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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrerassistenz bei dem ein Ego-Fahrzeug ein Fahrmanöver autonom ausführt. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Computerprogramm sowie ein Fahrerassistenzsystem, welche jeweils eingerichtet sind, das Verfahren auszuführen.
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In modernen Fahrzeugen werden Fahrerassistenzsysteme eingesetzt, um den Fahrer eines Fahrzeugs bei der Durchführung verschiedener Fahrmanöver zu unterstützen. Solche Fahrmanöver umfassen beispielsweise das Ein- und/oder Ausparken des Fahrzeugs aus einer Parklücke, das Ein- und/oder Ausfahren aus einer Garage oder das Führen des Fahrzeugs durch Engstellen wie Einfahrten oder Baustellen. Dabei sind im Stand der Technik halbautomatische oder auch halbautonom genannte Fahrerassistenzsysteme bekannt, bei denen durch das Fahrerassistenzsystem entweder die Längsführung des Fahrzeugs, das heißt das Beschleunigen und Bremsen des Fahrzeugs, oder die Querführung, das heißt das Lenken des Fahrzeugs, übernommen wird. Bei vollautomatischen oder auch vollautonom genannten Fahrerassistenzsystemen übernimmt das Fahrerassistenzsystem sowohl die Längs- als auch die Querführung des Fahrzeugs. Dem Fahrer obliegt in diesem Fall lediglich eine Kontroll- und Überwachungsfunktion.
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Durch die zunehmende Verbesserung der Fahrerassistenzsysteme können diese den Fahrer bei immer mehr Fahrmanövern unterstützen, wobei beim hochautomatisierten Fahren das Fahrerassistenzsystem die Kontrolle über das Fahrzeug übernimmt, also die Längs- und Querführung durchführt, und erst bei Auftreten von problematischen Situationen mit einer vorgegebenen Vorlaufzeit die Kontrolle wieder an den Fahrer übergibt. Ein Fahrerassistenzsystem, welches im Rahmen des hochautomatisierten Fahrens das Fahrzeug selbstständig führt, muss sich kooperativ gegenüber anderen Verkehrsteilnehmern verhalten.
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Aus
US 2015/0039156 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb einer Geschwindigkeitsregelungsanlage bekannt. Dabei ist vorgesehen, mit Umfeldsensoren wie einer Stereokamera das Fahrzeugumfeld zu überwachen und sowohl für das eigene Fahrzeug als auch für den Gegenverkehr freie Fahrspuren zu ermitteln. Wird eine Engstelle erkannt, so ist vorgesehen, die Geschwindigkeit so anzupassen, dass die Engstelle auch bei einem erkannten entgegenkommenden Fahrzeug gefahrlos passiert werden kann. Ist dies nicht möglich, ist vorgesehen, das Fahrzeug so vor der Engstelle zum Stehen zu bringen, dass nach dem Passieren des Gegenverkehrs eine Weiterfahrt problemlos möglich ist.
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Aus
DE 10 2012 215 093 A1 ist ein Fahrerassistenzsystem bekannt, bei dem vor dem Fahrzeug liegende Fahrbahnengstellen sowie entgegenkommende Fahrzeuge erfasst werden. Wird prognostiziert, dass ein voraussichtlicher Treffpunkt des eigenen Fahrzeug und eines entgegenkommenden Fahrzeugs in der Engstelle liegt, dann wird eine Sicherheitseinrichtung aktiviert.
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DE 10 2012 021 282 A1 beschreibt ein Verfahren zur Koordination des Betriebs von vollautomatisiert fahrenden Kraftfahrzeugen. Dabei ist vorgesehen, Blockadesituationen aufzulösen, bei denen sich Fahrzeuge gegenseitig blockieren. Dazu ist in einer Ausführungsform eine Kommunikation zwischen den beteiligten Fahrzeugen vorgesehen, so dass Trajektorien ermittelt werden können, deren Ausführung ohne eine Kooperation zwischen den Fahrzeugen nicht möglich wäre.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird ein Verfahren zur Fahrerassistenz vorgeschlagen, bei dem ein Ego-Fahrzeug ein Fahrmanöver automatisch ausführt. Während der Ausführung des Fahrmanövers werden durch das Ego-Fahrzeug Objekte in der Umgebung erkannt. Ferner werden die Objekte klassifiziert, wobei dabei zumindest Engstellen bildende stationäre Objekte und entgegenkommende Fahrzeuge klassifiziert werden. Die Bewegungen des Ego-Fahrzeugs sowie die Bewegungen von entgegenkommenden Fahrzeugen werden vorausberechnet, es werden Freiflächen in der Umgebung der Engstellen bildenden Objekte ermittelt und es werden erste Blockadesituationen ermittelt, bei denen eine Weiterfahrt des Ego-Fahrzeugs an einer Engstelle aufgrund eines entgegenkommenden Fahrzeugs nicht mehr möglich ist. Alternativ oder zusätzlich werden zweite Blockadesituationen ermittelt, bei denen kein Ende einer Engstelle durch das Ego-Fahrzeug erkennbar ist. Dabei ist vorgesehen, dass bei Ermitteln einer ersten oder zweiten Blockadesituation eine Halt-Position bestimmt wird, an der das Ego-Fahrzeug bis zur Auflösung der Blockadesituation stoppt.
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Bevorzugt werden bei dem Verfahren die erkannten Objekte und/oder die ermittelten Freiflächen einer Fahrspur zugeordnet, wobei die Informationen zu verfügbaren Fahrspuren einer digitalen Karte entnommen werden. Eine Freifläche wird dabei einer Fahrspur zugeordnet, wenn sich die Freifläche auf dieser Fahrspur oder auf einer an diese Fahrspur angrenzenden Parkfläche befindet.
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Bei dem automatisch durchgeführten Fahrmanöver kann es sich um jedwedes durch ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs ausgeführtes Fahrmanöver handeln, bei dem dieses die Längsführung, also das Beschleunigen und Bremsen des Fahrzeugs, als auch die Querführung, also das Lenken des Fahrzeugs übernimmt. Insbesondere kann es sich bei dem automatisch ausgeführten Fahrmanöver um eine Fahrt entlang einer Straße handeln, insbesondere entlang einer städtischen Straße. Insbesondere in Nebenstraßen von Wohngebieten steht auf der Straße nur eine Fahrspur für jede Fahrtrichtung zur Verfügung, wobei häufig Engstellen auftreten, bei denen zumindest eine der beiden Fahrspuren zumindest teilweise blockiert ist. Solche Engstellen können beispielsweise durch geparkte Fahrzeuge entstehen oder durch zur Verkehrsberuhigung angeordnete Hindernisse. Eine Engstelle kann durch ein oder durch mehrere solcher stationärer Objekte ausgebildet werden. Dabei kann eine Engstelle Freiflächen aufweisen, über die im Bereich der Engstelle ein Ausweichen auf eine andere Fahrspur oder auf eine an eine Fahrspur angrenzende Parkfläche möglich ist. Beispielsweise kann der Abstand zwischen zwei parkenden Fahrzeugen auf einer Fahrspur so groß sein, dass ein Fahrzeug in diese Freifläche einfahren kann. Im Rahmen dieser Beschreibung werden zwei eine Engstelle bildende Objekte als zur selben Engstelle gehörend betrachtet, wenn deren Abstand entlang der Fahrbahnrichtung gesehen weniger als .... beträgt. Ein Bereich der Engstelle erstreckt sich hierbei entlang der Straße vom Anfang des ersten stationären Objekts bis zum Ende des letzten stationären Objekts.
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Des Weiteren wird im Rahmen dieser Beschreibung eine Freifläche als eine Fläche angesehen, die sich im Bereich einer Engstelle befindet und einem Fahrzeug ermöglicht einem entgegenkommenden Fahrzeug auszuweichen. Eine Freifläche wird insbesondere durch einen Abstand zwischen zwei die Engstelle auszubildende stationäre Objekte gebildet. In der Regel steht im Bereich einer solchen Engstelle lediglich eine Fahrspur zur Verfügung, wobei es sich hierbei um die eigene Fahrspur handeln kann, auf der sich das Ego-Fahrzeug bewegt, oder um eine Gegenfahrspur handelt, auf der sich entgegenkommende Fahrzeuge bewegen.
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Trifft das Ego-Fahrzeug im Bereich einer solchen Engstelle auf ein entgegenkommendes Fahrzeug, würde es, sofern beide Fahrzeuge ihre Fahrt unverändert fortsetzen, zu einer Blockadesituation kommen, bei der keines der beteiligten Fahrzeuge die Fahrt in die jeweilige Fahrtrichtung fortsetzen kann. Um eine solche Blockadesituation zu vermeiden ist es erforderlich, dass eines der beteiligten Fahrzeuge das jeweils andere Fahrzeug die Engstelle passieren lässt. Dabei ist in der Regel dasjenige Fahrzeug wartepflichtig, auf dessen Fahrspur sich ein die Engstelle ausbildendes Objekt, wie beispielsweise ein parkendes Fahrzeug oder ein zur Verkehrsberuhigung eingesetztes Hindernis, befindet.
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Bei dem Verfahren ist daher vorgesehen, dass das Ego-Fahrzeug Objekte in der Umgebung erkennt. Hierzu ist das Ego-Fahrzeug mit Umfeldsensoren ausgerüstet, die beispielsweise als Radarsensor, Lidar-Sensor, optische Kamera, Stereokamera, Ultraschallsensor oder eine Kombination von mindestens zwei dieser Sensoren ausgestaltet sind. Die erkannten Objekte werden einer Fahrspur zugeordnet, wobei hierzu Daten einer digitalen Karte verwendet werden. Die digitale Karte umfasst eine Straßenkarte und enthält zu den erfassten Straßen Informationen zu den verfügbaren Fahrspuren sowie gegebenenfalls zu angrenzenden Parkflächen. Die in der digitalen Karte abgelegten Informationen sind hierbei mit Koordinaten versehen. Die Position des Ego-Fahrzeugs ist in Bezug auf das Koordinatensystem der digitalen Karte über gängige Verfahren bestimmbar, beispielsweise mittels Satellitennavigation. Zur Zuordnung eines Objekts zu einer Fahrspur ist es demnach ausreichend, über die Umfeldsensoren des Ego-Fahrzeugs die Position eines Objekts relativ zu dem Ego-Fahrzeug zu bestimmen und dann mit Hilfe der bekannten Position des Ego-Fahrzeugs diese mit den Koordinaten der in der Karte hinterlegten Fahrspuren zu vergleichen.
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Des Weiteren ist vorgesehen, die erkannten Objekte zu klassifizieren. Dabei wird insbesondere zwischen stationären Objekten und dynamischen Objekten unterschieden. Ein statisches Objekt bewegt sich nicht und blockiert dadurch die dem Objekt zugeordnete Fahrspur. Im Bereich eines solchen stationären Objekts weist die Straße somit eine Engstelle auf, die durch das stationäre Objekt und gegebenenfalls weiteren stationären Objekten gebildet wird. Dynamische Objekte können entweder entgegenkommende Fahrzeuge oder weitere Fahrzeuge auf der gleichen Fahrspur wie das Ego-Fahrzeug sein. Von Bedeutung für das vorliegende Verfahren sind hier insbesondere die entgegenkommenden Fahrzeuge, die sich anhand ihrer Geschwindigkeit relativ zum Ego-Fahrzeug leicht erkennen lassen. Des Weiteren befinden sich üblicherweise entgegenkommende Fahrzeuge, sofern sich diese nicht in einem Bereich einer Engstelle befinden, auf einer dem Gegenverkehr zugeordneten Gegenfahrspur.
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Bevorzugt kann die digitale Straßenkarte zusätzlich Informationen zu dauerhaft vorhandenen statischen Objekten umfassen, wobei diese Objekte bereits einer Fahrspur zugeordnet sein können. Solche dauerhaft vorhandenen statischen Objekte umfassen beispielsweise zur Verkehrsberuhigung vorgenommene Verengungen der Straße.
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Um erste Blockadesituationen ermitteln zu können, ist bei dem vorgeschlagenen Verfahren vorgesehen, die Bewegung des Ego-Fahrzeugs sowie die Bewegung von entgegenkommenden Fahrzeugen vorauszuberechnen. Bei dieser Vorausberechnung können unter anderem eine Position, eine Fahrtrichtung und/oder eine Geschwindigkeit verwendet werden, die mit Hilfe von Umfeldsensoren des Ego-Fahrzeugs erfasst wurden. Zusätzlich ist es möglich, bei der Vorausberechnung Angaben über die Fahrspuren der digitalen Karte mit zu berücksichtigen. Dabei wird ausgenutzt, dass ein Fahrzeug üblicherweise seiner eigenen Fahrspur weiter folgt und diese nur dann verlässt, wenn diese Fahrspur durch ein stationäres Objekt blockiert ist. Bei dem Ermitteln ersten Blockadesituationen kann jedem entgegenkommenden Fahrzeug sowie dem Ego-Fahrzeug eine Trajektorie zugeordnet werden, die eine prognostizierte Bewegung des jeweiligen Fahrzeugs beschreibt. Eine Blockadesituation lässt sich zum Beispiel dadurch ermitteln, dass erkannt wird, dass das Ego-Fahrzeug und ein entgegenkommendes Fahrzeug gemäß der prognostizierten Trajektorie sich zum gleichen Zeitpunkt auf einer Höhe auf derselben Fahrspur befinden.
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Um eine solche Blockadesituation zu vermeiden, ist gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren vorgesehen, eine Halt-Position zu bestimmen, an der das Ego-Fahrzeug bis zur Auflösung der Blockadesituation stoppt. Dabei ist bei dem vorgeschlagenen Verfahren insbesondere vorgesehen, dass hierzu Freiflächen in der Umgebung von stationären Objekten, die eine Engstelle ausbilden, ermittelt werden. Freiflächen, die sich auf einer Fahrspur oder auf einer an eine Fahrspure angrenzenden Parkflächen befinden, werden bevorzugt der jeweiligen Fahrspur zugeordnet. Eine solche Freifläche kann, sofern diese eine ausreichende Länge aufweist, als Ausweichfläche für das Ego-Fahrzeug oder für ein entgegenkommendes Fahrzeug dienen.
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Daher ist bevorzugt vorgesehen, dass die Länge von ermittelten Freiflächen bestimmt wird und in Abhängigkeit der Fahrzeuglänge des Ego-Fahrzeugs und/oder der Fahrzeuglänge des entgegenkommenden Fahrzeugs auf ausreichende Größe überprüft wird, wobei eine Freifläche als ausreichend groß für ein Fahrzeug angesehen wird, wenn ein Einfahren in die Freifläche und ein Ausfahren aus der Freifläche in einem Zug möglich ist.
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Hierbei ist vorgesehen, dass die Länge einer Freifläche sowie die Länge eines entgegenkommenden Fahrzeugs mit Hilfe von dem Ego-Fahrzeug zugeordneten Umfeldsensoren bestimmt wird. Die Länge des Ego-Fahrzeugs wird vorab bestimmt und beispielsweise in einem Speicher hinterlegt. Unter dem Einfahren bzw. Ausfahren in einem Zug wird jeweils verstanden, dass zum Einfahren in die Freifläche bzw. zum Ausfahren aus der Freifläche kein Fahrtrichtungswechsel erforderlich ist.
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Befindet sich ein die Engstelle ausbildendes stationäres Objekt auf einer Gegenfahrspur und wird eine Freifläche auf der Gegenfahrspur oder auf einer an die Gegenfahrspur angrenzenden Parkfläche ermittelt, so ist es bevorzugt, die Halt-Position auf der eigenen Fahrspur derart zu bestimmen, dass das entgegenkommende Fahrzeug auf die ermittelte Freifläche ausweichen kann. Die Halt-Position wird auf der eigenen Fahrspur somit derart festgelegt, dass diese in Fahrtrichtung des Ego-Fahrzeugs gesehen vor der ermittelten Freifläche liegt.
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Befindet sich ein die Engstelle ausbildendes stationäres Objekt auf der eigenen Fahrspur und wird auf der eigenen Fahrspur oder auf einer an die eigene Fahrspur angrenzenden Parkfläche eine Freifläche ermittelt, so ist es bevorzugt, wenn die Halt-Position derart bestimmt wird, dass das Ego-Fahrzeug auf der Freifläche stoppt und dem entgegenkommenden Fahrzeug ein Passieren der Engstelle ermöglicht.
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Hierbei fährt das Ego-Fahrzeug zwar in die Engstelle ein, obwohl ein entgegenkommendes Fahrzeug und damit eine erste Blockadesituation ermittelt wurde. Die Blockadesituation wird jedoch durch ein Ausweichen auf die ermittelte Freifläche vermieden.
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Wird keine Freifläche oder keine ausreichend große Freifläche ermittelt und befindet sich ein die Engstelle ausbildendes stationäres Objekt auf der eigenen Fahrspur, so ist es bevorzugt, die Halt-Position auf der eigenen Fahrspur derart zu bestimmen, dass diese in Fahrtrichtung gesehen vor der Engstelle liegt und dem entgegenkommenden Fahrzeug ein Passieren der Engstelle ermöglicht wird.
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Bevorzugt wird die Halt-Position des Ego-Fahrzeugs derart bestimmt, dass das Ego-Fahrzeug von dieser Halt-Position aus entgegenkommende Fahrzeuge erkennen kann. Das Ego-Fahrzeug verbleibt in der Halt-Position bis alle erkannten entgegenkommenden Fahrzeuge die Engstelle passiert haben und kann anschließend die Fahrt fortsetzen.
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Zusätzlich oder alternativ werden bei dem Verfahren zweite Blockadesituationen ermittelt, die sich dadurch ergeben, dass das Ego-Fahrzeug das Ende der Engstelle nicht erkennen kann. Somit steht zum Zeitpunkt vor dem Einfahren in die Engstelle nicht fest, ob ein entgegenkommendes Fahrzeug sich bereits in der Engstelle befindet. Vorteilhafter Weise ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, nur in die Engstelle einzufahren, sofern eine Freifläche ermittelt worden ist. Wird nun ein entgegenkommendes Fahrzeug erkannt, so wird die Halt-Position in Abhängigkeit davon bestimmt, ob sich die Engstelle ausbildende stationäre Objekte auf der eigenen Fahrspur oder auf der Gegenfahrspur befinden und/oder ob sich die Freifläche auf der eigenen Fahrspur bzw. einer an die eigene Fahrspur angrenzenden Parkfläche befindet oder ob sich die Freifläche auf der Gegenfahrspur oder einer an die Gegenfahrspur angrenzenden Parkfläche befindet.
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Wird bei dem Verfahren eine zweite Blockadesituation erkannt, bei denen das Ende der Engstelle noch nicht erkennbar ist und wird keine Freifläche ermittelt, so ist bevorzugt vorgesehen, den Fahrer des Ego-Fahrzeugs in den Entscheidungsprozess einzubinden. Hierbei wird dieser aufgefordert, das Einfahren in die Engstelle zu bestätigen. Sollte der Fahrer nicht reagieren, so ist vorgesehen, eine Halt-Position auf der eigenen Fahrspur so zu bestimmen, dass diese in Fahrtrichtung gesehen vor der Engstelle liegt.
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In einer vorteilhaften Fortbildung des Verfahrens ist vorgesehen, mittels einer Kommunikationseinrichtung Daten zur Koordinierung von Fahrmanövern zwischen dem Ego-Fahrzeug und entgegenkommenden Fahrzeugen auszutauschen. Hierdurch kann bereits vor dem Einfahren in den Bereich einer Engstelle eindeutig geklärt werden, welches der beteiligten Fahrzeuge wartepflichtig ist und an einer Halt-Position den Gegenverkehr passieren lassen muss.
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Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Computerprogramm vorgeschlagen, gemäß dem eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird. Bei dem Computerprogramm kann es sich beispielsweise um ein Modul zur Implementierung eines Fahrerassistenzsystems oder eines Subsystems hiervon in einem Fahrzeug handeln. Das Computerprogramm kann auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert werden, etwa auf einem permanenten oder wiederbeschreibbaren Speichermedium oder in Zuordnung zu einer Computereinrichtung oder auf einer entfernbaren CD-ROM, DVD, Blu-ray Disc oder einem USB-Stick. Zusätzlich oder alternativ kann das Computerprogramm auf einer Computereinrichtung wie etwa auf einem Server zum Herunterladen bereitgestellt werden, zum Beispiel über ein Datennetzwerk wie das Internet oder eine Kommunikationsverbindung wie etwa eine Telefonleitung oder eine drahtlose Verbindung.
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Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, ein Fahrerassistenzsystem bereitzustellen. Das Fahrerassistenzsystem ist zur Durchführung der hierin beschriebenen Verfahren ausgebildet und/oder eingerichtet. Dementsprechend gelten im Rahmen des Verfahrens beschriebene Merkmale entsprechend für das Fahrerassistenzsystem und umgekehrt die im Rahmen des Fahrerassistenzsystems beschriebenen Merkmale entsprechend für das Verfahren.
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Das vorgeschlagene Fahrerassistenzsystem umfasst mindestens einen Umfeldsensor, der eingerichtet ist, Objekte in der Umgebung eines Ego-Fahrzeugs zu erfassen, und Mittel zur automatischen Ausführung eines Fahrmanövers, wobei das Fahrerassistenzsystem eingerichtet ist, eines der beschriebenen Verfahren auszuführen.
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Der mindestens eine Umfeldsensor ist bevorzugt ausgewählt aus Radarsensoren, Lidar-Sensoren, Kameras, Stereokameras, Ultraschallsensoren oder einer Kombination mindestens zweier dieser Sensoren.
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Das Fahrerassistenzsystem umfasst bevorzugt ein Steuergerät, welches den Ablauf des Verfahrens implementiert. Dem Steuergerät kann ferner ein Speicher zugeordnet sein, der insbesondere eine digitale Karte beinhaltet. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Fahrerassistenzsystem über eine Verbindung zu einem Cloud-Server verfügt, wobei der Cloud-Server beispielsweise die digitale Karte bereitstellt und/oder Teile des Ablaufs des Verfahrens implementiert.
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Bevorzugt umfasst das Fahrerassistenzsystem des Weiteren eine Kommunikationseinrichtung, die eingerichtet ist, Daten zur Koordinierung von Fahrmanövern zwischen dem Ego-Fahrzeug und entgegenkommenden Fahrzeugen auszutauschen.
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Solche Daten können insbesondere Daten zu von den jeweiligen Fahrzeugen erfassten Objekten, ermittelten Freiflächen und von den jeweiligen Fahrzeugen beabsichtigte Fahrmanöver umfassen. Des Weiteren können die Daten insbesondere Daten zu einer Halt-Position umfassen, an der eines der beteiligten Fahrzeuge zur Auflösung einer Blockadesituation stoppen wird.
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Vorteile der Erfindung
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Durch das vorgeschlagene Fahrerassistenzsystem kann bei einer automatischen Ausführung eines Fahrmanövers, bei dem das Fahrzeug die Längsführung und die Querführung übernimmt, das Auftreten von Blockadesituationen vermieden werden. Dabei wird zum einen sichergestellt, dass sich ein Fahrzeug bei der automatischen Ausführung eines Fahrmanövers kooperativ gegenüber anderen Verkehrsteilnehmern verhält und zum anderen wird erreicht, dass auch bei einer problematischen Verkehrssituation wie einer Engstelle kein Eingriff durch den Fahrer erforderlich ist. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren können vollkommen ohne Eingriffe eines Fahrers Engstellen passiert werden, ohne dass eine Blockadesituation auftritt.
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Sollte durch das vorgeschlagene Verfahren eine zweite Blockadesituation nicht automatisch auflösbar sein, beispielsweise weil über die Umfeldsensoren des Ego-Fahrzeugs das Ende der Engstelle nicht sichtbar ist, ist vorteilhafter Weise eine Einbindung des Fahrers vorgesehen, wobei auch dann, wenn dieser nicht oder nicht rechtzeitig reagiert, durch das Anfahren einer Halt-Position vor der Engstelle eine problemlose Weiterfahrt gewährleistet ist.
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Es zeigen:
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1A und 1B das Entstehen einer Blockadesituation auf einer Straße ohne Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
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2 eine schematische Darstellung des Fahrerassistenzsystems,
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3 das Auflösen einer ersten Blockadesituation,
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4 das Auflösen einer zweiten Blockadesituation und
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5 das Auflösen einer dritten Blockadesituation.
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In 1A und 1B ist eine Straße 30 dargestellt, auf der ein Ego-Fahrzeug 1 fährt. Das Ego-Fahrzeug 1 fährt dabei auf seiner eigenen Fahrspur 32, wobei dessen Fahrtrichtung mit einem Pfeil mit Bezugszeichen 52 angedeutet ist. Auf der gegenüberliegenden Gegenfahrspur 34 befinden sich zwei stationäre Objekte 36 in Form von parkenden Fahrzeugen. Die stationären Objekte 36 blockieren die Gegenfahrspur 34 teilweise, so dass auf der Straße 30 eine Engstelle 38 ausgebildet wird. Ein dem Ego-Fahrzeug 1 entgegenkommendes Fahrzeug 40, dessen Fahrtrichtung mit einem Pfeil mit dem Bezugszeichen 50 angedeutet ist, befindet sich in der in 1A dargestellten Situation bereits mitten in der Engstelle 38. Das Ego-Fahrzeug 1 ist in der in 1A dargestellten Situation gerade in die Engstelle 38 eingefahren.
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In der in 1B dargestellten Situation haben sich sowohl das Ego-Fahrzeug 1 als auch das entgegenkommende Fahrzeug 40 entlang ihrer jeweiligen Fahrtrichtungen fortbewegt und stehen sich nun direkt gegenüber, wobei in dem Bereich der Engstelle 38 das entgegenkommende Fahrzeug 40 das Ego-Fahrzeug 1 nicht passieren kann. Es kommt zu einer Blockade die in der 1B mit dem Bezugszeichen 42 gekennzeichnet ist. Wie in den 1A und 1B ersichtlich, existiert auf der Gegenfahrspur 34 zwischen den beiden stationären Objekten 36 eine Freifläche 44, deren Größe, insbesondere deren Länge, ausreichen würde, um es dem entgegenkommenden Fahrzeug 40 zu erlauben dem Ego-Fahrzeug 1 auszuweichen. Da das Ego-Fahrzeug 1 jedoch bereits zu weit in die Engstelle 38 eingefahren ist, wird durch das Ego-Fahrzeug 1 die Zufahrt zu der Freifläche 44 eingeschränkt, so dass das entgegenkommende Fahrzeug 40 nicht mehr auf die Freifläche 44 ausweichen kann. Bei der in 1B dargestellten Situation ist eine direkte Weiterfahrt weder für das Ego-Fahrzeug 1 noch für das entgegenkommende Fahrzeug 40 möglich. Zumindest eines der beiden Fahrzeuge 1, 40 muss zurücksetzen, um dem jeweils anderen Fahrzeug die Weiterfahrt zu gestatten.
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Im Rahmen des hochautomatisierten Fahrens, bei ein Fahrerassistenzsystem des Ego-Fahrzeugs 1 dieses mit automatischer Längsführung und automatischer Querführung ohne Eingriff durch einen Fahrer entlang der Straße 30 führt, wäre es wünschenswert, wenn sich dieses gegenüber anderen Verkehrsteilnehmern, hier insbesondere gegenüber dem entgegenkommenden Fahrzeug 40, kooperativer verhalten würde. Stoppt ein hochautomatisiertes Ego-Fahrzeug 1 erst dann, wenn eine Weiterfahrt aufgrund der Annäherung an das entgegenkommende Fahrzeug 40 nicht mehr möglich ist, lässt sich womöglich, wie in der 1B dargestellt, eine Blockadesituation nicht mehr ohne weiteres auflösen.
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In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Komponenten und Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Komponenten oder Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ego-Fahrzeugs 1 mit einem erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystem 10. Das Fahrerassistenzsystem 10 umfasst ein Steuergerät 12, welches mit Umfeldsensoren 14 in Verbindung steht. In der in 2 dargestellten Ausführungsvariante sind als Umfeldsensoren 14 mehrere Ultraschallsensoren 16 sowie eine Stereokamera 18 am Ego-Fahrzeug 1 angeordnet. Das Steuergerät 12 ist ferner derart mit dem Ego-Fahrzeug 1 verbunden, dass es Fahrmanöver automatisch ausführen kann. Dies ist in der 2 mit Verbindungen zu einem Lenkrad 20 und zu einem Pedal 22 schematisch angedeutet.
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Das Steuergerät 12 kann in weiteren Ausführungsformen der Erfindung auch als Teil anderer Fahrzeugsysteme, insbesondere als Teil eines anderen Fahrerassistenzsystems ausgestaltet sein.
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In weiteren Ausführungsformen verfügt das Fahrerassistenzsystem 10 über eine Kommunikationseinrichtung 24, mit dem das Fahrerassistenzsystem 10 mit weiteren Fahrzeugen kommunizieren kann. Insbesondere kann das Fahrerassistenzsystem 10 mittels der Kommunikationseinrichtung 24 mit entgegenkommenden Fahrzeugen 40 Informationen austauschen, die zum Auflösen oder vermeiden einer Blockadesituation dienen.
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3 zeigt eine erste Situation bei der mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems 10 eine Blockadesituation vermieden wird. 3 zeigt dabei eine Straße 30 auf der sich ein Ego-Fahrzeug 1 auf seiner eigenen Fahrspur 32 befindet. Über die Umfeldsensoren 14 nimmt das Ego-Fahrzeug 1 bzw. dessen Fahrerassistenzsystem 10 Objekte 28 in der Umgebung war. Diese werden klassifiziert, wobei die Objekte 28 zumindest in stationäre Objekte 36 und entgegenkommende Fahrzeuge 40 unterteilt werden. Ferner werden die erkannten Objekte 28 einer Fahrspur 32, 34 zugeordnet. Für die Zuordnung zu einer Fahrspur 32, 34 umfasst das Fahrerassistenzsystem 10 beziehungsweise dessen Steuergerät eine digitale Karte, die Informationen zu den möglichen Fahrspuren 32, 34 auf der Straße 30 enthält. Alternativ oder zusätzlich kann die Karte über einen Cloud-Dienst bereitgestellt werden, wobei das Steuergerät 12 über eine drahtlose Verbindung mit dem Cloud-Dienst in Verbindung steht. Nach der Zuordnung der Objekte 28 zu einer Fahrspur 32, 34 können in einem nachfolgenden Schritt die Bewegungen der Fahrzeuge 1, 40 prognostiziert werden. Im Anschluss wird ermittelt, ob es in Zukunft zu einer Blockadesituation kommt bzw. auch eine Blockadesituation möglich ist. Bei der in 3 dargestellten Situation bilden zwei stationäre Objekte 36 in Form von parkenden Fahrzeugen auf der Gegenfahrspur 34 eine Engstelle 38 aus. Die beiden stationären Objekte 36 werden derselben Engstelle zugeordnet, so dass ein Bereich der Engstelle 38 auf der Straße 30 von Anfang des ersten stationären Objekts 36 bis zum Ende des zweiten stationären Objekts 36 entsteht. Zwei stationäre Objekten werden beispielsweise derselben Engstelle 38 zugeordnet, wenn eine dazwischenliegende Freifläche 44 weniger als fünf Fahrzeuglängen lang ist. Ferner erkennt das Fahrerassistenzsystem 10, dass sich das entgegenkommende Fahrzeug 40 nicht auf der Gegenfahrspur 34, sondern zumindest teilweise auf der eigenen Fahrspur 32 befindet. Es wird daher eine erste Blockadesituation erkannt, bei der, sofern beide Fahrzeuge 1, 40 ihre Fahrt fortsetzen, eine Blockadesituation eintritt, bei der das Ego-Fahrzeug 1 seine Fahrt aufgrund des entgegenkommenden Fahrzeugs 40 nicht mehr fortsetzen kann.
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Bei der Erfassung der Umgebung des Ego-Fahrzeugs 1 wurde eine Freifläche 44 ermittelt, die sich auf der Gegenfahrspur 34 befindet. Da sich auch die stationären Objekte 36, die die Engstelle 38 ausbilden, ebenfalls auf der Gegenfahrspur 34 befinden, ist das entgegenkommende Fahrzeug 40 wartepflichtig und muss das Ego-Fahrzeug 1 passieren lassen. Dazu legt das Fahrerassistenzsystem 10 eine Halt-Position 46 derart fest, dass die Halt-Position 46 in Fahrtrichtung des Ego-Fahrzeugs 1 gesehen vor der Freifläche 44 liegt. Somit kommt das Ego-Fahrzeug 1 in der Engstelle 38 derart zum Halt, dass das entgegenkommende Fahrzeug 40 problemlos auf die Freifläche 44 ausweichen kann, wie in 3 mit einer Bezugszeichen 48 versehenen Trajektorie angedeutet. Sobald das entgegenkommende Fahrzeug 40 auf die Freifläche 44 ausgewichen ist, ist die Blockadesituation aufgelöst und das Ego-Fahrzeug 1 kann seine Fahrt fortsetzen.
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In 4 ist eine zweite Situation dargestellt, bei der ähnlich wie bereits zu 3 beschrieben sich das Ego-Fahrzeug 1 auf seiner eigenen Fahrspur 32 auf der Straße 30 befindet. Wiederum erkennt das Ego-Fahrzeug 1 drei Objekte 28, von denen zwei als stationäre Objekte 36 eingestuft werden und der Gegenfahrspur 34 zugeordnet werden. Eines der Objekte 28 wird als entgegenkommendes Fahrzeug 40 eingestuft und es wird erkannt, dass sich dieses zumindest teilweise auf der eigenen Fahrspur 32 befindet.
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Das Ego-Fahrzeug 1 bzw. dessen Fahrerassistenzsystem 10 hat zudem ermittelt, dass eine Freifläche 44 zwischen den beiden stationären Objekten 36 vorhanden ist, dass diese jedoch nicht ausreichend groß ist, um es dem entgegenkommenden Fahrzeug 40 zu ermöglichen, auf diese auszuweichen.
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Würde das Ego-Fahrzeug 1 in der in 4 dargestellten Situation in die Engstelle 38 einfahren, so würde es zu einer Blockade kommen. Das Ego-Fahrzeug 1 erkennt in dieser Situation, dass das entgegenkommende Fahrzeug 40 zwar grundsätzlich wartepflichtig wäre, da sich die stationären Objekte 36, die die Engstelle 38 ausbilden, auf der Gegenfahrspur 34 befinden, jedoch wird ebenfalls festgestellt, dass das entgegenkommende Fahrzeug 40 keine Möglichkeit hat, auf eine Freifläche 44 auszuweichen um das Ego-Fahrzeug 1 passieren zu lassen. Um eine Blockadesituation zu vermeiden wird daher die Halt-Position 46 derart festgelegt, dass diese in Fahrtrichtung des Ego-Fahrzeugs 1 gesehen vor der Engstelle 38 liegt und es dem entgegenkommenden Fahrzeug 40 erlaubt, die Engstelle 38 zu durchqueren und das Ego-Fahrzeug 1 zu passieren. Der Weg, den das entgegenkommende Fahrzeug 40 nimmt, ist in 4 mit einer mit dem Bezugszeichen 48 versehenen Trajektorie angedeutet. Nachdem das entgegenkommende Fahrzeug 40 das Ego-Fahrzeug 1 passiert hat, wird durch das Fahrerassistenzsystem 10 des Ego-Fahrzeugs 1 kein weiteres entgegenkommendes Fahrzeug 40 mehr ermittelt, so dass die Fahrt fortgesetzt werden kann.
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In 5 ist eine dritte Situation dargestellt, bei der das Ego-Fahrzeug 1 sich auf einer Straße 30 befindet, wobei sich das Ego-Fahrzeug 1 zumindest teilweise auf der Gegenfahrspur 34 befindet. Durch das Fahrerassistenzsystem 10 des Ego-Fahrzeugs 1 werden wieder drei Objekte 28 erkannt, wobei zwei davon als stationäre Objekte 36 eingestuft werden, die sich auf der eigenen Fahrspur 32 befinden und ein Objekt 28 als entgegenkommendes Fahrzeug 40 klassifiziert wird, welches sich auf der Gegenfahrspur 34 befindet. Das Fahrerassistenzsystem 10 erkennt, dass sich die stationären Objekte 36, die die Engstelle 38 ausbilden, auf der eigenen Fahrspur 32 befinden, so dass das Ego-Fahrzeug 1 wartepflichtig ist. Da das Ego-Fahrzeug 1 zudem eine Freifläche 44 auf der eigenen Fahrspur 32 ermittelt hat, die ausreichend groß ist, damit das Ego-Fahrzeug 1 auf diese ausweichen kann, fährt das Ego-Fahrzeug 1 dennoch zunächst in die Engstelle 38 ein und weicht anschließend dem entgegenkommenden Fahrzeug 40 aus, indem es entlang der mit Bezugszeichen 54 markierten Trajektorie auf Höhe der Freifläche 44 von der Gegenfahrspur 34 auf die eigene Fahrspur 32 wechselt. Auf der Freifläche 44 befindet sich die durch das Fahrerassistenzsystem 10 bestimmte Halt-Position 46, an der das Ego-Fahrzeug 1 das Passieren des entgegenkommenden Fahrzeugs 40 abwartet. Vorteilhafter Weise ist die Halt-Position 46 derart gewählt, dass das Sichtfeld des Ego-Fahrzeugs 1 nicht durch eines der stationären Objekte 36 verdeckt wird, so dass über die Umfeldsensoren 14 des Ego-Fahrzeugs 1 mögliche weitere entgegenkommende Fahrzeuge 40 erkannt werden können. Sobald das entgegenkommende Fahrzeug 40 die Engstelle 38 passiert hat und auch keine weiteren entgegenkommenden Fahrzeuge 40 erkannt werden, wird die Fahrt des Ego-Fahrzeugs 1 fortgesetzt.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2015/0039156 A1 [0004]
- DE 102012215093 A1 [0005]
- DE 102012021282 A1 [0006]
