DE102014221034A1 - A method for detecting an imminent collision of a vehicle with an object - Google Patents
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Abstract
Eine Verfahren zum Erkennen einer bevorstehenden Kollision eines Fahrzeugs (1) mit einem Objekt (2, 3) umfasst das Beobachten einer gemessenen Höhe (h2g, h3g) eines vor dem Fahrzeug (1) befindlichen Objektes (2, 3) mittels mindestens eines an dem Fahrzeug (1) angeordneten Sensors (11), wobei die gemessene Höhe (h2g, h3g) der vertikale Abstand zwischen einer Oberkante des Objektes (2, 3) und einer Fahrbahnebene (5) ist, auf welcher sich das Fahrzeug (1) befindet, das Ermitteln einer tatsächlichen Höhe des Objektes (2, 3) aus einer Änderung der gemessenen Höhe (h2g, h3g) über einen vorgebbaren Zeitraum, wobei die tatsächliche Höhe der vertikale Abstand zwischen der Oberkante des Objektes (2, 3) und einer Fahrbahnebene (6) ist, auf welcher sich das Objekt (2, 3) befindet, das Vergleichen der tatsächlichen Höhe mit einem Schwellenwert, und das Erkennen einer bevorstehenden Kollision des Fahrzeugs (1) mit dem Objekt (2, 3), wenn die tatsächliche Höhe den Schwellenwert überschreitet.A method for detecting an impending collision of a vehicle (1) with an object (2, 3) comprises observing a measured height (h 2g , h 3g ) of an object (2, 3) located in front of the vehicle (1) by means of at least one on the vehicle (1) arranged sensor (11), wherein the measured height (h 2g , h 3g ) is the vertical distance between an upper edge of the object (2, 3) and a Fahrbahnebene (5) on which the vehicle ( 1), determining an actual height of the object (2, 3) from a change in the measured height (h 2g , h 3g ) over a predeterminable period of time, the actual height being the vertical distance between the top edge of the object (2, 3 ) and a road surface (6) on which the object (2, 3) is located, comparing the actual height with a threshold value, and recognizing an impending collision of the vehicle (1) with the object (2, 3), if the actual height is the threshold exceeds rt.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer bevorstehenden Kollision eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, mit einem Objekt. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm, welches eingerichtet ist, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, auf welchem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist. Schließlich betrifft die Erfindung ein elektronisches Steuergerät, welches eingerichtet ist, um mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine bevorstehende Kollision eines Fahrzeugs mit einem Objekt zu erkennen.The present invention relates to a method for detecting an imminent collision of a vehicle, in particular a rail vehicle, with an object. In addition, the present invention relates to a computer program which is set up to carry out each step of the method according to the invention and to a machine-readable storage medium on which the computer program according to the invention is stored. Finally, the invention relates to an electronic control unit which is set up to detect an impending collision of a vehicle with an object by means of the method according to the invention.
Stand der TechnikState of the art
Kollisionswarnsysteme überwachen mit geeigneten Sensoren den Raum vor einem Fahrzeug. Befindet sich ein Objekt im Fahrweg vor dem Fahrzeug, so warnt das System vor der bevorstehenden Kollision. Derartige Kollisionswarnsysteme werden insbesondere bei Schienenfahrzeugen, wie beispielsweise Straßenbahnen eingesetzt, um den Schienenraum zu überwachen.Collision warning systems monitor the space in front of a vehicle with suitable sensors. If an object is located in the track in front of the vehicle, the system warns of the imminent collision. Such collision warning systems are used in particular in rail vehicles, such as trams to monitor the rail space.
Aus der
Die Unterscheidung von relevanten und nicht relevanten Objekten ist wichtig, da nicht alle Objekte im Fahrweg, die von der Sensorik detektiert werden, zwingend für das Kollisionswarnsystem relevant sein müssen. Beispiele für nicht relevante Objekte sind überfahrbare Objekte, die auch Bodenobjekte genannt werden. Diese werden von der Sensorik detektiert, sind aber für das Fahrzeug gefahrlos zu überfahren und deshalb nicht relevant. Beispiele solcher nicht relevanter Objekte sind Gullydeckel, Getränkedosen und Balisen im Gleis. Die Klassifikation der Objekte kann anhand verschiedenster Messergebnisse erfolgen, wie beispielsweise ihrer Entfernung zum Fahrzeug, ihrer Höhe, ihrer Rückstreuleistung oder ihrer Bewegung.The distinction between relevant and non-relevant objects is important, since not all objects in the track, which are detected by the sensor, must necessarily be relevant to the collision warning system. Examples of non-relevant objects are traversable objects, which are also called ground objects. These are detected by the sensors, but are safe for the vehicle to drive over and therefore not relevant. Examples of such non-relevant objects are manhole covers, beverage cans and balises in the track. The classification of objects can be based on a variety of measurement results, such as their distance from the vehicle, their height, their backscatter performance or their movement.
Bei ansteigenden Streckenabschnitten, speziell bei einem Wechsel von geraden Streckenabschnitten zu ansteigenden Streckenabschnitten sind diese Messergebnisse jedoch aufgrund des wechselnden Blickwinkels der Sensorik fehlerbehaftet. Dies gilt insbesondere für eine Höhenmessung mittels Radar.However, on rising sections, especially when changing from straight sections to rising sections, these measurements are subject to errors due to the changing angle of the sensor. This applies in particular to a height measurement by means of radar.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erkennen einer bevorstehenden Kollision eines Fahrzeugs mit einem Objekt umfasst das beobachten einer gemessenen Höhe eines vor dem Fahrzeug befindlichen Objektes mittels mindestens eines an dem Fahrzeug angeordneten Sensors, das Ermitteln einer tatsächlichen Höhe des Objektes aus einer Änderung der gemessenen Höhe über einen vorgebbaren Zeitraum, das Vergleichen der tatsächlichen Höhe mit einem Schwellenwert und das Erkennen einer bevorstehenden Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt, wenn die tatsächliche Höhe den Schwellenwert überschreitet. Unter der gemessenen Höhe wird dabei erfindungsgemäß der vertikale Abstand zwischen einer Oberkante des Objektes und einer Fahrbahnebene verstanden, auf welcher sich das Fahrzeug befindet. Unter der tatsächlichen Höhe wird erfindungsgemäß der vertikale Abstand zwischen der Oberkante des Objektes und einer Fahrbahnebene verstanden, auf welcher sich das Objekt befindet. The method according to the invention for detecting an impending collision of a vehicle with an object comprises observing a measured height of an object located in front of the vehicle by means of at least one sensor arranged on the vehicle, determining an actual height of the object from a change in the measured height over a predeterminable one Period, comparing the actual altitude with a threshold, and detecting an imminent collision of the vehicle with the object when the actual altitude exceeds the threshold. According to the invention, the measured height is understood to mean the vertical distance between an upper edge of the object and a road surface on which the vehicle is located. Under the actual height is understood according to the invention, the vertical distance between the upper edge of the object and a road surface on which the object is located.
Beim Wechsel der Fahrbahn, auf welcher sich das Fahrzeug befindet, von einer horizontal verlaufenden Fahrbahn zu einer ansteigenden Fahrbahn erscheinen voraus befindliche Objekte höher als in Wirklichkeit. Ihre gemessene Höhe ist also höher als ihre tatsächliche Höhe. Dies würde bei einem herkömmlichen Kollisionswarnsystem dazu führen, dass nicht relevante überfahrbare Objekte fälschlicherweise als so hoch detektiert werden, dass sie den Schwellenwert überschreiten und dadurch eine Kollisionswarnung auslösen. Der Schwellenwert wird dabei in Abhängigkeit von der maximalen tatsächlichen Höhe eines Objektes gewählt, welche von dem Fahrzeug noch überfahren werden kann. Indem das erfindungsgemäße Verfahren aus der gemessenen Höhe die tatsächliche Höhe bestimmt und diese mit dem Schwellenwert vergleicht, werden fälschliche Kollisionswarnungen vermieden.When changing the lane on which the vehicle is located, from a horizontal lane to a rising lane forward objects appear higher than in reality. Their measured height is therefore higher than their actual height. In a conventional collision warning system, this would result in non-relevant overrun objects being erroneously detected to be so high that they exceed the threshold and thereby trigger a collision warning. The threshold value is chosen as a function of the maximum actual height of an object, which can still be run over by the vehicle. By determining the actual altitude from the measured altitude and comparing it to the threshold, the inventive method avoids false collision warnings.
Bei dem Ermitteln der tatsächlichen Höhe des Objektes wird bevorzugt der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt berücksichtigt. Hierdurch kann ausgenutzt werden, dass Objekte beim Wechsel von der Horizontalen in ein ansteigendes Fahrbahnstück, beim ersten Auftauchen höher als in Wirklichkeit erscheinen, die gemessene Höhe dann aber bei Annäherung an das Objekt geringer wird. When determining the actual height of the object, the distance between the vehicle and the object is preferably taken into account. This makes it possible to exploit the fact that objects appear higher than they actually are when they change from the horizontal to an ascending roadway section, but at the first appearance, the measured altitude then decreases as they approach the object.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass bei dem Ermitteln der tatsächlichen Höhe des Objektes eine Änderung des Winkels zwischen der Horizontalen und der Fahrbahnebene berücksichtigt wird, auf welcher sich das Fahrzeug befindet. Hierdurch kann ausgenutzt werden, dass Bodenobjekte, die aufgrund eines Wechsels der Horizontalen zu einer ansteigenden Fahrbahn mit einer großen gemessenen Höhe detektiert werden, bei Annäherung eine geringere gemessene Höhe zeigen, die gegen ihrer tatsächliche Höhe geht, wenn das Fahrzeug von der Horizontalen auf die ansteigende Fahrbahn überwechselt.Furthermore, it is preferred that, when determining the actual height of the object, a change in the angle between the horizontal and the road plane on which the vehicle is located is taken into account. This can be exploited that ground objects due to a change of the horizontal are detected to a rising lane with a large measured height, when approaching show a lower measured height, which goes against its actual height when the vehicle changes from the horizontal to the rising lane.
Um eine schnelle Ermittlung der tatsächlichen Höhe zu ermöglichen, ist es bevorzugt, dass das Beobachten kontinuierlich erfolgt. Hierdurch kann auch für kurzfristig vor dem Fahrzeug auftauchende Objekte korrekt ermittelt werden, ob die Gefahr einer Kollision besteht. Grundsätzlich ist es allerdings auch möglich, das Beobachten in vorgebbaren Zeitintervallen diskontinuierlich durchzuführen.In order to enable a quick determination of the actual height, it is preferred that the observation takes place continuously. As a result, it is also possible to correctly determine whether there is a risk of a collision for objects appearing in front of the vehicle at short notice. In principle, however, it is also possible to perform the monitoring discontinuously at predeterminable time intervals.
Der mindestens eine Sensor ist bevorzugt ein Radarsensor, welcher eine exakte Höhenbestimmung von Objekten auch über größere Distanzen ermöglicht.The at least one sensor is preferably a radar sensor, which enables an exact height determination of objects even over greater distances.
Das Fahrzeug ist vorzugsweise ein Schienenfahrzeug. Wenn die Bewegungsrichtung des Fahrzeugs durch Schienen vorgegeben ist, wird die Kollisionsüberwachung erleichtert.The vehicle is preferably a rail vehicle. If the direction of movement of the vehicle is predetermined by rails, collision monitoring is facilitated.
Nach Erkennen einer bevorstehenden Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt kann eine Warnung an den Fahrer erfolgen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch weiterhin vorgesehen, dass bei Erkennen einer bevorstehenden Kollision des Fahrzeugs mit dem Objekt mindestens eine Maßnahme eingeleitet wird, um die Kollision zu vermeiden. Bei dieser Maßnahme kann es sich beispielsweise um eine Abbremsung des Fahrzeugs handeln, um einen Nothalt auszulösen.After detecting an imminent collision of the vehicle with the object, a warning to the driver can be made. In a preferred embodiment of the invention, however, it is further provided that upon detection of an impending collision of the vehicle with the object at least one measure is initiated in order to avoid the collision. This measure may be, for example, a deceleration of the vehicle to trigger an emergency stop.
Das erfindungsgemäße Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät abläuft. Es ermöglicht die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem herkömmlichen elektronischen Steuergerät, ohne hieran bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist es auf dem erfindungsgemäßen maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert.The computer program according to the invention is set up to carry out each step of the method according to the invention, in particular if it runs on a computing device or a control device. It allows the implementation of the method according to the invention on a conventional electronic control unit, without having to make any structural changes thereto. For this purpose, it is stored on the machine-readable storage medium according to the invention.
Durch Aufspielen des erfindungsgemäßen Computerprogramms auf ein herkömmliches elektronisches Steuergerät wird das erfindungsgemäße elektronische Steuergerät erhalten. Dieses ist eingerichtet, um eine bevorstehende Kollision eines Fahrzeugs mit einem Objekt mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu erkennen. By loading the computer program according to the invention on a conventional electronic control unit, the electronic control unit according to the invention is obtained. This is set up to detect an impending collision of a vehicle with an object by means of the method according to the invention.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description.
Ausführungsbeispiele der ErfindungEmbodiments of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, um die mögliche Kollision eines Fahrzeugs
In
Indem in den voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens Fehlwarnungen aufgrund nicht relevanter Objekte vermieden werden, steigen der Nutzen und die Akzeptanz der automatisierten Kollisionswarnung für den Fahrer des Fahrzeugs
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |