DE102018117561A1

DE102018117561A1 - Verfahren zum automatisierten Vermeiden einer Kollision

Info

Publication number: DE102018117561A1
Application number: DE102018117561.2A
Authority: DE
Inventors: Georg Schneider; Philipp Mungenast
Original assignee: ZF Active Safety GmbH
Current assignee: ZF Active Safety GmbH
Priority date: 2018-07-20
Filing date: 2018-07-20
Publication date: 2020-01-23
Also published as: US20200023836A1; CN110733501A; US11673545B2; CN110733501B

Abstract

Bei einem Verfahren zum automatisierten Vermeiden einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem Objekt im Umfeld des Fahrzeugs werden mehrere Fahrzeugpfade prädiziert und jeweils mit einer Fahrzeugpfadwahrscheinlichkeit bewertet, das Fahrzeugumfeld mit einem bildgebenden Fahrzeugsensor aufgenommen, ein Objekt im Fahrzeugumfeld erfasst, wenigstens ein Objektpfad im Fahrzeugumfeld prädiziert und mit einer Objektpfadwahrscheinlichkeit bewertet, einer der Fahrzeugpfade auf Kollision mit dem wenigstens einen Objektpfad geprüft und bei Kollision eine Kollisionswahrscheinlichkeit mit dem wenigstens einen Objektpfad berechnet, ein Bewertungskriterium für eine Gesamtkollisionswahrscheinlichkeit des Fahrzeugs mit dem Objekt ermittelt und geprüft, ob das Bewertungskriterium einen Schwellwert überschreitet sowie bei Überschreiten des Schwellwerts ein Kollisionsvermeidungsmanöver ausgelöst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Vermeiden einer Kollision eines Fahrzeugs, wie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Pkw, mit einem Objekt im Umfeld des Fahrzeugs.
Bei einem bekannten automatischen Notbremssystem für den Stadtverkehr, tastet ein Infrarotsensorsystem den Fahrbahnbereich vor einem Fahrzeug ab und erfasst stehende und in gleicher Richtung fahrende Fahrzeuge. Unterschreitet der Abstand zu einem im Fahrbahnbereich vor dem Fahrzeug auftauchenden anderen Fahrzeug ein Mindestmaß, wird das Fahrzeug automatisch zum Stillstand gebremst.
Ebenfalls bekannt sind Fahrzeuge, bei denen in bestimmten Betriebssituationen ein Fahrerassistenzsystem zumindest teilweise das Fahren des Fahrzeugs dem Fahrer abnimmt. Naturgemäß sinkt mit dem zeitweisen Entbinden des Fahrers von der Fahraufgabe dessen Aufmerksamkeit bezüglich des Verkehrsgeschehens im Fahrzeugumfeld.
Bekannte Fahrerassistenzsysteme arbeiten Fahraufgaben mit Hilfe von Entscheidungs- und Regelalgorithmen ab, die auf Daten eines oder mehrerer Fahrzeugsensoren als Eingangsgrößen zugreifen.
Entscheidungs- und Regelalgorithmen bekannter Notbremssysteme und Fahrerassistenzsysteme arbeiten mit Fahrzeugsensordaten, die als solche oder auf Grund der Verarbeitung mit Ungenauigkeiten behaftet sind. Werden Ungenauigkeiten beim Systemdesign nicht ausreichend berücksichtigt, kann dies das Fahrergebnis negativ beeinflussen.
Aus dem Stand der Technik sind Fahrerassistenzsysteme und Verfahren bekannt, die automatisiert eine Kollision eines Fahrzeugs mit anderen Objekten vermeiden. Allerdings kommt es immer wieder zu nicht nachvollziehbare Fahrmanövern oder plötzliche, dem Fahrer nicht notwendig erscheinende starke Bremsungen aufgrund von Fehlinterpretationen derartiger Fahrerassistenzsysteme.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum automatisierten Vermeiden einer Kollision bereitzustellen, welches die Nachteile des Stands der Technik überwindet, insbesondere eine zuverlässige Kollisionsvermeidung bewirkt und kostengünstig implementierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zum automatisierten vermeiden einer Kollision eines Fahrzeugs, wie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines PKW, mit einem Objekt im Umfeld des Fahrzeugs nach Anspruch 1 gelöst, bei dem mehrere Fahrzeugpfade prädiziert und jeweils mit einer Fahrzeugpfadwahrscheinlichkeit bewertet werden, das Fahrzeugumfeld mit einem bildgebenden Fahrzeugsensor aufgenommen wird, ein Objekt im Fahrzeugumfeld erfasst wird, wenigstens ein Objektpfad im Fahrzeugumfeld prädiziert und mit einer Objektpfadwahrscheinlichkeit bewertet wird, einer der Fahrzeugpfade auf Kollision mit dem wenigstens einen Objektpfad geprüft wird und bei Kollision eine Kollisionswahrscheinlichkeit mit dem wenigstens einen Objektpfad berechnet wird, ein Bewertungskriterium für eine Gesamtkollisionswahrscheinlichkeit des Fahrzeugs mit dem Objekt ermittelt und geprüft wird, ob das Bewertungskriterium einen Schwellwert überschreitet, und bei Überschreiten des Schwellwerts ein Kollisionsvermeidungsmanöver ausgelöst wird.
Durch die für Vorhersage mehrerer potentieller Fahrzeugpfade, die jeweils mit einer Wahrscheinlichkeit bewertet sind und entsprechend dieser Wahrscheinlichkeit bei der Entscheidungsfindung für ein Kollisionsmanöver berücksichtigt werden, ist eine momentane Fahrsituation des Fahrzeugs umfassender repräsentiert, was eine robuste Entscheidungsbasis bietet. Ebenso trägt dazu bei, dass der Objektpfad eines im Fahrzeugumfeld erfassten Objekts mit einer Objektpfadwahrscheinlichkeit bewertet wird. In dem ein Bewertungskriterium für die Gesamtkollisionswahrscheinlichkeit unter Berücksichtigung der Wahrscheinlichkeiten der jeweiligen Fahrzeug- bzw. Objektpfade gebildet wird, erreicht das erfindungsgemäße Verfahren eine niedrige Fehlauslösungsquote. Die dazu notwendigen arithmetischen Operationen sind Basisoperationen die an die das Verfahren ausführende Fahrzeughardware nur geringe Anforderungen stellen.
Insbesondere ist das Verfahren auf einem Fahrer Assistenzmodul des Fahrzeugs implementiert, dass einen Mikrocomputer und eine Schnittstelle zu einem Objekterfassungsmodul des Fahrzeugs umfasst. Insbesondere ist der bildgebende Fahrzeugsensor ein Kameramodul, das einen Videodatenstrom erzeugt, der vom Objekterfassungsmodul verarbeitet wird. Grundsätzlich können auch andere Fahrzeugsensoren, die eine Computerverarbeitung und Darstellung von detektierten Objekte im Zwei- und Dreidimensionalen erlauben als bildgebender Fahrzeugsensor verwendet werden. Insbesondere kann ein Radarsensor, Lidarsensor, Ultraschallsensor, ein CMOS-Sensor, ein CCD-Sensor oder eine Kombination aus einem oder mehreren der vorgenannten Sensoren den bildgebenden Fahrzeugsensor bilden. Der Fahrzeugsensor erzeugt eine Datenstrom, der vom Objekterfassungsmodul verarbeitet wird. Für die Objekterfassung sind im Objekterfassungsmodul geeignete Algorithmen vorgesehen, die aus dem (Video-)Datenstrom Objekte, deren Position relativ zum Fahrzeug sowie deren Relativgeschwindigkeit zum Fahrzeug erfassen und zu Verarbeitung durch das Verfahren bereitstellen.
Objekte im Sinne der Erfindung sind alle durch das Objekterfassungsmodul klassifizierte Objekte, insbesondere andere Verkehrsteilnehmer, Fußgänger, Radfahrer, Verkehrsschilder, Fahrzeuge und oder Gebäude.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung werden die Fahrzeugpfade aus Fahrdynamikdaten und einer Fehlerwahrscheinlichkeitsverteilung der Fahrdynamikdaten ermittelt. Als Fahrdynamikdaten werden insbesondere die Fahrzeuggeschwindigkeit, Raddrehzahlen, die Gierrate und/oder der Lenkwinkel des Fahrzeugs abgefragt. Insbesondere werden die Fahrzeugpfade aus mittels eines parametrischen Fahrdynamikmodells berechnet. Vorzugsweise werden die Fahrzeugpfade durch Variation wenigstens eines Parameters der Fahrdynamikmodells ermittelt. Insbesondere ergibt sich die Parametervariation aus einer Wahrscheinlichkeitsverteilung eines Fehlers oder einer Ungenauigkeit eines oder mehrerer Fahrdynamiksensoren und/oder des Fahrdynamikmodells. Insbesondere ist die Wahrscheinlichkeitsverteilung als Funktion über die Abweichung von den wahren Fahrdynamikdaten und/oder dem wahren Fahrzeugpfad angegeben. Vorzugsweise wird die Fehlerwahrscheinlichkeitsverteilung aus einer look-up Tabelle abgefragt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung werden mehrere Objektpfade prädiziert und mit jeweils einer Objektpfadwahrscheinlichkeit bewertet. Dabei werden jeweils paarweise einer der Fahrzeugpfade und einer der Objektpfade auf Kollision geprüft und bei Kollision mit einer Kollisionswahrscheinlichkeit bewertet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung werden die Objektpfade aus Objekterfassungsdaten und einer Fehlerwahrscheinlichkeitsverteilung der Objekterfassungsdaten ermittelt. Insbesondere umfassen die Objekterfassungsdaten eine Objektposition und/oder eine Relativgeschwindigkeit des Objekts relativ zum Fahrzeug. Insbesondere gibt die Fehlerwahrscheinlichkeitsverteilung einen Fehler oder eine Ungenauigkeit der Objekterfassungsdaten an. Insbesondere wird ein Objektpfad auf Basis von Objektposition und/oder Relativgeschwindigkeit des Objekts berechnet und mehrere Objektpfade aus der Variation von Objektposition und/oder Relativgeschwindigkeit gemäß der Fehlerwahrscheinlichkeitsverteilung. Insbesondere werden für Objekterfassungsdaten unterschiedlicher Art, wie Objektposition und Relativgeschwindigkeit, und/oder Fahrdynamikdaten unterschiedlicher Art, wie Gierrate und Lenkwinkel, jeweils spezifische Fehlerwahrscheinlichkeitsverteilungen verarbeitet und entsprechende weitere Fahrzeugpfade und oder Objektpfade ermittelt und mit entsprechenden Wahrscheinlichkeiten bewertet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird die Kollisionswahrscheinlichkeit aus Fahrzeugpfadwahrscheinlichkeit und Objektpfadwahrscheinlichkeit ermittelt. Insbesondere wird die Kollisionswahrscheinlichkeit nur dann ermittelt, wenn bezüglich eines spezifischen Paares von Fahrzeugpfad und Objektpfad eine Kollision ermittelt wurde. In einer alternativen Ausführung wird die Kollisionswahrscheinlichkeit zu 0 gesetzt, wenn keine Kollision ermittelt wurde. Dies hat den Vorteil, dass alle übrigen Berechnungsschritte unverändert bleiben und keine zusätzliche Behandlung nicht kollidierender Fahrzeugpfad Objektpfad Paare erfolgen muss. Insbesondere wird die Kollisionswahrscheinlichkeit durch Multiplikation der jeweiligen Fahrzeugpfadwahrscheinlichkeit und Objektpfadwahrscheinlichkeit berechnet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird das Bewertungskriterium für eine Gesamtkollisionswahrscheinlichkeit des Fahrzeugs durch Summieren mehrerer Kollisionswahrscheinlichkeiten gebildet. Insbesondere wird das Bewertungskriterium durch Summieren der Kollisionswahrscheinlichkeiten aller Paare von Fahrzeugpfaden und Objektpfaden gebildet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird das Bewertungskriterium durch ein gewichtetes Summieren mehrerer Kollisionswahrscheinlichkeiten gebildet. Insbesondere wird die Kollisionswahrscheinlichkeit eines jeweiligen Paares von Fahrzeugpfad und Objektpfad in Abhängigkeit von einer Objektpfadeigenschaft oder Objektklasse, die erfasst wurde, gewichtet. Durch diese Maßnahme können Objektpfade geringer Wahrscheinlichkeit in der Kollisionsbetrachtung geringer gewichtet werden oder Objekte, die schutzbedürftig sind, wie Personen, bei der Bewertung, ob ein Kollisionsvermeidungsmanöver ausgelöst werden soll, stärker berücksichtigt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird das Bewertungskriterium durch Summieren einer vorbestimmten Anzahl höchster Kollisionswahrscheinlichkeiten gebildet. Dazu wird eine Rangfolge der Pfadpaare anhand deren Kollisionswahrscheinlichkeiten gebildet und nur die ranghöchsten und wahrscheinlichsten Pfadpaare zur Berechnung des Bewertungskriteriums berücksichtigt. In einer alternativen Ausführung wird das Bewertungskriterium durch Summieren einer vorbestimmten Anzahl zufällig ausgewählter Kollisionswahrscheinlichkeiten gebildet. Mit dieser Maßnahme kann die Rechenzeit für diesen Verfahrensschritt zuverlässig vorausgeplant und begrenzt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung werden die Fahrzeugpfadwahrscheinlichkeiten auf Überschreiten eines Schwellwerts geprüft und die Kollisionswahrscheinlichkeit wird nur für Fahrzeugpfade, die den Schwellwert überschreiten, berechnet. Vorzugsweise werden die Fahrzeugpfadwahrscheinlichkeiten bei dieser Ausführung aus einer während des Fahrzeugbetriebs berechneten Fehlerwahrscheinlichkeitsverteilung der Fahrdynamikdaten bestimmt. Insbesondere wird diese Prüfung und Beschränkung der Berechnung auf ausgewählte Pfade alternativ oder zusätzlich auch für Objektpfadwahrscheinlichkeiten und Objektpfade durchgeführt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung werden mehrere Objekte im Fahrzeugumfeld erfasst, die Objekte bezüglich der anderen erfassten Objekte priorisiert und die Verfahrensschritte d bis g für eine vorbestimmte Anzahl Objekte höchster Priorität ausgeführt. Die Priorität eines Objekts wird insbesondere anhand dessen Objektklasse, der Position und dessen Relativgeschwindigkeit zum Fahrzeug bestimmt. Insbesondere wird für jedes Objekt eine Gesamtkollisionswahrscheinlichkeit berechnet. Vorzugsweise werden die Gesamtkollisionswahrscheinlichkeiten der Objekte bei einer Auswahl und Planung des Kollisionsvermeidungsmanövers berücksichtigt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung umfasst das Kollisionsvermeidungsmanöver, dass eine hörbare, sichtbare und/oder fühlbare Warnung ausgegeben wird. Insbesondere werden einem Fahrzeugführer des Fahrzeugs optische und/oder akustische Warnsignale angezeigt. Alternativ oder zusätzlich, kann eine optische und/oder akustische Außenwarnung an andere Verkehrsteilnehmer, wie ein Aktivieren der Hupe oder der Lichthupe, ausgelöst werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung umfasst das Kollisionsvermeidungsmanöver, dass automatisiert durch ein Fahrzeugsystem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs geändert wird. Insbesondere ist das Fahrzeugsystem ein Kameramodul, wobei eine Brems- bzw. Beschleunigungsvorgabe vorzugsweise unmittelbar über ein Fahrzeugkommunikationsnetz einem Bremssteuergerät, Fahrdynamiksteuergerät und/oder einem Motorsteuergerät übermittelt wird. In dieser Ausführung wird eine Notbremsaktion direkt durch das Kameramodul ausgelöst.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung umfasst das Kollisionsvermeidungsmanöver, dass das Fahrzeug automatisiert entlang eines Pfades, der den wenigstens einen Objektpfad nicht schneidet, und/oder entlang eines Pfades geringerer Kollisionswahrscheinlichkeit geführt wird. Insbesondere wird Pfad für das Kollisionsvermeidungsmanöver unter Berücksichtigung mehrerer erfasster Objekte und deren jeweiligen potentiellen Objektpfaden und deren Wahrscheinlichkeiten erm ittelt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird das Kollisionsvermeidungsmanöver von einem in einem Kameramodul integrierten Mikroprozessor ausgelöst und wenigstens einem Fahrzeugsystem vorgegeben. Insbesondere ist das Fahrzeugsystem ein Fahrdynamiksteuergerät, ein Motorsteuergerät, ein Bremssteuergerät oder eine Zentraleinheit für automatisierte Fahrfunktionen.
Weitere Vorteile, Eigenschaften und Merkmale der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung bevorzugter Ausführungen der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlich, in denen zeigen:

1: eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs für das an Hand dreier Fahrzeugpfade und eines Objektpfads in einem ersten Beispiel das erfindungsgemäße Verfahren erläutert wird; und
2: eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs für das an Hand dreier Fahrzeug- und zweier Objektpfade in zweiten Beispiel das erfindungsgemäße Verfahren erläutert wird.

In 1 ist beispielhaft ein Fahrzeug 10 dargestellt. Auf einem nicht näher dargestellten Kamerasystem des Fahrzeugs 10 ist eine bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens implementiert. In einer anderen nicht näher dargestellten Ausführung ist das Verfahren auf einem vom Kamerasystem separaten Steuergerät für Fahrassistenzaufgaben implementiert.
Das Kamerasystem im Fahrzeug 10 umfasst im Beispiel einen in Fahrtrichtung vorausliegenden Bereich des Umfelds des Fahrzeugs 10. Ein Bildgebungssensor des Kamerasystems stellt einen Bilddatenstrom bereit, aus dem ein in dem Kamerasystem integriertes Objekterfassungsmodul ein Objekt 20, nämlich einen Fußgänger, erfasst und innerhalb des fortlaufenden Datenstroms weiterverfolgt. Das Objekterfassungsmodul ermittelt aus dem Bilddatenstrom laufend die Momentanposition des Objekts 20 sowie dessen Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung. Die Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung wird insbesondere als Geschwindigkeitsvektor mit wenigstens zwei Richtungskomponenten bereitgestellt. Auf Basis der Momentanposition des Objekts 20, der Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung wird ein Objektpfad 22 für einen vorbestimmten Bewertungszeithorizont extrapoliert. Insbesondere wird für mehrere Zeitpunkte eine zukünftige Position berechnet und daraus ein Objektpfad 22 gebildet.
Für das Fahrzeug 10 wird aus momentanen Fahrdynamikdaten, insbesondere Gierrate, Lenkwinkel, Querbeschleunigung und/oder Geschwindigkeit einen vorbestimmten Zeithorizont ein Fahrzeugpfad 16 geschätzt. Insbesondere wird für die Schätzung ein Einspurmodell verwendet. Aus Fehlerwahrscheinlichkeitsverteilungen für die Gierrate, den Lenkwinkel, die Querbeschleunigung und/oder die Geschwindigkeit werden weitere Fahrzeugpfade 12, 16 geschätzt. Aus der Fehlerwahrscheinlichkeitsverteilung der Fahrdynamikdaten ergibt sich auch eine jeweilige Wahrscheinlichkeit oder Zuverlässigkeit der Schätzung des jeweiligen Fahrzeugpfads 12, 14, 16. Beispielsweise wird der geschätzte Fahrzeugpfad 16 mit einer Wahrscheinlichkeit von 0,5 bewertet und die Fahrzeugpfade 12, 14 jeweils mit einer Wahrscheinlichkeit von 0,25. In einem weiteren nicht näher beschriebenen Ausführungsbeispiel, das im Übrigen identisch ist, berücksichtigt die Fehlerwahrscheinlichkeitsverteilung der Fahrdynamikdaten auch Modellungenauigkeiten des Einspurmodell oder eines anderen verwendeten Fahrdynamikmodells sowie eine zeitliche Abhängigkeit der Zuverlässigkeit der Schätzung für spätere Zeitpunkte des Zeithorizonts.
In dem vereinfachten Beispiel der 1 wird nur ein Objektpfad 22 vom Objekterfassungsdaten geschätzt und mit einer Wahrscheinlichkeit von 1 bewertet.
Die Fahrzeugpfade 12,14, 16 werden jeweils auf Kollision mit dem Objektpfad 22 geprüft. Dazu können die geschätzten Positionen des Fahrzeugs entlang des jeweiligen Fahrzeugpfads zu den jeweiligen Zeitschriften des Zeithorizonts mit den geschätzten Positionen des Objekts entlang des Objektpfad 22 auf Übereinstimmung geprüft werden. Der Vergleich erfolgt jeweils paarweise für jeden Fahrzeugpfad 12, 14,16 und jedes Objekt 20. Wird innerhalb des Zeithorizonts eine Übereinstimmung eines Fahrzeugpfads 12, 14,16 und eines Objektpfads 22 ermittelt, also eine potentielle Kollision des Fahrzeugs 10 und des Objekts 20, wird eine Kollisionswahrscheinlichkeit für den jeweiligen Fahrzeugpfad 12, 14, 16 und den Objektpfad 22 berechnet. Die Kollisionswahrscheinlichkeit ergibt sich durch Multiplikation der Fahrzeugpfadwahrscheinlichkeit mit der Objektpfadwahrscheinlichkeit.
In 1 ist der Zeithorizont der Pfadschätzung durch die Länge der Fahrzeugpfad- und Objektpfadpfeile repräsentiert. Gemäß der Figur schneidet der Objektpfad 22 also die Fahrzeugpfade 16 und 14, nicht jedoch den Fahrzeugpfad 12. Für die potentielle Kollision des Fahrzeugpfads 16 mit dem Objektpfad 22 ergibt sich eine Kollisionswahrscheinlichkeit von 1 mal 0,5, also 0,5. Für die potentielle Kollision des Fahrzeugpfads 14 mit dem Objektpfad 22 ergibt sich eine Kollisionswahrscheinlichkeit von 1 mal 0,25, also 0,25.
Nach der Berechnung der Kollisionswahrscheinlichkeiten der potentiell kollidierenden Pfade, wird das Bewertungskriterium für die Gesamt Kollisionswahrscheinlichkeit des Fahrzeugs 10 mit dem Objekt 20 berechnet, indem die Kollisionswahrscheinlichkeiten der kollidierenden Paare von Fahrzeugpfad und Objektpfad summiert werden. Die Gesamtkollisionswahrscheinlichkeit beträgt im Beispiel 0,75.
Die Gesamtkollisionswahrscheinlichkeit wird im vereinfachten Beispiel mit einem Schwellwert, bspw. 0,7, verglichen. Da die Gesamtkollisionswahrscheinlichkeit den Schwellwert überschreitet, wird ein Kollisionsvermeidungsmanöver ausgelöst. In einem anderen Ausführungsbeispiel, das im Übrigen mit dem Ausführungsbeispiel der 1 übereinstimmt, wird die Gesamtkollisionswahrscheinlichkeit kontinuierlich überwacht und Charakteristika aus dem Gesamtkollisionswahrscheinlichkeit Verlauf, wie dessen Steigung oder Durchschnitt über eine vorbestimmte Zeitspanne ermittelt und mit entsprechenden Schwellwerten verglichen. Insbesondere wird der Schwellwert abhängig von der Fahrsituation dynamisch angepasst.
Als Kollisionsvermeidungsmanöver wird das Fahrzeug im einfachsten Fall schnellstmöglich zum Stillstand gebremst. Dazu sendet ein Mikroprozessor des Kamerasystems, auf dem das erfindungsgemäße Kollisionsvermeidungsverfahren implementiert ist, ein Notbremssignal an ein Bremsensteuergerät.
In einer weiteren Ausführung, die soweit nicht im Folgenden anders beschrieben dem Beispiel gemäß 1 entspricht, berechnet der Mikroprozessor eine Ausweichtrajektorie für das Fahrzeug. Dazu wird das Fahrzeug 10 derart angesteuert, dass der potentielle Fahrzeugpfad, für den keine Kollision mit dem Objekt festgestellt wurde, abgefahren wird. Das Fahrzeug wird also derart angesteuert, dass die Fahrzeugpfadwahrscheinlichkeit für einen kollisionsfreien Fahrzeugpfad steigt.
Das in 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist identisch zu dem in 1 dargestellten Verfahren, so dass Bezugszeichen und Verfahrensweise den Erklärungen zu 1 entsprechen. Ein Unterschied besteht darin, dass für die Momentanposition des Objekts 20, Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung eine Fehlerwahrscheinlichkeitsverteilung vorliegt. Die Fehlerwahrscheinlichkeitsverteilung gibt für eine Abweichung vom jeweiligen wahren Wert der vom Objekterfassungsmodul bereitgestellten Momentanposition, Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung des Objekts 20 eine Wahrscheinlichkeit an. Für die Objektdaten ist somit bekannt, mit welcher Wahrscheinlichkeit diese um ein gewisses Maß von den wahren Werten abweichen. Mit Hilfe der Fehlerwahrscheinlichkeitsverteilungen bezüglich der Momentanposition, der Geschwindigkeit und/oder der Bewegungsrichtung kann eine Fehlerwahrscheinlichkeitsverteilung für den Objektpfad 22 angegeben werden, der auf der vom Objekterfassungsmodul bereitgestellten Momentanposition, Geschwindigkeit und/oder Bewegungsrichtung basiert. Somit kann dem Objektpfad 22 eine Wahrscheinlichkeit zugewiesen werden. Weiter werden weitere Objektpfade ermittelt, nämlich solche, die sich auf Basis von um ein gewisses Maß abweichenden Objektdaten ergeben, und mit einer der Abweichung der Objektdaten zugehörigen Wahrscheinlichkeit bewertet.
Beispielhaft und vereinfacht ist neben dem Objektpfad 22, der auf Basis einer Momentanposition und eines momentanen Geschwindigkeitsvektors ermittelt wird ein weiterer Objektpfad 24 dargestellt, der wegen der Ungenauigkeit oder Abweichungen vom wahren Wert von Momentanposition und momentanem Geschwindigkeitsvektor ein potentieller Objektpfad ist. Auf Basis der Fehlerwahrscheinlichkeitsverteilung wird der Objektpfad 22 mit einer Wahrscheinlichkeit von 0,75 und der Objektpfad mit einer Wahrscheinlichkeit von 0,25 bewertet.
Wie im Beispiel der 1 werden zunächst paarweise jeweils ein Fahrzeugpfad 12, 14,16 und ein Objektpfad 22, 24 auf Kollision innerhalb des Zeithorizonts geprüft. Anhand der Länge der Pfeile in der schematischen Darstellung ist zu erkennen, dass im Beispiel der 2 der Objektpfad 22 die Fahrzeugpfade 14 und 16 schneidet und der Objektpfad 24 den Fahrzeugpfad 16. Unter Annahme der gleichen Fahrzeugpfadwahrscheinlichkeiten wie im Beispiel der 1 beträgt die Kollisionswahrscheinlichkeit für das Paar aus Fahrzeugpfad 16 und Objektpfad 22 0,5 mal 0,75, also 0,375, und für das Paar aus Fahrzeugpfad 14 und Objektpfad 22 0,25 mal 0,25, also 0,0625. Für eine Kollision des Fahrzeugpfads 16 mit dem Objektpfad 24 beträgt die Kollisionswahrscheinlichkeit 0,25 mal 0,25, also 0,0625. Die Gesamtwahrscheinlichkeit für eine Kollision des Fahrzeugs 10 mit dem Objekts 20 ergibt sich als Summe der Kollisionswahrscheinlichkeiten aller Paare von kollidierenden Fahrzeugpfaden und Objektpfaden, also 0,375 + 0,0625 + 0,0625. In einer anderen Ausführung, die im Übrigen dem Verfahren wie in 1 und 2 beschriebene entspricht, werden die Kollisionswahrscheinlichkeit eines jeweiligen Pfadpaares vor dem Summieren durch einen Gewichtungsfaktor beeinflusst. Insbesondere wird erhalten Pfadpaare, für die eine Kollision zu einem frühen Zeitpunkt innerhalb des Zeithorizonts berechnet wurde ein höheres Gewicht als Pfadpaare für die zu einem späten Zeitpunkt im Zeithorizont eine Kollision berechnet wurde. Vorzugsweise nimmt der Gewichtungsfaktor linear über den Zeithorizont ab.
Die Merkmale aller beschriebenen Ausführungen und Varianten sind, sofern sie nicht widersprüchlich oder als ausschließende Alternativen erläutert wurden, beliebig kombinierbar.

Claims

Verfahren zum automatisierten Vermeiden einer Kollision eines Fahrzeugs (10) mit einem Objekt im Umfeld des Fahrzeugs (10), bei dem: a) mehrere Fahrzeugpfade (12, 14, 16) prädiziert und jeweils mit einer Fahrzeugpfadwahrscheinlichkeit bewertet werden; b) das Fahrzeugumfeld mit einem bildgebenden Fahrzeugsensor aufgenommen wird; c) ein Objekt (20) im Fahrzeugumfeld erfasst wird; d) wenigstens ein Objektpfad (22, 24) im Fahrzeugumfeld prädiziert und mit einer Objektpfadwahrscheinlichkeit bewertet wird, e) einer der Fahrzeugpfade (12, 14, 16) auf Kollision mit dem wenigstens einen Objektpfad (22, 24) geprüft wird und bei Kollision eine Kollisionswahrscheinlichkeit mit dem wenigstens einen Objektpfad (22, 24) berechnet wird, f) ein Bewertungskriterium für eine Gesamtkollisionswahrscheinlichkeit des Fahrzeugs (10) mit dem Objekt (20) ermittelt und geprüft wird, ob das Bewertungskriterium einen Schwellwert überschreitet, g) bei Überschreiten des Schwellwerts ein Kollisionsvermeidungsmanöver ausgelöst wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die mehreren Fahrzeugpfade (12, 14, 16) aus Fahrdynamikdaten und einer Fehlerwahrscheinlichkeitsverteilung der Fahrdynamikdaten ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem mehrere Objektpfade (22, 24) prädiziert und mit jeweils einer Objektpfadwahrscheinlichkeit bewertet werden, wobei jeweils paarweise einer der Fahrzeugpfade (12, 14, 16) und einer der Objektpfade (22, 24) auf Kollision geprüft werden und bei Kollision mit einer Kollisionswahrscheinlichkeit bewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die mehreren Objektpfade (22, 24) aus Objekterfassungsdaten und einer Fehlerwahrscheinlichkeitsverteilung der Objekterfassungsdaten ermittelt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kollisionswahrscheinlichkeit aus Fahrzeugpfadwahrscheinlichkeit und Objektpfadwahrscheinlichkeit ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Bewertungskriterium durch Summieren mehrerer Kollisionswahrscheinlichkeiten gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Bewertungskriterium durch ein gewichtetes Summieren mehrerer Kollisionswahrscheinlichkeiten gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Bewertungskriterium durch Summieren einer vorbestimmten Anzahl höchster oder zufällig ausgewählter Kollisionswahrscheinlichkeiten gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Fahrzeugpfadwahrscheinlichkeiten auf Überschreiten eines Schwellwerts geprüft werden und die Kollisionswahrscheinlichkeit nur für Fahrzeugpfade (12, 14, 16), die den Schwellwert überschreiten, berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mehrere Objekte im Fahrzeugumfeld erfasst werden, einem jeweiligem Objekt bezüglich der anderen erfassten Objekte eine Priorität zugewiesen wird und die Verfahrensschritte d bis g für eine vorbestimmte Anzahl Objekte höchster Priorität ausgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Kollisionsvermeidungsmanöver umfasst, dass eine hörbare, sichtbare oder taktile Warnung durch ein Fahrzeugsystem ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Kollisionsvermeidungsmanöver umfasst, dass automatisiert durch ein Fahrzeugsystem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs (10) geändert wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Kollisionsvermeidungsmanöver umfasst, dass das Fahrzeug automatisiert entlang eines Pfades, der den wenigstens einen Objektpfad (22, 24) nicht schneidet, und/oder entlang eines Pfades geringerer Kollisionswahrscheinlichkeit geführt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Kollisionsvermeidungsmanöver von einem in einem Kameramodul integrierten Mikroprozessor ausgelöst und wenigstens einem Fahrzeugsystem vorgegeben wird.