DE102015214689A1

DE102015214689A1 - System für ein automatisiertes kooperatives Fahren

Info

Publication number: DE102015214689A1
Application number: DE102015214689.8A
Authority: DE
Inventors: Thomas Grotendorst; Enno Kelling; Marc Menzel; Bastian Zydek; Stefan Lüke
Original assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2016-02-04
Also published as: WO2016020290A1

Abstract

System (S) für ein Fahrzeug (Vx1, Vx2, Vx), umfassend – eine Positionsbestimmungseinheit (P) zum Bestimmen der Position des Fahrzeugs (Vx1, Vx2, Vx), – eine Empfangseinheit (A) zum Empfangen von Umfelddaten von mindestens einem zweiten Fahrzeug (Vx2), welche Informationen und/oder Größen wenigstens über einen ersten Fahrstreifen (L1, L12, L22) enthalten, – eine Signalverarbeitungseinheit (S) zum Berechnen einer Trajektorie (T1) des eigenen Fahrzeugs (Vx1) mittels Informationen über das eigene Fahrzeug (Vx1), wobei die Signalverarbeitungseinheit (S) ferner mittels der von dem zweiten Fahrzeug (Vx2) empfangenen Umfelddaten wenigstens über den ersten Fahrstreifen (L1, L21) und mittels Informationen über das eigene Fahrzeug (Vx1) selbst berechnet, ob die Trajektorie (T1) des eigenen Fahrzeugs eine Trajektorie (T2) eines Objekts (O) oder des zweiten Fahrzeugs (Vx2) auf der ersten Fahrstreifen schneidet, und somit das Fahrzeug (Vx1) mit diesem Objekt (O) und/oder dem zweiten Fahrzeug (Vx2) kollidiert, wobei das System (S) so ausgebildet ist, dass im Fall, dass das Fahrzeug (Vx1) auf den ersten Fahrstreifen wechseln soll und/oder den ersten Fahrstreifen kreuzen soll, insbesondere für ein Zeitintervall in der Zukunft, eine Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug (Vx1) und dem Objekt (O) und/oder dem zweiten Fahrzeug (Vx2) ermittelt und überprüft, ob die Kollisionswahrscheinlichkeit einen ersten definierten Schwellenwert überschreitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein System für ein Fahrzeug, insbesondere zum Durchführen von kooperativ abgestimmten Fahrmanövern.
Aus dem Stand der Technik sind Fahrassistenzsysteme wie Spurwechselwarnsysteme bekannt, die einen Fahrer beim Spurwechsel warnen, wenn neben ihm ein Fahrzeug fährt und der Spurwechsel möglicherweise zu einer Kollision führen würde. Solche Systeme haben einen rein informativen Charakter. Sie eignen sich nicht dazu den Fahrstil eines Fahrzeugs geschweige denn den Verkehrsfluss zu hinsichtlich Sicherheit und Kraftstoff- bzw. Energieverbrauch zu optimieren.
Die Begriffe Fahrspur, Spur, Fahrstreifen werden in dieser Anmeldung als Synonyme verwendet und haben die gleiche Bedeutung.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein System aufzuzeigen mit dem ein kooperatives Fahren eines Fahrzeugs mit anderen Fahrzeugen möglich ist.
Die Aufgabe wird gelöst gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung mittels eines Systems für ein Fahrzeug nach Anspruch 1. Vorteilhafte ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche, die durch Bezugnahme ausdrücklich zum Gegenstand der Beschreibung gemacht werden.
Das erfindungsgemäße System umfasst

- eine Positionsbestimmungseinheit zum Bestimmen der Position des Fahrzeugs,
- eine Empfangseinheit zum Empfangen von Umfelddaten von mindestens einem zweiten Fahrzeug, welche Informationen und/oder Größen wenigstens über einen ersten Fahrstreifen enthalten,
– eine Signalverarbeitungseinheit zum Berechnen einer Trajektorie des eigenen Fahrzeugs mittels Informationen über das eigene Fahrzeug, wobei die Signalverarbeitungseinheit ferner mittels der von dem zweiten Fahrzeug empfangenen Umfelddaten wenigstens über den ersten Fahrstreifen und mittels Informationen über das eigene Fahrzeug selbst berechnet, ob die Trajektorie des eigenen Fahrzeugs eine Trajektorie eines Objekts oder des zweiten Fahrzeugs auf der ersten Fahrspur schneidet, und somit das Fahrzeug mit diesem Objekt und/oder dem zweiten Fahrzeug kollidiert,

Die Erfindung basiert auf den Grundgedanken, dass insbesondere Fahrspurwechsel oder das Kreuzen einer Fahrspur, die vom Gegenverkehr befahren wird, Fahrsituationen darstellen, die häufig zu Unfällen führen oder den Verkehrsfluss behindern. Das erfindungsgemäße System ermöglicht es zum einen mit weiteren Fahrzeugen im Verkehr zu kommunizieren oder diese zumindest zu erfassen, so dass die eigene Fahrstrategie angepasst und im Idealfall mit weiteren Fahrzeugen abstimmbar ist. Die Kollisionswahrscheinlichkeit stellt hierbei die Kenngröße dar, anhand derer das System das Risiko eines Verkehrsunfalls bewerten kann. Vorzugsweise ist die Kollisionswahrscheinlichkeit an ein Zeitintervall geknüpft. Das Zeitintervall wird vorzugsweise derart berechnet oder definiert, dass es die Aufenthaltsdauer des zweiten Fahrzeugs in der Trajektorie des ersten Fahrzeugs beschreibt. Der Anfangszeitpunkt des Zeitintervalls ist derjenige, an dem das zweite Fahrzeug bei bleibender oder angepasster Geschwindigkeit die Trajektorie des ersten Fahrzeugs kreuzen würde. Größe und Länge der Fahrzeuge werden vorzugsweise mit berücksichtigt.
Es ist bevorzugt, dass das System so ausgebildet ist, dass es mit einem jeweiligen zweiten Fahrzeug zumindest die Schritte

– Empfangen von Umfelddaten,
– Berechnen und/oder Beurteilen ob und/oder in welchem Fall das eigene Fahrzeug mit einem Objekt und/oder dem zweiten Fahrzeug oder dem Fahrzeug, von dem Umfelddaten empfangen werden, kollidiert, sowie
– insbesondere die Anforderung an das zweite oder andere Fahrzeug senden,
– wiederholt, bis der Wechsel auf den anderen Fahrstreifen, beispielsweise den ersten, Fahrstreifen und/oder das Kreuzen des anderen Fahrstreifens beendet ist.

Das System ist vorzugsweise so ausgebildet, dass es eine Funknachricht anderer Fahrzeuge, insbesondere eine Gemeinsam-Wachsam-Nachricht, „Cooperative Awareness Message”, „CAM” abgekürzt, empfängt. Diese „CAM” umfasst zweckmäßigerweise jeweils eine Positionsinformation, eine Geschwindigkeits- und/oder Beschleunigungsinformation, eine Bewegungsrichtungsinformation, den Lenkwinkeleinschlag, sowie eine Zeitinformation, insbesondere einen Zeitstempel, bezogen auf das jeweils die „CAM” sendende Fahrzeug. Das System ist dabei besonders bevorzugt so ausgebildet, es zumindest für jedes Fahrzeug, dass eine „CAM” sendet, die jeweilige Trajektorie des Fahrzeugs berechnet und jeweils in Abhängigkeit der berechneten eigenen Trajektorie eine Berechnung und/oder Beurteilung durchführt, ob dieses jeweilige andere Fahrzeug mit dem eigenen kollidiert bzw. ob die entsprechende Kollisionswahrscheinlichkeit den definierten ersten Schwellenwert überschreitet.
Unter dem Begriff Fahrzeug wird zweckmäßigerweise der Begriff Kraftfahrzeug verstanden.
Es ist bevorzugt, dass das System eine kombinierte Sende- und Empfangseinheit aufweist.
Unter der Bedingung, dass das Fahrzeug auf einen ersten Fahrstreifen wechseln soll oder einen ersten Fahrstreifen kreuzen soll, wird bevorzugt verstanden, dass das Fahrzeug sich auf einem aktuellen Fahrstreifen befindet und auf einen ersten Fahrstreifen wechseln soll oder einen ersten Fahrstreifen kreuzen soll. Dabei ist diese Bedingung zweckmäßigerweise durch Vorgaben des Fahrers, insbesondere wiederholend elektronisch, besonders bevorzugt durch ein oder mehrere Sensoren, abgefragt und/oder beurteilt, definiert und/oder durch Vorgaben eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs definiert und/oder durch ein anderes System des Fahrzeugs, dass fahrdynamische Parameter des Kraftfahrzeugs vorgibt, ganz besonders bevorzugt ein System eines autonomen Fahrzeugs, definiert.
Unter einem Fahrstreifen wird vorzugsweise eine Fahrspur und/oder eine Fahrbahn verstanden.
Unter einer Positionsbestimmungseinheit wird zweckmäßigerweise ein globales Positionssystem bzw. GPS verstanden bzw. die Positionsbestimmungseinheit umfasst zweckmäßigerweise ein solches globales Positionssystem bzw. GPS.
Unter einer fahrzeuggeschwindigkeitseinstellenden und/oder fahrzeugbeschleunigungseinstellenden Einheit wird vorzugsweise eine Tempomateinheit und/oder eine Abstandsregelungseinheit und/oder ein aktives Bremssystem, das einen eigenständigen Bremseingriff durchführen kann, verstanden oder umfasst.
Es ist bevorzugt, dass fahrzeugbewegungsrichtungeinstellende Einheit eine aktive Lenkungseinheit und/oder ein elektronisch geregeltes Bremssystem umfasst, welche die Räder des Fahrzeugs einzeln, aktiv mit einer Bremswirkung beaufschlagen kann.
Unter einer Signalverarbeitungseinheit wird bevorzugt eine elektronische Datenverarbeitungseinheit und/oder Rechnereinheit und/oder eine elektronische Kontrolleinheit verstanden.
Unter Umfelddaten werden vorzugsweise Informationen und/oder Größen verstanden, welche eine Objektliste oder Teile einer Objektliste umfassen, welche Informationen und/oder Größen über mögliche Objekte aufweisen, die von dem zweiten Fahrzeug erfasst bzw. detektiert werden und die sich insbesondere im Gebiet des ersten Fahrstreifens befinden und/oder die Trajektorie des zweiten Fahrzeugs umfasst und/oder zumindest eine Information über die Geschwindigkeit, Position und die Bewegungsrichtung, insbesondere hinsichtlich des ersten Fahrstreifens und/oder Daten und/oder Informationen über einen detektierten bzw. erfassten fahrzeugfreien Raum auf dem ersten Fahrstreifen umfassen.
Unter einer Trajektorie wird vorzugsweise eine Bahnkurve oder Bahnkurvenschar eines Fahrzeugs oder Objekts verstanden, dabei insbesondere eine Datentabelle und/oder Funktion, welche diese Bahnkurve oder Bahnkurvenschar im Wesentlichen abbildet, wobei dies besonders bevorzugt in Abhängigkeit der Zeit erfolgt und die Datentabelle und/oder Funktion Zeitinformationen umfasst. Ganz besonders bevorzugt sind die Zeitinformationen zu dieser Trajektorie die Zukunft betreffend bezüglich der zeitlichen möglichen Bewegung/Positionierung des Fahrzeugs bzw. Objekts auf bzw. entlang der Bahnkurve. Zweckmäßigerweise umfasst die Datentabelle und/oder Information zusätzlich Informationen über die Wahrscheinlichkeit, dass das Fahrzeug bzw. das Objekt dieser Bahnkurve oder Teilbahnkurve einer Bahnkurvenschar folgen wird.
Unter einem Objekt wird bevorzugt ein anderes Fahrzeug bzw. ein anderer Verkehrsteilnehmer, wie beispielsweise ein Fahrradfahrer oder ein Fußgänger, oder ein Hindernis verstanden.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform weist die Signalverarbeitungseinheit des erfindungsgemäßen Systems eine Vorfahrtbeurteilungseinheit auf, die Daten zu Verkehrsregeln aufweist und feststellt, ob dem Objekt und/oder dem Fahrzeug auf dem ersten Streifen Vorfahrt gewährt werden muss.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das System

– eine Einheit zum Einstellen der Fahrzeuggeschwindigkeit, und/oder
– eine Einheit zum Einstellen der Fahrzeugbewegungsrichtung,

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems erfolgt das die Vorgabe in Abhängigkeit davon, ob die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt und/oder zweitem Fahrzeug auf dem ersten Streifen den definierten Schwellenwert überschreitet. Auf diese Weise kann eine zusätzliche Sicherheitsvorkehrung geschaffen werden, bei der das System entweder aktiv eingreift, um eine Gefahrensituation zu vermeiden oder wo das System in jedem Fall an den Fahrer übergibt, um eine nicht vorhersehbare Situationen nicht durch das System zu verursachen.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst das System

– eine Sendeeinheit zum Anfordern von Umfelddaten von dem zweiten Fahrzeug aufweist,

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems enthalten die angeforderten Informationen eines oder mehrere der folgenden Inhalte:

– eine Information und/oder Größe über einen erfassten und/oder detektierten fahrzeugfreien Raum auf dem ersten Fahrstreifen, und/oder
– eine Objektliste der erfassten und/oder detektierten Objekte auf dem ersten Fahrstreifen, und/oder
– die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des zweiten Fahrzeugs oder eines anderen Fahrzeugs, und/oder
– eine Fahrzeugpositionsinformation und eine Fahrzeugbewegungsrichtungsinformation des zweiten oder anderen Fahrzeugs sowie eine Zeitinformationen, insbesondere einen Zeitstempel.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform berechnet das erfindungsgemäße System Abstände und/oder zusätzliche Sicherheitsräume des eigenen Fahrzeugs zu dem Objekts und/oder dem zweiten Fahrzeugs, wenn die Kollisionswahrscheinlichkeit den Schwellenwert übersteigt. Die Abstände und/oder Sicherheitsräume werden insbesondere derart berechnet, dass beim Wechseln einer Spur eine Kollision oder eine Auffahrt des zweiten Fahrzeugs verhindert wird oder beim Kreuzen der ersten Spur das Fahrmanöver sicher und mit möglichst geringer Verzögerung des nachfolgenden Verkehrs durchführbar ist. Besonders bevorzugt ist eine Variante, in dem das zweite Fahrzeug und das eigene Fahrzeug die Abstände und die zusätzlichen Sicherheitsräume austauschen und/oder kooperativ ermitteln, bspw. durch iterativen Austausch von Umfeld und/oder Verkehrsdaten.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sendet das erfindungsgemäße System im Falle, dass die Kollisionswahrscheinlichkeit den Schwellenwert übersteigt, eine Anforderung an das zweite Fahrzeug, dass dieses mindestens einen der folgenden Fahrdynamikparameter ändern soll:

– Geschwindigkeit, insbesondere vermindern, und/oder
– Verzögerung, insbesondere erhöhen, und/oder
– Bewegungsrichtung.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sendet das erfindungsgemäße System im Falle, dass die Kollisionswahrscheinlichkeit den Schwellenwert übersteigt, eine Anforderung an das zweite Fahrzeug sendet, dass dieses innerhalb eines angegebenen Zeitintervalls sich nicht in einem definierten, angegebenen Bereich, insbesondere definiert durch mindestens drei Positionsinformationen, aufhalten soll oder sich nicht in einem angegebenen Wegintervall des Fahrstreifens auf-halten soll, auf welchem das zweite Fahrzeug sich bewegt.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sendet das erfindungsgemäße System im Falle, dass die Kollisionswahrscheinlichkeit den Schwellenwert übersteigt, die aktuelle oder als letztes berechnete Trajektorie des eigenen Fahrzeugs an das zweite Fahrzeug sendet und eine Anforderung an das zweite Fahrzeug sendet eine Kollisionsvermeidung zwischen den beiden Fahrzeugen auf Basis der gesendeten Trajektorie durchzuführen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren und eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine erste Fahrsituation mit mehreren Fahrzeugen mit einem erfindungsgemäßen System,
1b eine vergrößerte Darstellung des erfindungsgemäßen Systems, und
2 eine zweite Fahrsituation mit mehreren Fahrzeugen mit einem erfindungsgemäßen System.
1 zeigt eine Verkehrssituation mit mehreren Fahrzeugen V, Vx, V2, Vx1, Vx2 auf einer Straße R mit zwei Fahrspuren bzw. Spur L1, L2 und einer Auffahrspur L. Die Fahrzeuge Vx, Vx1, Vx2 sind mit einem erfindungsgemäßen System ausgestattet. Darüber hinaus befinden sich auch andere Fahrzeuge auf der Straße V, V2, die nicht mit einem erfindungsgemäßen System ausgestattet sind. Ferner befindet sich ein Objekt O, in diesem Fall ein Fahrrad, auf der Fahrspur L1.
Das erfindungsgemäße System S umfasst eine Positionsbestimmungseinheit P zum Bestimmen der Position des Fahrzeugs, eine Empfangseinheit und Sendeeinheit A zum Empfangen und Senden von Umfelddaten von mindestens einem zweiten Fahrzeug, welche Informationen und/oder Größen wenigstens über einen ersten Fahrstreifen L1 enthalten, und eine Signalverarbeitungseinheit S zum Berechnen einer Trajektorie T1 des eigenen Fahrzeugs Vx1 mittels Informationen über das eigene Fahrzeug Vx1. Die Signalverarbeitungseinheit S berechnet mittels der von dem zweiten Fahrzeug Vx2 empfangenen Umfelddaten über den ersten Fahrstreifen L1 und mittels Informationen über das eigene Fahrzeug Vx1 selbst, ob die Trajektorie T1 des eigenen Fahrzeugs eine Trajektorie T2 eines Objekts O oder des zweiten Fahrzeugs Vx2 auf der ersten Fahrspur L1 schneidet, und ob das Fahrzeug Vx1 mit dem Objekt O und/oder dem zweiten Fahrzeug Vx2 kollidieren würde. Das System S ist so ausgebildet, dass im Fall, dass das Fahrzeug Vx1 auf den ersten Fahrstreifen L1 wechseln soll und/oder den ersten Fahrstreifen L1 kreuzen soll (s. 2), eine Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug Vx1 und dem Objekt O und/oder dem zweiten Fahrzeug Vx2 ermittelt und überprüft, ob die Kollisionswahrscheinlichkeit einen ersten definierten Schwellenwert überschreitet.
Über eine Einheit D1 zum Einstellen der Fahrzeuggeschwindigkeit und eine Einheit D2 zum Einstellen der Fahrzeugbewegungsrichtung kann das System S die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Fahrzeugbewegungsrichtung des Fahrzeugs Vx1, Vx2, Vx vorgeben. Die Vorgabe erfolgt beispielsweise in Abhängigkeit davon, ob die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt und/oder zweitem Fahrzeug Vx2 auf der ersten Fahrspur L1 den definierten Schwellenwert überschreitet. Weist das Fahrzeug Vx2 Sensoren, wie z. B. Kamera, Radar, Lidar, usw. sowohl auf der Fronseite als auch auf der Rückseite auf, so ist es möglich, dass über die Umfelddaten des Fahrzeugs Vx2 das Fahrzeug Vx1 seine Kollisionswahrscheinlichkeit auch zum Fahrzeug V2 und auch zum Objekt O durchführen kann, obwohl diese nicht mit einem erfindungsgemäßen System ausgestattet ist. Alternativ kann diese Berechnung auch vom zweiten Fahrzeug Vx2 ausgeführt werden. Die Informationen bzw. Daten von anderen Fahrzeugen Vx2 kann das eigene Fahrzeug Vx1 mittels einer Anforderung oder einem entsprechenden Signal angefordert werden. Beispielsweise fordert das System in dem Fall, dass das Fahrzeug auf einen ersten Fahrstreifen wechseln soll und/oder einen ersten Fahrstreifen kreuzen soll, Umfelddaten und/oder eine Trajektorie von dem zweiten Fahrzeug an, insbesondere aufgrund einer empfangenen Bereitschaftsinformation. Typischerweise handelt es sich hierbei um Fahrzeug-2-X oder V2X fähigen Fahrzeuge, die sich untereinander dadurch erkennen können, dass sogenannte CAM Nachrichten abgeschickt werden.
Die angeforderten Umfelddaten und/oder Informationen enthalten alle Verkehrsrelevanten Informationen visueller, z. B. über eine Kamera, und nicht visueller Art, z. B. über ein Radar. Insbesondere umfassen diese Daten und Informationen eines oder mehrere der folgenden Inhalte, unter anderem

– eine Information und/oder Größe über einen erfassten und/oder detektierten fahrzeugfreien Raum auf dem ersten Fahrstreifen L1, und/oder
– eine Objektliste der erfassten und/oder detektierten Objekte O auf dem ersten Fahrstreifen L1, und/oder
– die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des zweiten Fahrzeugs Vx2 oder eines anderen Fahrzeugs V2, und/oder
– eine Fahrzeugpositionsinformation und eine Fahrzeugbewegungsrichtungsinformation des zweiten oder anderen Fahrzeugs Vx2, V2 sowie eine Zeitinformationen, insbesondere einen Zeitstempel.

Vorzugsweise ist das System derart ausgebildet, dass die Informationen und/oder Umgebungsdaten weitergeleitet werden. Die Umgebungsdaten werden nur so weit weitergegeben bis ein Umgebungsradius von dem Fahrzeug Vx1 erfasst wird. Dieser Umgebungsradius kann in Abhängigkeit der Verkehrssituation, Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrmanöver, Kollisionswahrscheinlichkeit festgelegt werden. Auf diese Weise wird die zu verarbeitende Datenmenge nur auf das notwendige Minimum reduziert.
Es ist denkbar, dass die Umfelddaten als Rohdaten übermittelt oder ausgewertet übermittelt werden. Idealerweise ermitteln mehrere Fahrzeuge Vx1, Vx2 in mehreren Iterationen die Kollisionswahrscheinlichkeit, wobei innerhalb einer Iteration die Auswertung der eigenen Umgebungsdaten und/oder Informationen stattfindet und daneben vorzugsweise auch die Berücksichtigung der Kollisionswahrscheinlichkeit des anderen Fahrzeugs Vx2 und idealerweise auch die Umgebungsdaten und/oder Informationen des anderen Fahrzeugs Vx2. Idealerweise können die Fahrzeuge auf diese Weise ihre Fahrt so planen, dass ein möglichst flüssiger Verkehrsfluss mit hoher Sicherheit bzw. geringer Unfallwahrscheinlichkeit erreicht wird.
Die Erfindung wird anhand der Fahrsituationen aus den 1 und 2 näher beschrieben, in der sich die Fahrzeuge Vx1, Vx2, V2 und O befinden.
1 stellt eine Verkehrs- oder Fahrsituation dar, in der das Fahrzeug Vx1 auf die erste Fahrspur L1 auffahren muss und sich entweder nach oder vor Fahrzeugen Vx2 und V2 und hinter dem O auf die erste Fahrspur L1 einordnen muss.
Da das Fahrzeug Vx2 mit einem erfindungsgemäßen System ausgestattet ist, kann es seine Umfelddaten und Informationen an das Fahrzeug Vx1 auf der Auffahrspur L senden, sobald dieser die Daten anfordert. Auf diese Weise kann Das Fahrzeug Vx1 die Kollisionswahrscheinlichkeiten für mehrere Optionen berechnen.
Die erste Kollisionswahrscheinlichkeit wird für eine erste Option berechnet, in dem Beispiel also, wenn das Fahrzeug Vx1 beschleunigt und vor dem Fahrzeug Vx2 auf die erste Fahrspur L1 fährt. Die zweite Kollisionswahrscheinlichkeit wird für eine zweite Option berechnet, in diesem Beispiel also, wenn das Fahrzeug abbremst und sich nach dem Fahrzeug Vx2 und V2 auf die erste Fahrspur L1 auffährt. Je nach dem, wie gut die Umfelddaten des zweiten Fahrzeugs Vx2 sind, kann auch eine dritte Kollisionswahrscheinlichkeit für eine dritte Option berechnet werden, z. B. wenn das erste Fahrzeug Vx1 zwischen dem zweiten Fahrzeug Vx2 und dem dahinter folgenden Fahrzeug V2 auf die Fahrspur L1 auffährt.
Zum Abstimmen eines kooperativen Fahrstils können die Fahrzeuge Vx1 und Vx2 die Kollisionswahrscheinlichkeiten austauschen und sich dann auf eine Fahroption einigen, die zum einen sicher ist, insbesondere von einem automatischen Fahrassistenzsystem, durchführbar ist, und zum anderen den Verkehrsfluss möglichst wenig behindert. Sofern die Kollisionswahrscheinlichkeiten weit voneinander abweichen, kann eines der Fahrzeuge sich auf eine Fahroption festlegen und diese Option an das andere Fahrzeug übermitteln, woraufhin sich das andere Fahrzeug darauf einstellen kann. Vorzugsweise werden die Kollisionswahrscheinlichkeiten hierzu mit einem mit einem Datenqualitätsindex verknüpft, welche die Qualität, Toleranzbereich, Signalgüte, Alter und/oder Sensorenqualität der Daten berücksichtigt.
2 stellt eine weitere Verkehrs- oder Fahrsituation dar, in der das Fahrzeug Vx1 von der Spur L11 der Straße R1 auf die Spur L22 der Straße R2 abbiegen möchte, wobei das Fahrzeug Vx2 auf der Fahrspur L12 die Trajektorie T1 des Fahrzeugs Vx1 kreuzt. Idealerweise sollte das eigene Fahrzeug Vx1 so fahren, dass das Fahrzeug V1 so wenig wie möglichst verlangsamen muss. Zusätzlich befindet sich auf der Abbiegerspur L21 das Fahrzeug Vx3, welches aber den Fahrzeugen auf der Straße R1 Vorfahrt gewähren muss, weil das Verkehrsschild P dieses vorschreibt.
Das Fahrzeug Vx3 stellt sich darauf ein abzubremsen und schickt daher an die Fahrzeuge Vx1 und Vx2 eine Nachricht mit einer sehr niedrigen Kollisionswahrscheinlichkeit. Zusätzlich dazu schickt es die Umfelddaten, u. a. dass es ein Vorfahrt gewähren Schild sowie ein Objekt O erfasst hat.
Das Fahrzeug Vx2 empfängt die Inhalte vom Fahrzeug Vx3 und erfasst selbst, dass das Objekt O vor ihm mit einer geringen Geschwindigkeit fährt. Die Erkennung des Objektes O kann auf diese Weise validiert und mit einem hohen Datenqualitätsindex versehen werden. Die Möglichkeit seine eigene Geschwindigkeit zu erhöhen ist in dieser Situation gering. Aufgrund dessen schickt das zweite Fahrzeug Vx2 an das erste Fahrzeug Vx1 neben den Umfelddaten auch eine Botschaft mit einer hohen Kollisionswahrscheinlichkeit, die den definierten Schwellenwert übersteigt. Diese Wahrscheinlichkeit ist vorzugsweise an ein Zeitintervall geknüpft. Das Zeitintervall ist zum einen durch den Zeitpunkt definiert, zu dem das Fahrzeug Vx2 den Kreuzungspunkt C der Trajektorie T2 mit T1 erreicht. Die Dauer des Zeitintervalls beschreibt die Länge, die das Fahrzeug Vx2 braucht, um diesen Bereich zu durchfahren.
Das Fahrzeug Vx1 kann aufgrund der hohen Kollisionswahrscheinlichkeit vom Fahrzeug Vx2 nur darauf warten, dass das Fahrzeug Vx2 vorbeigefahren ist und eine Abbiegung auf die Spur L22 möglich ist. Alternativ dazu kann das Fahrzeug Vx1 kann das Fahrzeug Vx1 für unterschiedliche Zeitintervalle die Kollisionswahrscheinlichkeiten ausrechnen. Hierzu kann es die eigenen Umfelddaten und die Umfelddaten des zweiten Fahrzeugs Vx2 heranziehen. Ferner kann es die Kollisionswahrscheinlichkeit des zweiten Fahrzeugs dazu heranziehen, um die eigene Berechnung zu validieren. Über Parameter, wie z. B. eigene Geschwindigkeit, kann das Fahrzeug Vx1 sich auf das Zeitintervall einstellen, was die geringste Kollisionswahrscheinlichkeit aufweist. Die Kollisionswahrscheinlichkeiten, die den Schwellenwert übersteigt werden dabei aus den möglichen Optionen ausgeschlossen. Entsprechend ist die Fahrstrategie so zu wählen, dass das Fahrmanöver innerhalb der Zeitintervalle mit geringer Kollisionswahrscheinlichkeit durchgeführt wird.
Vorzugsweise ist die Empfangs- und Sendeeinheit A derart ausgelegt, dass die Reichweite für einen Datenaustausch mehrere hundert Meter beträgt. Auf diese Weise kann das Fahrzeug Vx1 seine Geschwindigkeit rechtzeitig anpassen, damit es zum Abbiegen nicht halten muss.
Die einzelnen Beispiele wurden zur Beschreibung der Erfindung ausgewählt. Die Ausführung des Systems ist für beide Beispiele identisch, so dass die Merkmale, die im Zusammenhang mit nur einem Beispiel beschrieben wurden auch auf das System aus dem anderen Beispiel anwendbar sind.
Weitere vorteilhafte Varianten der Erfindung sind nachfolgend beschrieben:

1. System für ein Fahrzeug, umfassend wenigstens eine Signalverarbeitungseinheit, eine Empfangseinheit und eine Positionsbestimmungseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass das System so ausgebildet ist, dass es insbesondere im Fall, dass das Fahrzeug auf einen ersten Fahrstreifen wechseln soll und/oder einen ersten Fahrstreifen kreuzen soll, Umfelddaten zumindest eines zweiten Fahrzeugs empfängt oder dafür eingerichtet ist solche zu empfangen, welche Informationen und/oder Größen wenigstens über den ersten Fahrstreifen enthalten, und dass die Signalverarbeitungseinheit so ausgebildet ist, dass sie zumindest mittels Informationen über das eigene Fahrzeug selbst, eine Trajektorie des eigenen Fahrzeugs berechnet und mittels der von dem zweiten Fahrzeug empfangenen Umfelddaten wenigstens über den ersten Fahrstreifen und mittels Informationen über das eigene Fahrzeug selbst berechnet und/oder beurteilt, ob und/oder in welchem Fall diese Trajektorie des eigenen Fahrzeugs die Trajektorie eines Objekts und/oder des zweiten Fahrzeugs, insbesondere innerhalb eines definierten Zeitintervalls, schneidet und somit das Fahrzeug mit diesem Objekt und/oder dem zweiten Fahrzeug kollidiert und/oder die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem Objekt und/oder dem zweiten Fahrzeug einen ersten definierten Schwellenwert überschreitet.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das System so ausgebildet ist, dass die Berechnung und/oder Beurteilung ob und/oder in welchem Fall das eigene Fahrzeug mit einem Objekt und/oder dem zweiten Fahrzeug kollidiert durchgeführt wird, falls sich dieses wenigstens eine Objekt und/oder das zweite Fahrzeug auf dem ersten Fahrstreifen befinden oder die Trajektorie des Objekts und/oder des zweiten Fahrzeugs den ersten Fahrstreifen überstreifen.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das System so ausgebildet ist, dass es den Empfang von Umfelddaten und die Berechnung und/oder Beurteilung ob und/oder in welchem Fall das eigene Fahrzeug mit einem Objekt und/oder dem zweiten Fahrzeug kollidiert, durchführt, wenn das System feststellt, dass das Fahrzeug auf einen ersten Fahrstreifen wechseln soll und/oder einen ersten Fahrstreifen kreuzen soll, und dabei anderen Verkehrsteilnehmern Vorfahrt gewährt werden muss, wobei zur Feststellung, ob Vorfahrt gewährt werden muss, das System eine Vorfahrtsbeurteilungseinheit in der Signalverarbeitungseinheit aufweist, wobei der Vorfahrtbeurteilungseinheit zumindest Daten zu Verkehrsregeln zur Verfügung stehen.
4. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das System so ausgebildet ist, dass es eine fahrzeuggeschwindigkeitseinstellende und/oder eine fahrzeugbeschleunigungseinstellende Einheit aufweist und/oder zumindest eine fahrzeugbewegungsrichtungeinstellende Einheit aufweist und dass das System in Abhängigkeit der Berechnung und/oder Beurteilung ob und/oder in welchem Fall die Trajektorie des eigenen Fahrzeugs die Trajektorie eines Objekts und/oder des zweiten Fahrzeugs, insbesondere innerhalb eines definierten Zeitintervalls, schneidet und somit das Fahrzeug mit diesem Objekt und/oder dem zweiten Fahrzeug kollidiert und/oder die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen Fahrzeug und dem Objekt und/oder zweitem Fahrzeug einen ersten definierten Schwellenwert überschreitet, das System die Fahrzeugbewegungsrichtung und/oder die Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder Fahrzeugbeschleunigung des eigenen Fahrzeugs beeinflusst und/oder vorgibt.
5. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass, dass das System eine Sendeeinheit aufweist und dass das System so ausgebildet ist, dass es im Fall, dass das Fahrzeug auf einen ersten Fahrstreifen wechseln soll und/oder einen ersten Fahrstreifen kreuzen soll, Umfelddaten von einem zweiten Fahrzeug angefordert, insbesondere aufgrund einer empfangenen Bereitschaftsinformation, dass das zweite Fahrzeug bereit ist wenigstens Umfeldinformationen zur Verfügung zu stellen, wobei insbesondere allgemein Umfelddaten von Fahrzeugen angefordert werden.
6. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfelddaten, die das Fahrzeug anfordert und/oder die das zweite Fahrzeug und/oder andere Fahrzeuge senden, wenigstens eine Information und/oder Größe über einen erfassten und/oder detektierten fahrzeugfreien Raum wenigstens auf dem ersten Fahrstreifen umfasst und/oder eine Objektliste der erfassten und/oder detektierten Objekte umfasst und/oder die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des zweiten Fahrzeugs oder eines anderen Fahrzeugs, eine Fahrzeugpositionsinformation und eine Fahrzeugbewegungsrichtungsinformation des zweiten oder anderen Fahrzeugs und/oder einen Zeitstempel.
7. System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Information und/oder Größe über den fahrzeugfreien Raum zumindest eine Längeninformation enthält, sowie insbesondere eine Breiteninformation und eine Krümmungsinformation, und insbesondere eine Detektionsreichweiteninformation.
8. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung und/oder Beurteilung ob und/oder in welchem Fall das eigene Fahrzeug mit einem Objekt und/oder dem zweiten Fahrzeug kollidiert, die Ausdehnungen und/oder zusätzliche Sicherheitsräume des eigenen Fahrzeugs und des Objekts und/oder zweiten Fahrzeugs berücksichtigt werden.
9. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Berechnung und/oder Beurteilung ob und/oder in welchem Fall das eigene Fahrzeug mit einem Objekt und/oder dem zweiten Fahrzeug kollidiert, eine Wahrscheinlichkeitsinformation einer möglichen Kollision berechnet und zugeordnet wird, wobei insbesondere ermittelt wird, ob diese Wahrscheinlichkeit einer möglichen Kollision einen definierten ersten Schwellwert überschreitet.
10. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das System wenigstens einen Umfeldsensor zur Erfassung der Umgebung des Fahrzeugs in zumindest einer ersten Erfassungsrichtung aufweist, und die Signalverarbeitungseinheit so ausgebildet ist, dass sie bei der Berechnung und/oder Beurteilung ob und/oder in welchem Fall das eigene Fahrzeug mit einem Objekt und/oder dem zweiten Fahrzeug kollidiert, die Daten und/oder Informationen des wenigstens einen Umfeldsensors des System berücksichtigt, insbesondere im Zuge einer Plausibilisierung und einer Präzisierung und/oder Qualitätserhöhung.
11. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das System so ausgebildet ist, dass es in Abhängigkeit der Berechnung und/oder Beurteilung ob und/oder in welchem Fall die Trajektorie des eigenen Fahrzeugs die Trajektorie des zweiten Fahrzeugs, insbesondere innerhalb eines definierten Zeitintervalls, schneidet und somit das Fahrzeug dem zweiten Fahrzeug kollidiert und/oder die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug einen ersten definierten Schwellenwert überschreitet, das System eine Anforderung an das zweite Fahrzeug sendet, dass dieses mindestens einen der folgenden Fahrdynamikparameter ändern soll, Geschwindigkeit, insbesondere vermindern, und/oder Verzögerung, insbesondere erhöhen, und/oder Bewegungsrichtung.
12. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das System so ausgebildet ist, dass es in Abhängigkeit der Berechnung und/oder Beurteilung ob und/oder in welchem Fall die Trajektorie des eigenen Fahrzeugs die Trajektorie des zweiten Fahrzeugs, insbesondere innerhalb eines definierten Zeitintervalls, schneidet und somit das Fahrzeug dem zweiten Fahrzeug kollidiert und/oder die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug einen ersten definierten Schwellenwert überschreitet, das System eine Anforderung an das zweite Fahrzeug sendet, dass dieses innerhalb eines angegebenen Zeitintervalls sich nicht in einem definierten, angegebenen Bereich, insbesondere definiert durch mindestens drei Positionsinformationen, aufhalten soll oder sich nicht in einem angegebenen Wegintervall des Fahrstreifens aufhalten soll, auf welchem das zweite Fahrzeug sich bewegt.
13. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das System so ausgebildet ist, dass es in Abhängigkeit der Berechnung und/oder Beurteilung ob und/oder in welchem Fall die Trajektorie des eigenen Fahrzeugs die Trajektorie des zweiten Fahrzeugs, insbesondere innerhalb eines definierten Zeitintervalls, schneidet und somit das Fahrzeug dem zweiten Fahrzeug kollidiert und/oder die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug einen ersten definierten Schwellenwert überschreitet, das System die aktuelle oder als letztes berechnete Trajektorie des eigenen Fahrzeugs an das zweite Fahrzeug sendet und eine Anforderung an das zweite Fahrzeug sendet eine Kollisionsvermeidung zwischen den beiden Fahrzeugen auf Basis der gesendeten Trajektorie durchzuführen.
14. System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das System so ausgebildet ist, dass es eine Anforderung an das zweite Fahrzeug sendet, dass das zweite Fahrzeug eine Bestätigungsinformation zurücksenden soll.
15. System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das System so ausgebildet ist, dass es in Abhängigkeit der Berechnung und/oder Beurteilung ob und/oder in welchem Fall die Trajektorie des eigenen Fahrzeugs die Trajektorie des zweiten Fahrzeugs, insbesondere innerhalb eines definierten Zeitintervalls, schneidet und somit das Fahrzeug dem zweiten Fahrzeug kollidiert und/oder die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug einen ersten definierten Schwellenwert überschreitet, das System eine Warnung an den Fahrer des Fahrzeugs ausgibt, insbesondere per Warnlampe und/oder Warnton und/oder Vibration am Lenkrad und/oder Vibration des Fahrersitzes.

Claims

System (S) für ein Fahrzeug (Vx1, Vx2, Vx), umfassend – eine Positionsbestimmungseinheit (P) zum Bestimmen der Position des Fahrzeugs (Vx1, Vx2, Vx), – eine Empfangseinheit (A) zum Empfangen von Umfelddaten von mindestens einem zweiten Fahrzeug (Vx2), welche Informationen und/oder Größen wenigstens über einen ersten Fahrstreifen (L1, L12, L22) enthalten, – eine Signalverarbeitungseinheit (S) zum Berechnen einer Trajektorie (T1) des eigenen Fahrzeugs (Vx1) mittels Informationen über das eigene Fahrzeug (Vx1), wobei die Signalverarbeitungseinheit (S) ferner mittels der von dem zweiten Fahrzeug (Vx2) empfangenen Umfelddaten wenigstens über den ersten Fahrstreifen (L1, L21) und mittels Informationen über das eigene Fahrzeug (Vx1) selbst berechnet, ob die Trajektorie (T1) des eigenen Fahrzeugs eine Trajektorie (T2) eines Objekts (O) oder des zweiten Fahrzeugs (Vx2) auf der ersten Fahrstreifen schneidet, und somit das Fahrzeug (Vx1) mit diesem Objekt (O) und/oder dem zweiten Fahrzeug (Vx2) kollidiert, wobei das System (S) so ausgebildet ist, dass im Fall, dass das Fahrzeug (Vx1) auf den ersten Fahrstreifen wechseln soll und/oder den ersten Fahrstreifen kreuzen soll, insbesondere für ein Zeitintervall in der Zukunft, eine Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug (Vx1) und dem Objekt (O) und/oder dem zweiten Fahrzeug (Vx2) ermittelt und überprüft, ob die Kollisionswahrscheinlichkeit einen ersten definierten Schwellenwert überschreitet.
System nach Anspruch 1, wobei die Signalverarbeitungseinheit eine Vorfahrtbeurteilungseinheit aufweist, die Daten zu Verkehrsregeln aufweist und feststellt, ob dem Objekt und/oder dem Fahrzeug auf dem ersten Streifen Vorfahrt gewährt werden muss.
System nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend – eine Einheit zum Einstellen der Fahrzeuggeschwindigkeit, und/oder – eine Einheit zum Einstellen der Fahrzeugbewegungsrichtung, wobei das System mittels dieser Einheiten (D1, D2) die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Fahrzeugbewegungsrichtung des Fahrzeugs (Vx1) vorgibt.
System nach Anspruch 3, wobei die Vorgabe in Abhängigkeit davon erfolgt, ob die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt und/oder zweitem Fahrzeug auf der ersten Fahrstreifen den definierten Schwellenwert überschreitet.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner umfassend – eine Sendeeinheit zum Anfordern von Umfelddaten von dem zweiten Fahrzeug aufweist, wobei das System in dem Fall, dass das Fahrzeug auf einen ersten Fahrstreifen wechseln soll und/oder einen ersten Fahrstreifen kreuzen soll, Umfelddaten und/oder eine Trajektorie von dem zweiten Fahrzeug anfordert, insbesondere aufgrund einer empfangenen Bereitschaftsinformation.
System nach Anspruch 5, wobei die angeforderten Informationen eines oder mehrere der folgenden Inhalte enthält: – eine Information und/oder Größe über einen erfassten und/oder detektiertenfahrzeugfreien Raum auf dem ersten Fahrstreifen, und/oder – eine Objektliste der erfassten und/oder detektierten Objekte auf dem ersten Fahrstreifen, und/oder – die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des zweiten Fahrzeugs oder eines anderen Fahrzeugs, und/oder – eine Fahrzeugpositionsinformation und eine Fahrzeugbewegungsrichtungsinformation des zweiten oder anderen Fahrzeugs sowie eine Zeitinformationen, insbesondere einen Zeitstempel.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das System Abstände und/oder zusätzliche Sicherheitsräume des eigenen Fahrzeugs zu dem Objekts und/oder dem zweiten Fahrzeugs berechnet, wenn die Kollisionswahrscheinlichkeit den Schwellenwert übersteigt.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das System im Falle, dass die Kollisionswahrscheinlichkeit den Schwellenwert übersteigt, eine Anforderung an das zweite Fahrzeug sendet, dass dieses mindestens einen der folgenden Fahrdynamikparameter ändern soll: – Geschwindigkeit, insbesondere vermindern, und/oder – Verzögerung, insbesondere erhöhen, und/oder – Bewegungsrichtung.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das System im Falle, dass die Kollisionswahrscheinlichkeit den Schwellenwert übersteigt, eine Anforderung an das zweite Fahrzeug sendet, dass dieses innerhalb eines angegebenen Zeitintervalls sich nicht in einem definierten, angegebenen Bereich, insbesondere definiert durch mindestens drei Positionsinformationen, aufhalten soll oder sich nicht in einem angegebenen Wegintervall des Fahrstreifens aufhalten soll, auf welchem das zweite Fahrzeug sich bewegt.
System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das System im Falle, dass die Kollisionswahrscheinlichkeit den Schwellenwert übersteigt, die aktuelle oder als letztes berechnete Trajektorie des eigenen Fahrzeugs an das zweite Fahrzeug sendet und eine Anforderung an das zweite Fahrzeug sendet eine Kollisionsvermeidung zwischen den beiden Fahrzeugen auf Basis der gesendeten Trajektorie durchzuführen.