DE102015200703A1

DE102015200703A1 - Ausweichassistent

Info

Publication number: DE102015200703A1
Application number: DE102015200703.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Gierling
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2015-01-19
Publication date: 2016-07-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System mit einer ersten Empfangsvorrichtung (121) und einem Steuergerät (125); wobei das System ausgebildet ist, ein erstes Fahrzeug (101) so zu steuern, dass das erste Fahrzeug autonom einem Hindernis (113) ausweicht; wobei die erste Empfangsvorrichtung (121) ausgebildet ist, ein Signal zu empfangen. Informationen über mindestens eine Position eines zweiten Fahrzeugs sind (103) in dem Signal kodiert; wobei das Steuergerät (125) das Signal dekodiert, um die Informationen zu erhalten; und wobei das Steuergerät (125) prüft, ob es zu einer Kollision zwischen dem ersten Fahrzeug (101) und dem zweiten Fahrzeug (103) kommen würde, wenn das erste Fahrzeug (101) dem Hindernis (113) ausweicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein System nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein entsprechendes Verfahren.
Aus dem Stand der Technik sind Systeme bekannt, die bei einer drohenden Kollision eines Fahrzeugs mit einem Hindernis autonom ein Ausweichmanöver einleiten. Ein solches System beschreibt die Druckschrift DE 10 2011 106 520 A1 . Dabei werden die Lage und die Bewegung von Objekten in einem Fahrzeugumfeld relativ zu dem Fahrzeug erfasst und hinsichtlich der Gefahr einer möglichen Kollision bewertet. Bei erkannter Kollisionsgefahr wird automatisch ein Ausweichmanöver des Fahrzeugs durchgeführt, wenn die Kollision durch das Ausweichmanöver, aber nicht durch ein Bremsmanöver verhindert werden kann.
Derartige Systeme sind zwar in der Lage, Kollision mit erkannten Objekten zu verhindern, allerdings besteht bei einem Ausweichmanöver die Gefahr von Folgekollisionen. Insbesondere Kollisionen mit entgegenkommenden Fahrzeugen sind gefährlich und lassen sich mit den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen nicht zuverlässig vermeiden. Zwar ist es möglich, das entgegenkommende Fahrzeug als ein zweites Hindernis zu erkennen und in die Planung des Ausweichvorgangs einzubeziehen, allerdings kann es passieren, dass das entgegenkommende Fahrzeug von einem Hindernis verdeckt wird und somit nicht von dem in dem Fahrzeug vorhandenen Sensoren erfasst werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde ein Fahrzeug unter Umgehung der den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen innewohnenden Nachteile autonom einem Hindernis ausweichen zu lassen. Insbesondere soll verhindert werden, dass es beim Ausweichen zu Folgekollisionen kommt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein erstes System nach Anspruch 1, ein zweites System nach Anspruch 7 und/oder ein Verfahren nach Anspruch 14.
Das erste System umfasst eine erste Empfangsvorrichtung und ein Steuergerät. Das erste System ist ausgebildet, ein erstes Fahrzeug so zu steuern, dass das erste Fahrzeug autonom einem Hindernis ausweicht. Zu diesem Zweck kann das Erste System ein aus dem Stand der Technik bekanntes System zum autonomen Ausweichen als ein Subsystem implementieren. Das Erste System würde dann Sensoren aufweisen, die potenzielle Hindernisse erfassen. Das Erste System wäre in der Lage, zu erkennen, ob es sich bei Objekten, die von den Sensoren erfasst wurden, um Hindernisse handeln. Wurde ein Hindernis erkannt, kann das Erste System – gegebenenfalls in Abhängigkeit weiterer Voraussetzungen – autonom ein Ausweichmanöver einleiten. Autonom ist hier gleichbedeutend mit ohne Zutun einer Person, insbesondere ohne Zutun eines Fahrers des ersten Fahrzeugs.
Die erste Empfangsvorrichtung ist ausgebildet, ein Signal zu empfangen. Mit Signal wird allgemein eine veränderliche physikalische Größe bezeichnet, der Informationen zugeordnet sind. Insbesondere kann es sich um ein Funksignal handeln. Empfangen eines Signals ist gleichbedeutend mit Messen des Signals.
Erfindungsgemäß sind in dem Signal Informationen über mindestens eine Position eines zweiten Fahrzeugs kodiert. Dies bedeutet, dass die Informationen dem Signal zugeordnet sind. Bei der Position kann es sich um eine Position handeln, die das zweite Fahrzeug in der Vergangenheit eingenommen hat, um eine momentane Position des zweiten Fahrzeugs oder einer Position, die das zweite Fahrzeug voraussichtlich in Zukunft einnehmen wird. Insbesondere Positionen eines zweiten Fahrzeugs, das sich auf einer Gegenfahrbahn befindet und dem ersten Fahrzeug entgegenkommt, lassen sich so übertragen.
Das Steuergerät dekodiert das Signal, um die dem Signal zugeordneten Informationen zu erhalten. Hierzu ist in dem Steuergerät ein Algorithmus hinterlegt, der als Eingabe die von der ersten Empfangsvorrichtung gemessene physikalische Größe erhält und als Ausgabe die Information zurückliefert.
Anhand dieser Information prüft das Steuergerät, ob es zu einer Kollision zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug kommen würde, wenn das erste Fahrzeug dem Hindernis ausweicht.
Das Erste System ist in einer bevorzugten Weiterbildung in dem ersten Fahrzeug verbaut.
Ergibt die Prüfung durch das Steuergerät, dass es in Folge eines Ausweichvorgangs zu einer Kollision zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug kommen würde, unterlässt das Erste System in einer bevorzugten Weiterbildung die Initiierung des Ausweichvorgangs. Wenn es zu der Kollision kommen würde, steuert das Erste System das erste Fahrzeug also nicht so, dass das erste Fahrzeug dem Hindernis ausweicht. Bevorzugt leitet das Erste System in diesem Fall lediglich einen Bremsvorgang und/oder berechnet eine alternative Ausweichroute.
Ein Weg, den das erste Fahrzeug zurücklegen würde, wenn es dem Hindernis ausweicht, lässt sich mittels einer ersten Trajektorie beschreiben. Entsprechend lässt sich ein Weg, den das zweite Fahrzeug zurücklegt, mittels einer zweiten Trajektorie beschreiben.
Unter einer Trajektorie ist allgemein eine Raumkurve, entlang der sich ein Punkt eines starren Körpers bewegt, zu verstehen. Bei der ersten Trajektorie handelt es sich entsprechend um eine Raumkurve, entlang der sich ein Referenzpunkt des ersten Fahrzeugs bewegt. Die zweite Trajektorie beschreibt eine Raumkurve, entlang der sich ein Referenzpunkt des zweiten Fahrzeugs bewegt.
Die erste Trajektorie kann durch das Steuergerät gemäß aus dem Stand der Technik bekannter Verfahren bestimmt werden.
Die zweite Trajektorie umfasst insbesondere den Referenzpunkt des zweiten Fahrzeugs in der in dem Signal kodierten Position. Mit der in dem Signal kodierten Position liegen somit Anhaltspunkte über den Verlauf der zweiten Trajektorie vor. In einer bevorzugten Weiterbildung ermittelt das Steuergerät die zweite Trajektorie daher anhand der dem Signal zugeordneten Informationen. Das zweite Steuergerät ist also ausgebildet, auf Basis der in dem Signal kodierten Position des zweiten Fahrzeugs den Verlauf der zweiten Trajektorie vorauszuberechnen.
Anhand der ersten Trajektorie und der zweiten Trajektorie kann das Steuergerät ermitteln, ob eine Kollision zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug droht. Als Kriterium eignet sich etwa die Unterschreitung eines Mindestabstands zwischen den beiden Trajektorien, der sich nach der Breite des ersten Fahrzeugs und der breite des zweiten Fahrzeugs bemisst. Bevorzugt ist zu diesem Zweck in dem Steuergerät ein weiterer Algorithmus hinterlegt, der die zwei Trajektorien entsprechend miteinander vergleicht.
Die Vorhersage der Kollision durch das Erste System ist zuverlässiger, je mehr Informationen über die Trajektorie des zweiten Fahrzeugs dem Signal zugeordnet sind. In einer besonders bevorzugten Weiterbildung sind daher nicht nur einzelne Positionen des zweiten Fahrzeugs, sondern die vollständige Trajektorie des zweiten Fahrzeugs in dem Signal kodiert.
Bevorzugt ist das Erste System mit einer ersten Sendevorrichtung weitergebildet. Die erste Sendevorrichtung dient dazu, ein Warnsignal zu senden, wenn es in Folge des Ausweichvorgangs zu der Kollision zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug kommen würde. Dies eröffnet seitens des zweiten Fahrzeugs die Möglichkeit, entsprechende Maßnahmen einzuleiten. So kann etwa das zweite System eine zweite Empfangsvorrichtung aufweisen, die ausgebildet ist, das Warnsignal zu empfangen.
Vorzugsweise ist die Trajektorie des ersten Fahrzeugs in dem Warnsignal kodiert.
Das zweite System weist eine zweite Sendevorrichtung auf und ist ausgebildet, das oben beschriebene Signal zu senden, das von der ersten Empfangseinrichtung empfangen und durch das Steuergerät des ersten Systems dekodiert werden kann. Insbesondere kann die Trajektorie des zweiten Fahrzeugs in dem von der zweiten Sendevorrichtung gesendeten Signal kodiert sein.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist das zweite System in dem zweiten Fahrzeug verbaut.
Darüber hinaus kann das zweite System durch eine zweite Empfangsvorrichtung weitergebildet sein, um das oben beschriebene Warnsignal zu empfangen. Dies ermöglicht es dem zweiten System, die Trajektorie des zweiten Fahrzeugs so zu beeinflussen, dass die Kollision zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug in Folge des Ausweichvorgangs des ersten Fahrzeugs entschärft oder verhindert wird. Möglich wäre etwa, dass das zweite System seinerseits einen Ausweichvorgang des zweiten Fahrzeugs einleitet und/oder eine Bremsung des zweiten Fahrzeugs veranlasst.
Auch die so beeinflusste Trajektorie des zweiten Fahrzeugs kann in einem Signal kodiert, über die zweite Sendevorrichtung gesendet und mittels der ersten Empfangsvorrichtung empfangen werden. Dies ermöglicht es dem Steuergerät des ersten Systems, erneut zu prüfen, ob es bei einem Ausweichvorgang zu einer Kollision zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug kommen würde.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Figuren dargestellt. Dabei kennzeichnen die übereinstimmenden Bezugsziffern gleiche oder funktionsgleiche Merkmale. Im Einzelnen zeigt:
1 ein Ausweichszenario und
2 einen Algorithmus.
1 stellt ein erstes Fahrzeug 101 und ein zweites Fahrzeug 103 dar, welche dieselbe Straße 105 befahren. Das erste Fahrzeug 101 befährt eine erste Fahrbahn 109 der Straße 105. Eine Gegenfahrbahn 111 wird von dem zweiten Fahrzeug 103 befahren.
Dargestellt ist darüber hinaus ein drittes Fahrzeug 113, das von einer Nebenstraße 115 kommend in die Straße 105 einfährt. Es würde daher zunächst eine Kollision des ersten Fahrzeugs 101 mit dem dritten Fahrzeug 113 drohen, wenn das erste Fahrzeug 101 weiter die Fahrbahn 109 befährt.
Ein herkömmlicher Ausweichassistent würde das erste Fahrzeug 101 zu einem Ausweichvorgang veranlassen, bei dem das erste Fahrzeug 101 einer ersten Trajektorie 117 folgen würde. Die erste Trajektorie 117 führt das erste Fahrzeug 101 aber auf die Gegenfahrbahn 111. Hier würde sich die erste Trajektorie 117 einer zweiten Trajektorie 119 nähern, der das zweite Fahrzeug folgt. Die Folge wäre eine Kollision des ersten Fahrzeugs 101 mit dem zweiten Fahrzeug 103.
Um eine derartige Kollision zu verhindern, ist das erste Fahrzeug 101 mit einem Empfänger 121 versehen. Das zweite Fahrzeug 103 weist entsprechend einen Sender 123 auf. Mittels des Senders 123 sendet das zweite Fahrzeug 103 ein Signal, in dem die zweite Trajektorie 119 kodiert ist. Ein Steuergerät 125 des ersten Fahrzeugs 101 dekodiert das von dem Empfänger 121 empfangene Signal und gelangt so an Informationen über die zweite Trajektorie 119.
Einen Algorithmus, der in dem Steuergerät 125 implementiert ist, stellt 2 dar. Das in einem ersten Schritt 201 von dem Empfänger 121 empfangene Signal wird in einem zweiten Schritt 203 von dem Steuergerät 125 dekodiert, sodass das Steuergerät 125 Informationen über die zweite Trajektorie 119 erhält. Anhand dieser Informationen kann das Steuergerät 125 in einem dritten Schritt 205 prüfen, ob das erste Fahrzeug 101 mit dem zweiten Fahrzeug 103 kollidieren würde, wenn das erste Fahrzeug 101 dem dritten Fahrzeug 113 ausweichen und der ersten Trajektorie 117 folgen würde. In Abhängigkeit des Ergebnisses dieser in dem dritten Schritt 205 durchgeführten Prüfung leitet das Steuergerät einen vierten Schritt 207 oder einen fünften Schritt 209 ein.
Falls keine Kollision des ersten Fahrzeugs 101 mit dem zweiten Fahrzeug 103 droht, initiiert das Steuergerät 125 im vierten Schritt einen Ausweichvorgang. Das erste Fahrzeug 101 folgt dann der ersten Trajektorie 117 und weicht so dem dritten Fahrzeug 113 aus.
Bei einer drohenden Kollision hingegen verzichtet das Steuergerät 125 im fünften Schritt 209 darauf, dem dritten Fahrzeug 113 auszuweichen. Stattdessen initiiert das Steuergerät 125 im fünften Schritt 209 eine Vollbremsung des ersten Fahrzeugs 101. Das erste Fahrzeug 101 folgt dabei weiterhin der Fahrbahn 109. Eine Kollision des ersten Fahrzeugs 101 mit dem dritten Fahrzeug 113 wird dabei in Kauf genommen, weil die erwarteten Folgen einer Kollision des ersten Fahrzeugs 103 mit dem dritten Fahrzeug 113 weniger schwerwiegend sind als die erwarteten Folgen einer Kollision des ersten Fahrzeugs 101 mit dem entgegenkommenden zweiten Fahrzeug 103.
Bezugszeichenliste

101: erstes Fahrzeug
103: zweites Fahrzeug
105: Straße
109: Fahrbahn
111: Gegenfahrbahn
113: drittes Fahrzeug
115: Nebenstraße
117: erste Trajektorie
119: zweite Trajektorie
121: Empfänger
123: Sender
125: Steuergerät
201: empfangen eines Signals
203: dekodieren des Signals
205: prüfen, ob eine Kollision droht
207: einleiten eines Ausweichvorgangs
209: einleiten einer Vollbremsung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102011106520 A1 [0002]

Claims

System mit einer ersten Empfangsvorrichtung (121) und einem Steuergerät (125); wobei das System ausgebildet ist, ein erstes Fahrzeug (101) so zu steuern, dass das erste Fahrzeug autonom einem Hindernis (113) ausweicht; wobei die erste Empfangsvorrichtung (121) ausgebildet ist, ein Signal zu empfangen; dadurch gekennzeichnet, dass Informationen über mindestens eine Position eines zweiten Fahrzeugs (103) in dem Signal kodiert sind; wobei das Steuergerät (125) das Signal dekodiert, um die Informationen zu erhalten; und wobei das Steuergerät (125) prüft, ob es zu einer Kollision zwischen dem ersten Fahrzeug (101) und dem zweiten Fahrzeug (103) kommen würde, wenn das erste Fahrzeug (101) dem Hindernis (113) ausweicht.
System nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, dass das System in dem ersten Fahrzeug (101) verbaut ist.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass das System das erste Fahrzeug (101), wenn es zu der Kollision kommen würde, nicht so steuert, dass das erste Fahrzeug (101) dem Hindernis (113) ausweicht.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (125) anhand der Informationen eine Trajektorie des zweiten Fahrzeugs (103) ermittelt; wobei das Steuergerät (125) prüft, ob es zu einer Kollision zwischen dem ersten Fahrzeug (101) und dem zweiten Fahrzeug (103) kommen würde, wenn das zweite Fahrzeug (103) der Trajektorie folgt.
System nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass Informationen über die Trajektorie des zweiten Fahrzeugs (103) in dem Signal kodiert sind.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche; gekennzeichnet durch eine erste Sendevorrichtung; wobei das System mittels der ersten Sendevorrichtung ein Warnsignal sendet, wenn es zu der Kollision kommen würde.
System mit einer zweiten Sendevorrichtung (123); wobei die zweite Sendevorrichtung (123) ausgebildet ist, das Signal zu senden; wobei Informationen über mindestens eine Position eines zweiten Fahrzeugs (103) in dem Signal kodiert sind.
System nach dem vorhergehenden Anspruch; dadurch gekennzeichnet, dass das System in dem zweiten Fahrzeug (103) verbaut ist.
System nach einem der Ansprüche 7 und 8; dadurch gekennzeichnet, dass Informationen über die Trajektorie des zweiten Fahrzeugs (103) in dem Signal kodiert sind.
System nach einem der Ansprüche 7 bis 9; gekennzeichnet durch eine zweite Empfangsvorrichtung; wobei die zweite Empfangsvorrichtung ausgebildet ist, das Warnsignal zu empfangen.
System nach einem der Ansprüche 7 bis 10; dadurch gekennzeichnet, dass das System, wenn das Warnsignal empfangen wurde, die Trajektorie des zweiten Fahrzeugs (103) so beeinflusst, dass die Kollision entschärft oder verhindert wird.
System bestehend aus einem System nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einem System nach einem der Ansprüche 7 bis 11.
Verfahren zur Verhinderung der Kollision des ersten Fahrzeugs (101) mit dem zweiten Fahrzeug (103), wenn das erste Fahrzeug (101) einem Hindernis (113) ausweicht; wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: – Senden des Signals; wobei Informationen über mindestens eine Position des zweiten Fahrzeugs (103) in dem Signal kodiert ist; – Empfangen des Signals; – Dekodieren des Signals, um die Information zu erhalten; und – Prüfen, ob es zu der Kollision zwischen dem ersten Fahrzeug (101) und dem zweiten Fahrzeug (103) kommen würde, wenn das erste Fahrzeug (101) dem Hindernis ausweicht.