei dem mit Hilfe der Gesamtverkehrsdichte ein Zeitwert Y ermittelt wird. In Situationen mit einer höheren Verkehrsdichte ist die Wahrscheinlichkeit einer leeren Spur verringert. Bei einer geringen Verkehrsdichte erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, dass eine gültige Spur für einen längeren Zeitraum fahrzeugfrei ist. Daher wird ein Zeitwert Y in einer Größe gewählt, die eine durchschnittliche Wartezeit widerspiegel, während der mit dem erneuten Erscheinen eines Fahrzeugs in der leeren Spur gerechnet wird. In Schritt 64 wird geprüft, ob die überprüfte mögliche Spur in den letzten Y Sekunden leer war. Wenn nicht, wird die Spur weiterhin als gültig angesehen und zu Schritt 60 zurückgekehrt. Wenn die Spur Y Sekunden lang leer war, wird sie in Schritt 65 nicht als gültige Spur angesehen. Die ungültige Spur kann normalerweise aus den Dichteberechnungen ausgeschlossen werden, bis in dieser möglichen Spur ein Fahrzeug erkannt wird.
7 zeigt beispielhafte Verkehrsdichtewerte, die während eines Fahrzyklus in verschiedenen Verkehrsdichten erhalten wurden. Die Dichtewerte wurden in einem Bereich von 0 bis 1 auf der Grundlage eines Schwellenwertes für hohe Verkehrsdichte 70 normiert. Wenn eine Klassifizierung der Verkehrsdichten in Bereiche gewünscht wird, statt des normierten Wertes auf der Grundlage von geeigneten Schwellenwerten eine geringe Verkehrsdichte 71 oder eine mittlere Verkehrsdichte 72 an die anderen Fahrzeugsysteme gemeldet werden.

Claims

Verfahren für eine elektronische Steuerung in einem Hostfahrzeug zur Bestimmung einer Verkehrsdichte, das folgende Schritte umfasst: Fernerfassen von Objekten in einem das Hostfahrzeug umgebenden Sichtfeld durch einen Sensor; Erkennen der Positionen von in der Nähe befindlichen Fahrzeugen innerhalb der erfassten Objekte; Vorhersagen eines Verlaufs einer vom Hostfahrzeug befahrenen Hostspur; Einordnen der in der Nähe befindlichen Fahrzeuge in eine Mehrzahl von Spuren einschließlich der Hostspur und einer oder mehrerer den vorhergesagten Fahrtweg flankierender Spuren durch die elektronische Steuerung; Bestimmen eines Hostspurabstands in Abhängigkeit von einer Position des am weitesten entfernten Fahrzeugs, das in die Hostspur eingeordnet ist durch die elektronische Steuerung; Bestimmen eines Nachbarspurabstands in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen einer nächstgelegenen Position in einer Nachbarspur, die sich im Sichtfeld befindet, und einer Position eines am weitesten entfernten, in die Nachbarspur eingeordneten Fahrzeugs durch die elektronische Steuerung; Angabe einer Verkehrsdichte in Abhängigkeit von einem Verhältnis zwischen einer Anzahl an eingeordneten Fahrzeugen und einer Summe der Abstände durch die elektronische Steuerung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Hostspurabstand eine Länge des am weitesten entfernten, in die Hostspur eingeordneten Fahrzeugs und eine Länge des Hostfahrzeugs einschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Nachbarspurabstand eine Länge des am weitesten entfernten, in die Nachbarspur eingeordneten Fahrzeugs einschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei, wenn keine in der Nähe befindlichen Fahrzeuge in der Hostspur erkannt werden, der Hostspurabstand in der maximalen Erfassungsdistanz entlang des vorhergesagten Fahrtweges besteht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei dann, wenn keine in der Nähe befindlichen Fahrzeuge in der Nachbarspur erkannt werden, die Position eines am weitesten entfernten, in die Nachbarspur eingeordneten Fahrzeugs automatisch zur festgelegten maximalen Erfassungsdistanz übergeht.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin mit einem Schritt der Normierung des Verhältnisses in einen festgelegten Bereich vor der Angabe der Verkehrsdichte.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin mit einem Schritt der Klassifizierung der angegebenen Verkehrsdichte nach geringer, mittlerer oder hoher Dichte.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die elektronische Steuerung individuelle Spurverkehrsdichtewerte für die Hostspur und die Nachbarspur angibt.
Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin die folgenden Schritte aufweist: Erkennen eines Spurwechselmanövers des Hostfahrzeugs von einer Ausgangsspur in eine Endspur; Angabe einer Trägerspurverkehrsdichte als aggregierter Wert aus der Verkehrsdichte der Anfangsspur und der Endspur während des Spurwechselmanövers.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin den folgenden Schritt aufweist: regelmäßige Ermittlung der Gültigkeit von Nachbarspuren auf beiden Seiten der Hostspur durch die elektronische Steuerung, wobei ein Nachbarspurverlauf als gültige Nachbarspur ermittelt wird, wenn ein sich bewegendes Fahrzeug mit ihm deckungsgleich ist.