DE102014212898A1

DE102014212898A1 - Verfahren zum Ermitteln einer Notfall-Trajektorie und Verfahren zum teilautomatisierten oder automatisierten Führen eines Ego-Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102014212898A1
Application number: DE102014212898.6A
Authority: DE
Inventors: Oliver Pink; Carsten Hasberg; Sybille Eisele; Michael Helmle; Ulf Wilhelm
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2014-07-03
Publication date: 2016-01-07
Also published as: US20160001775A1; JP2016015142A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln wenigstens einer Notfall-Trajektorie eines Ego-Fahrzeugs durch ein Assistenzsystem, insbesondere ein Fahrerassistenzsystem des Ego-Fahrzeugs, und/oder eine Automatikfahrfunktion, wobei bei einem Erkennen einer bevorstehenden Kollision des Ego-Fahrzeugs, durch das Assistenzsystem bzw. die Automatikfahrfunktion die wenigstens eine Notfall-Trajektorie des Ego-Fahrzeugs unter einem Berücksichtigen wenigstens einer Fremd-Trajektorie wenigstens eines vom Ego-Fahrzeug verschiedenen Fremd-Objekts ermittelt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm oder ein Computerprogrammprodukt, eine Recheneinheit oder eine Verarbeitungseinrichtung, und eine Sicherheitseinrichtung, insbesondere mit einem Assistenzsystem und/oder einer Automatikfahrfunktion für ein Fahrzeug, bevorzugt ein Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln wenigstens einer Notfall-Trajektorie eines Ego-Fahrzeugs durch ein Assistenzsystem, insbesondere ein Fahrerassistenzsystem des Ego-Fahrzeugs, und/oder eine Automatikfahrfunktion. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum teilautomatisierten oder automatisierten Führen eines Ego-Fahrzeugs, wobei bei Erkennen einer bevorstehenden Kollision des Ego-Fahrzeugs zunächst das erfindungsgemäße Verfahren zum Ermitteln der wenigstens einen Notfall-Trajektorie des Ego-Fahrzeugs durchgeführt wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Computerprogramm oder ein Computerprogrammprodukt, eine Recheneinheit oder eine Verarbeitungseinrichtung, und eine Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, bevorzugt ein Kraftfahrzeug.
Stand der Technik
Die aktive Sicherheit ist einer der Schwerpunkte bei der Entwicklung aktueller und auch zukünftiger Kraftfahrzeugsysteme. Bekannte Sicherheits- oder Fahrerassistenzsysteme – nachfolgend auch als Assistenzsystem bezeichnet – im Bereich der aktiven Sicherheit von Kraftfahrzeuginsassen, d. h. zur Unfallvermeidung des betreffenden Kraftfahrzeugs, sind beispielsweise die elektromechanische Servolenkung EPS (Electronic Power Steering), das elektronische Stabilitätsprogramm ESP (Electronic Stability Programme) zur Stabilisierung des Kraftfahrzeugs durch Bremseingriffe im fahrdynamischen Grenzbereich sowie VDM (Vehicle Dynamic Management) als Erweiterung des ESP durch zusätzliche Lenk- und/oder Beschleunigungseingriffe. Ferner sind z. B. Fahrerassistenzsysteme wie eine ACC (Adaptive Cruise Control), ein automatisches Notbremssystem oder ein Spurverlassenswarnsystem zu nennen.
Eine Ausstattungsrate von Fahrerassistenzsystemen in heutigen Fahrzeugen nimmt stetig zu, wobei Fahrerassistenzsysteme mittlerweile auch in Fahrzeugen der Mittelklasse Einzug gehalten haben. Die Fahrerassistenzsysteme werden bis hin zum automatisierten Fahren weiter entwickelt und dienen dazu einen Fahrzeugführer von seiner Fahraufgabe zu entlasten und tragen dazu bei, Anzahl und Schwere von Unfällen zu reduzieren. Durch eine Assistenz- oder automatisierte Fahrfunktion – nachfolgend als Automatikfahrfunktion bezeichnet – wird zwar eine Wahrscheinlichkeit in eine Kollision verwickelt zu werden reduziert, es können aber immer noch durch andere bzw. fremde Verkehrsteilnehmer, z. B. nicht mit einem Assistenzsystem oder einer Automatikfahrfunktion ausgestattete Fahrzeuge, verschuldete und nicht vorhersehbare Kollisionen eintreten.
Aufgabenstellung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zustellen, mit welchem es möglich ist, eine Wahrscheinlichkeit eine Kollision für ein Ego-Fahrzeug zu senken und/oder die Folgen in Bezug auf Verletzungsschweren und/oder Sachschaden einer unvermeidbaren Kollision zu reduzieren. Das erfindungsgemäße Verfahren soll dabei mit einem bereits bestehenden System, z. B. einer Sicherheitseinrichtung, insbesondere einem (Fahrer-)Assistenzsystem und/oder einer Automatikfahrfunktion o. ä., zusammenarbeiten können, um dessen Wirksamkeit zu erhöhen. Das erfindungsgemäße Verfahren soll sicher und zuverlässig arbeiten sowie in dessen Umsetzung kostengünstig sein. Hierbei soll das Verfahren mit einer bereits in einem Kraftfahrzeug verbauten Sensorik und/oder Aktorik umsetzbar sein. Ferner ist es eine Aufgabe der Erfindung ein Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt, eine Recheneinheit oder Verarbeitungseinrichtung, und eine Sicherheitseinrichtung für ein Fahrzeug, bevorzugt ein Kraftfahrzeug, anzugeben.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren zum Ermitteln wenigstens einer Notfall-Trajektorie eines Ego-Fahrzeugs durch ein Assistenzsystem, insbesondere ein Fahrerassistenzsystem des Ego-Fahrzeugs, und/oder eine Automatikfahrfunktion, gemäß Anspruch 1; durch ein Verfahren zum teilautomatisierten oder zum automatisierten Führen eines Ego-Fahrzeugs, gemäß Anspruch 8; mittels eines Computerprogramms oder eines Computerprogrammprodukts gemäß Anspruch 10; mittels einer Recheneinheit oder einer Verarbeitungseinrichtung gemäß Anspruch 11; und mittels einer Sicherheitseinrichtung gemäß Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und/oder der folgenden Beschreibung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird bei einem Erkennen einer bevorstehenden Kollision eines Ego-Fahrzeugs durch das Assistenzsystem bzw. die Automatikfahrfunktion die wenigstens eine Notfall- bzw. Ausweich-Trajektorie des Ego-Fahrzeugs unter einem Berücksichtigen wenigstens einer Fremd-Trajektorie wenigstens eines vom Ego-Fahrzeug verschiedenen Fremd-Objekts ermittelt. – Das Assistenzsystem kann ein Assistenzsystem des Ego-Fahrzeugs oder ein bezüglich des Ego-Fahrzeugs externes Assistenzsystem, insbesondere ein infrastrukturbasiertes Assistenzsystem, sein. Das Fremd-Objekt kann z. B. ein Fremd-Fahrzeug, insbesondere ein Fremd-Kraftfahrzeug, ein fremder Verkehrsteilnehmer oder ein stillstehendes bewegbares oder festes Fremd-Objekt in der Umgebung des Ego-Fahrzeugs sein.
Unter einer bevorstehenden Kollision soll hierbei folgendes verstanden werden. Wäre das Ego-Fahrzeug aufgrund des Assistenzsystems bzw. der Automatikfahrfunktion nicht in der Lage sich selbst, also das Ego-Fahrzeug, aus einer Gefahrenzone zu bringen, so würde die Kollision mit hoher oder überwiegender Wahrscheinlichkeit passieren. D. h. dem Ego-Fahrzeug widerfährt ohne eine Leitungsoder Kontrollfunktion durch das Assistenzsystem bzw. die Automatikfahrfunktion mit hoher oder überwiegender Wahrscheinlichkeit die Kollision. D. h. trifft der Fahrzeugführer im Wesentlichen alle Entscheidungen für das Ego-Fahrzeug, dann passiert mit hoher oder überwiegender Wahrscheinlichkeit dieser Unfall auch. Die hohe oder überwiegende Wahrscheinlichkeit kann hierbei ausgewählt sein und beträgt z. B. 20–30%, 30–40, 40–50%, 50–60% oder über 60%.
Die Notfall-Trajektorie ist dadurch gekennzeichnet, dass sich diese von einer kollisionsbehafteten Fahr-Trajektorie des Ego-Fahrzeugs, ggf. nur in einem räumlichen und/oder zeitlichen Abschnitt, unterscheidet, d. h. die Notfall-Trajektorie ist immer nicht mit einer ursprünglichen bzw. einer beabsichtigten Fahr-Trajektorie des Ego-Fahrzeugs identisch. Die ursprüngliche bzw. die beabsichtigte Fahr-Trajektorie führt mit der oben angegebenen Wahrscheinlichkeit zu einem Unfall des Ego-Fahrzeugs. Ferner unterscheidet sich die Notfall-Trajektorie in Bezug auf eine Ausweich-Trajektorie bevorzugt dadurch, dass einerseits das Ego-Fahrzeug nicht einer der Verursacher des Unfalls ist und andererseits dieser Unfall mit der oben angegebenen Wahrscheinlichkeit eintritt. D. h. der zu vermeidende Unfall beruht bevorzugt auf einem Fehlverhalten eines anderen bzw. fremden Verkehrsteilnehmers.
Gemäß der Erfindung kann die wenigstens eine Notfall-Trajektorie aus einer Notfall-Trajektorienschar oder einem Notfall-Trajektorienraum des Ego-Fahrzeugs ggf. sukzessive ermittelt werden. Ferner kann die wenigstens eine Fremd-Trajektorie aus einer Fremd-Trajektorienschar oder einem Fremd-Trajektorienraum des betreffenden Fremd-Objekts ermittelt werden, oder die wenigstens eine Fremd-Trajektorie kann eine Fremd-Trajektorienschar oder ein Fremd-Trajektorienraum sein. Der betreffende Trajektorienraum ist auch als ein Phasenraum oder ein Zustandsraum bezeichenbar.
Unter einer Trajektorie soll ein zeitabhängiger Verlauf (Punkt, Strecke, Kurve) eines Objekts in einem ortsfesten (z. B. bezüglich einer möglichen Kollisions- bzw. Unfallstelle des Ego-Fahrzeugs) oder einem bewegten Bezugssystem (z. B. das Ego-Fahrzeug selbst) verstanden sein. Ein bezüglich eines räumlichen Ursprungs des Bezugssystems stillstehendes Objekt im Bezugssystem entspricht einer lediglich zeitlichen Bewegung im Bezugssystem (Punkt im Raum, Strecke in der Zeit), bewegt sich das Objekt im Bezugssystem, so entspricht dies einer raumzeitlichen Bewegung im Bezugssystem (Strecke, Kurve in der Raumzeit). D. h. eine Trajektorie ist eine rein zeitliche und/oder eine raumzeitliche Bahn in einem ortsfesten oder einem bewegten Bezugssystem, bzw. dadurch zusammengesetzt.
Gemäß der Erfindung soll für den Fall einer unvermeidbaren Kollision, die Notfall-Trajektorie derart ermittelt werden, dass in erster Linie wahrscheinlich keine oder lediglich geringe Personenschäden und erst in zweiter Linie wahrscheinlich keine oder lediglich geringe Sachschäden entstehen. – Zeitlich beim oder zeitlich nach dem Ermitteln der wenigstens einen Notfall-Trajektorie, kann durch das Assistenzsystem bzw. die Automatikfahrfunktion eine Notfall-Trajektorie ausgewählt und an den Fahrzeugführer und/oder ein Automatikfahrmodul der Automatikfahrfunktion ausgegeben werden. Hierbei wird die ausgewählte Notfall-Trajektorie bevorzugt als eine festgelegte Notfall-Trajektorie ausgegeben, oder die Notfall-Trajektorie wird bevorzugt während dem Fahren oder Absolvieren einer Notfall-Trajektorie geändert, abschnittsweise berichtigt, (sukzessive) ergänzt und/oder neu berechnet, d. h. ermittelt.
Durch eine Situationsanalyse im Rahmen eines Umfeldmodells des Ego-Fahrzeugs ist die bevorstehende Kollision des Ego-Fahrzeugs erkennbar, wobei das Umfeldmodell insbesondere eine Information aus einer Umfeldsensorik des Ego-Fahrzeugs, einer Car-to-X Kommunikation des Ego-Fahrzeugs, einer Navigation des Ego-Fahrzeugs und/oder einer Verkehrsmeldung berücksichtigt. Unter einer Car-to-X Kommunikation kann z. B. eine Car-to-Car Kommunikation, eine Car-to-Infrastruktur und/oder eine Infrastruktur-to-Car Kommunikation verstanden werden. – D. h. es bietet sich für das Ego-Fahrzeug die Chance, durch Nutzung von externen und/oder internen Informationen unter Einbeziehung möglicher Fremd-Trajektorien von Fremd-Objekten, wie der anderer Verkehrsteilnehmer, eine Ego-Trajektorie mit einem geringen oder einem möglichst geringen Risiko zu bestimmen, d. h. zu ermitteln.
Gemäß der Erfindung können für das Ermitteln der Notfall-Trajektorie Daten für das Umfeldmodell und/oder Daten der Situationsanalyse im Rahmen des Umfeldmodells berücksichtigt werden. Ferner kann eine Auswertung der Daten des Fremd-Objekts oder der Fremd-Objekte durchgeführt werden. Darüber hinaus kann eine Situationsanalyse im Rahmen eines Insassenmodells durchgeführt werden, durch welche potenzielle Gefahren für einen Insassen des Ego-Fahrzeugs berücksichtigt werden. Darüber hinaus kann eine Situationsanalyse im Rahmen eines Insassenmodells durchgeführt werden, um potentielle Gefahren für Insassen im dem Kraftfahrzeug, welches potentieller Unfallgegner sein wird, zu berücksichtigen. Die Informationen dazu können z. B. über Car-to-X übermittelt werden. Des Weiteren kann eine zu erwartende Kontrolle des Ego-Fahrzeugs bei den aktuell vorherrschenden Bedingungen berücksichtigt werden. Ein gesichertes und/oder geschätztes Verhalten eines anderen Verkehrsteilnehmers kann berücksichtigt und/oder ein Risiko einer zu erwartenden Endposition des Ego-Fahrzeugs kann zeitlich nach gefahrener Notfall-Trajektorie berücksichtigt werden.
Gemäß der Erfindung kann beim Ermitteln der wenigstens einen Notfall-Trajektorie ein erweitertes Suchfeld, z. B. unter Umgehung herkömmlicher Verkehrsund/oder Verhaltensregeln, für die Notfall-Trajektorie zur Anwendung kommen. Beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann an den fremden Verkehrsteilnehmer eine Warnung vom Ego-Fahrzeug über die bevorstehende Kollision ausgegeben werden. Die Warnung kann optisch, akustisch und/oder über Funk ausgegeben werden. Ferner kann das Verfahren eine landesspezifische Information berücksichtigen. Gemäß der Erfindung können für das Ermitteln der Notfall-Trajektorie Daten aus einem Schadensmodell berücksichtigt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum teilautomatisierten oder automatisierten Führen eines Ego-Fahrzeugs, wird bei Erkennen der bevorstehenden Kollision des Ego-Fahrzeugs zunächst das obige Verfahren durchgeführt. Ferner wird an den Fahrzeugführer des Ego-Fahrzeugs durch das Assistenzsystem bzw. die Automatikfahrfunktion eine Warnung ausgegeben, wobei eine Notfall-Trajektorie als eine zu fahrende Trajektorie, z. B. eine Ausweich-Trajektorie, ausgegeben wird, und/oder durch das Assistenzsystem bzw. die Automatikfahrfunktion des Ego-Fahrzeugs wird eine Intervention im/am Ego-Fahrzeug derart durchgeführt, dass das Ego-Fahrzeug dazu gezwungen wird, eine Notfall-Trajektorie zu fahren oder zu nehmen. Eine bewältigte Notfall-Trajektorie kann als eine gefahrene Ausweich-Trajektorie bezeichnet sein, wobei ein Unfall ohne eine wesentliche und/oder ursprüngliche Beteiligung des Ego-Fahrzeugs stattgefunden hat.
Gemäß der Erfindung kann die Notfall-Trajektorie an den Fahrzeugführer des Ego-Fahrzeugs haptisch, optisch und/oder akustisch ausgegeben werden. Ferner kann die Intervention am Ego-Fahrzeug eine Intervention am/im Fahrwerk, insbesondere ein Lenk-, Brems- und/oder Dämpfereingriff, und/oder eine Intervention am/ im Fahrstrang, insbesondere ein Motor- und/oder Getriebeeingriff, sein. Es ist möglich, das Verfahren derart auszugestalten, dass die Intervention am Ego-Fahrzeug durch den Fahrzeugführer bestätigt werden muss oder durch den Fahrzeugführer negiert werden kann. Zeitlich nach dem Fahren der Notfall-Trajektorie kann das Ego-Fahrzeug teilautomatisiert durch den Fahrzeugführer und/oder automatisiert in eine sichere Position verbracht werden. Ferner kann zeitlich nach dem Fahren der Notfall-Trajektorie an den Fahrzeugführer des Ego-Fahrzeugs eine Aufforderung zur Fahrzeugübernahme ergehen.
Die Erfindung ist als ein Computerprogramm z. B. in einer erfindungsgemäßen Recheneinheit oder einer erfindungsgemäßen Verarbeitungseinrichtung implementierbar. D. h. ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt, z. B. ein Computerprogramm auf einem Datenträger, umfasst einen Programmcode, der Programmcodemittel zur Durch- bzw. Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst. Hierbei kann das Computerprogramm auf einem (Mikro-)Prozessor oder einem (Kleinst- oder Klein-)Computer ausgeführt werden und/oder auf einem Datenträger oder einem digitalen Speichermedium gespeichert sein.
Solch ein maschinen- bzw. computerlesbarer Datenträger bzw. ein solches digitales Speichermedium kann beispielsweise eine Festplatte, ein ROM-, EPROM-, EEPROM- oder ein Flash-Speicher, ein Speicherbaustein, eine Diskette, eine CD-ROM, eine DVD oder eine Blu-Ray Disc sein. Ferner kann das Computerprogramm in Form von Firmware gespeichert sein. Hierbei kann das Computerprogramm mit elektronisch zur Verfügung stellbaren oder auslesbaren (ggf. Steuer-/Regel-)Signalen, z. B. Informationen eines Sensors, einer Auswerteeinheit und/oder eines Aktors, in einer programmierbaren Prozessor- oder Computereinrichtung oder einem entsprechenden System derart zusammenwirken, dass eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durch- bzw. ausgeführt werden kann.
Die erfindungsgemäße Recheneinheit kann z. B. als eine arithmetisch-logische Einheit oder als eine Untereinheit der erfindungsgemäßen Verarbeitungseinrichtung ausgebildet sein. Die Verarbeitungseinrichtung ist z. B. als eine elektronische Recheneinrichtung oder -einheit, beispielsweise als ein Mikrocontroller oder ein Prozessor, als ein (Kleinst- oder Klein-)Computer, eine Steuereinrichtung, oder ein Steuergerät, oder als eine andere Ein-/Vorrichtung oder ein Gerät, ausgebildet, welche, welcher bzw. welches natürlich auch noch andere Aufgaben durch- bzw. ausführen kann. Ferner kann die Recheneinheit oder die Verarbeitungseinrichtung das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt aufweisen.
Gemäß der Erfindung kann das Verfahren in einer Sicherheitseinrichtung, insbesondere in einem Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs und/oder einer Automatikfahrfunktion des Fahrzeugs, zum Erhöhen der Verkehrssicherheit verwendet bzw. angewendet werden. So ist die Erfindung ggf. partiell mittels einer Fahrwerkseinrichtung, insbesondere einer Lenk-, Bremsen- und/oder Dämpfersteuerung/-regelung, und/oder ggf. partiell mittels einer Fahrstrangeinrichtung, insbesondere einer Motor-(z. B. ein Beschleunigungseingriff) und/oder Getriebesteuerung/-regelung, des Ego-Fahrzeugs durchführbar.
Die erfindungsgemäße Sicherheitseinrichtung ist dabei derart eingerichtet, dass dadurch das erfindungsgemäße Verfahren zum Ermitteln einer Notfall-Trajektorie eines Fahrzeugs und/oder das Verfahren zum teilautomatisierten oder zum automatisierten Führen eines Fahrzeugs durchführbar ist. Ferner kann die Sicherheitseinrichtung ein erfindungsgemäßes Computerprogramm oder ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt, und/oder eine erfindungsgemäße Recheneinheit oder eine erfindungsgemäße Verarbeitungseinrichtung aufweisen.
Bei einer bevorstehenden Kollisions- bzw. Unfallsituation sind die meisten Fahrzeugführer überfordert die gesamte Situation zu erfassen und Reaktionen anderer Verkehrsteilnehmer richtig einzuschätzen, um daraus eine eigene Reaktion mit einem geringen oder gar einem möglichst geringen Risiko abzuleiten. Insbesondere ist es jedem Fahrzeugführer nicht möglich, in Sekundenbruchteilen die Erfahrung von Unfallexperten zu einem Schadensmodell zu berücksichtigen und dieses dann auch konsequent in einer Notfall-Trajektorie oder einer Mehrzahl möglicher Notfall-Trajektorien umzusetzen.
Die Erfindung überkommt diese Probleme und bietet dem Ego-Fahrzeug und dessen Insassen sowie anderen Verkehrsteilnehmern einen deutlich besseren Schutz. Ferner kann gemäß der Erfindung ein bereits bestehendes Verfahren zum Erhöhen einer aktiven und/oder passiven Sicherheit durch das erfindungsgemäße Verfahren erweitert bzw. ergänzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann sicher, robust und zuverlässig arbeiten und ist in dessen Umsetzung kostengünstig, da in einem Kraftfahrzeug mit automatisierten Funktionen entsprechende Sensoren, Auswerteeinheiten und/oder Aktoren ohnehin vorhanden sind.
Kurzbeschreibung der Figuren
Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung näher erläutert. Elemente oder Bauteile, welche eine identische, univoke oder analoge Ausbildung und/oder Funktion besitzen, sind in der Beschreibung und in den Figuren der Zeichnung mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Sämtliche erläuterten Merkmale sind nicht nur in der angegebenen Kombination bzw. den angegebenen Kombinationen, sondern auch in einer anderen Kombination bzw. anderen Kombinationen oder in Alleinstellung anwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Figuren (1 bis 5) der Zeichnung zeigen ein Block- bzw. ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum teilautomatisierten oder automatisierten Führen eines Ego-Fahrzeugs, wobei bei Erkennen einer bevorstehenden Kollision des Ego-Fahrzeugs ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Ermitteln wenigstens einer Notfall- bzw. Ausweich-Trajektorie eines Ego-Fahrzeugs durch ein Assistenzsystem, insbesondere ein Fahrerassistenzsystem des Ego-Fahrzeugs, und/oder eine Automatikfahrfunktion durchgeführt wird. Letzteres Verfahren ermittelt die mögliche(n) Notfall-Trajektorie(n) und wählt ggf. eine geeignete Notfall-Trajektorie aus, wohingegen das eingangs genannte Verfahren ggf. eine geeignete Notfall-Trajektorie auswählt und diese einem Fahrzeugführer vorschlägt (Assistenzsystem) und/oder, ggf. unter vollständiger Umgehung des Fahrzeugführers, dem Ego-Fahrzeug aufprägt (Automatikfahrfunktion).
Ausführungsformen der Erfindung
Gemäß der Erfindung wird zunächst eine Kollisionserkennung (Modul 20) in dem Assistenzsystem, insbesondere dem Fahrerassistenzsystem, des Ego-Fahrzeugs durchgeführt und anhand der 1 näher erläutert. Die Kollisionserkennung hat als Entscheidungsbasis ein Modul Umfeldmodell (Modul 10), in welchem eine Situationsanalyse für das Ego-Fahrzeug in Bezug darauf durchgeführt wird, ob eine Kollision bevorsteht bzw. droht oder nicht. Dies wird in Modul 20 entschieden. Erkennt das Modul 20 keine Kollision, so schreitet das Verfahren in Modul 22 fort, wobei eine Auswahl einer Trajektorie des Ego-Fahrzeugs nach Gesichtspunkten wie Komfort, einem natürlichen Fahrverhalten etc. wählbar ist. Diese Trajektorie kann von dem Fahrzeugführer auch vollständig selbständig oder mit einer Hilfe (Fahrerassistenzsystem) gewählt werden. Erkennt das Modul 20 eine bevorstehende Kollision, so schreitet das Verfahren in Modul 30 fort.
Mögliche Komponenten für die Situationsanalyse Umfeldmodell (Modul 20) sind: ein Radar-, Video-, Ultraschall-, Lidar-, IR- und/oder ein sonstiger (aktiv-)optischer Umgebungssensor (Modul 12). Eine Information, welche über eine Telemetrie (Mobilfunknetz, WLAN etc.) von der Infrastruktur (Car-to-X bzw. Infrastruktur-to-Car Kommunikation), einem anderen Verkehrsteilnehmer (Car-to-Car Kommunikation) oder einem Verkehrsdienst ans Ego-Fahrzeug übergeben wird (Module 14, 18). Eine ortsbedingte Information, welche sich z. B. aus Navigations-Kartendaten ergibt (Bestimmen einer Position mit z. B. GPS und abgelegten Informationen über Unfallrisiken in den Kartendaten) (Modul 16). Eine Fahrzeuggröße des Ego-Fahrzeugs, z. B. Geschwindigkeit, Außentemperatur, Glättegefahr aus ermittelter geringer Haftung, Diagnose Zustände von Komponenten, Bewegungsprofile etc.
Zeitlich nach dem Erkennen einer bevorstehenden Kollision erweitert das Assistenzsystem und/oder die Automatikfahrfunktion ein Suchfeld für eine zu wählende Notfall-Trajektorie (Modul 30, 2), z. B. durch ein Zulassen von Verletzungen der Verkehrsregeln, wie z. B. ein Ausweichen auf eine Gegenfahrbahn, einen Standstreifen, einen Grünstreifen, einen Gehweg etc. (5, Modul 61, s. u.). D. h. solche sonst für das Ego-Fahrzeug verbotenen Orte können in der Ausnahmesituation der bevorstehenden Kollision befahren oder benutzt werden, um die Kollision zu verhindern. Dies ist natürlich nur möglich, wenn kein Personenschaden (Fremd-Person und/oder Insasse des Ego-Fahrzeugs) und ggf. kein übermäßiger Sachschaden droht. Droht kein Personenschaden, so kann ein Schaden am Ego-Fahrzeug z. B. dann in Kauf genommen werden, wenn dadurch ein Personenschaden am potentiellen Unfallgegner bzw. ein höherer anderweitiger Sachschaden vermeidbar ist.
Im Rahmen einer Risikobewertung findet dann durch das Assistenzsystem eine Auswahl einer Notfall-Trajektorie für das Ego-Fahrzeug statt (Modul 1). Hierbei besitzt das Modul 1 die Informationen des Moduls 30 bzw. zusätzlich dessen Eingangsdaten und ggf. die Informationen des Moduls 10 und/oder der Module 12, 14, 16, 18 sowie der Fahrzeuggrößen. Ferner sind dem Modul 1 durch eine Situationsanalyse im Rahmen eines Insassenmodells (Modul 40), durch eine Auswertung der Fremd-Objekte (Modul 50), einer zu erwartenden Kontrolle des Ego-Fahrzeugs bei einer gegebenen Fahrbahnoberfläche bzw. anderer äußerer Parameter (Modul 60) weitere Informationen für dessen Entscheidungsbasis zugänglich.
Ferner kann das Modul 1 ein Risiko einer eigenen Endposition nach absolvierter Notfall-Trajektorie in Bezug auf eine mögliche Folgekollision (Modul 80) berücksichtigen. Darüber hinaus kann durch das Modul 1 eine gezielte Beeinflussung bzw. Warnung anderer Verkehrsteilnehmer z. B. durch Hupen, Blinken, Scheinwerferlicht, Bremslicht etc. durchgeführt werden (Modul 70). Bei einer Interaktion des Moduls 70 mit dem Modul 1 kann ein kooperatives, unkooperatives und/oder neutrales Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer in die Entscheidungsbasis des Moduls 1 miteinbezogen werden (Pos. 72).
Mögliche Komponenten für die Situationsanalyse im Rahmen des Insassenmodells (Modul 40) basierend z. B. auf einem Status der Insassen (Modul 42) sind: Eine Innenraumkamera (Innenraumsensorik, Modul 422) zum Bestimmen einer Insassenposition (insbesondere OOP Zustände) bzw. zum Erkennen von Gegenständen, welche eine Wirkung von Rückhaltesystemen einschränken können. Eine Video-, Radar-, Ultraschall,- IR-Sensorik für eine Fußraum-Überwachung, um eine Position der Füße des Fahrzeugführers zu detektieren (z. B. Füße vor den Pedalen, oder „hochgelegt“) (Modul 422). Eine Video-, Radar-, Ultraschall,- IR-Sensorik zur Hand-Überwachung, um eine Position der Hände und Arme des Fahrzeugführers zu detektieren (z. B. Hände am Lenkrad) (Modul 422).
Ferner: Eine Sitzbelegungserkennung (Belegungserkennung, Gewichtserkennung, Sitzmatten, Kapazitive Sensoren, Kindersitzerkennung, z. B. Isofix) (Modul 421). Eine Positionseinstellung der Fahrzeugsitze (über Wegsensoren und Bewegungserfassung der Verstellmotoren) (Modul 424). Ein Anschnallzustand durch eine klassische Gurtschlosssensorik und/oder ein Überwachen eines elektromotorischen Retraktors/Gurtmotors, ggf. kamerabasiert (Modul 423). Eine Gegenstandidentifikation über RFID, WLAN oder Steckverbindungen, um z. B. von der Kamera erkannte Gegenstände zu plausibilisieren und ggf. zu Klassifizieren, ob dieser Gegenstand ein Gefahrenpotential darstellt oder nicht.
Darüber hinaus: Eine Positionserkennung von sonstigen im Innenraum befindlichen Fahrzeug-Komponenten, z. B. schwenkbare Displays, Tastaturfelder, Tabletts (für Nahrungsaufnahme), Lenkrad. Eine generelle, auf eine individuelle Sicherheit (individual safety) bezogene Sensorik zum Bestimmen eines Alters, eines Gewichts, eines Geschlechts und einer Massenverteilung des Fahrzeugführers. Eine Messung eines Ablenkungsgrads eines Insassen auf Basis einer Interaktion mit anderen Menschen innerhalb oder außerhalb des Ego-Fahrzeugs mittels Analyse von Sprachcharakteristiken des Fahrzeugführers (Aufgeregtheit usw.), z. B. für eine Nutzung zur Schwellenanpassung
Mögliche Kriterien bei der Auswertung der Fremd-Objekte (Modul 50) sind: Eine geschätzte Zeitdauer bis zur Kollision (time to collision) (Modul 51); eine Informationen z. B. bezüglich Struktur, Steifigkeit, Masse, Deformationszone etc. (Modul 52), welche z. B. über eine Car-to-Car oder eine Infrastruktur-to-Car Kommunikation übertragen werden (Modul 521); ein Offset (Modul 54); eine Objektgröße (Modul 55); eine Relativgeschwindigkeit (Modul 53); eine Crashwahrscheinlichkeit etc.
Mögliche Kriterien bei einer Auswahl einer Fahrbahn und/oder einer zu erwartende Kontrolle des Ego-Fahrzeugs (Modul 60) sind: Ein Nutzen von Vorwissen, z. B. eine Häufigkeit einer Nutzung von Fahrspuren, Bevorzugen von Fahrspuren in die eigene Fahrtrichtung (z. B. den Standstreifen eher nutzen als eine Gegenfahrbahn) etc. Bei einer Wahl für eine andere Fahrbahnoberfläche z. B. einen Grünstreifen, einen Einfahrwinkel und mögliche Querbeschleunigungen bei gegebener eigener Geschwindigkeit berücksichtigen, damit ein Fahrzeugüberschlag vermieden werden kann; ebenso bei einem Auffahren auf Bordsteine. Berücksichtigen einer Information über eine mögliche Nässe/Glätte durch einen Regen/Temperatursensor und eine Nutzung von Vorwissen bzgl. Haftung (µ-Schätzer, Modul 61).
Mögliche Kriterien zum Beeinflussen anderer Verkehrsteilnehmer (Modul 70) sind: (Dauer-)Hupen, um einen möglichen Kollisionsgegner zum Ausweichen zu bewegen; Hupen für eine erhöhte Aufmerksamkeit; Selbst blinken, um beabsichtigte Notfall-Trajektorie dem möglichen Kollisionsgegner anzuzeigen; flashendes Licht, Bremslicht etc. – Eine Risikobewertung in Modul 1 ergibt sich aus einer Verknüpfung einer Crashwahrscheinlichkeit mit einer maximal möglichen Verletzungsschwere unter Einbezug des Insassenmodells (Modul 40) und unter Einbezug ggf. anderer Verkehrsteilnehmer mit den folgenden Einzelkriterien und dem Ziel eine maximal mögliche Verletzungsschwere aller Beteiligter so gering wie möglich zu halten.
Mögliche Kriterien für ein Ausführen einer Risikobewertung (Modul 1) sind: Ein Schätzen eines Energieabbaus (einbeziehen von Relativgeschwindigkeit und Objektmasse), wenn möglich über der Zeit, denn ein geringerer Energieabbau korreliert mit einer geringeren Verletzungsschwere. Trajektorien mit größerer Zeitdauer bis zur Kollision haben zunächst eine geringere Kollisionswahrscheinlichkeit, da sich in der Zeit bis zur Kollision eine Situation ändern kann und neue Handlungsalternativen entstehen können. Ein Offset bei bevorstehender Kollision; geringe Offsets, die im Crashfall zum Abgleiten führen würden bevorzugen gegenüber typisch möglicher Offsetkollision (z. B. 40% Überdeckung). Ein Schätzen einer möglichen Kollisionsschwere. Ein Einbeziehen von Struktur, Steifigkeit, Masse, Relativgeschwindigkeit, Deformationszone etc. des möglichen Kollisionsgegners.
Ferner: Trajektorien mit höherer Fahrzeugkontrolle können bevorzugt werden. Falls eine Kollision unvermeidlich ist, dann Beeinflussen der Notfall-Trajektorie weg von einer Fahrgastzelle oder zumindest weg von besetzten Plätzen, z. B. bei einer bevorstehenden Seitenkollision nicht eine Fahrzeugtür sondern einen Radkasten ansteuern. Ein Einbeziehen eines Risikos der Endposition nach einer Erstkollision in Bezug auf mögliche Folgekollisionen (Beobachten des Nachfolgeverkehrs, Häufigkeit der Nutzung der Fahrstrecke etc.). Ein Einbeziehen der Situationsanalyse des Insassenmodells (Modul 40) und ein Anpassen eines Rückhaltesystems bezüglich individueller Sicherheit. Ein kooperatives Verhalten anderer Verkehrsteilnehmer, insbesondere nach einem gezielten Beeinflussen, als wahrscheinlicher annehmen als ein unkooperatives Verhalten.
Im Folgenden werden Beispiele für erfindungsgemäße Notfall-Trajektorien angegeben. In einem Fall ist es möglich, durch ein Ausweichen auf z. B. einen Stand- oder Grünstreifen nicht in einen gerade passierenden Unfall, z. B. in einen voraus geschehenden Auffahrunfall, verwickelt zu werden. Ferner ist es z. B. möglich, eine Notfall-Trajektorie derart zu wählen, dass das Ego-Fahrzeug an einer Kreuzung bei grünem Ampellicht stehen bleibt (lediglich zeitliche Bewegung im Bezugssystem), während sich ein Unfall auf der vor ihm liegenden Kreuzung ereignet. In einer ähnlichen Lage kann die Notfall-Trajektorie z. B. derart gewählt werden, dass das Ego-Fahrzeug bei rotem Ampellicht rechts an die Kreuzung heranfährt, falls sich ein Fremd-Fahrzeug von hinten zu schnell nähert und einen Unfall mit dem Ego-Fahrzeug verursachen würde, falls sich das Ego-Fahrzeug nicht von der Stelle bewegt.

Claims

Verfahren zum Ermitteln wenigstens einer Notfall-Trajektorie eines Ego-Fahrzeugs durch ein Assistenzsystem, insbesondere ein Fahrerassistenzsystem des Ego-Fahrzeugs, und/oder eine Automatikfahrfunktion, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Erkennen (20) einer bevorstehenden Kollision des Ego-Fahrzeugs, durch das Assistenzsystem bzw. die Automatikfahrfunktion die wenigstens eine Notfall-Trajektorie des Ego-Fahrzeugs unter einem Berücksichtigen wenigstens einer Fremd-Trajektorie wenigstens eines vom Ego-Fahrzeug verschiedenen Fremd-Objekts ermittelt (1) wird.
Verfahren gemäß vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Notfall-Trajektorie aus einer Notfall-Trajektorienschar oder einem Notfall-Trajektorienraum des Ego-Fahrzeugs ggf. sukzessive ermittelt (1) wird, und/oder die wenigstens eine Fremd-Trajektorie aus einer Fremd-Trajektorienschar oder einem Fremd-Trajektorienraum des betreffenden Fremd-Objekts ermittelt (1) wird, oder die wenigstens eine Fremd-Trajektorie eine Fremd-Trajektorienschar oder ein Fremd-Trajektorienraum ist.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall einer unvermeidbaren Kollision, die Notfall-Trajektorie derart ermittelt (1) wird, dass in erster Linie wahrscheinlich keine oder lediglich geringe Personenschäden und in zweiter Linie wahrscheinlich keine oder lediglich geringe Sachschäden entstehen.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zeitlich beim oder zeitlich nach dem Ermitteln (1) der wenigstens einen Notfall-Trajektorie, durch das Assistenzsystem bzw. die Automatikfahrfunktion eine Notfall-Trajektorie ausgewählt (1) und an den Fahrzeugführer und/oder ein Automatikfahrmodul der Automatikfahrfunktion ausgegeben wird, wobei die ausgewählte Notfall-Trajektorie bevorzugt als eine festgelegte Notfall-Trajektorie ausgegeben wird, oder die Notfall-Trajektorie bevorzugt während des Fahrens der Notfall-Trajektorie geändert, abschnittsweise berichtigt, sukzessive ergänzt und/oder neu berechnet wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch eine Situationsanalyse im Rahmen eines Umfeldmodells (10) des Ego-Fahrzeugs die bevorstehende Kollision des Ego-Fahrzeugs erkennbar (20) wird, wobei das Umfeldmodell (10) insbesondere eine Information aus einer Umfeldsensorik (12) des Ego-Fahrzeugs, einer Car-to-X Kommunikation (14) des Ego-Fahrzeugs, einer Navigation (16) und/oder speziellen Kartendaten (16) des Ego-Fahrzeugs und/oder einer Verkehrsmeldung (18) berücksichtigt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für das Ermitteln (1) der Notfall-Trajektorie: • Daten für das Umfeldmodell (10) und/oder Daten der Situationsanalyse im Rahmen des Umfeldmodells (10) berücksichtigt werden; • eine Auswertung der Daten des Fremd-Objekts (50) oder der Fremd-Objekte (50) durchgeführt wird; • eine Situationsanalyse im Rahmen eines Insassenmodells (40) durchgeführt wird, durch welche potenzielle Gefahren für einen Insassen berücksichtigt werden; • eine zu erwartende Kontrolle (60) des Ego-Fahrzeugs bei den aktuell vorherrschenden Bedingungen berücksichtigt wird; • ein gesichertes und/oder geschätztes Verhalten (72) eines anderen Verkehrsteilnehmers berücksichtigt wird; • ein Risiko einer zu erwartenden Endposition (80) des Ego-Fahrzeugs zeitlich nach gefahrener Notfall-Trajektorie berücksichtigt wird; und/oder • beim Ermitteln (1) der wenigstens einen Notfall-Trajektorie ein erweitertes Suchfeld (30) für die Notfall-Trajektorie zur Anwendung kommt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: • das Assistenzsystem ein bezüglich des Ego-Fahrzeugs externes Assistenzsystem, insbesondere ein infrastrukturbasiertes Assistenzsystem, ist; • das Fremd-Objekt ein Fremd-Fahrzeug ein fremder Verkehrsteilnehmer oder ein stillstehendes bewegliches oder festes Fremd-Objekt in der Umgebung des Ego-Fahrzeugs ist; • an den fremden Verkehrsteilnehmer eine Warnung (70) über die bevorstehende Kollision ausgegeben wird; • die Warnung optisch, akustisch und/oder über Funk ausgegeben wird; und/oder • durch das Verfahren eine landesspezifische Information berücksichtigt wird.
Verfahren zum teilautomatisierten oder automatisierten Führen eines Ego-Fahrzeugs, wobei bei Erkennen der bevorstehenden Kollision des Ego-Fahrzeugs das Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass an den Fahrzeugführer des Ego-Fahrzeugs durch das Assistenzsystem bzw. die Automatikfahrfunktion eine Warnung ausgegeben wird, wobei eine Notfall-Trajektorie als eine zu fahrende Trajektorie ausgegeben wird, und/oder durch das Assistenzsystem bzw. die Automatikfahrfunktion des Ego-Fahrzeugs eine Intervention im/am Ego-Fahrzeug derart durchgeführt wird, dass das Ego-Fahrzeug dazu gezwungen wird, eine Notfall-Trajektorie zu fahren.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass: • die Notfall-Trajektorie an den Fahrzeugführer des Ego-Fahrzeugs haptisch, optisch und/oder akustisch ausgegeben wird; • die Intervention am Ego-Fahrzeug eine Intervention am/im Fahrwerk, insbesondere ein Lenk-, Brems- und/oder Dämpfereingriff, ist; • die Intervention am Ego-Fahrzeug eine Intervention am/im Fahrstrang, insbesondere ein Motor- und/oder Getriebeeingriff ist; • die Intervention am Ego-Fahrzeug durch den Fahrzeugführer bestätigt werden kann und/oder durch den Fahrzeugführer negiert werden kann; • zeitlich nach dem Fahren der Notfall-Trajektorie das Ego-Fahrzeug teilautomatisiert durch den Fahrzeugführer und/oder automatisiert in eine sichere Position verbracht wird; • zeitlich nach dem Fahren der Notfall-Trajektorie an den Fahrzeugführer des Ego-Fahrzeugs eine Aufforderung zur Fahrzeugübernahme ergeht; und/oder • eine bewältigte Notfall-Trajektorie eine gefahrene Ausweich-Trajektorie ist, wobei ein Unfall ohne eine wesentliche oder ursprüngliche Beteiligung des Ego-Fahrzeugs stattgefunden hat.
Computerprogramm oder Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die ausgebildet sind ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen, wenn die Programmcodemittel auf einer Recheneinheit oder einer Verarbeitungseinrichtung ablaufen, oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind.
Recheneinheit oder Verarbeitungseinrichtung, insbesondere Steuergerät oder Steuereinrichtung für ein Fahrzeug, bevorzugt ein Kraftfahrzeug, welche derart ausgebildet ist, dass durch die Recheneinheit bzw. die Verarbeitungseinrichtung ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchführbar ist, ein Computerprogramm nach Anspruch 10 ablaufbar ist und/oder die Recheneinheit bzw. die Verarbeitungseinrichtung ein Computerprogramm oder ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 10 aufweist.
Sicherheitseinrichtung, insbesondere mit einem Assistenzsystem und/oder einer Automatikfahrfunktion, z. B. Fahrerassistenzsystem, Fahrwerkeinrichtung, insbesondere Lenk-, Brems- und/oder Dämpfersteuerung/-regelung, und/oder Fahrstrangeinrichtung, insbesondere Motor- und/oder Getriebesteuerung/-regelung, für ein Fahrzeug, bevorzugt ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung, insbesondere das Assistenzsystem und/oder die Automatikfahrfunktion, derart eingerichtet ist, dass dadurch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchführbar ist, sie ein Computerprogramm oder ein Computerprogrammprodukt nach Anspruch 10 umfasst, und/oder eine Recheneinheit oder eine Verarbeitungseinrichtung nach Anspruch 11 aufweist.