DE102018101106A1 - Verringerung und verhinderung von kollisionen - Google Patents

Abstract

Ein Abstandsversatz ist auf Grundlage einer bestimmten Zeit zur Kollision, eines relativen lateralen Abstands und eines relativen longitudinalen Abstands zwischen dem Ziel und einem Host-Fahrzeug bestimmt. Eine Gefahrenschätzung ist auf Grundlage des Abstandsversatzes und eines Abstandsschwellenwerts bestimmt. Eine Komponente des Host-Fahrzeugs wird auf Grundlage der Gefahrenschätzung betätigt.

Description

• ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
• Fahrzeugkollisionen erfolgen oft an Kreuzungspunkten. Eine Verringerung von Kollisionen kann in der Umsetzung schwer und kostspielig sein. Zum Beispiel kann das Bestimmen einer Gefahrenanalyse für ein Ziel Daten von einer Vielzahl von Sensoren erfordern. Ferner können sich Techniken zur Verringerung von Kollisionen, die bei der Verringerung von Heckkollisionen nützlich sind, von Techniken, die für Kreuzungskollisionen nützlich sind, unterscheiden.
• Figurenliste
• 1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Systems zum Vermeiden von Kollisionen zwischen einem Host-Fahrzeug und einem Ziel.
• 2A veranschaulicht einen beispielhaften Kreuzungspunkt zwischen dem Host-Fahrzeug und dem Ziel.
• 2B veranschaulicht einen beispielhaften Kreuzungspunkt zwischen dem Host-Fahrzeug und dem Ziel.
• 3 ist ein beispielhaftes Diagramm von Messungen, die vom Host-Fahrzeug in Polarkoordinaten zwischen dem Host-Fahrzeug und dem Ziel genommen wurden.
• 4 ist ein beispielhaftes Diagramm der Zuordnung der Messungen aus 3 in rechtwinklige Koordinaten.
• 5 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Vermeiden von Kollisionen zwischen dem Host-Fahrzeug und dem Ziel.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
• Ein Fahrzeugcomputer kann dazu programmiert sein, Daten über ein Ziel zu sammeln, einen Abstandsversatz auf Grundlage einer bestimmten Zeit zur Kollision, eines relativen lateralen Abstands und eines relativen longitudinalen Abstands zwischen dem Ziel und einem Host-Fahrzeug zu bestimmen, eine Gefahrenschätzung auf Grundlage des Abstandsversatzes und eines Abstandsschwellenwerts zu bestimmen und eine Komponente des Host-Fahrzeugs auf Grundlage der Gefahrenschätzung zu betätigen.
• Durch Bestimmen des Abstandsversatzes und des Abstandsschwellenwerts für das Ziel kann der Fahrzeugcomputer Gefahrenschätzungen für Ziele für sowohl Heckkollisionen als auch Kreuzungskollisionen bestimmen. Ferner kann der Fahrzeugcomputer den Abstandsversatz und den Abstandsschwellenwert für sowohl laterale als auch longitudinale Richtungen in einem Fahrzeugkoordinatensystem bestimmen, und zusätzliche Informationen über die vorhergesehenen Bewegungsbahnen des Ziels bereitstellen. Ferner kann der Fahrzeugcomputer die Zeit zur Kollision für sowohl die laterale als auch die longitudinale Richtung bestimmen und den Abstandsversatz und den Abstandsschwellenwert für eine der lateralen und der longitudinalen Richtung auf Grundlage der lateralen und der longitudinalen Zeit zur Kollision selektiv bestimmen. Daher wird die Anzahl von Berechnungen, die vom Fahrzeugcomputer ausgeführt werden, reduziert, was es dem Fahrzeugcomputer ermöglicht, die Gefahrenschätzung für das Ziel schneller auszuführen.
• 1 veranschaulicht ein System 100 zur Verhinderung und Verringerung von Kollisionen. Sofern in dieser Offenbarung nicht anders angegeben, wird ein „Kreuzungspunkt“ hierin definiert als ein Standort, an dem sich gegenwärtige oder mögliche zukünftige Bewegungsbahnen von zwei oder mehr Fahrzeugen kreuzen. Daher könnte ein Kreuzungspunkt jeglicher Standort auf einer Fläche sein, auf der zwei oder mehr Fahrzeuge kollidieren könnten, z. B. eine Straße, eine Einfahrt, ein Parkplatz, eine Auffahrt zu einer öffentlichen Straße, Fahrspuren usw. Dementsprechend ist ein Kreuzungspunkt, wie der Begriff hierin verwendet wird, durch Identifizieren eines Standorts, an dem sich zwei oder mehr Fahrzeuge begegnen z. B. kollidieren können, statt durch Identifizieren eines Standorts mit vorbestimmten Merkmalen (z. B. zwei Straßen, die einander kreuzen) oder eines „Kreuzungspunkt“-Kartenkennzeichens, bestimmt. Eine derartige Bestimmung verwendet mögliche zukünftige Bewegungsbahnen eines Host-Fahrzeugs 101 sowie anderer Fahrzeuge und/oder anderer Objekte in der Nähe.
• Eine Rechenvorrichtung 105 im Host-Fahrzeug 101 ist so programmiert, dass sie gesammelte Daten 115 von einem oder mehreren Sensoren 110 empfängt. Zum Beispiel können Daten 115 des Fahrzeugs 101 einen Standort des Fahrzeugs 101, einen Standort eines Ziels usw. umfassen. Standortdaten können in einer bekannten Form vorliegen, z. B. geografische Koordinaten wie etwa Längengrad und Breitengrad, welche über ein Navigationssystem erhalten wurden, wie bekannt, welches das globale Positionierungssystem (GPS) verwendet. Weitere beispielhafte Daten 115 können Messungen von Systemen und Komponenten des Fahrzeugs 101 umfassen, z. B. eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs 101, eine Bewegungsbahn des Fahrzeugs 101 usw.
• Die Rechenvorrichtung 105 ist im Allgemeinen für Kommunikationen über ein Netzwerk des Fahrzeugs 101, z. B. einschließlich eines Kommunikationsbus (z. B. Controller Area Network oder CAN), wie bekannt, programmiert. Über das Netzwerk, den Bus und/oder die drahtgebundenen oder drahtlosen Mechanismen (z. B. ein drahtgebundenes oder drahtloses lokales Netzwerk im Fahrzeug 101), kann die Rechenvorrichtung 105 Nachrichten an verschiedene Vorrichtungen in einem Fahrzeug 101 übertragen und/oder Meldungen von den verschiedenen Vorrichtungen empfangen, z. B. Steuerungen, Betätigungselemente, Sensoren usw., einschließlich Sensoren 110. Alternativ oder zusätzlich kann in Fällen, bei denen die Rechenvorrichtung 105 tatsächlich mehrere Vorrichtungen umfasst, das Fahrzeugnetzwerk für Kommunikationen zwischen Vorrichtungen verwendet werden, die in dieser Offenbarung als die Rechenvorrichtung 105 dargestellt sind. Zusätzlich kann die Rechenvorrichtung 105 so programmiert sein, dass sie mit dem Netzwerk 125 kommuniziert, das wie nachstehendend beschrieben unterschiedliche drahtgebundene und/oder drahtlose Vernetzungstechnologien umfassen kann, z. B. Mobilfunk, Bluetooth, drahtgebundene und/oder drahtlose Paketnetzwerke usw.
• Der Datenspeicher 106 kann eines beliebigen bekannten Typs sein, z. B. Festplattenlaufwerke, Festkörperlaufwerke, Server oder beliebige flüchtige oder nichtflüchtige Medien. Der Datenspeicher 106 kann die von den Sensoren 110 gesendeten gesammelten Daten 115 speichern.
• Sensoren 110 können eine Vielzahl von Vorrichtungen umfassen. Zum Beispiel können zahlreiche Steuerungen in einem Fahrzeug 101 als Sensoren 110 betrieben sein, um Daten 115 über das Netzwerk oder den Bus des Fahrzeugs 101 bereitzustellen, z. B. Daten 115 bezüglich Fahrzeuggeschwindigkeit, -beschleunigung, -position, -untersystem und/oder - komponentenstatus usw. Ferner können andere Sensoren 110 Kameras, Bewegungsmelder usw. beinhalten, d. h. Sensoren 110, um Daten 115 zum Bewerten eines Standorts eines Ziels, Projizieren eines Verlaufs eines Ziels, Bewerten eines Standorts einer Fahrbahnspur usw. bereitzustellen. Die Sensoren 110 können ebenfalls Kurzstreckenradar, Langstreckenradar, LIDAR und/oder Ultraschallwandler beinhalten.
• Die gesammelten Daten 115 können eine Vielzahl von Daten beinhalten, die in einem Fahrzeug 101 gesammelt werden. Beispielhafte gesammelte Daten 115 sind vorstehend bereitgestellt und darüber hinaus werden Daten 115 im Allgemeinen unter Verwendung eines oder mehrerer Sensoren 110 gesammelt und können zusätzlich Daten beinhalten, die daraus in der Rechenvorrichtung 105 und/oder am Server 130 berechnet wurden. Im Allgemeinen können gesammelte Daten 115 jegliche Daten beinhalten, die durch die Sensoren 110 erfasst und/oder aus derartigen Daten berechnet wurden.
• Das Fahrzeug 101 kann eine Vielzahl von Fahrzeugkomponenten 120 aufweisen. Im hier verwendeten Sinne beinhaltet jede Fahrzeugkomponente 120 eine oder mehrere Hardwarekomponenten, die ausgelegt sind, um eine mechanische Funktion oder einen mechanischen Vorgang auszuführen - wie etwa das Fahrzeug bewegen, das Fahrzeug verlangsamen oder anhalten, das Fahrzeug lenken usw. Nicht einschränkende Beispiele von Komponenten 120 beinhalten eine Antriebskomponente (die z. B. einen Verbrennungsmotor und/oder einen Elektromotor usw. beinhaltet), eine Getriebekomponente, eine Lenkkomponente (z. B., die ein oder mehrere eines Lenkrads, einer Zahnstange usw. beinhalten kann), eine Bremskomponente, eine Einparkhilfekomponente, eine Komponente für adaptive Geschwindigkeitsregelung und dergleichen.
• Die Rechenvorrichtung 105 kann die Komponenten 120 z. B. zum Bremsen und/oder Verlangsamen und/oder Anhalten des Fahrzeugs 101 betätigen, um Ziele zu vermeiden usw. Die Rechenvorrichtung 105 kann dazu programmiert sein, einige oder alle der Komponenten 120 mit eingeschränkter oder keiner Eingabe von einem menschlichen Führer zu betreiben, d. h. die Rechenvorrichtung 105 kann dazu programmiert sein, die Komponenten 120 zu betreiben. Wenn die Rechenvorrichtung 105 die Komponenten 120 betreibt, kann die Rechenvorrichtung 105 Eingaben von dem menschlichen Führer in Bezug auf die Komponenten 120 ignorieren, die zur Steuerung durch die Rechenvorrichtung 105 gewählt sind, die Anweisungen z. B. über einen Kommunikationsbus und/oder elektronische Steuereinheiten (electronic control units - ECUs) des Fahrzeugs 101 wie bekannt bereitstellt, um die Komponenten des Fahrzeugs 101 zu betätigen, z. B. um Bremsen anzuwenden, einen Lenkradwinkel zu ändern usw. Zum Beispiel kann die Rechenvorrichtung 105 die Bewegung des Lenkrads ignorieren und das Fahrzeug 101 gemäß ihrer Programmierung lenken, falls der menschliche Führer versucht, ein Lenkrad während des Lenkvorgangs zu drehen.
• Wenn die Rechenvorrichtung 105 das Fahrzeug 101 betreibt, dann ist das Fahrzeug 101 ein „autonomes“ Fahrzeug 101. Für die Zwecke dieser Offenbarung wird der Ausdruck „autonomes Fahrzeug“ zum Verweis auf ein Fahrzeug 101 verwendet, das in einem vollständig autonomen Modus betrieben wird. Ein vollständig autonomer Modus ist als ein Modus definiert, in dem jedes von dem Antrieb (typischerweise über einen Antriebsstrang, einschließlich eines Elektromotors und/oder Verbrennungsmotors), dem Bremsen und Lenken des Fahrzeugs 101 durch die Rechenvorrichtung 105 und nicht durch einen menschlichen Führer gesteuert wird. Ein halbautonomer Modus ist ein Modus, in dem mindestens eines von dem Antrieb (typischerweise über einen Antriebsstrang, einschließlich eines Elektromotors und/oder Verbrennungsmotors), dem Bremsen und Lenken des Fahrzeugs 101 mindestens teilweise durch die Rechenvorrichtung 105 und nicht durch einen menschlichen Führer gesteuert wird.
• Das System 100 kann zudem ein Netzwerk 125 umfassen, das mit einem Server 130 und einem Datenspeicher 135 verbunden ist. Der Computer 105 kann ferner so programmiert sein, dass er über das Netzwerk 125 mit einem oder mehreren entfernten Standorten kommuniziert, wie beispielsweise mit dem Server 130, wobei ein derartiger entfernter Standort möglicherweise einen Datenspeicher 135 umfasst. Das Netzwerk 125 stellt einen oder mehrere Mechanismen dar, durch die ein Fahrzeugcomputer 105 mit einem entfernten Server 130 kommunizieren kann. Dementsprechend kann das Netzwerk 125 ein oder mehrere von verschiedenen drahtgebundenen oder drahtlosen Kommunikationsmechanismen sein, einschließlich jeglicher gewünschten Kombination aus drahtgebundenen (z. B. Kabel und Glasfaser) und/oder drahtlosen (z. B. Mobilfunk, drahtlos, Satellit, Mikrowelle und Funkfrequenz) Kommunikationsmechanismen und jeglicher gewünschten Netzwerktopologie (oder Topologien, wenn mehrere Kommunikationsmechanismen verwendet werden). Beispielhafte Kommunikationsnetzwerke beinhalten drahtlose Kommunikationsnetzwerke (z. B. unter Verwendung von Bluetooth, IEEE 802.11, Fahrzeug-zu-Fahrzeug (V2V), wie etwa gerichtete Nahbereichskommunikation (Dedicated Short Range Communications - DRSC) usw.), Nahverkehrsnetzwerke (Local Area Network - LAN) und/oder Weitverkehrsnetze (Wide Area Network - WAN), einschließlich Internet, die Datenkommunikationsdienste bereitstellen.
• 2A und 2B veranschaulichen beispielhafte Kreuzungspunkte, einschließlich eines Host-Fahrzeugs 101 und eines Ziels 200. Das Ziel 200 ist in den Beispielen der 2A-2B als ein Zielfahrzeug 200 veranschaulicht und das Ziel 200 kann ein Hindernis sein, mit dem das Host-Fahrzeug 101 kollidieren könnte, z. B. ein Straßenschild, eine Leitplanke, ein Baum usw. Das Host-Fahrzeug 101 kann sich in einer Fahrbahnspur 205 bewegen und das Ziel 200 kann sich in einer unterschiedlichen Fahrbahnspur 205 bewegen. In den Beispielen der 2A-2B weist die Fahrbahn drei Fahrbahnspuren 205a, 205b, 205c auf und die Fahrbahn kann eine unterschiedliche Anzahl von Fahrbahnspuren 205 aufweisen. Das Ziel 200 kann sich entlang einer Bewegungsbahn 210 bewegen.
• Wie in den 2A-2B gezeigt, kann das Host-Fahrzeug 101 eine Drehung 215 von der gegenwärtigen Fahrbahnspur 205 ausführen und die Bewegungsbahn 210 des Ziels 200 kreuzen. In dem Beispiel der 2A befindet sich das Host-Fahrzeug 101 in der Fahrbahnspur 205b und das Ziel 200 befindet sich in der Fahrbahnspur 205a, d. h. das Host-Fahrzeug 101 ist vom Ziel 200 um eine Fahrbahnspur 205 versetzt. In dem Beispiel der 2B befindet sich das Host-Fahrzeug 101 in der Fahrbahnspur 205c und das Ziel 200 befindet sich in der Fahrbahnspur 205a, d h. das Host-Fahrzeug 101 ist vom Ziel 200 um zwei Fahrbahnspuren 205 versetzt. Auf Grundlage der Anzahl von Fahrbahnspuren 205 zwischen dem Host-Fahrzeug 101 und dem Ziel 200 kann das Host-Fahrzeug 101 mehr Zeit zum Vervollständigen der Drehung 215 und Passieren der Bewegungsbahn 210 des Ziels 200 erfordern. Daher kann die Rechenvorrichtung 105 auf Grundlage der Drehung 215, die das Host-Fahrzeug 101 ausführen wird, eine Gefahrenzahl einer möglichen Kollision mit dem Ziel 200 bestimmen.
• Die 2A-2B veranschaulichen das Host-Fahrzeug 101, wie es einen Verlauf des Ziels 200 kreuzt, d. h. ein Kreuzungsszenario. Alternativ oder zusätzlich können die folgenden Gleichungen verwendet werden, wenn sich das Host-Fahrzeug 101 einem Heck des Ziels 200 nähert d. h. bei einem Szenario einer Heckkollision. Daher kann die Rechenvorrichtung 105 eine Gefahrenbewertung für das Ziel 200 in sowohl dem Kreuzungsszenario als auch dem Szenario der Heckkollision bestimmen.
• 3 veranschaulicht Daten 115, die von den Sensoren 110 des Host-Fahrzeugs 101 und des Ziels 200 gesammelt wurden, und Werte, die von der Rechenvorrichtung 105 auf Grundlage der Daten 115 bestimmt wurden. In dieser Veranschaulichung beinhalten die Daten 115 Daten 115, die Bewegungsbahnen von Fahrzeugen 101, 200 gemäß der Daten 115 betreffen, die unter Bezugnahme auf ein Polarkoordinatensystem bereitgestellt sind, das wie in 3 gezeigt einen Koordinatenursprung auf dem Host-Fahrzeug 101 aufweist. Das Ziel 200 bewegt sich wie vorstehend beschrieben gemäß der Bewegungsbahn 210. Das Host-Fahrzeug 101 bewegt sich gemäß einer Bewegungsbahn 210. Die Bewegungsbahnen 210 geben an, wohin sich das Host-Fahrzeug 101 und das Ziel 200 bewegen würden, wenn das Host-Fahrzeug 101 und das Ziel 200 mit ihren jeweiligen Geschwindigkeiten ohne Drehung weiterfahren würden. Das Host-Fahrzeug 101 kann das Koordinatensystem mit einem Ursprung O_h in einem Mittelpunkt eines Vorderendes des Host-Fahrzeugs 101 definieren. Die Rechenvorrichtung 105 kann den Ursprung O_h verwenden, um die Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung des Host-Fahrzeugs 101 und des Ziels 200 zu definieren. Ein oder mehrere Sensoren 110 können Daten 115 gemäß den Polarkoordinaten bereitstellen. Im Beispiel der 3 zeigt die Bewegungsbahn 210 des Ziels 200, dass sich das Ziel 200 zu dem Host-Fahrzeug 101 bewegt, wie in z. B. einem Kreuzungsszenario. Die Bewegungsbahn 210 des Ziels 200 kann zeigen, dass sich das Ziel 200 von dem Host-Fahrzeug 101 wegbewegt, wie in z. B. einem Szenario einer Heckkollision.
• Eine Spanne R zwischen dem Host-Fahrzeug 101 und dem Ziel 200 ist definiert als die kürzeste gerade Linie zwischen dem Ursprung O_h des Host-Fahrzeugs 101 und einem Ursprung O_t des Ziels 200 z. B. gemessen in Metern. Der Ursprung O_t des Ziels 200 ist als ein Mittelpunkt eines Vorderendes des Ziels 200 definiert. Eine Spannenrate R ist eine zeitliche Spannenveränderungsrate (d. h. dR/dt) und Spannenbeschleunigung R̈ ist eine zeitliche Veränderungsrate der Spannenrate (d. h. d²R/dt²). Die Spanne R ist daher der kürzeste absolute Abstand zwischen dem Host-Fahrzeug 101 und dem Ziel 200. Da das Host-Fahrzeug 101 dreht, kann die Spanne R nicht immer mit der Bewegungsbahn 210 des Ziels 200 übereinstimmen. Das heißt, die Bewegungsbahn 210 des Ziels 200 kann einen Winkel (in 3 nicht gekennzeichnet) mit einer Linie definieren, die von der Spanne R definiert ist.
• Ein Azimut θ ist als ein Winkel zwischen der Bewegungsbahn 210 des Host-Fahrzeugs 101 und der Linie definiert, die von der Spanne R definiert ist, gemessen in Radianten. Eine Azimut-Rate θ̇ ist eine zeitliche Azimut-Veränderungsrate θ (d. h. dθ/dt) und Azimut-Beschleunigung θ̈ ist eine zeitliche Veränderungsrate der Azimut-Rate θ̇̇ (d. h. d²θ/dt²).
• Wenn sich das Host-Fahrzeug 101 in der Drehung 215 befindet, ändert sich die Fahrtrichtung des Host-Fahrzeugs 101. Die Veränderung der Fahrtrichtung ist als eine Gierrate w_h definiert, die in Radianten pro Sekunde gemessen ist. Die Gierrate w_h kann von der Rechenvorrichtung 105 verwendet werden, um zu bestimmen, ob das Ziel 200 mit dem Host-Fahrzeug 101 kollidieren wird. Das heißt, da das Host-Fahrzeug 101 von der gegenwärtigen Bewegungsbahn 210 wegdreht, kann das Host-Fahrzeug 101 dem Ziel 200 ausweichen, sogar falls die Fahrtrichtung des Ziels 200 bei einem bestimmten Zeitpunkt eine mögliche Kollision mit dem Host-Fahrzeug 101 angibt.
• Eine Host-Schnelligkeit v_h ist eine Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs 101 entlang der Bewegungsbahn 210, gemessen in Metern pro Sekunde. Eine Host-Beschleunigung a_h ist die zeitliche Veränderungsrate des Host-Fahrzeugs 101 (d. h. dv_h/dt). Die Host-Schnelligkeit v_h und die Host-Beschleunigung a_h sind darauf basiert, dass das Host-Fahrzeug 101 der Bewegungsbahn 210 folgt. Daher ändern sich die Host-Schnelligkeit v_h und die Host-Beschleunigung a_h mit der Bewegungsbahn 210, wenn das Host-Fahrzeug 101 dreht. Eine Ziel-Schnelligkeit v_t ist eine Geschwindigkeit des Ziels 200 entlang der Bewegungsbahn 210, gemessen in Metern pro Sekunde.
• 4 illustriert das Host-Fahrzeug 101 und das Ziel 200 in einem rechtwinkligen Koordinatensystem, das einen Ursprung O_h des Host-Fahrzeugs 101 aufweist. Das rechtwinklige Koordinatensystem kann zum Definieren von orthogonalen Richtungen verwendet werden: eine laterale Richtung, die mit der Variablen x bezeichnet ist, und eine longitudinale Richtung, die mit der Variablen y bezeichnet ist. Statt die Polarkoordinaten wie in 3 zu verwenden, kann die Rechenvorrichtung 105 die Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung des Host-Fahrzeugs 101 und des Zielfahrzeugs gemäß der rechtwinkligen Koordinaten vorhersagen. Konkret kann die Rechenvorrichtung 105 eine Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung in einer longitudinalen Richtung, und eine Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung in einer lateralen Richtung, wie nachfolgend ferner beschrieben, bestimmen. Ferner können ein oder mehrere Sensoren 110 Daten 115 in den rechtwinkligen Koordinaten sammeln und die Rechenvorrichtung 105 kann die Daten 115 in Polarkoordinaten unter Verwendung der Spanne R und des Azimuts θ in Werte in den rechtwinkligen Koordinaten umwandeln.
• Eine laterale Position x̃_t des Ziels 200 ist ein Abstand in der lateralen Richtung x des Ziels 200 relativ zum Host-Fahrzeug 101. Eine laterale Schnelligkeit ${\dot{\tilde{x}}}_t$

  

  des Ziels 200 ist eine zeitliche Veränderungsrate der lateralen Position x̃_t , d. h. dx̃_t/dt . Eine laterale Beschleunigung ${\ddot{\tilde{x}}}_t$

  

  des Ziels 200 ist eine zeitliche Veränderungsrate der lateralen Schnelligkeit ${\dot{\tilde{x}}}_t\text{,}$

  

  d. h. $d{\dot{\tilde{x}}}_t/dt\text{.}$

  
• Eine longitudinale Position ỹ_t des Ziels 200 ist ein Abstand in der longitudinalen Richtung y des Ziels 200 relativ zum Host-Fahrzeug 101. Eine longitudinale Schnelligkeit ${\dot{\tilde{y}}}_t$

  

  des Ziels 200 ist eine zeitliche Veränderungsrate der longitudinalen Position ỹ_t, d. h. dỹ_t/dt. Eine longitudinale Beschleunigung ${\ddot{\tilde{y}}}_t$

  

  des Ziels 200 ist eine zeitliche Veränderungsrate der longitudinalen Schnelligkeit ${\dot{\tilde{y}}}_t\text{,}$

  

  d. h. $d{\dot{\tilde{y}}}_t/dt\text{.}$

  
• Die vorstehend beschriebenen Werte können Funktionen von Zeit t, gemessen in Sekunden, sein. Die Rechenvorrichtung 105 kann den Verlauf des Host-Fahrzeugs 101 und des Ziels 200 über einen vorbestimmten Zeitraum T hinweg bestimmen. Die folgenden Gleichungen lösen nach dem Zeitraum T auf, der eine Zeit bis zur Kollision (time to collision - TTC) zwischen dem Host-Fahrzeug 101 und dem Zielfahrzeug 200 ergibt.
• Die Rechenvorrichtung 105 kann den longitudinalen Abstand ỹ_t des Ziels 200 vorhersagen. Der longitudinale Abstand ỹ_t des Ziels 200 in Bezug auf das Host-Fahrzeug 101, der bei Zeit (t + T) vorhergesagt ist, wird angegeben als: $$\begin{array}{l}{\tilde{y}}_t\left(t+T\right)=\frac{a_h\left(t\right)w_h^2\left(t\right)}{8}\ast T^4+\frac{v_h\left(t\right)w_h^2\left(t\right)}{6}\ast T^3+\frac{{\tilde{\ddot{y}}}_t\left(t\right)}{2}\ast T^2+{\tilde{\dot{y}}}_t\left(t\right)\ast T\\ \begin{array}{cccc}& & & \begin{array}{cc}& +{\tilde{y}}_t\left(t\right)\end{array}\end{array}\end{array}$$

  
• Der relative laterale Abstand x̃_t des Ziels 200 in Bezug auf das Host-Fahrzeug 101, der bei Zeit (t + T) vorhergesagt ist, wird angegeben als: $${\tilde{x}}_t\left(t+T\right)=\frac{a_h\left(t\right)w_h\left(t\right)}{3}\ast T^3+\frac{v_h\left(t\right)w_h\left(t\right)+{\tilde{\ddot{x}}}_t\left(t\right)}{2}\ast T^2+{\tilde{\dot{x}}}_t\left(t\right)\ast T+{\tilde{x}}_t\left(t\right)$$

  
• Die longitudinale Zeit zur Kollision (TTC_long) ist definiert als der Zeitraum T, in dem das Host-Fahrzeug 101 und das Ziel 200 die gleiche longitudinale Position erreichen, d. h. der relative longitudinale Abstand ỹ_t zwischen dem Ziel 200 und dem Host-Fahrzeug 101 ist gleich null. Daher entspricht TTC_long zu jeglicher Zeit t der Gleichung ỹ_t(t + TTC_long(t)) = 0. Konkreter wird TTC_long als die kleinste positive reelle Wurzel der folgenden polynomischen Gleichung erhalten: $$\frac{a_h\left(t\right)w_h^2\left(t\right)}{8}\ast T^4+\frac{v_h\left(t\right)w_h^2\left(t\right)}{6}\ast T^3+\frac{{\tilde{\ddot{y}}}_t\left(t\right)}{2}\ast T^2+{\tilde{\dot{y}}}_t\left(t\right)\ast T+{\tilde{y}}_t\left(t\right)=0$$

  
• Die laterale TTC (TTC_lat) ist definiert als der Zeitraum T in dem das Host-Fahrzeug 101 und das Ziel 200 die gleiche laterale Position erreichen, d. h. der relative laterale Abstand x̃_t zwischen dem Ziel und dem Host ist gleich null. Daher entspricht TTC_lat(t) zu jeglicher Zeit t der Gleichung x̃_t(t + TTC_lat(t)) = 0. Konkreter wird TTC_lat als die kleinste positive reelle Wurzel des folgenden Polynoms erhalten: $$\frac{a_h\left(t\right)w_h\left(t\right)}{3}\ast T^3+\frac{v_h\left(t\right)w_h\left(t\right)+{\tilde{\ddot{x}}}_t\left(t\right)}{2}\ast T^2+{\tilde{\dot{x}}}_t\left(t\right)\ast T+{\tilde{x}}_t\left(t\right)=0$$

  
• Durch Substituieren der berechneten TTC_lat(t) in Gl. (1) erhalten wir den vorhergesagten longitudinalen Abstandsversatz PredLongOff (t) bei Zeit t als: $$\begin{array}{c}PredLongOff\left(t\right)\triangleq {\tilde{y}}_t\left(t+TT{C}_{lat}\left(t\right)\right)\\ =\frac{a_h\left(t\right)w_h^2\left(t\right)}{8}\ast TT{C}_{lat}^4\left(t\right)+\frac{v_h\left(t\right)w_h^2\left(t\right)}{6}\ast TT{C}_{lat}^3\left(t\right)\\ +\frac{{\tilde{\ddot{y}}}_t\left(t\right)}{2}\ast TT{C}_{lat}^2\left(t\right)+{\tilde{\dot{y}}}_t\left(t\right)\ast TT{C}_{lat}\left(t\right)+{\tilde{y}}_t\left(t\right)\end{array}$$

  
• Durch Substituieren der berechneten TTC_long(t) in Gl. (2) erhalten wir den vorhergesagten lateralen Abstandsversatz PredLatOff(t) bei Zeit t als: $$\begin{array}{c}PredLongOff\left(t\right)\triangleq {\tilde{x}}_t\left(t+TT{C}_{long}\left(t\right)\right)\\ =\frac{a_h\left(t\right)w_h\left(t\right)}{3}\ast TT{C}_{long}^3\left(t\right)+\frac{v_h\left(t\right)w_h\left(t\right)+{\tilde{\ddot{x}}}_t\left(t\right)}{2}\ast TT{C}_{long}^2\left(t\right)\\ +{\tilde{\dot{x}}}_t\left(t\right)\ast TT{C}_{long}\left(t\right)+{\tilde{x}}_t\left(t\right)\end{array}$$

  

  wobei a_h(t), v_h(t), w_h(t), ${\ddot{\tilde{x}}}_t\left(t\right)\text{,}$

  

  ${\dot{\tilde{x}}}_t\left(t\right)\text{,}$

  

  x̃_t(t) wie vorstehend beschrieben Messungsdaten 115 des Host-Fahrzeugs 101 und des Ziels 200 sind und TTC_long(t) die longitudinale Zeit zur Kollision ist.
• Auf Grundlage der lateralen Zeit zur Kollision TTC_lat und der longitudinalen Zeit zur Kollision TTC_long kann die Rechenvorrichtung 105 einen longitudinalen Indikator F_long bestimmen. Der longitudinale Indikator ist ein boolesches Maß, ob das Ziel 200 die Position des Host-Fahrzeugs 101 in der lateralen Richtung x oder der longitudinalen Richtung y erreicht. Das heißt, $$\begin{array}{l}TT{C}_{long}\left(t\right)\le TT{C}_{lat}\left(t\right)\stackrel{\text{def}}{{\displaystyle =}}{F}_{long}\left(t\right)=1\\ TT{C}_{long}\left(t\right)>TT{C}_{lat}\left(t\right)\stackrel{\text{def}}{{\displaystyle =}}{F}_{long}\left(t\right)=0\end{array}$$

  
• Wenn F_long(t) = 1, wird der relative longitudinale Abstand ỹ_t zwischen dem Host-Fahrzeug 101 und dem Ziel 200 vor dem relativen lateralen Abstand x̃_t null. Wenn F_long(t) = 0, wird der relative laterale Abstand x̃_t zwischen dem Host-Fahrzeug 101 und dem Ziel 200 vor dem relativen longitudinalen Abstand ỹ_t null.
• Die Rechenvorrichtung 105 kann eine adaptive Schwellwertfunktion f(t) verwenden, um einen Abstandsschwellenwert zu bestimmen. Der Abstandsschwellenwert kann verwendet werden, um zu bestimmen, ob die vorhergesagten lateralen und longitudinalen Abstände x̃_t, ỹ_t eine mögliche Kollision zwischen dem Host-Fahrzeug 101 und dem Ziel 200 auslösen können. Die adaptive Schwellwertfunktion f(t₀) für eine bestimmte Zeit t₀ ist definiert als: $$f\left(t_0\right)=\frac{a}{2}\left(\frac{\left(b-t_0\right)}{\sqrt{{\left(b-t_0\right)}^2+c^2}}+1\right)$$

  

  wobei a > 0, b > 0 und c > 0 abstimmbare Parameter sind (d. h. Werte, die verändert werden können, z. B. gemäß empirischem Testen und/oder Simulationen) z. B. a = 2.5, b = 3, und c = 1. In der Funktion stellt a einen vorbestimmten maximalen Schwellenwert für die vorhergesagten longitudinalen und lateralen Abstandversätze PredLongOff, PredLatOff dar, b stellt einen vorbestimmten mittleren Schwellenwert für die longitudinalen und lateralen Zeiten zur Kollision TTC_long,TTC_lat dar und c stellt eine vorbestimmte Zerfallsrate der Schwellwertfunktion f(t) dar. Die Parameter können für longitudinale Schwellenwerte a_long, b_long, c_long und laterale Schwellenwerte a_lat, b_lat, c_lat vorbestimmt sein.
• Ein longitudinaler Abstandsschwellenwert LongDistThresh(t) wird berechnet durch Substituieren von TTC_lat(t) in die Schwellwertfunktion f(t): $$LongDistThresh\left(t\right)\triangleq f\left(TT{C}_{lat}\left(t\right)\right)=\frac{a_{long}}{2}\ast \left(\frac{\left(b_{long}-TT{C}_{lat}\left(t\right)\right)}{\sqrt{{\left(b_{long}-TT{C}_{lat}\left(t\right)\right)}^2+c_{long}^2}}+1\right)$$

  
• Ein lateraler Abstandsschwellenwert LatDistThresh(t) wird berechnet durch Substituieren von TTC_long(t) in die Schwellwertfunktion f(t): $$LatDistThresh\left(t\right)\triangleq f\left(TT{C}_{long}\left(t\right)\right)=\frac{a_{lat}}{2}\ast \left(\frac{\left(b_{lat}-TT{C}_{long}\left(t\right)\right)}{\sqrt{{\left(b_{lat}-TT{C}_{long}\left(t\right)\right)}^2+c_{lat}^2}}+1\right)$$

  
• Die Rechenvorrichtung 105 kann einen Kollisionsfaktor F_collision(t) auf Grundlage der Abstandsschwellenwerte, der Abstandsversätze und des vorstehend beschriebenen longitudinalen Faktors bestimmen. Der Kollisionsfaktor F_collision(t) ist ein boolesches Maß, ob der jeweilige Abstandsversatz weniger ist als der Abstandsschwellenwert, d. h. der Kollisionsfaktor F_collision(t) gibt an, ob eine Kollision zu einer konkreten Zeit t wahrscheinlich ist. Der Kollisionsfaktor F_collision(t) kann wie folgt definiert werden: $$\begin{array}{c}{F}_{collision}\left(t\right)=1\text{:}\left|PredLongOff\left(t\right)\right|\le LongDistThresh\left(t\right)\\ F_{collision}\left(t\right)=1\text{:}\left|PredLatOff\left(t\right)\right|\le LatDistThresh\left(t\right)\\ F_{collision}\left(t\right)=0\text{:}\left|PredLongOff\left(t\right)\right|>LongDistThresh\left(t\right)\\ F_{collision}\left(t\right)=0\text{:}\left|PredLatOff\left(t\right)\right|>LatDistThresh\left(t\right)\end{array}$$

  
• Die Rechenvorrichtung 105 bestimmt den Kollisionsfaktor F_collision(t) auf Grundlage des vorhergesagten lateralen Abstandsversatzes PredLatOff(t), wenn der longitudinale Indikator F_long(t) = 1 . Die Rechenvorrichtung 105 bestimmt den Kollisionsfaktor F_collision(t) auf Grundlage des vorhergesagten longitudinalen Abstandsversatzes PredLongOff(t), wenn der longitudinale Indikator F_long(t) = 0.
• Die Rechenvorrichtung 105 kann eine Bremsgefahrenzahl BTN bestimmen. Die Bremsgefahrenzahl BTN ist ein Maß einer Änderung einer Beschleunigung des Host-Fahrzeugs 101, um entweder dem Host-Fahrzeug 101 das Anhalten oder dem Ziel 200 das Passieren des Host-Fahrzeugs 101 zu ermöglichen. Zu einer Zeit t kann die Bremsgefahrenzahl für das Host-Fahrzeug 101 BTN_h(t) berechnet werden als $$BT{N}_h\left(t\right)=\text{min}\left(\frac{v_h\left(t\right)}{F_{long}\left(t\right)\ast TT{C}_{long}\left(t\right)+\left(1-F_{long}\left(t\right)\right)\ast TT{C}_{lat}\left(t\right)}\ast \frac{1}{dece{l}_h^{max}}\text{,1}\right)$$

  

  wobei v_h(t) die Schnelligkeit des Host-Fahrzeugs ist, TTC_long(t) die longitudinale Zeit zur Kollision ist, TTC_lat(t) die laterale Zeit zur Kollision ist, F_long(t) wie oben beschrieben der longitudinale Indikator ist, und $dece{l}_h^{max}$

  

  ein benutzerspezifischer Parameter ist, der eine erreichbare maximale Abbremshöhe aufgrund des Abbremsmanövers des Host-Fahrzeugs 101 bestimmt, z. B. $dece{l}_h^{max}=8{\text{ m/s}}^2$

  

  für ein typisches Fahrzeug 101, das auf einer trockenen Straße fährt.
• Zu einer Zeit t kann die Bremsgefahrenzahl für das Ziel 200 BTN_t(t) berechnet werden als $$BT{N}_t\left(t\right)=\text{min}\left(\frac{v_h\left(t\right)}{F_{long}\left(t\right)\ast TT{C}_{long}\left(t\right)+\left(1-F_{long}\left(t\right)\right)\ast TT{C}_{lat}\left(t\right)}\ast \frac{1}{dece{l}_t^{max}}\text{,1}\right)$$

  

  wobei v_t(t) die Schnelligkeit des Zielfahrzeugs ist, TTC_long(t) die longitudinale Zeit zur Kollision ist, TTC_lat(t) die laterale Zeit zur Kollision ist, F_long(t) ein longitudinaler Indikator ist, und $dece{l}_t^{max}$

  

  ein benutzerspezifischer Parameter ist, der eine erreichbare maximale Abbremshöhe aufgrund des Abbremsmanövers und/oder Anhaltemanövers des Ziels 200 bestimmt, z. B. $dece{l}_t^{max}={\text{4 m/s}}^2$

  

  für ein Zielfahrzeug 200, das auf einer trockenen Straße fährt.
• Die Rechenvorrichtung 105 kann eine Lenkgefahrenzahl STN bestimmen. Die STN ist ein Maß einer Änderung der lateralen Beschleunigung, um einem des Host-Fahrzeugs 101 und des Ziels 200 das Räumen einer Kreuzungszone und/oder Lenken des Host-Fahrzeugs 101 um ein Vorderende oder Heckende des Ziels 200 zu ermöglichen. Zu einer Zeit t können eine Lenkgefahrenzahl für das Host-Fahrzeug 101 STN_h(t) und eine Lenkgefahrenzahl für das Ziel 200 STN_t(t) folgenderweise berechnet werden: $$ST{N}_h\left(t\right)=\text{min}\left(\frac{2\ast \text{max}\left(LatDistThresh\left(t\right)-\left|PredLatOff\left(t\right)\right|\text{,0}\right)}{{\left(TT{C}_{long}\left(t\right)\right)}^2}\ast \frac{v_h\left(t\right)}{acce{l}_{lat\text{,}h}^{max}\ast {\overline{v}}_{lat\text{,}h}^{nom}}\text{,1}\right)$$

  

  $$ST{N}_t\left(t\right)=\text{min}\left(\frac{2\ast \text{max}\left(LatDistThresh\left(t\right)-\left|PredLatOff\left(t\right)\right|\text{,0}\right)}{{\left(TT{C}_{long}\left(t\right)\right)}^2}\ast \frac{v_t\left(t\right)}{acce{l}_{lat\text{,}t}^{max}\ast {\overline{v}}_{lat\text{,}t}^{nom}}\text{,1}\right)$$

  

  wobei v_h(t) und v_t(t) die Schnelligkeit des Host-Fahrzeugs 101 bzw. des Ziels 200 sind, TTC_long(t) die longitudinale Zeit zur Kollision ist, LatDistThresh(t) der laterale Abstandsschwellenwert ist, PredLatOff(t) der vorhergesagte laterale Versatz ist und $acce{l}_{lat\text{,}h}^{max}$

  

  und $acce{l}_{lat\text{,}t}^{max}$

  

  benutzerspezifische Parameter sind, die die erreichbare maximale laterale Beschleunigung bei einer benutzerspezifischen nominalen lateralen Geschwindigkeit ${\overline{v}}_{lat\text{,}h}^{nom}$

  

  und ${\overline{v}}_{lat\text{,}t}^{nom}$

  

  aufgrund des Lenkmanövers des Host-Fahrzeugs 101 oder des Ziels 200, z. B. $acce{l}_{lat\text{,}h}^{max}=\text{2}{\text{.5 m/s}}^2\text{,}$

  

  $acce{l}_{lat\text{,}t}^{max}=\text{1}{\text{.5 m/s}}^2\text{,}$

  

  ${\overline{v}}_{lat\text{,}h}^{nom}=\text{4}\text{.5 m/s}$

  

  und ${\overline{v}}_{lat\text{,}t}^{nom}=\text{13}\text{.5 m/s}$

  

  bestimmen.
• Die Rechenvorrichtung 105 kann eine Beschleunigungsgefahrenzahl ATN bestimmen. Die ATN ist ein Maß einer bestimmten longitudinalen Beschleunigung, um einem des Host-Fahrzeugs 101 und des Ziels 200 das Passieren des anderen des Host-Fahrzeugs 101 und des Ziels 200 zu ermöglichen. Zu einer Zeit t können eine Beschleunigungsgefahrenzahl für das Host-Fahrzeug 101 ATN_h(t) und eine Beschleunigungsgefahrenzahl für das Ziel 200 ATN_t(t) folgenderweise berechnet werden: $$AT{N}_h\left(t\right)=\text{min}\left(\frac{2\ast \text{max}\left(LongDistThresh\left(t\right)-\left|PredLongOff\left(t\right)\right|\text{,0}\right)}{{\left(TT{C}_{lat}\left(t\right)\right)}^2}\ast \frac{v_h\left(t\right)}{acce{l}_{long\text{,}h}^{max}\ast {\overline{v}}_{long\text{,}h}^{nom}}\mathrm{,1}\right)$$

  

  $$AT{N}_t\left(t\right)=\text{min}\left(\frac{2\ast \text{max}\left(LongDistThresh\left(t\right)-\left|PredLongOff\left(t\right)\right|\text{,0}\right)}{{\left(TT{C}_{lat}\left(t\right)\right)}^2}\ast \frac{v_h\left(t\right)}{acce{l}_{long\text{,}t}^{max}\ast {\overline{v}}_{long\text{,}t}^{nom}}\mathrm{,1}\right)$$

  

  wobei v_h(t) und v_t(t) die Schnelligkeit des Host-Fahrzeugs 101 bzw. eines Ziels 200 sind, TTC_lat(t) die laterale Zeit zur Kollision ist, LongDistThresh(t) der vorhergesagte longitudinale Abstandsschwellenwert ist, PredLongOff(t) der vorhergesagte longitudinale Versatz ist und $acce{l}_{long\text{,}h}^{max}$

  

  und $acce{l}_{long\text{,}t}^{max}$

  

  benutzerspezifische Parameter sind, die die erreichbare maximale longitudinale Beschleunigung bei einer benutzerspezifischen nominalen longitudinalen Geschwindigkeit ${\overline{v}}_{long\text{,}h}^{nom}$

  

  und ${\overline{v}}_{long\text{,}t}^{nom}$

  

  bestimmen, aufgrund des Lenkmanövers des Host-Fahrzeugs 101 und des Ziels 200, z. B. $acce{l}_{long\text{,}h}^{max}={\text{4 m/s}}^2\text{,}$

  

  $acce{l}_{long\text{,}t}^{max}={\text{2 m/s}}^2\text{,}$

  

  ${\overline{v}}_{long\text{,}h}^{nom}=4.\text{5 m/s}$

  

  und ${\overline{v}}_{long\text{,}t}^{nom}=\text{12}\text{.5 m/s}\text{.}$

  
• Die Rechenvorrichtung 105 kann eine Gefahrenzahl TN bestimmen. Die Gefahrenzahl TN(t) ist der minimale Wert der Gefahrenzahlen des Host-Fahrzeugs 101 und des Ziels 200 multipliziert mit dem Kollisionsindikator F_collision: $$TN\left(t\right)=F_{collision}\left(t\right)\ast \text{min}\left(BT{N}_h\left(t\right)\text{,}BT{N}_t\left(t\right)\text{,}ST{N}_h\left(t\right)\text{,}ST{N}_t\left(t\right)\text{,}AT{N}_h\left(t\right)\text{,}AT{N}_t\left(t\right)\right)$$

  
• Die Rechenvorrichtung 105 kann eine oder mehrere Fahrzeugkomponenten 120 auf Grundlage der Gefahrenzahl betätigen. Zum Beispiel kann die Rechenvorrichtung 105 eine Bremse 120 zum Abbremsen des Host-Fahrzeugs 101, z. B. auf -6,5 Meter pro Quadratsekunde (m/s²), betätigen, falls die Gefahrenzahl über 0,7 liegt. In einem weiteren Beispiel kann die Rechenvorrichtung 105 die Bremse 120 auf z. B. ein Abbremsen von -2,0 m/s² betätigen, falls die Gefahrenzahl über 0,4 liegt, jedoch weniger als oder gleich 0,7 ist. In einem weiteren Beispiel kann die Rechenvorrichtung 105 eine visuelle Warnung auf einer Mensch-Maschine-Schnittstelle des Fahrzeugs 101 und/oder eine Audiowarnung über einen Lautsprecher abspielen, wenn die Gefahrenzahl größer ist als 0,2, jedoch weniger als oder gleich 0,4 ist.
• 5 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren 500 zum Führen des Fahrzeugs 101 auf eine zur Kollisionsvermeidung dienende Weise. Der Prozess 500 beginnt in einem Block 505, in dem die Rechenvorrichtung 105 die Sensoren 110 zum Sammeln von Daten 115 über das Host-Fahrzeug 101 und das Ziel 200 betätigt. Wie vorstehend beschrieben kann die Rechenvorrichtung 105 Daten 115 über die Position, Geschwindigkeit, Bewegungsbahn usw. des Ziels 200 sammeln. Konkret kann die Rechenvorrichtung 105 die Spanne R und den Azimuten θ zwischen dem Host-Fahrzeug 101 und dem Ziel 200 bestimmen.
• Als nächstes bestimmt die Rechenvorrichtung 105 in einem Block 510 die longitudinale Zeit zur Kollision TTC_long und die laterale Zeit zur Kollision TTC_lat zwischen dem Host-Fahrzeug 101 und dem Ziel 200. Wie vorstehend beschrieben sagt die longitudinale Zeit zur Kollision TTC_long die Zeit vorher, an der das Host-Fahrzeug 100 und das Ziel 200 dieselbe longitudinale Position erreichen. Die laterale Zeit zur Kollision TTC_lat sagt die Zeit vorher, an der das Host-Fahrzeug 101 und das Ziel 200 dieselbe laterale Position erreichen.
• Als nächstes bestimmt die Rechenvorrichtung 105 in einem Block 515 den vorhergesagten longitudinalen Abstandsversatz PredLongOff und den vorhergesagten lateralen Abstandsversatz PredLatOff . Wie vorstehend beschrieben wandelt die Rechenvorrichtung 105 die Polarkoordinaten, die die Position des Ziels 200 relativ zum Host-Fahrzeug 101 definieren, in rechtwinklige Koordinaten um. Gemäß den rechtwinkligen Koordinaten kann die Rechenvorrichtung 105 den Abstandsversatz in die longitudinale und die laterale Richtung wie vorstehend beschrieben bestimmen.
• Als nächstes bestimmt die Rechenvorrichtung 105 in einem Block 520 den vorhergesagten longitudinalen Abstandsschwellenwert LongDistThresh und den lateralen Abstandsschwellenwert LatDistThresh. Wie vorstehend beschrieben sind der longitudinale Abstandsschwellenwert LongDistThresh und der laterale Abstandsschwellenwert LatDistThresh auf einer adaptiven Schwellwertfunktion f(t) basiert, die verwendet werden kann, um zu bestimmen, ob der vorbestimmte relative laterale und longitudinale Abstand x̃_t, ỹ_t eine mögliche Kollision zwischen dem Host-Fahrzeug 101 und dem Ziel 200 auslösen kann.
• Als nächstes vergleicht die Rechenvorrichtung 105 in einem Block 525 den vorhergesagten longitudinalen Versatz PredLongOff mit dem longitudinalen Abstandsschwellenwert LongDistThresh und/oder den vorhergesagten lateralen Versatz PredLatOff mit dem lateralen Abstandsschwellenwert LatDistThresh . Wenn die longitudinale Zeit zur Kollision TTC_long weniger ist als oder gleich ist wie die laterale Zeit zur Kollision TTC_lat kann die Rechenvorrichtung 105 den vorhergesagten longitudinalen Versatz PredLongOff mit dem longitudinalen Abstandsschwellenwert LongDistThresh vergleichen, um den Kollisionsfaktor F_collision zu bestimmen. Wenn die longitudinale Zeit zur Kollision TTC_long größer ist als die laterale Zeit zur Kollision TTC_lat kann die Rechenvorrichtung 105 den vorhergesagten lateralen Versatz PredLatOff mit dem lateralen Abstandsschwellenwert LatDistThresh vergleichen, um den Kollisionsfaktor F_collision zu bestimmen.
• Als nächstes bestimmt die Rechenvorrichtung 105 in einem Block 530 die Gefahrenzahl. Wie vorstehend beschrieben ist die Gefahrenzahl ein Maß der Wahrscheinlichkeit der Kollision zwischen dem Host-Fahrzeug 101 und dem Ziel 200. Die Gefahrenzahl kann wie vorstehend beschrieben eine Bremsgefahrenzahl BTN , eine Beschleunigungsgefahrenzahl ATN oder eine Lenkgefahrenzahl STN sein. Die Gefahrenzahl kann wie vorstehend beschrieben auf dem Kollisionsfaktor F_collision, den Zeiten zur Kollision TTC_long, TTC_lat und/oder dem longitudinalen Faktor F_long basieren.
• Als nächstes betätigt die Rechenvorrichtung 105 in einem Block 535 eine oder mehrere Fahrzeugkomponenten 120 auf Grundlage der Gefahrenzahl. Zum Beispiel kann die Rechenvorrichtung 105 eine Bremse zum Abbremsen des Host-Fahrzeugs 101, z. B. auf -6,5 Meter pro Quadratsekunde (m/s²), betätigen, falls die Gefahrenzahl über 0,7 liegt. In einem weiteren Beispiel kann die Rechenvorrichtung 105 die Bremse auf z. B. ein Abbremsen von -2,0 m/s² betätigen, falls die Gefahrenzahl über 0,4 liegt, jedoch weniger als oder gleich 0,7 ist. In einem weiteren Beispiel kann die Rechenvorrichtung 105 eine visuelle Warnung auf einer Mensch-Maschine-Schnittstelle des Fahrzeugs 101 und/oder eine Audiowarnung über einen Lautsprecher abspielen, wenn die Gefahrenzahl größer ist als 0,2, jedoch weniger als oder gleich 0,4 ist. Nach Block 535 endet der Prozess 500.
• Im hier verwendeten Sinne bedeutet das ein Adjektiv modifizierende Adverb „im Wesentlichen“, dass eine Form, eine Struktur, ein Maß, ein Wert, eine Berechnung usw. von einer genau beschriebenen Geometrie, einem genau beschriebenen Abstand, einem genau beschriebenen Maß, einem genau beschriebenen Wert, einer genau beschriebenen Berechnung usw. durch Mängel hinsichtlich der Materialien, Bearbeitung, Herstellung, Sensormessungen, Berechnungen, Bearbeitungszeit, Kommunikationszeit usw. abweichen kann.
• Rechenvorrichtungen 105 umfassen im Allgemeinen jeweils Anweisungen, welche durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen, wie etwa die vorstehend identifizierten, durchgeführt werden können, und zum Ausführen von vorstehend beschriebenen Blöcken oder Verfahrensschritten. Computerausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen zusammengestellt oder interpretiert werden, die unter Verwendung einer Vielzahl von Programmiersprachen und/oder -technologien erstellt wurden, einschließlich unter anderem, entweder allein oder in Kombination, Java™, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl, HTML usw. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, z. B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw., und führt diese Anweisungen aus, wodurch er ein oder mehrere Prozesse ausführt, einschließlich eines oder mehrerer der hierin beschriebenen Prozesse. Derartige Anweisungen und sonstige Daten können unter Verwendung einer Vielzahl computerlesbarer Medien gespeichert und gesendet werden. Eine Datei in der Rechenvorrichtung 105 ist im Allgemeinen eine Sammlung von Daten, die auf einem computerlesbaren Medium, wie etwa einem Speichermedium, einem Direktzugriffsspeicher usw., gespeichert werden.
• Ein computerlesbares Medium beinhaltet jedes Medium, das am Bereitstellen von Daten (z. B. Anweisungen), die durch einen Computer gelesen werden können, beteiligt ist. Ein solches Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich, unter anderem nichtflüchtige Medien, flüchtige Medien etc. Nichtflüchtige Medien beinhalten zum Beispiel optische oder magnetische Platten und sonstige Dauerspeicher. Zu flüchtigen Medien gehört ein dynamischer Direktzugriffsspeicher (Dynamic Random Access Memory - DRAM), welcher in der Regel einen Hauptspeicher darstellt. Gängige Formen computerlesbarer Medien beinhalten zum Beispiel eine Diskette, eine Folienspeicherplatte, eine Festplatte, ein Magnetband, jegliches andere magnetische Medium, eine CD-ROM, eine DVD, jegliches andere optische Medium, Lochkarten, Lochstreifen, jegliches andere physikalische Medium mit Lochmustern, ein RAM, ein PROM, ein EPROM, ein FLASH-EEPROM, jeglichen anderen Speicherchip oder jegliche andere Speicherkassette oder jegliches andere Medium, welches von einem Computer gelesen werden kann.
• Hinsichtlich der in der vorliegenden Schrift beschriebenen Medien, Prozesse, Systeme, Verfahren usw. ist davon auszugehen, dass, wenngleich die Schritte solcher Prozesse usw. als in einer entsprechenden Reihenfolge erfolgend beschrieben wurden, derartige Prozesse durchgeführt werden können, wobei die beschriebenen Schritte in einer Reihenfolge durchgeführt werden, welche von der in der vorliegenden Schrift beschriebenen Reihenfolge abweicht. Es versteht sich ferner, dass bestimmte Schritte gleichzeitig ausgeführt, andere Schritte hinzugefügt oder bestimmte in der vorliegenden Schrift beschriebene Schritte weggelassen werden könnten. Zum Beispiel können im Prozess 500 einer oder mehrere der Schritte ausgelassen werden oder die Schritte können in einer anderen Reihenfolge als der in 5 gezeigten durchgeführt werden. Anders gesagt, die Beschreibungen von Systemen und/oder Prozessen in der vorliegenden Schrift dienen zum Zwecke der Veranschaulichung bestimmter Ausführungsformen und sollten keinesfalls so ausgelegt werden, dass sie den offenbarten Gegenstand einschränken.
• Dementsprechend versteht es sich, dass die vorliegende Offenbarung, einschließlich der vorstehenden Beschreibung und der begleitenden Figuren und nachfolgenden Ansprüche, veranschaulichenden und nicht einschränkenden Charakters ist. Viele Ausführungsformen und Anwendungen, bei denen es sich nicht um die bereitgestellten Beispiele handelt, würden dem Fachmann beim Lesen der vorstehenden Beschreibung ersichtlich. Der Umfang der Erfindung sollte nicht unter Bezugnahme auf die vorstehende Beschreibung ermittelt werden, sondern stattdessen unter Bezugnahme auf Ansprüche, die hier beigefügt sind und/oder in einer hierauf basierenden, nichtvorläufigen Patentanmeldung enthalten sind, gemeinsam mit dem vollständigen Umfang von Äquivalenten, zu welchen derartige Ansprüche berechtigt sind. Es wird erwartet und ist beabsichtigt, dass es hinsichtlich der in der vorliegenden Schrift erläuterten Techniken künftige Entwicklungen geben wird und dass die offenbarten Systeme und Verfahren in solche künftige Ausführungsformen aufgenommen werden. Insgesamt versteht es sich, dass der offenbarte Gegenstand modifiziert und variiert werden kann.
• Der ein Nomen modifizierende Artikel „ein/e“ soll derart verstanden werden, dass er sofern nicht anders vorgegeben oder der Kontext es anders erfordert einen oder mehrere bezeichnet. Der Ausdruck „auf Grundlage/basierend auf“ schließt teilweise oder ganz basierend ein.

Claims (15)

1. Verfahren, das Folgendes umfasst: Bestimmen eines Abstandsversatzes auf Grundlage einer bestimmten Zeit zur Kollision, eines relativen lateralen Abstands und eines relativen longitudinalen Abstands zwischen einem Zielfahrzeug und einem Host-Fahrzeug; Bestimmen einer Gefahrenschätzung auf Grundlage des Abstandsversatzes und eines Abstandsschwellenwerts; und Betätigen einer Komponente des Host-Fahrzeugs auf Grundlage der Gefahrenschätzung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Betätigen einer Bremse, wenn die Gefahrenschätzung einen Schwellenwert übersteigt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Bestimmen einer lateralen Zeit zur Kollision und einer longitudinalen Zeit zur Kollision.
4. Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend das Bestimmen eines longitudinalen Abstandsversatzes auf Grundlage der lateralen Zeit zur Kollision und eines lateralen Abstandsversatzes auf Grundlage der longitudinalen Zeit zur Kollision.
5. Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend das Bestimmen eines longitudinalen Abstandsschwellenwerts auf Grundlage der lateralen Zeit zur Kollision und eines lateralen Abstandsschwellenwerts auf Grundlage der longitudinalen Zeit zur Kollision.
6. Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend das Bestimmen der Gefahrenschätzung auf Grundlage der lateralen Zeit zur Kollision und der longitudinalen Zeit zur Kollision.
7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Gefahrenschätzung eine Bremsgefahrenzahl ist, die ein Maß einer Veränderung einer Beschleunigung des Host-Fahrzeugs ist, um dem Host-Fahrzeug das Anhalten oder dem Zielfahrzeug das Passieren des Host-Fahrzeugs zu ermöglichen.
8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zeit zur Kollision auf einer Beschleunigung des Host-Fahrzeugs, einer Schnelligkeit des Host-Fahrzeugs und einer Gierrate des Host-Fahrzeugs basiert.
9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Gefahrenschätzung auf einer ersten Gefahrenschätzung des Host-Fahrzeugs und einer zweiten Gefahrenschätzung des Zielfahrzeugs basiert.
10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Zeit zur Kollision auf einer vorhergesagten Position des Zielfahrzeugs relativ zum Host-Fahrzeug bei einem vorbestimmten Zeitraum nach einer gegenwärtigen Zeit basiert.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 3-10, ferner umfassend das Betätigen einer Bremse, wenn die Gefahrenschätzung einen Schwellenwert übersteigt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 und 6-10, ferner umfassend das Bestimmen einer lateralen Zeit zur Kollision und einer longitudinalen Zeit zur Kollision.
13. Computer, der dazu programmiert ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10 durchzuführen.
14. Fahrzeug, das den Computer nach Anspruch 13 umfasst.
15. Computerprogrammprodukt, das ein computerlesbares Medium umfasst, das Anweisungen speichert, die durch einen Computerprozessor ausführbar sind, um das Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10 auszuführen.

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