DE102015219578A1 - Method and device in a motor vehicle for automated driving - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren in einem Kraftfahrzeug (50) zum automatisierten Fahren, umfassend die folgenden Schritte: Erfassen von weiteren Kraftfahrzeugen (51, 52, 53) im Umfeld des Kraftfahrzeugs (50) durch mindestens eine Sensorik (2), Erfassen und Erkennen von Fahrspuren (11, 12, 13) durch die mindestens eine Sensorik (2) oder eine weitere Sensorik, Zuordnen der erfassten weiteren Kraftfahrzeuge (51, 52, 53) zu den erkannten Fahrspuren (11, 12, 13) durch eine Steuerung (3), Ausführen eines möglichen Fahrspurwechsels (16) durch die Steuerung (3), wobei die Steuerung (3) den möglichen Fahrspurwechsel (16) nicht durchführt, wenn mindestens ein Fahrspurwechselausschlusskriterium (20) erfüllt ist, wobei das Vorliegen des Fahrspurwechselausschlusskriteriums (20) durch eine Überholfreigabeeinrichtung (4) geprüft wird, und wobei das mindestens eine Fahrspurwechselausschlusskriterium (20) das Vorhandensein von einem weiteren Kraftfahrzeug (53) auf einer Überholspur (13) mit einer Geschwindigkeit (9) größer/gleich einer Grenzgeschwindigkeit (8) ist und/oder das mindestens eine Fahrspurwechselausschlusskriterium (20) das Nichtvorhandensein eines weiteren Kraftfahrzeugs (53) auf der Überholspur (13) ist. Ferner betrifft die Erfindung eine zugehörige Vorrichtung (1).The invention relates to a method in a motor vehicle (50) for automated driving, comprising the following steps: detecting further motor vehicles (51, 52, 53) in the environment of the motor vehicle (50) by at least one sensor system (2), detecting and detecting Lanes (11, 12, 13) by the at least one sensor (2) or a further sensor, assigning the detected further motor vehicles (51, 52, 53) to the recognized lanes (11, 12, 13) by a controller (3) Performing a possible lane change (16) by the controller (3), wherein the controller (3) does not perform the possible lane change (16) if at least one lane change exclusion criterion (20) is met, the presence of the lane change exclusion criterion (20) being determined by a Overtaking device (4) is checked, and wherein the at least one lane change exclusion criterion (20) the presence of another motor vehicle (53) in a fast lane (13) with a speed (9) is greater than or equal to a limit speed (8) and / or the at least one lane change exclusion criterion (20) is the absence of another motor vehicle (53) in the fast lane (13). Furthermore, the invention relates to an associated device (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug zum automatisierten Fahren. The invention relates to a method and a device in a motor vehicle for automated driving.
Moderne Kraftfahrzeuge weisen eine Vielzahl von Assistenzsystemen auf, welche den Fahrer beim Führen des Fahrzeugs unterstützen. Vermehrt kommen dabei semi-autonome und autonome Systeme zum Einsatz, die eine semi- oder vollautomatische Steuerung des Kraftfahrzeugs erlauben, beispielsweise auf Autobahnen und anderen Schnellstraßen. Modern motor vehicles have a variety of assistance systems that assist the driver in driving the vehicle. Increasingly, semi-autonomous and autonomous systems are used, which permit semi-automatic or fully automatic control of the motor vehicle, for example on motorways and other expressways.
Ein solches Assistenzsystem ist beispielsweise ein Spurassistenzsystem, welches einem Fahrer dabei hilft, eine Fahrspur zu halten oder die Fahrspur zu wechseln. Dabei werden in der Regel ein Umfeld des Kraftfahrzeugs erfasst und weitere Kraftfahrzeuge und Fahrspuren auf einer Straße erkannt. Such an assistance system is, for example, a lane assistance system which helps a driver to keep a lane or to change the lane. As a rule, an environment of the motor vehicle is detected and further motor vehicles and lanes on a road are detected.
Aus der
Aus der
Ein Nachteil der vorgenannten Vorrichtung und des vorgenannten Verfahrens ist, dass sie auf Straßen ohne Geschwindigkeitsbeschränkung nicht sicher funktionieren. Die auftretenden Relativgeschwindigkeiten zwischen den einzelnen Verkehrsteilnehmern können auf unbeschränkten Autobahnen bis zu 200 km/h betragen, was einen akzeptablen und sicheren Fahrspurwechsel im Rahmen einer Gefahren- und Risikoanalyse praktisch unmöglich macht, da automatisch fahrende Fahrzeuge mit seriennaher Sensorik lediglich eine Rücksicht von ca. 70 m (Mid Range Radar) bis 150 m (Laserscanner), respektive maximal 200 m (Long Range Radare) haben. A disadvantage of the aforementioned apparatus and method is that they do not operate safely on non-speed roads. The occurring relative speeds between the individual road users can be up to 200 km / h on unrestricted highways, making an acceptable and safe lane change in the context of a risk and risk analysis virtually impossible because automatically moving vehicles with near-series sensors only a consideration of about 70 m (Mid Range Radar) up to 150 m (laser scanner), respectively a maximum of 200 m (Long Range Radars) have.
Der Erfindung liegt also das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug zum automatisierten Fahren zu schaffen, bei denen die Sicherheit bei einem automatischen Spurwechsel verbessert ist. The invention is therefore based on the technical problem of providing a method and a device in a motor vehicle for automated driving, in which the safety is improved in an automatic lane change.
Die technische Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. The technical problem is solved by a method with the features of
Es wird dazu ein Verfahren in einem Kraftfahrzeug zum automatisierten Fahren zur Verfügung gestellt, umfassend die folgenden Schritte: Erfassen von weiteren Kraftfahrzeugen im Umfeld des Kraftfahrzeugs durch mindestens eine Sensorik, Erfassen und Erkennen von Fahrspuren durch die mindestens eine Sensorik oder eine weitere Sensorik, Zuordnen der erfassten weiteren Kraftfahrzeuge zu den erkannten Fahrspuren durch eine Steuerung, Ausführen eines möglichen Fahrspurwechsels durch die Steuerung, wobei die Steuerung den möglichen Fahrspurwechsel nicht durchführt, wenn mindestens ein Fahrspurwechselausschlusskriterium erfüllt ist, wobei das Vorliegen des Fahrspurwechselausschlusskriteriums durch eine Überholfreigabeeinrichtung geprüft wird, und wobei das mindestens eine Fahrspurwechselausschlusskriterium das Vorhandensein von einem weiteren Kraftfahrzeug auf einer Überholspur mit einer Geschwindigkeit größer/gleich einer Grenzgeschwindigkeit ist und/oder das mindestens eine Fahrspurwechselausschlusskriterium das Nichtvorhandensein eines weiteren Kraftfahrzeugs auf der Überholspur ist. For this purpose, a method is provided in a motor vehicle for automated driving, comprising the following steps: detection of further motor vehicles in the surroundings of the motor vehicle by at least one sensor, detection and detection of lanes by the at least one sensor or a further sensor, assigning the detected further motor vehicles to the recognized lanes by a controller, the controller performs the possible lane change not when at least one lane change exclusion criterion is met, the presence of the lane change exclusion criterion is checked by a passing release device, and wherein the at least a lane change exclusion criterion is the presence of another motor vehicle in a passing lane at a speed greater than or equal to a limit speed and / or the at least one lane is the absence of another motor vehicle in the fast lane.
Ein möglicher Fahrspurwechsel soll dabei eine von dem Kraftfahrzeug realisierbare Trajektorie zum Fahrspurwechseln darstellen, bei der das Kraftfahrzeug mit keinerlei Hindernissen kollidiert. Befindet sich beispielsweise ein weiteres Kraftfahrzeug direkt neben dem Kraftfahrzeug auf einer Überholspur, so kann das Kraftfahrzeug nicht direkt auf die Überholspur wechseln. Eine solche Trajektorie wäre dann also nicht möglich und stellt somit keinen möglichen Fahrspurwechsel dar. Befindet sich hingegen kein weiteres Kraftfahrzeug direkt neben dem Kraftfahrzeug auf der Überholspur, so wäre es dem Kraftfahrzeug möglich, direkt auf die Überholspur zu wechseln. Eine solche Trajektorie stellt einen möglichen Fahrspurwechsel dar. Natürlich können mehrere mögliche Fahrspurwechsel existieren. A possible lane change is intended to represent a realizable by the motor vehicle trajectory for lane changes, in which the motor vehicle collides with any obstacles. For example, is another motor vehicle directly next to the motor vehicle in a fast lane, so the vehicle can not change directly to the fast lane. Such a trajectory would then not be possible and therefore does not represent a possible lane change. If, however, no further motor vehicle is directly next to the motor vehicle in the fast lane, it would be possible for the motor vehicle to change directly to the fast lane. Such a trajectory represents a possible lane change. Of course, several possible lane changes may exist.
Ferner wird eine Vorrichtung in einem Kraftfahrzeug zum automatisierten Fahren geschaffen, umfassend mindestens eine Sensorik zum Erfassen von weiteren Kraftfahrzeugen im Umfeld des Kraftfahrzeugs und zum Erfassen und Erkennen von Fahrspuren, mindestens eine Steuerung, wobei die Steuerung derart ausgebildet ist, erfasste weitere Kraftfahrzeuge den erkannten Fahrspuren zuzuordnen und einen möglichen Fahrspurwechsel nicht durchzuführen, wenn mindestens ein Fahrspurwechselausschlusskriterium erfüllt ist, wobei die Vorrichtung eine Überholfreigabeeinrichtung zum Überprüfen des Fahrspurwechselausschlusskriteriums umfasst, und wobei das mindestens eine Fahrspurwechselausschlusskriterium das Vorhandensein von einem weiteren Kraftfahrzeug auf einer Überholspur mit einer Geschwindigkeit größer/gleich einer Grenzgeschwindigkeit ist und/oder das mindestens eine Fahrspurwechselausschlusskriterium das Nichtvorhandensein eines weiteren Kraftfahrzeugs auf der Überholspur ist. Furthermore, a device is provided in a motor vehicle for automated driving, comprising at least one sensor for detecting further motor vehicles in the environment of the motor vehicle and for detecting and recognizing lanes, at least one controller, wherein the controller is designed such, further detected motor vehicles detected lanes and failing to perform a possible lane change when at least one lane change exclusion criterion is met, the device comprising overtaking enabling means for checking the lane change exclusion criterion, and wherein the at least one lane change exclusion criterion is the presence of another motor vehicle in a passing lane at a speed greater than a limit speed and / or the at least one lane change exclusion criterion is the absence of another motor vehicle in the fast lane.
Die Kernidee der Erfindung ist, weitere Kraftfahrzeuge auf der Überholspur dazu zu benutzen, ein „abschirmendes Umfeld“ zu schaffen. Von den erfassten weiteren Kraftfahrzeugen wird eine Geschwindigkeit bestimmt und mit einer Grenzgeschwindigkeit verglichen. Es wird davon ausgegangen, dass ein weiteres Kraftfahrzeug auf der Überholspur, das langsamer als eine Grenzgeschwindigkeit fährt, dazu dienen kann, Folgefahrzeuge, welche hinter dem weiteren Kraftfahrzeug fahren, zumindest auf die Geschwindigkeit des weiteren Kraftfahrzeugs abzubremsen. Existiert ein solches Kraftfahrzeug mit einer Geschwindigkeit langsamer als die Grenzgeschwindigkeit, so kann ein Fahrspurwechsel als sicher erachtet werden, weil das weitere Kraftfahrzeug das Kraftfahrzeug nach einem möglichen Fahrspurwechsel gegen Folgefahrzeuge mit zu hoher Geschwindigkeit „abschirmt“ oder „abgeschirmt“ hat. Entsprechend wird ein möglicher Fahrspurwechsel nicht freigegeben, wenn das Kraftfahrzeug auf der Überholspur eine Geschwindigkeit größer oder gleich der Grenzgeschwindigkeit besitzt. The core idea of the invention is to use other cars in the fast lane to create a "shielding environment". From the detected further motor vehicles, a speed is determined and compared with a limit speed. It is assumed that another motor vehicle in the fast lane, which travels slower than a limit speed, can serve to decelerate following vehicles, which drive behind the further motor vehicle, at least to the speed of the further motor vehicle. If such a motor vehicle exists at a speed slower than the limit speed, a lane change can be considered safe because the further motor vehicle has "shielded" or "shielded" the motor vehicle at too high a speed against subsequent vehicles after a possible lane change. Accordingly, a possible lane change is not released when the motor vehicle in the fast lane has a speed greater than or equal to the limit speed.
Der Vorteil der Erfindung ist, dass die Sicherheit beim automatisierten Fahren, insbesondere bei einem Fahrspurwechsel, erhöht ist. The advantage of the invention is that the safety in automated driving, especially when changing a lane, is increased.
Alternativ oder kumulativ wird der mögliche Fahrspurwechsel von der Überholfreigabeeinrichtung nicht freigegeben, wenn sich kein weiteres Kraftfahrzeug auf der Überholspur befindet. Dabei ist gemeint, dass kein weiteres Kraftfahrzeug auf der Überholspur von der mindestens einen Sensorik erfasst wurde oder erfassbar ist, beispielsweise weil die Reichweite der mindestens einen Sensorik zu gering ist. Dadurch lässt sich die Sicherheit beim automatisierten Fahren, insbesondere beim Fahrspurwechsel, weiter erhöhen. Auf einer freigegebenen Straße ohne Geschwindigkeitsbegrenzung kann es durchaus sein, dass ein weiteres Kraftfahrzeug eine derart hohe Relativgeschwindigkeit zum Kraftfahrzeug besitzt, dass es vor dem möglichen Fahrspurwechsel nicht von der Sensorik erfasst wird, nach Einleiten des möglichen Fahrspurwechsels aber plötzlich auftaucht und auf Grund der hohen Relativgeschwindigkeit mit dem Kraftfahrzeug kollidiert. Ein Verhindern eines Fahrspurwechsels bei freier Überholspur auf einer freigegebenen Autobahn erhöht somit die Sicherheit für das Kraftfahrzeug. Alternatively or cumulatively, the possible lane change is not released by the overtake release device when no further motor vehicle is in the fast lane. It is meant that no further motor vehicle has been detected in the fast lane of the at least one sensor or is detectable, for example, because the range of the at least one sensor is too low. As a result, the safety in automated driving, especially when changing lanes, further increase. On a shared road without speed limit, it may well be that another motor vehicle has such a high relative speed to the motor vehicle that it is not detected by the sensor before the possible lane change, but suddenly emerges after initiating the possible lane change and due to the high relative speed collided with the motor vehicle. Preventing a lane change in a free fast lane on a shared highway thus increases the safety of the motor vehicle.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Grenzgeschwindigkeit in Abhängigkeit einer Eigengeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs festgelegt wird. Dies ist von Vorteil, da bei einem Fahrspurwechsel die Eigengeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs maßgebend dafür ist, ob eine Geschwindigkeit auf der Überholspur als schnell oder langsam betrachtet werden kann. Auf einer dreispurigen, freigegebenen Autobahn unterscheiden sich die Durchschnittgeschwindigkeiten auf den drei Fahrspuren voneinander. Beispielsweise beträgt die Durchschnittsgeschwindigkeit auf der langsamsten Spur 80 km/h, auf der mittleren 150 km/h und auf der schnellsten Spur 200 km/h. Für die mittlere und die schnellste Spur lassen sich dann, je nachdem, auf welcher Spur sich das Kraftfahrzeug aktuell befindet, andere Grenzgeschwindigkeiten definieren. Die Grenzgeschwindigkeit kann somit dynamisch an einen aktuellen Verkehrsfluss angepasst werden. Die Grenzgeschwindigkeit kann beispielsweise eine Funktion der Eigengeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs sein. In one embodiment, it is provided that the limit speed is set as a function of an intrinsic speed of the motor vehicle. This is advantageous since, in the case of a lane change, the vehicle's own speed is decisive for whether a speed in the fast lane can be regarded as fast or slow. On a three-lane, shared highway, the average speeds on the three lanes are different. For example, the average speed on the slowest lane is 80 km / h, on the middle 150 km / h and on the fastest track 200 km / h. For the middle and the fastest lane can then, depending on which lane the motor vehicle currently is, define other limit speeds. The limit speed can thus be adapted dynamically to a current traffic flow. For example, the limit speed may be a function of the vehicle's own speed.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass durch die Steuerung überprüft wird, ob das Kraftfahrzeug sich auf einer Straße ohne Geschwindigkeitsbegrenzung befindet, und die Überholfreigabeeinrichtung nur aktiviert wird oder ist, wenn das automatisierte Fahren auf einer Straße ohne Geschwindigkeitsbegrenzung durchgeführt wird. Dies ermöglicht ein Aktivieren der Überholfreigabeeinrichtung in Abhängigkeit des Straßentyps. Fährt das Kraftfahrzeug beispielsweise auf Straßen mit Geschwindigkeitsbegrenzung, so wird die Überholfreigabeeinrichtung deaktiviert. Wird hingegen eine Straße ohne Geschwindigkeitsbegrenzung befahren, so wird die Überholfreigabeeinrichtung automatisch aktiviert. In one embodiment, it is provided that the controller checks whether the motor vehicle is on a road without a speed limit, and the overtaking release device is only activated or if the automated driving is performed on a road without a speed limit. This enables activation of the overtaking releasing device depending on the road type. For example, if the motor vehicle is driving on roads with a speed limit, then the overtaking release device is deactivated. If, on the other hand, a road is used without a speed limit, then the overtaking enabling device is automatically activated.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass durch die Überholfreigabeeinrichtung ferner überprüft wird, ob sich auf der aktuellen Fahrspur mindestens ein weiteres Kraftfahrzeug vor oder hinter dem Kraftfahrzeug befindet, und sofern dies der Fall ist, geprüft wird, ob das weitere Kraftfahrzeug einen Fahrspurwechsel auf die an die aktuelle Fahrspur angrenzende Überholspur durchführt, und sofern das weitere Kraftfahrzeug gerade den Fahrspurwechsel durchführt, von der Überholfreigabeeinrichtung der mögliche Fahrspurwechsel vor oder hinter dem weiteren Kraftfahrzeug freigegeben wird. Dies ermöglicht ein Erweitern des „abschirmenden Umfeldes“ durch weitere Kraftfahrzeuge auf einer aktuellen Fahrspur vor und hinter dem Kraftfahrzeug. Nachdem das weitere Kraftfahrzeug vor oder hinter dem Kraftfahrzeug einen Fahrspurwechsel durchgeführt oder eingeleitet hat, kann das Kraftfahrzeug abgesichert durch das weitere Kraftfahrzeug ebenfalls einen möglichen Fahrspurwechsel durchführen. In a further embodiment it is provided that the overhaul release device further checks whether there is at least one further motor vehicle in front or behind the motor vehicle on the current lane, and if this is the case, it is checked whether the further motor vehicle changes lane to the performs the passing lane adjacent to the current lane, and if the further motor vehicle is currently performing the lane change is released by the overtaking release device of the possible lane change before or after the other motor vehicle. This allows an extension of the "shielding environment" by other vehicles on a current lane in front of and behind the motor vehicle. After the further motor vehicle has carried out or initiated a lane change in front of or behind the motor vehicle, the motor vehicle can also carry out a possible lane change secured by the further motor vehicle.
Teile der Vorrichtung und/oder der Funktionen der Vorrichtung können auch als Kombination von Hardware und Software ausgebildet sein, beispielsweise in Form eines Mikrocontrollers oder Mikroprozessors, auf dem ein entsprechender Programmcode ausgeführt wird. Parts of the device and / or the functions of the device can also be designed as a combination of hardware and software, for example in the form of a microcontroller or microprocessor, on which a corresponding program code is executed.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to preferred embodiments with reference to the figures. Hereby show:
Die Sensorik
Befindet sich kein weiteres Kraftfahrzeug auf der Überholspur, so ist ein Fahrspurwechselausschlusskriterium
Befindet sich hingegen ein weiteres Kraftfahrzeug auf der Überholspur, so bestimmt die Überholfreigabeeinrichtung
Ist der mögliche Fahrspurwechsel von der Überholfreigabeeinrichtung
Die
Es sei im Folgenden angenommen, dass ein Erfassungsbereich der Sensorik jeweils den gesamten in den
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden nun weitere Kraftfahrzeuge
So wird in
In
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Vorrichtung contraption
- 2 2
- Sensorik sensors
- 3 3
- Steuerung control
- 4 4
- Überholfreigabeeinrichtung Überholfreigabeeinrichtung
- 5 5
- Aktorik actuators
- 6 6
- Schnittstelle interface
- 7 7
- Eigengeschwindigkeit airspeed
- 8 8th
- Grenzgeschwindigkeit limit speed
- 9 9
- Geschwindigkeit speed
- 10 10
- dreispurige Autobahn three-lane highway
- 11 11
- rechte Fahrspur right lane
- 12 12
- mittlere Fahrspur middle lane
- 13 13
- Überholspur outside lane
- 14 14
- aktuelle Fahrspur current lane
- 15 15
- Fahrspurmarkierung lane marker
- 16 16
- Fahrspurwechsel lane change
- 17 17
- hohe Geschwindigkeit high speed
- 18 18
- langsamere Geschwindigkeit slower speed
- 19 19
- Straße ohne Geschwindigkeitsbegrenzung Road without speed limit
- 20 20
- Fahrspurwechselausschlusskriterium Lane change exclusion criterion
- 50 50
- Kraftfahrzeug motor vehicle
- 51 51
- weiteres Kraftfahrzeug another motor vehicle
- 52 52
- weiteres Kraftfahrzeug another motor vehicle
- 53 53
- weiteres Kraftfahrzeug auf der Überholspur another motor vehicle in the fast lane
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 102013219023 A1 [0005] DE 102013219023 A1 [0005]
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Legal Events
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R016 | Response to examination communication |