DE102016213475A1

DE102016213475A1 - Verfahren, Fahrerassistenzsystem, und Fahrzeug umfassend das Fahrerassistenzsystem zum vorausschauenden Anpassen eines Fahrzeugabstands zwischen einem Egofahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016213475A1
Application number: DE102016213475.2A
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Stahl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2016-07-22
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2018-01-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum vorausschauenden Anpassen eines Fahrzeugabstands zwischen einem Egofahrzeugs und einem vorausfahrenden Fahrzeug, das Verfahren umfassend: Bestimmen eines ersten Fahrzeugabstands zwischen dem Egofahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug durch ein Steuergerät des Egofahrzeugs, wobei das Steuergerät den ersten Fahrzeugabstand zwischen dem Egofahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeugs mittels einer Sensorik des Egofahrzeugs bestimmt; Bestimmen eines zweiten Fahrzeugabstands zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und einem weiteren, vorausfahrenden Fahrzeug durch das Steuergerät des Egofahrzeugs, wobei das Steuergerät den zweiten Fahrzeugabstand als den Abstand zwischen dem Abbild des vorausfahrenden Fahrzeugs und einem Abbild des weiteren, vorausfahrenden Fahrzeugs mittels der Bilderfassungseinrichtung des Egofahrzeugs bestimmt; Berechnen, durch das Steuergerät des Egofahrzeugs, einer Veränderung des zweiten Fahrzeugabstands im Vergleich zu einem früheren, zweiten Fahrzeugabstand; und Anpassen, durch das Steuergerät des Egofahrzeugs, des Fahrzeugabstands zwischen dem Egofahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug in Abhängigkeit der Veränderung des zweiten Fahrzeugabstands.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum vorausschauenden Anpassen eines Fahrzeugabstands zwischen einem Egofahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrerassistenzsystem und ein Fahrzeug umfassend das Fahrerassistenzsystem zum vorausschauenden Anpassen eines Fahrzeugabstands zwischen einem Egofahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug.
Aktuelle Fahrerassistenzsysteme zum Anpassen eines Fahrzeugabstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug verwenden zum Anpassen des Fahrzeugabstands nur Informationen eines unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeugs. Ein Eingriff durch das Fahrerassistenzsystem oder eine Aktivierung des Fahrerassistenzsystems ist somit abhängig von einer Fahrweise eines unmittelbar, vorausfahrenden Fahrzeugs bzw. dessen Fahrer. Bremst das unmittelbar vorausfahrende Fahrzeug spät und mit einer hohen Verzögerungsstärke, reagiert das Fahrerassistenzsystem des nachfolgenden Fahrzeugs ebenfalls spät und ist zu einer Verzögerung mit einer großen Verzögerungsstärke gezwungen. Ein solches Verhalten von Fahrerassistenzsystemen wird von den Insassen des Fahrzeugs als ein nicht sicheres Fahrverhalten mit einem niedrigen Komfortgefühl wahrgenommen.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Anpassen eines Fahrzeugabstands zu einem vorausfahrenden Fahrzeug effizient zu verbessern. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung ein Fahrverhalten eines automatisiert fahrenden Fahrzeugs bei einem Anpassen des Fahrzeugabstands effizient zu verbessern.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Gemäß einem ersten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Verfahren zum vorausschauenden Anpassen eines Fahrzeugabstands zwischen einem Egofahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug. Ein vorausschauendes Anpassen des Fahrzeugabstands bedeutet im Rahmen dieses Dokuments ein Anpassen des Fahrzeugabstands unter Verwendungen eines Fahrzeugabstands von einem oder mehreren nicht unmittelbar dem Egofahrzeug vorausfahrenden Fahrzeugen. Ein Fahrzeugabstand, insbesondere ein erster und/oder ein zweiter Fahrzeugabstand, kann ein Abstand sein, der über die räumliche Entfernung definiert ist, z.B. 10, 20, 30, ... Meter, und/oder kann ein Abstand sein, der über die Zeit definiert ist, z.B. unter Verwendung der Fahrzeuggeschwindigkeit mit der Faustregel, dass der Fahrzeugabstand in etwa die Hälfte einer aktuell gefahrenen Geschwindigkeit betragen sollte.
Das Egofahrzeug ist vorzugsweise ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, das voll- oder teilautomatisiert durch ein Fahrerassistenzsystem gesteuert wird. Das bzw. die vorausfahrenden Fahrzeuge sind vorzugsweise Fahrzeuge, die durch einen menschlichen Fahrer, teilautomatisiert, oder vollautomatisiert gesteuert werden. Das Verfahren umfasst ferner ein Bestimmen eines ersten Fahrzeugabstands zwischen dem Egofahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug durch ein Steuergerät des Egofahrzeugs, wobei das Steuergerät den ersten Fahrzeugabstand zwischen dem Egofahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug oder einem Abbild des vorausfahrenden Fahrzeugs mittels einer Sensorik, z.B. eines Radarsensors oder einer Bilderfassungseinrichtung, des Egofahrzeugs bestimmt. Der erste Fahrzeugabstand ist beispielsweise der Fahrzeugabstand zwischen dem Egofahrzeug und dem unmittelbar, dem Egofahrzeug vorausfahrenden Fahrzeug. Das Abbild des vorausfahrenden Fahrzeugs kann ein optisches Abbild des vorausfahrenden Fahrzeugs auf Strukturen in der Nähe des vorausfahrenden Fahrzeugs sein.
Das Verfahren kann weiterhin ein Bestimmen eines zweiten Fahrzeugabstands zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und einem weiteren, vorausfahrenden Fahrzeug durch das Steuergerät des Egofahrzeugs, wobei das Steuergerät den zweiten Fahrzeugabstand als den Abstand zwischen dem Abbild des vorausfahrenden Fahrzeugs und einem Abbild des weiteren, vorausfahrenden Fahrzeugs mittels der Bilderfassungseinrichtung des Egofahrzeugs bestimmt. Der zweite Fahrzeugabstand ist beispielsweise der Fahrzeugabstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und dem, dem vorausfahrenden Fahrzeug unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeug. Beispielsweise kann der zweite Fahrzeugabstand zwischen allen, dem Egofahrzeug vorausfahrenden und durch die Bilderfassungseinrichtung erfassbaren Fahrzeugen bestimmt werden. Der zweite Fahrzeugabstand kann zwischen zwei unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeugen bestimmten werden. Der zweite Fahrzeugabstand kann alternativ zwischen zwei nicht-unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeugen bestimmt werden. Gibt es in einem beispielhaften Verkehrsszenario 10 vorausfahrende Fahrzeuge, dann kann beispielsweise der zweite Fahrzeugabstand zwischen dem dritten und dem fünften der vorausfahrenden Fahrzeuge oder dem sechsten und dem achten der vorausfahrenden Fahrzeuge bestimmt werden, etc. Im Allgemeinen kann der zweite Fahrzeugabstand zwischen einem beliebigen Paar vorausfahrender Fahrzeuge bestimmt werden.
Beispielweise kann der zweite Fahrzeugabstand ein Abstand sein, der über die Zeit definiert ist. Der zweite Fahrzeugabstand kann beispielsweise bei einem Passieren von einem oder mehreren charakteristischen Marken und/oder bei Passieren eines Abbilds von einem oder mehreren charakteristischen Marken, z.B. einem Leitposten, einem Verkehrsschild, und/oder einer Landmarke, von einem oder mehreren vorausfahrenden Fahrzeugen durch das Egofahrzeug ermittelt werden. Dazu kann ein zeitlicher Abstand beim Passieren der charakteristischen Marke bzw. des Abbilds der charakteristischen Marke zwischen mindestens zwei unmittelbar oder nicht-unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeugen bestimmt werden und mithilfe der Geschwindigkeit der mindestens zwei unmittelbar oder nicht-unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeuge der räumlichen Abstand zwischen diesen Fahrzeugen bestimmt werden. Der bestimmte räumliche Abstand kann als der zweite Fahrzeugabstand verwendet werden.
Das Abbild des vorausfahrenden Fahrzeugs und/oder des weiteren, vorausfahrenden Fahrzeugs kann ein optisches Abbild des vorausfahrenden Fahrzeugs bzw. des weiteren, vorausfahrenden Fahrzeugs auf Strukturen in der Nähe des vorausfahrenden Fahrzeugs sein.
Das Verfahren umfasst ferner ein Berechnen, durch das Steuergerät des Egofahrzeugs, einer Veränderung des zweiten Fahrzeugabstands im Vergleich zu einem früheren, zweiten Fahrzeugabstand. Der frühere, zweite Fahrzeugabstand kann beispielsweise durch eine vorangegangene Bestimmung des zweiten Fahrzeugabstands ermittelt worden sein. Der frühere, zweite Fahrzeugabstand kann beispielsweise auf dem Steuergerät des Egofahrzeugs gespeichert sein. Das Verfahren umfasst weiterhin ein Anpassen, durch das Steuergerät des Egofahrzeugs, des Fahrzeugabstands zwischen dem Egofahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug in Abhängigkeit der Veränderung des zweiten Fahrzeugabstands. Nimmt beispielsweise der zweite Fahrzeugabstand stark ab, kann die Abnahme des zweiten Fahrzeugabstands dazu verwendet werden, den Abstand zwischen dem Egofahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug zu vergrößern, so dass bei einer starken Verzögerung des vorausfahrenden Fahrzeugs ein ausreichend großer Fahrzeugabstand vorhanden ist und das Egofahrzeug mit einer geringeren Verzögerungsstärke als das vorausfahrende Fahrzeug verzögern kann. In anderen Worten, das Egofahrzeug kann vorausschauend verzögern und somit eine Verzögerung mit einer geringeren maximalen Verzögerungsstärke ausführen.
Vorteilhafterweise kann durch das Bestimmen des zweiten Fahrzeugabstands über das bzw. die Abbilder vorausfahrender Fahrzeuge das Egofahrzeug vorausschauend fahren. Das Fahrverhalten mehrerer vorausfahrender Fahrzeuge wird bei der Anpassung des Fahrzeugabstands zum unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeug berücksichtigt, so dass mögliche kritische Verkehrssituationen vermieden werden können. Durch die Verwendung der Abbilder der vorausfahrenden Fahrzeuge kann das Fahrverhalten, insbesondere die Veränderung der Fahrzeugabstände, analysiert werden, ohne dass die vorausfahrenden Fahrzeug für die Bilderfassungseinrichtung des Egofahrzeugs sichtbar sein müssen. Das Verfahren kann bestehende Bilderfassungseinrichtungen des Egofahrzeugs nutzen, um die Abbilder der vorausfahrenden Fahrzeuge zu erfassen. Eine zusätzliche Sensorik ist für diesen Fall in dem Egofahrzeug nicht notwendig. Durch das vorausschauende Anpassen des Fahrzeugabstands kann das Egofahrzeug den Fahrzeugabstand vorausschauend anpassen. Dies bedeutet, dass bei einer starken Verzögerung der vorausfahrenden Fahrzeuge das Egofahrzeug mit einer geringeren maximalen Verzögerungsstärke verzögert werden oder bei einer starken Beschleunigung der vorausfahrenden Fahrzeuge mit einer geringeren maximalen Beschleunigung beschleunigt werden kann. Der Komfort und die Sicherheit einer Fahrt mit dem Egofahrzeug kann somit effizient gesteigert werden, da das Egofahrzeug ein Fahrverhalten wie ein guter menschlicher Fahrer aufweist. Ferner kann durch das Bestimmen des zweiten Fahrzeugabstands zwischen zwei beliebigen vorausfahrenden Fahrzeugen das Verfahren flexibel und dynamisch an sich verändernde Verkehrssituationen anpassen. Es können somit Veränderungen des Fahrzeugabstands zwischen mehreren, nicht-unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeugen analysiert werden und effizient in die Anpassung des Fahrzeugabstands zwischen dem Egofahrzeug und dem unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeug einfließen. Das Egofahrzeug kann somit auch über eine weitere Distanz vorausschauend den Fahrzeugabstand anpassen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das Abbild ein durch eine Lichtquelle erzeugtes Projektionsbild eines Fahrzeugs sein und/oder die Bilderfassungseinrichtung ein Kamerasensor sein. Beispielsweise kann die Lichtquelle eine natürliche Lichtquelle, z.B. die Sonne oder der Mond, oder eine künstliche Lichtquelle, z.B. eine Straßenlaterne oder ein Fahrzeugscheinwerfer, sein. Das Abbild kann ein Schatten oder ein Lichtkegel sein. Das Projektionsbild kann durch einen Kamerasensor des Egofahrzeugs erkannt werden. Vorteilhafterweise kann durch die Verwendung eines Projektionsbilds eines oder mehrerer vorausfahrender Fahrzeuge auch diejenigen der vorausfahrenden Fahrzeuge erkannt werden, die von einem unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeug verdeckt sind.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung kann das Anpassen des Fahrzeugabstands ein Verzögern oder ein Beschleunigen des Egofahrzeugs umfassen. Beispielsweise kann das Steuergerät zum Anpassen des Fahrzeugabstands mit einem Fahrerassistenzsystem gekoppelt sein, welches das Egofahrzeug beschleunigen oder verzögern kann. Hiermit kann vorausschauend der Fahrzeugabstand zu dem unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeug vergrößert, z.B. wenn eine starke Verzögerung des unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeugs erwartet wird, oder verkleinert werden, z.B. wenn eine starke Beschleunigung des unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeugs erwartet wird.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung kann das Verfahren weiterhin ein Berechnen, durch das Steuergerät des Egofahrzeugs, einer Veränderung des ersten Fahrzeugabstands im Vergleich zu einem früheren, ersten Fahrzeugabstand, und ein Anpassen, durch das Steuergerät des Fahrzeugs, des ersten Fahrzeugabstands des Egofahrzeugs in Abhängigkeit der Veränderung des zweiten Fahrzeugabstands und des ersten Fahrzeugabstands umfassen. Vorteilhafterweise kann das Anpassen des Fahrzeugabstands des Egofahrzeugs flexibler und präziser erfolgen, da der Fahrzeugabstand zum unmittelbar, vorausfahrenden Fahrzeug und der oder die Fahrzeugabstände zu den weiteren vorausfahrenden Fahrzeugen bei der Anpassung des Fahrzeugabstands berücksichtigt werden.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung kann das Steuergerät den ersten Fahrzeugabstand nur anpassen, falls ein vorgegebener Sicherheitsabstand zwischen dem Egofahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird. Hiermit kann effizient sichergestellt werden, dass das Egofahrzeug beim Anpassen des Fahrzeugabstands Vorgaben bezüglich des Sicherheitsabstands einhält.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung kann die Bilderfassungseinrichtung das Abbild des vorausfahrenden Fahrzeugs und/oder das Abbild des weiteren, vorausfahrenden Fahrzeugs auf einer oder mehreren Strukturen, die im Wesentlichen parallel zu einer Trajektorie des Egofahrzeugs verlaufen, erfassen. Hiermit können flexibel unterschiedliche Strukturen durch die Bilderfassungseinrichtung erfasst und ausgewertet werden, um ein Abbild eines oder mehrerer vorausfahrender Fahrzeuge zu erkennen. Die im Wesentlichen parallel zum Egofahrzeug verlaufenden Strukturen ermöglichen eine effiziente, vorausschauende Erfassung von Abbildern, die zur Bestimmung von Fahrzeugabständen verwendet werden können.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung kann das Abbild ein Schatten sein oder durch einen Streulichtkegel eines Scheinwerfers erzeugt werden, und/oder eine Struktur eine Fahrbahn, eine Leitplanke, oder eine Fahrbahnbegrenzung sein. Vorteilhafterweise kann das Verfahren nachts durch die Erkennung von Streulichtkegeln und bei Tageslicht durch die Erfassung von Schatten verwendet werden. Weiterhin kann das Verfahren durch die Verwendung verschiedener Strukturen flexibel das Abbild bzw. die Abbilder der Fahrzeuge und somit den Fahrzeugabstand bzw. die Fahrzeugabstände bestimmen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann das Verfahren weiterhin ein Validieren, durch das Steuergerät des Egofahrzeugs, des ersten Fahrzeugabstands und/oder des zweiten Fahrzeugabstands durch weitere Sensoren, vorzugsweise Radarsensoren, Infrarotsensoren und/oder weitere Kamerasensoren, des Egofahrzeugs umfassen. Das Verfahren kann ferner ein Berechnen, durch das Steuergerät des Egofahrzeugs, einer Veränderung des validierten zweiten Fahrzeugabstands im Vergleich zu einem früheren, zweiten Fahrzeugabstand, ein Berechnen, durch das Steuergerät des Egofahrzeugs, einer Veränderung des validierten, ersten Fahrzeugabstands im Vergleich zu einem früheren, ersten Fahrzeugabstand, und ein Anpassen, durch das Steuergerät des Fahrzeugs, des Fahrzeugabstands des Egofahrzeugs in Abhängigkeit der Veränderung des validierten, zweiten Fahrzeugabstands und des validierten, ersten Fahrzeugabstands umfassen. Das Validieren des ersten und/oder zweiten Fahrzeugabstands kann bei einer Fusion von Sensordaten verschiedener Sensoren vorgenommen werden. Durch die Verwendung eines validierten Fahrzeugabstands kann die Anpassung des Fahrzeugabstands mit einer erhöhten Zuverlässigkeit erfolgen.
Gemäß einem weiteren Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Fahrerassistenzsystem zum vorausschauenden Anpassen eines Fahrzeugabstands zwischen einem Egofahrzeugs und einem vorausfahrenden Fahrzeug. Das Fahrerassistenzsystem umfasst eine Bilderfassungseinrichtung, die in dem Egofahrzeug integriert ist, und eines oder mehrere Abbilder von Fahrzeugen erfassen kann, und ein Steuergerät, das mit der Bilderfassungseinrichtung gekoppelt ist, und Instruktionen umfasst, die, wenn ausgeführt auf dem Steuergerät, das oben beschriebene Verfahren ausführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch ein Fahrzeug umfassend das oben beschriebene Fahrerassistenzsystem zum vorausschauenden Anpassen eines Fahrzeugabstands zwischen einem Egofahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalkombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalkombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar.
Im Folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Daraus ergeben sich weitere Details, bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Im Einzelnen zeigen schematisch
1 ein Verfahren zum vorausschauenden Anpassen eines Fahrzeugabstands zwischen einem Egofahrzeugs und einem vorausfahrenden Fahrzeug und
2 ein beispielhaftes Verkehrsszenario zum vorausschauenden Anpassen des Fahrzeugabstands.
Im Detail zeigt 1 ein Verfahren 100 zum vorausschauenden Anpassen eines Fahrzeugabstands zwischen einem Egofahrzeug und einem vorausfahrenden Fahrzeug. Das Verfahren 100 kann unter Verwendung einer vorhandenen Bilderfassungseinrichtung des Egofahrzeugs, z.B. einer Bilderfassungseinrichtung für die Verkehrsschilderkennung oder für das Erkennen von entgegenkommenden Fahrzeugen, genutzt werden. Weitere Sensorik ist in diesen Fällen in dem Egofahrzeug nicht notwendig, um das Verfahren auszuführen und zu nutzen. Das Verfahren 100 kann auf einem Steuergerät oder mehreren Steuergeräten ausgeführt werden, die über ein Kommunikationsnetz des Egofahrzeugs miteinander verbunden sind. Einzelnen Funktionen des Fahrzeugs können im Rahmen einer Funktionspartitionierung auf mehrere Steuergeräte verteilt werden. Im Rahmen dieser Anmeldung kann ein Steuergerät des Fahrzeugs ein einzelnes Steuergerät sein sowie eine Vielzahl von verteilten Steuergeräten umfassen, die gemeinschaftlich das Verfahren 100 ausführen.
Das Verfahren 100 kann einen ersten Fahrzeugabstand zwischen dem Egofahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug bestimmen 102. Das Egofahrzeug ist vorzugsweise ein vollautomatisiert fahrendes Fahrzeug oder ein von einem Fahrerassistenzsystem gesteuertes teilautomatisiertes Fahrzeug. Der erste Fahrzeugabstand kann mittels einer Bilderfassungseinrichtung des Egofahrzeugs zwischen dem Egofahrzeug und einem Abbild des vorausfahrenden Fahrzeugs bestimmt werden. Dazu kann beispielsweise eine vordere Grenze des Egofahrzeugs ermittelt werden. Die vordere Grenze des Egofahrzeugs kann beispielsweise vorgegeben sein und von der Einbauposition der Bilderfassungseinrichtung abhängen. Beispielsweise kann die Bilderfassungseinrichtung im vorderen Bereich des Fahrzeugs, z.B. in einem Grill, hinter der Windschutzscheibe, in einem Außenspiegel, und/oder in einem Stoßfänger des Fahrzeugs, eingebaut sein. Zusätzlich oder alternativ kann beispielsweise die vordere Grenze des Egofahrzeugs auf Basis eines durch die Bilderfassungseinrichtung erfassten Abbilds des Egofahrzeugs ermittelt werden. Als Grenze des Abbilds des Egofahrzeugs und damit als vordere Grenze des Egofahrzeugs kann beispielsweise eine Hell-Dunkel-Grenze des Abbilds verwendet werden. Als Grenze des Abbilds des vorausfahrenden Fahrzeugs kann ebenfalls beispielweise eine Hell-Dunkel-Grenze des Abbilds verwendet werden. Der erste Fahrzeugabstand kann somit zwischen der Hell-Dunkel-Grenze des Abbilds des Egofahrzeugs und der Hell-Dunkel-Grenze des Abbilds des vorausfahrenden Fahrzeugs ermittelt werden.
Das Abbild kann ein Schatten oder ein Lichtkegel sein. Die Grenze des Abbilds kann eine Schattengrenze oder eine Hell-Dunkel-Grenze sein. Ein Fahrzeugabstand kann zwischen zwei Grenzen von Abbildern zweier Fahrzeuge berechnet werden. Das Abbild eines Fahrzeugs kann ein dynamisches Abbild sein. Ein dynamisches Abbild kann beispielsweise durch eine künstliche Lichtquelle, z.B. eine Straßenlaterne, erzeugt werden. Ist die Position der künstlichen Lichtquelle bekannt, kann das dynamische Abbild eines Fahrzeugs berechnet werden. Ferner kann der Fahrzeugabstand auf Basis von dynamischen Abbilder zweier Fahrzeug bestimmt werden. Zusätzlich oder alternativ kann nachts ein seitlicher Streulichtkegel einer Fahrzeugbeleuchtung verwendet werden, um eine Hell-Dunkel-Grenze zu bestimmen und auf Basis der bestimmten Hell-Dunkel-Grenze der Fahrzeugbeleuchtung einen Fahrzeugabstand zu berechnen. Somit kann das Verfahren bei Tageslicht sowie nachts eingesetzt werden, um einen Fahrzeugabstand und eine Veränderung eines Fahrzeugabstands zu bestimmen.
Das Abbild kann durch eine Position der Lichtquelle beeinflusst werden. Ist die Lichtquelle eine natürliche Lichtquelle wie beispielsweise die Sonne oder der Mond, kann die Position der Lichtquelle in Abhängigkeit der Tageszeit, des Datums und/oder der Position des Fahrzeugs variieren. Um die Position der natürlichen Lichtquelle zu bestimmen können Informationen von weiteren Datenquellen, z.B. Navigationssysteme, Sensoren zur Positionsbestimmung, Datenbanken zum Sonnen- /Mondstand, und/oder Wettersensoren, verwendet werden. Mithilfe dieser Daten kann das Egofahrzeug bzw. das Steuergerät des Egofahrzeugs eine Richtung eines Strahlengangs der natürlichen Lichtquelle bestimmen. Die Grenze des Abbilds kann somit präziser bestimmt werden.
Ist die Lichtquelle eine künstliche Lichtquelle wie beispielsweise eine Straßenlaterne, kann eine Position der künstlichen Lichtquelle in einer hochgenauen Navigationskarte eines Navigationssystems gespeichert sein. Mittels der Position der künstlichen Lichtquelle und der Position des Egofahrzeugs und/oder der vorausfahrenden Fahrzeuge können der Strahlengang der künstlichen Lichtquelle und damit eine Grenze des Abbilds genauer bestimmt werden.
Optional kann das Verfahren 100 das Abbild in ein normiertes Abbild überführen, bei dem der Strahlengang der künstlichen oder natürlichen Lichtquelle parallel zur Trajektorie des Fahrzeugs ist. Das normierte Abbild ist somit unabhängig von einer Position der Strahlenquelle. Eine Fahrzeugabstand, insbesondere in erster und/oder ein zweiter Fahrzeugabstand, kann auf Basis des normierten Abbilds leichter bestimmt werden, da der tatsächliche Strahlengang des Lichtquelle bei einer Bestimmung des Fahrzeugabstand mit dem bzw. den Fahrzeugabbildern nicht berücksichtigt werden muss. Das Verfahren kann ferner einen zweiten Fahrzeugabstand zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug und einem weiteren, vorausfahrenden Fahrzeug bestimmen 104. Der zweite Fahrzeugabstand kann als der Abstand zwischen dem Abbild des vorausfahrenden Fahrzeugs und einem Abbild des weiteren, vorausfahrenden Fahrzeugs mittels der Bilderfassungseinrichtung des Egofahrzeugs bestimmt werden. Vorzugsweise kann der zweite Fahrzeugabstand zwischen der Hell-Dunkel-Grenze des Abbilds des vorausfahrenden Fahrzeugs und der Hell-Dunkel-Grenze des Abbilds des bzw. der weiteren, vorausfahrenden Fahrzeuge bestimmt werden. Falls ein erster Fahrzeugabstand nicht bestimmt werden konnte, d.h. kein vorausfahrendes Fahrzeug durch die Bilderfassungseinrichtung erfasst werden konnte, kann das Verfahren abgebrochen werden, da auch kein zweiter Fahrzeugabstand bestimmt werden kann. Um ein vorausschauendes Fahren zu ermöglichen, sind der erste Fahrzeugabstand und der zweite Fahrzeugabstand zu bestimmen und zu analysieren.
Das Verfahren 100 kann kontinuierlich oder iterativ zu beispielsweise vorgegebenen Zeitintervallen den ersten Fahrzeugabstand und/oder den zweiten Fahrzeugabstand bestimmen. Konnte in einer vorangegangenen Iteration ein erster und/oder zweiter Fahrzeugabstand bestimmt werden, kann dieser früher bestimmte erste und/oder zweite Fahrzeugabstand auf einem Steuergerät des Egofahrzeugs gespeichert werden. Das Verfahren 100 kann eine Veränderung des zweiten Fahrzeugabstands im Vergleich zu einem, in einer früheren Iteration bestimmten, zweiten Fahrzeugabstand berechnen 106. Zusätzlich kann das Verfahren eine Veränderung des ersten Fahrzeugabstands im Vergleich zu einem, in einer früheren Iteration bestimmten, ersten Fahrzeugabstands berechnen. Wenn das Abbild ein Schatten ist, kann eine Analyse der Fahrweise der Fahrzeuge und der Fahrzugabstände zwischen den, von den Fahrzeugen geworfenen, Schatten erfolgen. Die Schatten können dabei auf einer Fahrbahn, auf Fahrbahnmarkierungen, auf Leitplanken, und/oder weiteren Fahrbahnbegrenzungen zu sehen sein, so dass die Schatten von der Bilderfassungseinrichtung des Egofahrzeugs erfasst werden können. Insbesondere Strukturen, die im Wesentlichen parallel zur Fahrzeugtrajektorie des Egofahrzeugs verlaufen, können durch die Bilderfassungseinrichtung effizient erfasst werden. Vorteilhafterweise können beispielsweise Schatten noch ausgewertet werden, wenn die vorausfahrenden Fahrzeuge vom Egofahrzeug aus nicht sichtbar sind, z.B. weil sie durch ein unmittelbar vorausfahrendes Fahrzeug vollständig verdeckt sind und/oder auch durch die Scheiben des vorausfahrenden Fahrzeugs nicht zu erkennen sind.
Das Verfahren 100 kann, durch das Steuergerät des Egofahrzeugs, den Fahrzeugabstand zwischen dem Egofahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug in Abhängigkeit der Veränderung des zweiten Fahrzeugabstands anpassen 108. Sollte beispielsweise festgestellt werden, dass sich der Abstand der Schatten der vorausfahrenden Fahrzeuge verringert, kann das Egofahrzeug bereits frühzeitig beginnen, mit geringer Verzögerungsstärke zu bremsen, da ein Bremsen des unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeugs sehr wahrscheinlich ist. Das Fahrverhalten des vorausfahrenden Fahrzeugs kann somit vorausgesagt und die Geschwindigkeit und/oder der Fahrzeugabstand des Egofahrzeug dementsprechend angepasst werden.
Die Analyse der Abbilder der Fahrzeuge kann zusätzlich oder alternativ zu einer Analyse von Sensordaten eines anderen Sensors, z.B. eines Radarsensors, eines Ultraschallsensors, und/oder eines Infrarotsensors, erfolgen. Eine Fusion der Sensordaten der Bilderfassungseinrichtung des Egofahrzeugs mit Sensordaten weiterer Sensoren kann die Qualität, insbesondere die Präzision, der Sensordaten verbessern und somit die Fahrzeugabstände präziser ermitteln.
Vorteilhafterweise kann das Verfahren durch das Bestimmen von Fahrzeugabständen mittels Abbildern von mehreren vorausfahrenden Fahrzeugen ein vorausschauendes Fahren eines voll- oder teilautomatisierten Egofahrzeugs bereitstellen. Die Insassen des Egofahrzeugs können mit einer geringeren maximalen Verzögerung und/oder einem geringeren zeitlichen Verzögerungsanstieg in dem Egofahrzeug fahren. Dies kann zu einem höheren Vertrauen der Insassen in das Egofahrzeug führen, da das Egofahrzeug wie ein guter menschlicher Fahrer agiert, der vorausschauend fährt. Durch das Verfahren können ferner weitere Fahrerassistenzsystem präziser und vorausschauender agieren. Beispielsweise kann ein Notbremsassistent schneller reagieren, da kritische Zustände früher erkannt werden können und eine Verzögerung durch den Notbremsassistenten somit schneller eingeleitet werden kann. Dies kann zu einem Sicherheitsgewinn bei einer Verzögerung des Egofahrzeugs durch den Notbremsassistenten führen.
2 zeigt ein beispielhaftes Verkehrsszenario 200 zum vorausschauenden Anpassen des Fahrzeugabstands. Ein Egofahrzeug 202 fährt auf einer Fahrspur 204 einer Straße. Auf der gleichen Fahrspur 204 befinden sich ein (unmittelbar) vorausfahrendes Fahrzeug 206 und ein weiteres, vorausfahrendes Fahrzeug 208. Eine Bilderfassungseinrichtung des Egofahrzeugs 202 kann einen Schatten 210 des Egofahrzeugs 202, einen Schatten 212 des vorausfahrenden Fahrzeugs 206 und einen Schatten 214 des weiteren, vorausfahrenden Fahrzeugs 208 erfassen. Das Egofahrzeug 202 kann einen ersten Fahrzeugabstand 216 zwischen der Hell-Dunkel-Grenze des Schatten 210 und der Hell-Dunkel-Grenze des Schattens 212 bestimmen. Ferner kann das Egofahrzeug 202 einen zweiten Fahrzeugabstand 218 zwischen der Hell-Dunkel-Grenze des Schatten 212 und der Hell-Dunkel-Grenze des Schattens 214 bestimmen. Wenn das Egofahrzeug eine starke Reduzierung des zweiten Fahrzeugabstands erfasst, kann das Egofahrzeug eine Verzögerung des Egofahrzeugs einleiten, bevor das unmittelbar vorausfahrende Fahrzeug 206 mit einer Verzögerung beginnt. Die Verzögerung des Egofahrzeugs kann somit mit einer geringeren Verzögerungsstärke ausgeführt werden, was den Fahrkomfort der Insassen des Egofahrzeugs erhöht.
Ergänzend oder alternativ kann – beispielsweise für den Fall, dass der Schatten des Egofahrzeugs 210 für die im Egofahrzeug 202 verbaute Bildsensorik nicht einsehbar ist – der erste Fahrzeugabstand 216 nicht bis zum Schatten des Egofahrzeugs 210, sondern zu einem anderen geeignet gewählten Punkt definiert sein. Dazu kann beispielsweise eine vordere Grenze des Egofahrzeugs ermittelt werden. Die vordere Grenze des Egofahrzeugs kann beispielsweise vorgegeben sein und von der Einbauposition der Bilderfassungseinrichtung abhängen.
Bezugszeichenliste

100: Verfahren
102: Bestimmen eines ersten Fahrzeugabstands
104: Bestimmen eines zweiten Fahrzeugabstands
106: Berechnen einer Veränderung des zweiten Fahrzeugabstands
108: Anpassen des ersten Fahrzeugabstands
200: Verkehrsszenario
202: Egofahrzeug
204: Fahrspur
206: unmittelbar vorausfahrendes Fahrzeug
208: weiteres, vorausfahrendes Fahrzeug
210: Schatten des Egofahrzeugs
212: Schatten des vorausfahrenden Fahrzeugs
214: Schatten des weiteren, vorausfahrenden Fahrzeugs
216: erster Fahrzeugabstand
218: zweiter Fahrzeugabstand

Claims

Verfahren (100) zum vorausschauenden Anpassen eines Fahrzeugabstands (216) zwischen einem Egofahrzeugs (202) und einem vorausfahrenden Fahrzeug (206), das Verfahren umfassend: Bestimmen (102) eines ersten Fahrzeugabstands (216) zwischen dem Egofahrzeug (202) und dem vorausfahrenden Fahrzeug (206) durch ein Steuergerät des Egofahrzeugs (202), wobei das Steuergerät den ersten Fahrzeugabstand (216) zwischen dem Egofahrzeug (202) und dem vorausfahrenden Fahrzeug (206) mittels einer Sensorik des Egofahrzeugs (202) bestimmt; Bestimmen (104) eines zweiten Fahrzeugabstands (218) zwischen dem vorausfahrenden Fahrzeug (206) und einem weiteren, vorausfahrenden Fahrzeug (208) durch das Steuergerät des Egofahrzeugs (202), wobei das Steuergerät den zweiten Fahrzeugabstand (218) als den Abstand zwischen dem Abbild des vorausfahrenden Fahrzeugs (206) und einem Abbild des weiteren, vorausfahrenden Fahrzeugs (208) mittels einer Bilderfassungseinrichtung des Egofahrzeugs (202) bestimmt; Berechnen (106), durch das Steuergerät des Egofahrzeugs (202), einer Veränderung des zweiten Fahrzeugabstands (218) im Vergleich zu einem früheren, zweiten Fahrzeugabstand; und Anpassen (108), durch das Steuergerät des Egofahrzeugs (202), des Fahrzeugabstands (216) zwischen dem Egofahrzeug (202) und dem vorausfahrenden Fahrzeug (206) in Abhängigkeit der Veränderung des zweiten Fahrzeugabstands (218).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Abbild ein durch eine Lichtquelle erzeugtes Projektionsbild eines Fahrzeugs ist; und/oder wobei die Bilderfassungseinrichtung ein Kamerasensor ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Anpassen des Fahrzeugabstands ein Verzögern oder ein Beschleunigen des Egofahrzeugs (202) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das Verfahren weiterhin umfassend: Ermitteln, durch das Steuergerät des Egofahrzeugs (202), einer Veränderung des ersten Fahrzeugabstands (216) im Vergleich zu einem früheren, ersten Fahrzeugabstand; und Anpassen, durch das Steuergerät des Fahrzeugs (202), des Fahrzeugabstands (216) des Egofahrzeugs (202) in Abhängigkeit der Veränderung des zweiten Fahrzeugabstands (218) und der Veränderung des ersten Fahrzeugabstands (216).
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Steuergerät den ersten Fahrzeugabstand (216) nur anpasst, falls ein vorgegebener Sicherheitsabstand zwischen dem Egofahrzeug (202) und dem vorausfahrenden Fahrzeug (206) eingehalten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bilderfassungseinrichtung das Abbild des vorausfahrenden Fahrzeugs (206) und/oder das Abbild des weiteren, vorausfahrenden Fahrzeugs (208) auf einer oder mehreren Strukturen, die im Wesentlichen parallel zu einer Trajektorie des Egofahrzeugs verlaufen, erfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abbild ein Schatten (210, 212, 214) ist oder das Abbild durch einen Lichtkegel einer Lichtquelle erzeugt wird; und/oder wobei eine Struktur eine Fahrbahn (204), eine Leitplanke, oder eine Fahrbahnbegrenzung ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das Verfahren weiterhin umfassend: Validieren, durch das Steuergerät des Egofahrzeugs (202), des ersten Fahrzeugabstands (216) und/oder des zweiten Fahrzeugabstands (218) durch weitere Sensoren, vorzugsweise Radarsensoren, des Egofahrzeugs (202); Berechnen, durch das Steuergerät des Egofahrzeugs (202), einer Veränderung des validierten zweiten Fahrzeugabstands im Vergleich zu einem früheren, zweiten Fahrzeugabstand; und Berechnen, durch das Steuergerät des Egofahrzeugs (202), einer Veränderung des validierten, ersten Fahrzeugabstands im Vergleich zu einem früheren, ersten Fahrzeugabstand; und Anpassen, durch das Steuergerät des Egofahrzeugs (202), des Fahrzeugabstands des Egofahrzeugs (202) in Abhängigkeit der Veränderung des validierten, zweiten Fahrzeugabstands und des validierten, ersten Fahrzeugabstands.
Fahrerassistenzsystem zum vorausschauenden Anpassen eines Fahrzeugabstands (216) zwischen einem Egofahrzeug (202) und einem vorausfahrenden Fahrzeug (206), das Fahrerassistenzsystem umfassend: eine Bilderfassungseinrichtung, die in dem Egofahrzeug (202) integriert ist, und eines oder mehrere Abbilder von Fahrzeugen erfassen kann; und ein Steuergerät, das mit der Bilderfassungseinrichtung gekoppelt ist, und Instruktionen umfasst, die, wenn ausgeführt auf dem Steuergerät, das Verfahren nach einem der Anspruch 1 bis 8 ausführen.
Fahrzeug umfassend das Fahrerassistenzsystem zum vorausschauenden Anpassen eines Fahrzeugabstands (216) zwischen einem Egofahrzeugs (202) und einem vorausfahrenden Fahrzeug (206) nach Anspruch 9.