DE102017114876A1

DE102017114876A1 - Fahrerassistenzsystem zur Kollisionsvermeidung mittels Warn- und Interventionskaskade

Info

Publication number: DE102017114876A1
Application number: DE102017114876.0A
Authority: DE
Inventors: Martin Schnetter
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2017-07-04
Filing date: 2017-07-04
Publication date: 2019-01-10

Abstract

Verfahren zur Kollisionsvermeidung einer potentiellen Kollision zwischen einem Ego-Fahrzeug und einem weiteren Verkehrsteilnehmer, bei dem für das Ego-Fahrzeug und den einen weiteren Verkehrsteilnehmer jeweils die zukünftigen Trajektorien prädiziert werden und entlang der prädizierten Trajektorien jeweils wenigstens zwei Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche mit unterschiedlichen Zeitabständen ermittelt werden, wobei sämtliche Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche mit jeweils gleichem Zeitabstand miteinander verglichen werden und bei einer festgestellten Überschneidung zweier Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereich mit gleichem Zeitabstand gestaffelte Eskalationsmaßnahmen durchzuführen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kollisionsvermeidung oder zum Reduzieren der Kollisionsschwere einer potentiellen Kollision zwischen einem Ego-Fahrzeug und einem weiteren Verkehrsteilnehmer entsprechend dem Patentanspruch 1.
Kollisionen zwischen Radfahrer und PKW finden meistens bei Kreuzungs- und Abbiegesituationen statt und sind meist auf ein Fehlverhalten des Kraftfahrzeugführers zurückzuführen. Die relativ eindeutige Verteilung der Schuldfrage ist ausschlaggebend dafür, dass die vorliegende Erfindung darauf hinausläuft, den Autofahrer vor der drohenden Kollision zu warnen und sein Fehlverhalten in gewisser Weise zu kompensieren. Eine theoretisch mögliche Systemintervention auf Seiten eines entsprechend ausgerüsteten Fahrrades wird nicht explizit betrachtet, kann jedoch seitens des Fachmanns unter Kenntnis der vorliegenden Erfindung ohne größere Modifikationen angepasst werden.
Stand der Technik
Es sind bereits Verfahren zur Vorhersage bzw. Prädiktion der Positionen und/oder Bewegung eines Objekts relativ zu einem Fahrzeug vorgeschlagen worden. Ein derartiges Verfahren soll in erster Linie Kollisionsunfälle mit verletzlichen Verkehrsteilnehmern (VRU - Vulnerable Road User) vermeiden und in zweiter Linie die Unfallschwere bei Kollisionen reduzieren. Beide Aspekte werden im Folgenden als Kollisionsvermeidung bezeichnet. Dazu schlägt die in der DE 10 2009 035 072 A1 offenbarte Lehre vor, bewegungsbezogene Daten der im Straßenverkehr teilnehmenden Objekte, vorzugsweise VRU, anhand der am Objekt angeordneten Sensoren, beispielsweise eines Bewegungssensors, zu erfassen und von einer objektseitigen Sende-/Empfangseinheit an eine fahrzeugseitige Sende-/Empfangseinheit zu übertragen. Aus diesen Bewegungsdaten werden dann die zukünftigen Positionen des Objekts zu einem oder mehreren Zeitpunkten prädiziert. Schwerpunkt dieser Lehre ist es, dynamische bzw. kinematische Eigenschaften der Objekte, vorzugsweise VRU, physiologisch bzw. psychologisch basiert, z. B. unter Berücksichtigung des Reaktions- oder Bewegungsvermögens, in die Positionsprädiktion einzubeziehen und diese damit genauer durchzuführen. Die prädizierte Position bzw. der prädizierte Aufenthaltsbereich wird mit einem aus den fahrdynamischen Daten des Fahrzeugs berechneten Fahrschlauch für einen vorgegebenen Zeitpunkt verglichen. Die Kritikalität der Situation bzw. das Kollisionsrisiko und damit die auszulösenden Maßnahmen (Warnung, Systemeingriff) werden durch die Nähe des Aufenthaltsbereichs des Objekts und des Fahrschlauchs des Fahrzeugs zu diesem Zeitpunkt bestimmt. Eine genaue, reproduzierbare und nachvollziehbare Maßnahmeneinleitung kann damit nicht erreicht werden, da die Nähe zum einen zu unpräzise und zum anderen von weiteren fahrdynamischen Daten abhängig ist. Dem Fachmann wird daher ein genaues Vorhersagemodell für die Bewegung verletzlicher Verkehrsobjekte zur Verfügung gestellt, ohne konkret auf die weiteren Schritte des die Kollision vermeidenden Assistenzsystems einzugehen. Auch die Güte der Fahrschlauchprädiktion wird nicht weiter verbessert.
Eine Lehre zur Prädiktion der Position und/oder Bewegung eines Verkehrsteilnehmers relativ zu einem Fahrzeug ist in der DE 10 2009 057 978 A1 angegeben. Dabei werden verkehrsteilnehmerbezogene und/oder verkehrsteilnehmerdynamikbezogene Daten vorzugsweise über eine Sende-/Empfangseinheit von dem Verkehrsteilnehmer an das Fahrzeug gesendet. Aus diesen Daten wird der radiale Abstand zwischen Fahrzeug und Verkehrsteilnehmer iterativ, also zu mindestens zwei aufeinanderfolgenden Zeitpunkten ermittelt, wobei Positionskreise entstehen, deren Radius jeweils dem radialen Abstand entspricht. Anschließend werden die Trajektorien des Fahrzeugs und des Verkehrsteilnehmers ermittelt. Die Positionskreise werden mit den ermittelten Trajektorien kombiniert, um die Position des Verkehrsteilnehmers relativ zum Fahrzeug zu ermitteln. Damit lassen sich die Trajektorien der beiden zueinander und damit potentielle Kollisionen voraussagen. Die Bestimmung des radialen Abstandes und der Relativpositionen erfolgt vorzugsweise über die Signallaufzeiten und Signalpegel, die von mehreren Empfangsantennen empfangen werden.
Ein weiteres Verfahren zum Bestimmen eines wahrscheinlichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs eines Lebewesens ist in der DE 11 2008 001 804 B4 offenbart. Dabei werden zur Ermittlung des zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs zu einem gegebenen Zeitpunkt ausgehend von einem Ort der Bewegungstrajektorie und dem Bewegungszustand unter Berücksichtigung eines physiologischen Bewegungsvermögens des Lebewesens für einen oder mehrere zukünftige Zeitpunkte mögliche Aufenthaltsorte bestimmt. Werden der ermittelte Bewegungs-Aufenthaltsbereich und ein Bewegungsverlauf eines Fahrzeugs miteinander verarbeitet, kann das Kollisionsrisiko ermittelt werden. Der Bewegungs-Aufenthaltsbereich kann dabei in mehrere Bereiche mit unterschiedlichen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten unterteilt werden. Einzelne Bereiche des zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs werden demnach mit Aufenthaltswahrscheinlichkeiten versehen. Die Aufenthaltswahrscheinlichkeiten werden wiederum in Abhängigkeit charakteristischer Bewegungsmuster für vorgegebene Verkehrssituationen ermittelt, beispielsweise wenn ein Fußgänger bei einer gerade auf Rot umgeschalteten Fußgänger-Ampel schnell noch auf die Straße springt. Abgesehen davon, dass das einen sehr hohen Speicher-, Sensor- und Rechenaufwand nach sich zieht, um charakteristische Bewegungsmuster für die verschiedensten Situationen vorzuhalten und zu erkennen, erfolgt im Ergebnis eine übliche wahrscheinlichkeitsbasierte Trajektorienbestimmung. Maßnahmen zur Kollisionsvermeidung werden in Abhängigkeit der Aufenthaltswahrscheinlichkeit durchgeführt. In dem genannten Beispiel könnte es dazu führen, dass das Fahrzeug prädiktiv vor einer grünen Ampel eine Vollbremsung durchführt.
Damit ergibt sich bei allen bekannten Lehren die Konsequenz, dass zwar die Prädiktionsgüte teilweise erhöht werden kann, diese aber nicht in verbesserten Fahrerassistenzsystemen verwendet werden. Im Ergebnis mangelt es den im Stand der Technik bekannten Fahrerassistenzsystemen zur Kollisionsvermeidung an Komfort, da Systemeingriffe nicht ausreichend nachvollzogen werden können und tendenziell zu stark ausfallen, weil sie zu einem relativ späten Zeitpunkt vor der potentiellen Kollision erfolgen. Bei zeitigeren Systemeingriffen, die in der Ausprägung reduziert sind, herrscht oftmals ein Akzeptanzproblem beim Fahrzeugführer, da er der Meinung sein könnte, die Situation im Griff zu haben, unabhängig davon, ob dies tatsächlich der Fall ist.
Im Stand der Technik wird immer nur ein Zeitpunkt der Trajektorien miteinander verglichen, nämlich der Zeitpunkt, an dem sich die Trajektorien verschiedener Verkehrsteilnehmer kreuzen bzw. überschneiden. Es wird allerdings viel Energie darauf verwendet, diesen Zeitpunkt mit möglichst hoher Güte vorherzusehen oder zumindest die Wahrscheinlichkeit einer Kreuzung bzw. Überschneidung angeben zu können. Der Zeitabstand bis zu diesem Zeitpunkt der Kreuzung der Trajektorien wird auch als TTC (Time To Collision - Zeit bis zur Kollision) bezeichnet. In Abhängigkeit der TTC werden dann Warnungen an die Verkehrsteilnehmer oder automatische Systemeingriffe in die Längs- und/oder Querführung einzelner oder mehrerer beteiligter Verkehrsteilnehmer veranlasst. Das Problem dabei ist, dass die Vorhersagegenauigkeit der Trajektorien und damit der Zeit bis zur Kollision mit zunehmenden Zeitabständen exponentiell abnimmt. Eine Warnung oder ein Systemeingriff kommt damit regelmäßig zu spät und muss in der Ausprägung entsprechend hoch sein. Dies beeinträchtigt den Komfort und vor allem die Akzeptanz des Fahrerassistenzsystems.
Aufgabe der Erfindung
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die Prädiktionsgüte weiter zu erhöhen, den Prädiktionshorizont weiter auszudehnen und verbesserte Fahrerassistenzsysteme zum Vermeiden der Nachteile des Standes der Technik anzugeben. Das der Aufgabe zugrundeliegende Ziel ist die Verbesserung einer Assistenzfunktion, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge, zum besseren Schutz von weiteren Verkehrsteilnehmern, vorzugsweise von im Straßenverkehr besonders gefährdeten Verkehrsteilnehmern. Gleichzeitig sollen die Akzeptanz und das Komfortempfinden einer derartigen Assistenzfunktion weiter gesteigert werden.
Offenbarung der Erfindung
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren entsprechend den Maßnahmen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kollisionsvermeidung oder zum Reduzieren der Kollisionsschwere einer potentiellen Kollision zwischen einem Ego-Fahrzeug und wenigstens einem weiteren Verkehrsteilnehmer. Eine Kollisionsvermeidung und eine Reduzierung der Kollisionsschwere werden grundsätzlich anhand derselben Maßnahmen erreicht, wobei bei rechtzeitigem Auslösen und ausreichender Ausprägung der Maßnahmen, beispielsweise einer Gefahrenbremsung, die Kollision vermieden, bei nicht rechtzeitigem Auslösen oder nicht ausreichender Ausprägung der Maßnahme aber immerhin die Kollisionsschwere verringert werden kann, beispielsweise durch Reduzierung der Differenzgeschwindigkeit aufgrund einer Gefahrenbremsung. Die Kollisionsvermeidung kann auch als Reduzierung der Kollisionsschwere auf null angesehen werden. Zum besseren Verständnis wird im Folgenden lediglich von Kollisionsvermeidung gesprochen, da diese die höchste Priorität hat. Die Kollisionsvermeidung umfasst dabei immer auch die Verringerung der Kollisionsschwere. Verfahren zur Kollisionsvermeidung werden im Rahmen von Assistenzsystemen für Verkehrsteilnehmer umgesetzt, die im Folgenden als Fahrerassistenzsysteme bezeichnet werden, obwohl diese Assistenzsysteme auch Nichtfahrern, wie Fußgängern, zur Verfügung stehen können.
Eine Kollision findet per Definition zwischen (wenigstens) zwei Verkehrsteilnehmern, vorzugsweise im Straßenverkehr, statt, sobald sich diese berühren. Einer der Verkehrsteilnehmer wird hier als Ego-Fahrzeug bezeichnet, kann allerdings als ein Verkehrsteilnehmer im weiten Sinne verstanden werden. Dazu zählen Fußgänger, Radfahrer sowie ein- oder mehrspurige Kraftfahrzeuge. Da die Kollision zwischen zwei Fußgängern zwar schmerzhaft sein kann, meist jedoch unkritisch ist, wird das Ego-Fahrzeug in erster Linie als ein- oder mehrspuriges Kraftfahrzeug angesehen. Prinzipiell eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren aber auch für verletzliche Verkehrsteilnehmer (VRU), spurgebundene Verkehrsteilnehmer, wie Straßenbahnen, sowie für Luft-, Wasser- oder Raumfahrzeuge. Es werden also unterschiedliche Klassen von Verkehrsteilnehmern zugrunde gelegt. Der eine weitere Verkehrsteilnehmer ist ebenfalls ein Verkehrsteilnehmer im oben angegebenen weiten Sinn. Vorzugsweise handelt es sich dabei aber um einen VRU, beispielsweise um einen Fahrradfahrer. Hintergrund ist die Tatsache, dass Verkehrssituationen, in denen sich Kraftfahrzeuge und Fahrradfahrer begegnen, einige Unterschiede zu anderen Verkehrssituationen aufweisen. So werden häufig nicht dieselben Straßenabschnitte verwendet, z. B. die Fahrbahn vom Kraftfahrzeug und der Fahrradweg von Fahrradfahrern. Mit der Trennung der benutzten Straßenabschnitte geht ein gegenseitiges Wahrnehmungsproblem einher, beispielsweise hervorgerufen durch Bebauung, Bepflanzung oder weiteren (ruhenden) Verkehr.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfasst der eine weitere Verkehrsteilnehmer eigene Bewegungsdaten und sendet diese Bewegungsdaten über eine Sende-/Empfangseinheit aus und das Ego-Fahrzeug empfängt die von dem weiteren Verkehrsteilnehmer ausgesendeten Bewegungsdaten über eine Sende-/Empfangseinheit. Welche Bewegungsdaten wie erfasst werden, ist zu einem großen Teil aus dem Stand der Technik bekannt. So können kinematische Daten, wie die Absolutgeschwindigkeit, Längsbeschleunigung, Gierwinkelbeschleunigungen u.v.m. in einem Bezugssystem mittels geeigneter Sensoren erfasst werden, beispielsweise anhand kapazitiver Beschleunigungssensoren eines Smartphones. Ein Bezugssystem kann ein lokales oder ein Weltkoordinatensystem sein. Es kann sich dabei um ein Sensor- oder Fahrzeugkoordinatensystem oder um ein Koordinatensystem eines GNSS (Globales Navigations-Satelliten-System) handeln, wobei die Position innerhalb dieses Koordinatensystems anhand entsprechender Positionssensoren ermittelt werden kann. Derartige Positionen erlauben durch die Überwachung im Zeitablauf auch Rückschlüsse über viele kinematische Bewegungsdaten. Es fallen aber auch verkehrsteilnehmerbezogene und verkehrsteilnehmerdynamikbezogene sowie psychologisch oder physiologisch basierte Reaktions- und Bewegungsdaten darunter, die ebenfalls sensorisch erfasst und/oder mittels Modellabgleich ermittelt werden können.
Sende-/Empfangseinheiten sind ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt und können auf unterschiedlichen Kommunikationstechnologien basieren. Beispiele für entsprechend geeignete Kommunikationstechnologien sind WLAN, Ethernet, NFC, Car-to-X und Bluetooth, die heutzutage in das Fahrzeugsystem eines Kraftfahrzeugs oder mobile Endgeräte (z. B. Smartphones) implementiert werden. Dabei ist WLAN eine Abkürzung für den englischen Ausdruck Wireless Local Area Network und bezeichnet ein lokales Funknetz, insbesondere gemäß einem Standard der IEEE 802.11-Familie. Ethernet bezeichnet ein lokales kabelgebundenes Netzwerk, das weitestgehend nach der IEEE 802.3-Norm Datenaustausch zwischen Geräten ermöglicht, die an dem lokalen Netzwerk angeschlossen sind. Das Akronym NFC ist eine Abkürzung für den englischen Ausdruck Near Field Communication und ist ein internationaler Übertragungsstandard zum kontaktlosen Datenaustausch per Funktechnik über kurze Distanzen und erfolgt zumeist nach einem der Standards ISO 14443 und ISO 15693. Der Ausdruck Car-to-X, auch V2X (Vehicle-to-X) genannt, ist eine umfassende Bezeichnung für Kommunikationswege zwischen einem Kraftfahrzeug und einer Informationsquelle, die mit dem Platzhalter X abgekürzt ist. Beispiele sind in diesem Zusammenhang Car-to-Car und Car-to-Infrastructure Kommunikationen, die den Datenaustausch zwischen Kraftfahrzeugen untereinander und zwischen einem Kraftfahrzeug und der Verkehrsinfrastruktur beschreiben. Dabei können verschiedene Kommunikationstechnologien verwendet werden, wie z.B. eine Technologie der IEEE 802.11-Familie. Bluetooth ist eine weitere Technologie, die einen Datentransfer zwischen Geräten über kurze Distanzen per Funktechnik ermöglicht. In diesem Zusammenhang erfolgt die Datenübertragung gemäß dem Industriestandard IEEE 802.15.1. Weiterhin kann ein Fahrzeug über eine Mobilfunkschnittstelle beispielsweise nach einem der Standards GSM, GSM2, GSM3 oder GSM4 (LTE) drahtlos mit fahrzeugexternen Einrichtungen kommunizieren. Eine Kommunikationsverbindung kann auch unter Nutzung mehrerer der genannten Technologien und/oder über das Internet erfolgen. Eine Verbindung zwischen dem Ego-Fahrzeug und weiteren Verkehrsteilnehmern kann direkt über die dem jeweiligen Verkehrsteilnehmer zugeordneten Sende-/Empfangseinheiten durch gezieltes Aufbauen bzw. Herstellen einer bidirektionalen Verbindung erfolgen, beispielsweise durch eine Ad-Hoc-WLAN-Verbindung oder eine Verbindung über Mobilfunk. Die Bewegungsdaten können auch als allgemeine Nachricht ausgesendet werden, sogenanntes pushen von Meldungen, als Broadcast-Nachricht oder als standardisierte CAM (Cooperative Awareness Message), um von allen anderen Verkehrsteilnehmern empfangen werden zu können. Es ist weiterhin eine indirekte Kommunikation über eine RSU (Road Side Unit), bspw. eine Bake oder eine Ampel, mit oder ohne Zwischenschaltung einer entfernten Server-Einheit möglich.
Als ein weiterer Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Trajektorie des Ego-Fahrzeugs auf Basis von durch das Ego-Fahrzeug erfassten Bewegungsdaten des Ego-Fahrzeugs vorhergesagt. Die Bewegungsdaten des Ego-Fahrzeugs können die gleichen Daten umfassen, wie die Bewegungsdaten des einen weiteren Verkehrsteilnehmers. Selbstverständlich kann dabei jeder Verkehrsteilnehmer andere Erfassungsmittel aufweisen. Ein Kraftfahrzeug hat heutzutage eine Kamera und Ultraschallsensoren an Bord, mitunter sogar einen Radar-Sensor oder gar einen Lidar-Sensor. Auf Basis dieser Daten wird nun die Trajektorie des Ego-Fahrzeugs unter angemessener Berücksichtigung der erfassten Umwelt vorhergesagt. Unter Vorhersage, auch Prädiktion genannt, wird eine Berechnung des zukünftigen Weges von Verkehrsteilnehmern, z. B. der Fahrweg des Ego-Fahrzeugs, verstanden. Der zukünftige Weg wird hierbei als Trajektorie bezeichnet. Die Berechnung wird zu einem bestimmten Vorhersagezeitpunkt, auch Prädiktionszeitpunkt genannt, durchgeführt und benutzt die zu diesem Zeitpunkt vorliegenden Bewegungsdaten bzw. Fahrdynamikparameter als Eingangsgrößen. Der zukünftige Fahrweg wird für eine definierte Zeitspanne in die Zukunft berechnet. Diese Zeitspanne wird als Vorhersagezeitraum bzw. Prädiktionszeitraum bezeichnet und entspricht einem definierten oder festlegbaren Zeitabstand vom Vorhersagezeitpunkt. Der maximal mögliche Prädiktionszeitraum wird als Prädiktionshorizont bezeichnet. Die konkrete Angabe der Trajektorien, z. B. als (Absolut-) Positionen im Zeitablauf oder als Vektor, spielt dabei für die technische Umsetzung eine wesentliche, im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens aber eine untergeordnete Rolle. Die technische Umsetzung an Bord des Ego-Fahrzeugs oder in einer entfernten Zentrale ist an sich bekannt und wird durch eine oder mehrere Berechnungseinheiten durchgeführt.
Als ein weiterer Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Trajektorie des einen weiteren Verkehrsteilnehmers auf Basis der durch das Ego-Fahrzeug über die Sende-/Empfangseinheit empfangenen Bewegungsdaten des einen weiteren Verkehrsteilnehmers vorhergesagt. Dies erfolgt grundsätzlich auf die gleiche Art und Weise wie die Vorhersage der Trajektorie des Ego-Fahrzeugs, so dass das dort Gesagte auch hier gilt.
In einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden entlang der vorhergesagten Trajektorie des Egofahrzeugs wenigstens zwei, vorzugsweise drei, diskrete Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche für das Ego-Fahrzeug mit wenigstens zwei, vorzugsweise drei definierten Zeitabständen ermittelt. Ein diskreter Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereich ist ein geometrisch bzw. räumlich abgegrenzter Bereich, in dem sich der Verkehrsteilnehmer zu einem zukünftigen Zeitpunkt mit einer vorgegebenen oder situativ anpassbar auswählbaren Wahrscheinlichkeit befindet. Der Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereich wird durch einen gegenüber der Trajektorienvorhersage zusätzlichen Unsicherheitsfaktor ermittelt, welcher durch zusätzlich angenommene Beschleunigungen in Längs- und/oder Querrichtung gebildet wird. Dieser zusätzliche Beschleunigungsparameter darf nicht mit den durch die Fahrzeugsensorik aufgezeichneten Fahrdynamikparametern verwechselt werden. Vielmehr handelt es sich um einen angenommenen Wert, mit welcher Dynamik der Fahrer seine Fahreingaben im Prädiktionszeitraum ändern könnte. Der Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereich ist dabei als Bereich innerhalb des gewählten Bezugssystems definiert. Die konkrete Angabe des Bereichs spielt auch hier für die technische Ausführbarkeit eine wesentliche Rolle, nicht jedoch für das erfindungsgemäße Verfahren. Auf Basis welcher Bewegungsdaten ein derartiger Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereich wie gebildet bzw. vorhergesagt wird, ist dem Fachmann detailliert nahegelegt. Dabei spielen physikalische, ggf. trägheitsbedingte kinematische Bewegungsdaten eine große Rolle, genauso wie durch Bewegungsmodelle ausgedrückte physiologische oder psychologische Bewegungsmuster oder Bewegungsvermögen unterschiedlicher Klassen von Verkehrsteilnehmern. Die Bewegungsmodelle können dabei vorgegeben und/oder erlernt sein.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist die Ermittlung von wenigstens zwei dieser Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche notwendig, da gestaffelte Eskalationsmaßnahmen umgesetzt werden sollen. Für eine weiter gesteigerte Komfortwahrnehmung und damit Akzeptanz des das erfindungsgemäße Verfahren umsetzenden Fahrerassistenzsystems werden vorzugsweise drei Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche ermittelt. Deren Bedeutung bzw. Vorteil wird im Folgenden sowie im Ausführungsbeispiel dargelegt.
Die Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche werden demnach zu wenigstens zwei, vorzugsweise drei definierten Zeitpunkten bestimmt. Die definierten Zeitpunkte entsprechen jeweils definierten Zeitabständen vom Vorhersagezeitpunkt. Sie befinden sich in der Zukunft und liegen nicht absolut, sondern immer in Relation zum Vorhersagezeitpunkt vor, weshalb auch von Zeitabständen gesprochen wird. Praktikable Zeitabstände können beispielsweise im Ein-Sekunden-Abstand angegeben werden. Ein Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereich liegt demnach beispielsweise eine Sekunde in der Zukunft, ein zweiter zwei Sekunden und ggf. ein dritter drei Sekunden. Den Zeitabständen können verschiedene TTC-Schwellenwerte zugrunde gelegt werden, deren Überschreiten eine höhere Kritikalität der Situation repräsentiert. Allerdings wird die TTC von dem Verkehrsteilnehmer ab, beispielsweise einer Fahrzeugvorderkante, bis zum Kreuzungspunkt der Trajektorien definiert. Die vorliegenden Zeitabstände sind demgegenüber die Abstände zwischen dem Verkehrsteilnehmer der möglichen zukünftigen Aufenthaltsorte, also der Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche. Es kann definitionsgemäß nur eine TTC geben, aber mehrere, bevorzugt mehr als zwei, Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche. Es wird sich lediglich an den TTC-Schwellenwerten orientiert, da diese eine erste Näherung für eine praktikable Unterscheidung der Kritikalitätsstufen darstellen.
Parallel dazu oder darauf folgend werden in einem weiteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens entlang der vorhergesagten Trajektorie des einen weiteren Verkehrsteilnehmers wenigstens zwei, vorzugsweise drei, diskrete Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche für den einen weiteren Verkehrsteilnehmer mit wenigstens zwei, vorzugsweise drei definierten Zeitabständen ermittelt. Dies erfolgt in gleicher Art und Weise wie die Ermittlung der Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche entlang der vorhergesagten Trajektorie des Ego-Fahrzeugs. Insofern gilt das dort Gesagte hier analog.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig sämtliche Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche des Ego-Fahrzeugs mit den Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereichen des einen weiteren Verkehrsteilnehmers verglichen werden, wobei immer ein Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereich des Ego-Fahrzeugs mit einem Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereich des einen weiteren Verkehrsteilnehmers mit jeweils gleichem Zeitabstand miteinander verglichen wird. Gegenüber dem Stand der Technik wird der Nachteil, immer nur einen Zeitpunkt, nämlich den Zeitpunkt, zu dem sich die Trajektorien verschiedener Verkehrsteilnehmer überschneiden, damit überwunden. Der Unterschied zum Stand der Technik ist dabei nicht trivial. Eine Trajektorie wird zwar definitionsgemäß über einen Zeitraum und damit für mehrere Zeitpunkte ermittelt, allerdings ist der Vergleich zweier Trajektorien und die Ableitung von Maßnahmen immer auf den Schnittpunkt begrenzt. Der Vergleich der Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche kann technisch dem geometrischen Vergleich zweier geometrischer bzw. räumlicher Bereiche, vorzugsweise von Flächen, in einem gemeinsamen Bezugssystem entsprechen.
In einem weiteren kennzeichnenden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei einer Überschneidung der Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche des Ego-Fahrzeugs und des einen weiteren Verkehrsteilnehmers mit jeweils gleichem Zeitabstand ein dem Zeitabstand zugeordnetes diskretes Kollisionsrisiko bzw. Kritikalitätsmaß der Situation ausgewählt. Ergibt also der Vergleich der Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche eine Überschneidung bzw. eine Berührung, je nach geometrischer Definition der Bereiche, wird der Zeitabstand der sich überschneidenden Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche einem definierten Kollisionsrisiko bzw. einer definierten Kritikalität der Situation zugeordnet. Dies ist technologisch kein Problem, zumal die ursprüngliche Festlegung der Zeitabstände von herkömmlichen TTC-Schwellenwerten abgeleitet sein kann und damit eine konsistente Beurteilung erfolgt.
Schließlich wird im erfindungsgemäßen Verfahren wenigstens eine Maßnahme zum Warnen des Fahrzeugführers und/oder des einen weiteren Verkehrsteilnehmers und/oder Maßnahmen zum automatischen Eingreifen des Ego-Fahrzeugs in dessen Fahrzeuglängsführung und/oder Fahrzeugquerführung (Eskalationsstufen bzw. gestaffelte Eskalationsmaßnahmen) in Abhängigkeit des diskreten Kollisionsrisikos und damit des Zeitabstandes der sich überschneidenden Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche durchgeführt. Maßnahmen zum Warnen und/oder Eingreifen in die Fahrzeugführung sind an sich bekannt. Es ist ebenfalls bekannt, diese Maßnahmen in Abhängigkeit des Kollisionsrisikos zu staffeln. Neu ist hingegen die Art und Weise, wie das Kollisionsrisiko ermittelt wird. Vorteilhafterweise ist dies mit geringerem Ressourceneinsatz möglich, da die Vorhersagegüte der Trajektorien, die nur sehr aufwändig minimal verbessert werden kann, ausreichend ist. Vielmehr kann trotz des relativen hohen Einbruchs der Vorhersagegüte mit wachsendem Zeitabstand eine komfortable, akzeptierte und vor allem sicherheitssteigernde Lösung durch den gleichzeitigen Vergleich mehrerer Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche jeweils gleicher Zeitabstände erzielt werden.
Der Erfinder hat erkannt, dass in gewissen Situationen der herkömmliche Ansatz, nämlich Trajektorien einfach zu schneiden, nicht zielführend ist. Bewegen sich zwei Verkehrsteilnehmer parallel zueinander, werden sich die vorhergesagten Trajektorien theoretisch nie schneiden. Dennoch ist ein Kollisionsrisiko vorhanden, beispielsweise vor einer Kreuzung, an der beispielsweise ein Kraftfahrzeug abbiegt und plötzlich die Trajektorie eines Fahrradfahrers schneidet. Im Stand der Technik bekannte Fahrerassistenzsysteme würden eine Gefahrenbremsung auslösen. Das erfindungsgemäße Verfahren wird eine kritische Situation im Vorfeld durch einen Hinweis auf oder eine Warnung vor dem Fahrradfahrer entschärfen. Damit wird es in deutlich weniger Fällen zu einer Gefahrenbremsung kommen. Die Akzeptanz des Fahrerassistenzsystems wird ebenfalls deutlich zunehmen, da ein Hinweis auf einen verdeckten Fahrradfahrer nicht als Bevormundung empfunden wird, sondern eher als nützliche Information.
Der Erfinder hat darüber hinaus erkannt, dass selbst unter Berücksichtigung der Aufenthaltswahrscheinlichkeit, das einfache Überschneiden prädizierter Trajektorien zu ungenau ist, um über den zeitlichen Abstand allein die Kritikalität zu bestimmen. Eine gestaffelte Eskalation aus Hinweis-, Warn- und Eingriffsmaßnahmen wird vom Ausführenden des Assistenzsystems, beispielsweise des Führers eines Kraftfahrzeugs, nur dauerhaft akzeptiert werden, wenn es nachvollziehbare Maßnahmen durchführt und den Ausführenden nicht überrascht. Hier wird die Akzeptanz deutlich erhöht, da die Verantwortung dem Ausführenden nicht bzw. erst im letzten Moment entzogen wird. Darüber hinaus wird der Komfort ebenfalls deutlich erhöht, weil dem Verkehrsteilnehmer frühzeitig genügend Zeit gegeben wird, um die Situation minimal invasiv zu entschärfen.
Bei der bevorzugten Ausführungsform ist das Ego-Fahrzeug ein Kraftfahrzeug und der eine weitere Verkehrsteilnehmer ein Fahrradfahrer. Dem Fahrrad kann dabei eine Recheneinheit, beispielsweise ein Fahrradcomputer, zugeordnet sein, die kinematische Bewegungsdaten erfasst und versendet. Alternativ dazu ist es möglich, dass die Recheneinheit die Trajektorie ermittelt und diese aussendet. Dazu können sich beteiligte Recheneinheiten mehrerer Verkehrsteilnehmer über ein geeignetes Bezugssystem einigen oder ein Standardbezugsystem verwenden. Die Recheneinheit in dem Kraftfahrzeug kann ein Steuergerät sein, welches das Fahrerassistenzsystem ausführt. Schließlich ist es denkbar, dass die beteiligten Verkehrsteilnehmer ihre Bewegungsdaten an eine Zentrale senden, welche dann die jeweiligen Trajektorien oder gleich die Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche vorhersagt und an die Verkehrsteilnehmer zurücksendet.
Vorteilhafterweise ist eine evidenzbasierte, einfache Abstufung des Kollisionsrisikos angegeben, wodurch sogar Fehlalarme ermöglicht werden, ohne dass diese als Komforteinbuße empfunden werden, wie es z. B. bei einer zu früh ausgelösten Gefahrenbremsung der Fall wäre. Die gestaffelte Warn- und Interventionskaskade ermöglicht relativ lange Vorhersagezeiträume und damit das Einleiten sehr frühzeitiger und dafür minimaler Maßnahmen. Dadurch wird auch angemessen auf die verringerte Prädiktionsgüte bei wachsendem Vorhersagezeitraum reagiert, ohne Einbußen bei der Sicherheit hinnehmen zu müssen.
In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Trajektorie des Ego-Fahrzeugs und/oder die Trajektorie des einen weiteren Verkehrsteilnehmers in Abhängigkeit einer Zuordnung einer ermittelten Position des Ego-Fahrzeugs und/oder des einen weiteren Verkehrsteilnehmers auf einer digitalen Karte vorhergesagt. Eine derartige Zuordnung ist auch als Map Matching bekannt. Die Herausforderung bei dem hier angewendeten relativ langen zeitlichen Prädiktionshorizont liegt darin, dass der auf den Bewegungsdaten basierende Vorhersagealgorithmus erst dann einen Kurvenverlauf approximieren kann, wenn das Fahrzeug tatsächlich eine Krümmung durchfährt und somit eine Gierrate, also eine Gierwinkelgeschwindigkeit bzw. Gierwinkelbeschleunigung, durch die Fahrzeugsensorik detektiert werden kann. Solange das Fahrzeug nicht in die Fahrspurkrümmung einlenkt, liegen die Mittelpunkte der Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche auf der Verlängerung der Fahrzeuglängsachse. Die Positionszuordnung trägt vorteilhafterweise wesentlich zur Steigerung des Prädiktionshorizontes bei.
In einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Zuordnung der ermittelten Position des Ego-Fahrzeugs und/oder des einen weiteren Verkehrsteilnehmers auf der digitalen Karte in Abhängigkeit eines Fahrtrichtungsanzeigers und/oder einer aktuell verfolgten Route und/oder historischer Daten initiiert oder durchgeführt. Um ein Map Matching vor einer Weggabelung oder einer Kreuzung auszulösen oder durchzuführen, bedarf es eines Triggers. Im einfachsten Fall ist dieser Trigger das Betätigen des Fahrtrichtungsanzeigers im Ego-Fahrzeug. Ein Verkehrsteilnehmer ohne Fahrtrichtungsanzeiger, beispielsweise ein Fahrradfahrer, hat diese Möglichkeit nicht. Daher kann die Zuordnung der Position auf der digitalen Karte auch anhand vorliegender und aktuell verwendeter Navigationsdaten bzw. einer aktuell verfolgten Route erfolgen. Diese Route kann vom Verkehrsteilnehmer gewählt oder von einer anderen Instanz, beispielsweise von einer entfernten Zentrale, vorgegeben worden sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Trigger auch auf Basis historischer Daten ausgelöst werden.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche des Ego-Fahrzeugs und/oder des einen weiteren Verkehrsteilnehmers in Abhängigkeit von mittels Umfelderfassungsmitteln erfassten Umfeldparametern korrigiert bzw. angepasst oder umgeformt. Kraftfahrzeuge weisen in der Regel eine Vielzahl von Umfelderfassungsmitteln auf, beispielsweise Kameras, Radar-Sensoren, Lidar-Sensoren oder Ultraschallsensoren. Diese Umfelderfassungsmittel erlauben das automatisierte Erfassen der Umwelt und auf Basis dieser derart erfassten Umfeldparameter das Erstellen eines Umfeldmodells. Somit können auch Hindernisse, wie am Fahrbahnrand parkende Kraftfahrzeuge, erkannt werden. Die Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche können anhand derartiger Informationen korrigiert werden. Andere Verkehrsteilnehmer, vor allem VRUs können zumindest Kameras aufweisen oder sie erhalten ein Modell des Umfeldes von einer RSU, die mit Kamera oder Radar ausgestattet ist, via V2X-Kommunikation.
Ausführungsbeispiel
Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die schematisch in den Figuren dargestellt sind. Diese dienen lediglich zum Verständnis der Erfindung und haben keinerlei limitierende Wirkung auf den Erfindungsgegenstand, wie er in den Patentansprüchen dargelegt ist.
Hierbei zeigen:

1 eine Straßenszene, in der ein Ego-Fahrzeug und ein Fahrrad parallel zueinander fahren;
2a-c eine vereinfachte Darstellung einer Kreuzungssituation im Zeitablauf, wobei sich die Fahrwege des Ego-Fahrzeugs und des Fahrrades kreuzen.

In 1 ist eine typische Verkehrsszene zu erkennen, bei der ein Ego-Fahrzeug 1 auf einer Fahrbahn 13 entlangfährt. Am Fahrbahnrand befinden sich Parkplätze 12, die teilweise von anderen Verkehrsteilnehmern benutzt werden, beispielsweise von einem Transporter 3 oder weiteren PKW 4. Parallel zur Fahrbahn 13 führt ein Fahrradweg 11, auf dem ein Fahrrad 2 in derselben Richtung wie das Ego-Fahrzeug 1 entlangfährt. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren erfasst das Fahrrad 2, genauer gesagt eine dem Fahrrad oder dessen Führer zugeordnete Recheneinheit, z. B. ein Fahrradcomputer oder ein Mobilfunkgerät bzw. Smartphone, sowie das Ego-Fahrzeug 1 ihre jeweiligen Bewegungsdaten. Diese umfassen vor allem die Eigengeschwindigkeit und die Gierwinkelgeschwindigkeit. Vorteilhafterweise wird ebenfalls die aktuelle Position innerhalb eines GNSS ermittelt. Die Bewegungsdaten des Fahrrades 2 werden über eine nicht dargestellte Sende-/Empfangseinheit ausgesendet, z. B. als Broadcast-Nachricht im Format CAM (Coorporative Awareness Message). Die Sende-/Empfangseinheit kann der Recheneinheit direkt zugeordnet (Mobilfunkgerät) oder separat angeordnet sein (Fahrradcomputer sendet Bewegungsdaten via Bluetooth an Mobilfunkgerät).
Das Ego-Fahrzeug 1 empfängt die Bewegungsdaten des Fahrrades 2 ebenfalls über eine nicht dargestellte, dem Ego-Fahrzeug 1 zugeordnete Sende-/Empfangseinheit. Daraufhin wird die Fahrrad-Trajektorie 28 von einer dem Ego-Fahrzeug 1 zugeordneten Recheneinheit vorhergesagt. Diese verläuft unter Berücksichtigung des kinematischen und psychologischen Bewegungspotentials von als Fahrrad klassifizierten Verkehrsteilnehmern weiterhin parallel zur ebenfalls vorhergesagten Ego-Fahrzeug-Trajektorie 27. Da sich beide Trajektorien 27, 28 innerhalb des (dargestellten) Prädiktionshorizontes nicht schneiden, scheint keine akute Gefahr vorzuliegen. Jedoch ist ein derart langer Prädiktionshorizont mit wachsender Vorhersageunsicherheit verbunden. Das Ego-Fahrzeug 1 könnte auf einen freien Parkplatz 12 am Fahrbahnrand einparken oder das Fahrrad 2 könnte zum Wechseln der Fahrbahnseite in eine Lücke zwischen den parkenden Verkehrsteilnehmern 3, 4 einbiegen. Daher stellt das erfindungsgemäße Verfahren eine Möglichkeit zur Verfügung, die potentielle Gefahr, die nicht anhand der Trajektorien 27, 28 vorhergesehen werden kann, zu bestimmen.
Dazu werden entlang der Ego-Fahrzeug-Trajektorie 27 drei Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche (AWB) ermittelt, die jeweils in einem definierten Zeitabstand vom Ego-Fahrzeug 1 angeordnet werden. Als praktikabel hat sich erwiesen, den Zeitabstand aller einer Sekunde zu wählen. Der Ego-AWB 21 zum Zeitpunkt t₁ ist demnach im Zeitabstand von einer Sekunde in der Zukunft vor dem Ego-Fahrzeug 1 angeordnet. Der Ego-AWB 22 zum Zeitpunkt t₂ ist zwei Sekunden und der Ego-AWB 23 zum Zeitpunkt t₃ ist drei Sekunden in der Zukunft vor dem Ego-Fahrzeug 1 angeordnet. Der Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereich gibt mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit an, wo sich der Verkehrsteilnehmer zu dem jeweiligen Zeitpunkt befinden wird. Mit zunehmender Vorhersagedauer (Prädiktionshorizont) wächst die Vorhersageunsicherheit. Damit der Aufenthaltsbereich mit der gleichen Sicherheit bzw. dem gleichen Vertrauensintervall vorhergesagt werden kann, muss der Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereich entsprechend größer werden.
Die Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche für das Fahrrad (FR-AWB 24, FR-AWB 25, FR-AWB 26 für die Zeitpunkte t₁, t₂, t₃) werden analog ermittelt. Da das Fahrrad 2 eine geringere Eigengeschwindigkeit aufweist als das Ego-Fahrzeug 1 sind die geometrischen Abstände der Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche bei identischem Zeitabstand kleiner. Außerdem ist deren Durchmesser kleiner, da für das Fahrrad 2 mit einem geringeren Längs- und Querbeschleunigungspotential gerechnet wird.
Ziel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, die Sicherheit im Straßenverkehr zu verbessern und gleichzeitig Komfort und Akzeptanz darauf aufbauender Sicherheits- bzw. Fahrerassistenzsysteme zu steigern. Die in 1 dargestellte Szene wäre bei bekannten Verfahren unkritisch und es würde, anders als beim erfindungsgemäßen Verfahren, kein Hinweis oder Warnung erfolgen. In der dargestellten Szene kann der Führer des Ego-Fahrzeugs 1 das Fahrrad 2 nicht direkt sehen, weil der Transporter 3 in der Sichtlinie steht. Daher ist das Fahrrad 2 auch nicht durch direkte Sensoren, wie Kameras oder Radarsensoren, erfassbar.
Um nun dennoch eine angemessene Informations- und Warnkaskade zu ermöglichen, werden nun sämtliche Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche des Ego-Fahrzeugs 1 und des Fahrrades 2 miteinander verglichen. Genauer gesagt werden die Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche mit jeweils gleichem Zeitabstand untereinander verglichen. Ego-AWB 21 wird also mit FR-AWB 24 zum Zeitpunkt t₁, Ego-AWB 22 wird also mit FR-AWB 25 zum Zeitpunkt t₂ und Ego-AWB 23 wird also mit FR-AWB 26 zum Zeitpunkt t₃ verglichen. Wie in 1 zu sehen ist, wird beim Vergleich von Ego-AWB 23 mit FR-AWB 26 zum Zeitpunkt t₃ eine Überscheidung festgestellt. Die Kritikalität der Situation bzw. das Kollisionsrisiko wird somit beispielsweise der Stufe 3 zugeordnet. Dieser Stufe ist als Maßnahme lediglich der Hinweis an den Führer des Ego-Fahrzeuges 1 (oder den Führer des Fahrrades 2) auf das Vorhandensein des weiteren Verkehrsteilnehmers, also des Fahrrades 2 (bzw. des Ego-Fahrzeugs 1), zugeordnet (Hinweis-Stufe). Dies entspricht der Grundannahme, dass die Ausprägung einer Maßnahme umso geringer ausfallen soll, je weiter die mögliche Kollision in der Zukunft liegt. Hintergrund ist die Tatsache, dass Eingriffe umso kleiner ausfallen können, je mehr Zeit zu deren Wirkung zur Verfügung steht.
Im Ergebnis wird der Führer des Ego-Fahrzeugs 1 (der Einfachheit halber wird der selbstverständlich mögliche Hinweis an den Führer des Fahrrades 2 im Folgenden nicht mehr explizit ausgeführt) auf das Fahrrad 2 hingewiesen, das er aufgrund der Behinderung durch den Transporter 3, der auch ein bauliches oder gewachsenes Hindernis sein kann, nicht direkt wahrnehmen kann. Der Hinweis kann in Form eines Symbols ausgegeben werden, beispielsweise mittels eines Piktogramms eines Fahrrades, welches kombiniert mit einem richtungsweisenden Pfeil auf das Fahrrad 2 auf der rechten (oder auch linken) Seite des Ego-Fahrzeugs 1 aufmerksam macht.
Es wäre selbstverständlich ohne weiteres möglich, immer alle Fahrräder im Umkreis anzuzeigen oder sogar alle weiteren Verkehrsteilnehmer. In diesem Fall würde allerdings der Führer des Ego-Fahrzeugs 1 höchstwahrscheinlich den Überblick verlieren und das Fahrerassistenzsystem als unangemessen empfinden. Komfort und Akzeptanz würden deutlich nachlassen. Daher ist es seit längerem allgemein anerkannt, dass nur Informationen, die aufgrund ihrer Dringlichkeit Beachtung erfordern, zur Anzeige gebracht werden sollten. Die im Beispiel erläuterte Informationsausgabe unterscheidet sich demnach auch von einer klassischen optischen und/oder akustischen Warnung. Denkbar ist die Information über ein Head-Up-Display am rechten Frontscheibenrand auszugeben oder über eine Anzeige in der rechten A-Säule. Hat der Führer des Ego-Fahrzeugs 1 nicht vor, rechts ran zu fahren, um zu parken, wird er die Information unter Umständen nicht einmal wahrnehmen. Ist er auf Parkplatzsuche und schaut in Richtung rechten Fahrbahnrand, wird ihm bewusstgemacht, dass sich das Fahrrad 2 in einem potentiellen Gefahrenbereich befindet.
Wie bereits erwähnt, unterscheiden sich Verkehrssituationen nach den aufeinandertreffenden Klassen von Verkehrsteilnehmern und selbstverständlich nach den Gegebenheiten vor Ort. In 2a bis c ist daher ein Abbiegevorgang des Ego-Fahrzeugs 1 dargestellt, bei dem sich die Fahrwege des Ego-Fahrzeugs 1 und des Fahrrades 2 kreuzen. Der Übersichtlichkeit wegen wurden parkende Fahrzeuge und Fahrbahnmarkierungen nicht mehr dargestellt.
Die Trajektorie des Ego-Fahrzeugs 1 ist in 2a gekrümmt dargestellt. Das Ego-Fahrzeug 1 ist jedoch soweit von der Kreuzung entfernt, dass der Prädiktionshorizont noch keine Kreuzung umfasst. Zum eindeutigen Verständnis wird angenommen, dass der Punkt des Ego-AWB 23 zum Zeitpunkt t₃, der am weitesten in der Zukunft, also am weitesten entfernt vom Ego-Fahrzeug 1, liegt, die Grenze des Prädiktionshorizontes darstellt.
Die Situation in 2a entspricht damit zunächst der Situation in 1. Ego-Fahrzeug 1 und Fahrrad 2 fahren parallel nebeneinander. Ego-AWB 23 und FR-AWB 26 überschneiden sich und der Führer des Ego-Fahrzeugs 1 wird über das Vorhandensein des Fahrrades 2 informiert. Da der Führer des Ego-Fahrzeugs 1 plant, rechts abzubiegen, wird er zu diesem Zeitpunkt die Information höchstwahrscheinlich wahrnehmen und könnte aufgrund der Kollisionsgefahr seine Eigengeschwindigkeit verringern. Damit würden sich entsprechend die Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche verschieben, sodass keine Überschneidung und entsprechend keine Gefahr mehr vorläge.
Nun kann es sein, dass der Führer des Ego-Fahrzeugs 1 die Information übersehen oder die Abbiegeentscheidung noch nicht getroffen hat. In 2b ist zu erkennen, dass sich das Ego-Fahrzeug 1 und das Fahrrad 2 immer noch in Parallelfahrt befinden. Die Trajektorie ist jedoch schon über die Kreuzung bzw. den Abbiegevorgang hinweg prädiziert worden. Würde allein die Gierwinkelgeschwindigkeit bzw. die Gierwinkelbeschleunigung zur Prädiktion einer Kurvenfahrt herangezogen, würde diese erst erkannt, wenn das Ego-Fahrzeug 1 tatsächlich in eine Kurvenfahrt eingetreten wäre. Das erfindungsgemäße Verfahren führt aber in einer vorteilhaften Ausgestaltung eine Zuordnung der ermittelten Position auf eine digitale Karte durch. Dies wird in besonders vorteilhafter Weise in Abhängigkeit eines Fahrtrichtungsanzeigers oder auch einer aktuell verfolgten Route initiiert. Das heißt, das Ego-Fahrzeug 1 würde in 2b die Ego-Trajektorie 27 nicht gekrümmt, also der rechten Kreuzungsabbiegung folgend, vorhersagen, wenn die Zuordnung des Ego-Fahrzeugs 1 zu diesem Kreuzungsarm nicht durch einen Fahrtrichtungsanzeiger oder durch die vom Navigationssystem vorgegebene und damit aktuell verfolgte Route initiiert bzw. durchgeführt worden wäre.
Aufgrund des Vergleiches sämtlicher Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche mit jeweils gleichem Zeitabstand wird, wie in 2b dargestellt, eine Überschneidung des Ego-AWB 23 und FR-AWB 26 zum Zeitpunkt t₃ sowie eine Überschneidung des Ego-AWB 22 und FR-AWB 25 zum Zeitpunkt t₂ festgestellt. Die Kritikalität der Situation bzw. das Kollisionsrisiko wird aufgrund der Überschneidung zum Zeitpunkt t₂ beispielsweise der Stufe 2 zugeordnet. Dieser Stufe ist als Maßnahme eine Warnung an den Führer des Ego-Fahrzeuges 1 bezüglich eines potentiellen Kollisionsrisikos mit dem weiteren Verkehrsteilnehmer, also dem Fahrrad 2, zugeordnet (Warn-Stufe). Die Kritikalität der Situation bzw. das Kollisionsrisiko aufgrund der Überschneidung zum Zeitpunkt t₃ muss dabei nicht aufgehoben werden. Es können mehrere Kritikalitätsstufen und damit auch mehrere den Kritikalitätsstufen zugeordnete Maßnahmen gleichzeitig aufrechterhalten werden. Damit ist dem Führer des Ego-Fahrzeugs 1 immer bewusst, auf welcher Basis die nächst höhere Eskalation erfolgt. Warnungen an Fahrzeugführer sind an sich bekannt und können optisch, akustisch oder haptisch erfolgen. Weitere Warnungen über weitere Sinne, z. B. den Geruchssinn, sind denkbar. Eine derartige Warnung wird nur in wenigen Szenarien nicht wahrgenommen werden, beispielsweise in extremen Stresssituationen oder bei einer Überreizung an optischen oder akustischen Reizen. Damit wird dem Führer des Ego-Fahrzeugs 1 eine weitere Gelegenheit gegeben, durch immer noch relativ geringe Eingriffe in das Fahrzeugsystem eine Kollision relativ komfortabel abzuwenden.
2c zeigt das Ego-Fahrzeug 1 während des Abbiegevorgangs. Zu erkennen ist ein Überschneiden des Ego-AWB 21 und FR-AWB 24 zum Zeitpunkt t₁, dem beispielsweise die Kritikalitätsstufe 1 zugeordnet ist (Interventions-Stufe). Die Mittelpunkte der Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche zum Zeitpunkt t₁ liegen im angegebenen Beispiel eine Sekunde in der Zukunft. Dieser relativ kurze Prädiktionszeitraum ermöglicht eine hohe Prädiktionsgüte, weshalb eine erkannte Kollision eher wahrscheinlich ist. Daher sind Eingriffe in das Fahrzeugsystem zur Kollisionsvermeidung, beispielsweise mittels einer Gefahrenbremsung, gerechtfertigt. Die Akzeptanz derartiger Noteingriffe zu einem Zeitpunkt, der gerade noch rechtzeitig ist, ist im Allgemeinen sehr hoch. Darüber hinaus sind vorzugsweise die Informationsausgabe sowie die Warnung über den weiteren Verkehrsteilnehmer, also das Fahrrad 2, noch aktiv, wodurch dem Führer des Ego-Fahrzeugs 1 signalisiert wird, dass diese nicht grundlos bzw. unwahrscheinlich ausgegeben wurden und die Intervention gerechtfertigt ist. Dies steigert die Akzeptanz zusätzlich und ermöglicht dem Führer des Ego-Fahrzeugs 1 das Komfort-Level des Fahrerassistenzsystems durch eigenes Handeln oder Nicht-Handeln aktiv zu gestalten.
Bezugszeichenliste

1: Ego-Fahrzeug
2: Fahrrad
3: parkender Transporter
4: parkende PKW
11: Fahrradweg
12: Parkplatz (Fahrbahnrand)
13: Fahrbahn
14: Fahrbahnmarkierung
21: Ego-AWB t₁
22: Ego-AWB t₂
23: Ego-AWB t₃
24: FR-AWB t₁
25: FR-AWB t₂
26: FR-AWB t₃
27: Ego-Trajektorie
28: FR-Trajektorie

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

DE 102009035072 A1 [0003]
DE 102009057978 A1 [0004]
DE 112008001804 B4 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 14443 [0013]
ISO 15693 [0013]

Claims

Verfahren zur Kollisionsvermeidung oder zum Reduzieren der Kollisionsschwere einer potentiellen Kollision zwischen einem Ego-Fahrzeug und einem weiteren Verkehrsteilnehmer, wobei - der eine weitere Verkehrsteilnehmer eigene Bewegungsdaten erfasst und diese Bewegungsdaten über eine Sende-/Empfangseinheit aussendet und das Ego-Fahrzeug die von dem weiteren Verkehrsteilnehmer ausgesendeten Bewegungsdaten über eine Sende-/Empfangseinheit empfängt, - eine Trajektorie des Ego-Fahrzeugs auf Basis von durch das Ego-Fahrzeug erfassten Bewegungsdaten des Ego-Fahrzeugs vorhergesagt wird, - eine Trajektorie des einen weiteren Verkehrsteilnehmers auf Basis der durch das Ego-Fahrzeug empfangenen Bewegungsdaten des einen weiteren Verkehrsteilnehmers vorhergesagt wird, - entlang der vorhergesagten Trajektorie des Egofahrzeugs wenigstens zwei, vorzugsweise drei, diskrete Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche für das Ego-Fahrzeug mit wenigstens zwei, vorzugsweise drei definierten Zeitabständen ermittelt werden, - entlang der vorhergesagten Trajektorie des einen weiteren Verkehrsteilnehmers wenigstens zwei, vorzugsweise drei, diskrete Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche für den einen weiteren Verkehrsteilnehmer mit wenigstens zwei, vorzugsweise drei definierten Zeitabständen ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass - gleichzeitig sämtliche Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche des Ego-Fahrzeugs mit den Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereichen des einen weiteren Verkehrsteilnehmers verglichen werden, wobei immer ein Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereich des Ego-Fahrzeugs mit einem Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereich des einen weiteren Verkehrsteilnehmers mit jeweils gleichem Zeitabstand miteinander verglichen wird, wobei - bei einer Überschneidung der Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche des Ego-Fahrzeugs und des einen weiteren Verkehrsteilnehmers mit jeweils gleichem Zeitabstand ein dem Zeitabstand zugeordnetes diskretes Kollisionsrisiko ausgewählt wird und - wenigstens eine Maßnahme zum Warnen des Fahrzeugführers und/oder des einen weiteren Verkehrsteilnehmers und/oder Maßnahmen zum automatischen Eingreifen des Ego-Fahrzeugs in dessen Fahrzeuglängsführung und/oder Fahrzeugquerführung in Abhängigkeit des diskreten Kollisionsrisikos durchgeführt wird.
Verfahren zur Kollisionsvermeidung oder zum Reduzieren der Kollisionsschwere einer potentiellen Kollision zwischen einem Ego-Fahrzeug und einem weiteren Verkehrsteilnehmer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trajektorie des Ego-Fahrzeugs und/oder die Trajektorie des einen weiteren Verkehrsteilnehmers in Abhängigkeit einer Zuordnung einer ermittelten Position des Ego-Fahrzeugs und/oder des einen weiteren Verkehrsteilnehmers auf einer digitalen Karte vorhergesagt wird.
Verfahren zur Kollisionsvermeidung oder zum Reduzieren der Kollisionsschwere einer potentiellen Kollision zwischen einem Ego-Fahrzeug und einem weiteren Verkehrsteilnehmer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung der ermittelten Position des Ego-Fahrzeugs und/oder des einen weiteren Verkehrsteilnehmers auf der digitalen Karte in Abhängigkeit eines Fahrtrichtungsanzeigers und/oder einer aktuell verfolgten Route und/oder historischer Daten initiiert oder durchgeführt wird.
Verfahren zur Kollisionsvermeidung oder zum Reduzieren der Kollisionsschwere einer potentiellen Kollision zwischen einem Ego-Fahrzeug und einem weiteren Verkehrsteilnehmer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufenthaltswahrscheinlichkeitsbereiche des Ego-Fahrzeugs und/oder des einen weiteren Verkehrsteilnehmers in Abhängigkeit von mittels Umfelderfassungsmitteln erfassten Umfeldparametern korrigiert werden.