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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Steuergerät für ein Fahrzeug und insbesondere, aber nicht ausschließlich, ein Steuergerät zum Steuern eines Fahrzeug-Spurhalte-/Spurwechselassistenten. Aspekte der Erfindung betreffen ein Steuergerät, ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs und ein Fahrzeug.
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HINTERGRUND
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Moderne Fahrzeuge sind im Allgemeinen mit Fahrerassistenzsystemen (Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) ausgestattet, die den Fahrer in einer Vielzahl von Fahrszenarien unterstützen. ADAS finden aufgrund der technologischen Fortschritte in der Sensortechnologie und der verbesserten Fähigkeiten von Bordverarbeitungsvorrichtungen zunehmend Verbreitung.
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Somit können von diesen Sensorsystemen gesammelte Informationen zum Verbessern der Situationswahrnehmung durch den Fahrer, zum Identifizieren von gefährlichen Situationen und zum Erleichtern der automatisierten Steuerung von bestimmten Fahrzeugvorgängen verwendet werden.
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Beispielsweise kann ein adaptiver Geschwindigkeitsregler automatisch die Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs durch Identifizieren von Fahrzeugen in der Umgebung, Überwachen der Geschwindigkeit und Nähe der Fahrzeuge und Anpassen der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs zum Halten eines optimalen Abstands steuern. Ebenso kann ein Notbremsassistent Hindernisse vor oder hinter dem Fahrzeug identifizieren und diese Hindernisse dem Fahrer anzeigen.
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Diese ADAS sind aber von Sensoren abhängig, die ein begrenztes Sichtfeld aufweisen, durch das sie Signale senden/empfangen oder Bilder erfassen können. Somit kann ein Fahrzeug mit verschiedenen vorne, hinten und seitlich montierten Sensoren zum Identifizieren von Objekten an verschiedenen Positionen um das Fahrzeug herum ausgestattet sein. Zusätzliche Sensoren erhöhen die Kosten und Komplexität der ADAS und verursachen Platzprobleme, die sich auf die Fahrzeuggestaltung auswirken.
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Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um wenigstens einige der vorhergehenden Probleme abzuschwächen oder zu beseitigen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuergerät zum Steuern eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Fahrzeug ein Erfassungsmittel mit einem Erfassungsbereich und einem seitlichen Nicht-Erfassungsbereich aufweist, wobei das Steuergerät umfasst: einen Eingang zum Empfangen eines Objekterfassungssignals vom Erfassungsmittel; einen zum Erzeugen eines Steuersignals zum Steuern eines Fahrzeugsystems gemäß dem empfangenen Objekterfassungssignal ausgebildeten Prozessor; einen Ausgang zum Ausgeben des Steuersignals, wobei der Prozessor zum Erzeugen eines Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignals zum Variieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit um eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, um die Erfassung eines potentiellen Objekts in einer seitlichen Richtung des Fahrzeugs zu erleichtern, ausgebildet ist; und der Ausgang zum Ausgeben des Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignals ausgebildet ist.
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Das Steuergerät ist ausgebildet zum Erzeugen eines Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignals zum Variieren der Geschwindigkeit des Fahrzeugs um einen aktuellen Geschwindigkeitswert, um ein Objekt, dass sich gegebenenfalls im Nicht-Erfassungsbereich des Erfassungsmittels befindet, in den Erfassungsbereich des Erfassungsmittels zu bringen.
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Der Eingang kann zum Empfangen eines Eingangssignals ausgebildet sein und der Prozessor kann zum Erzeugen des Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignals entsprechend dem Empfang des Eingangssignals ausgebildet sein.
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Das Eingangssignal kann ein oder mehrere Elemente der Gruppe umfassen, umfassend: ein über eine Fahrzeugeingabevorrichtung eingegebener Benutzerbefehl; ein bei Betätigung eines Fahrzeuganzeigesystems erzeugtes Signal; ein durch ein Fahrerassistenzsystem erzeugtes Signal; ein GPS-Signal; und ein Objekterfassungssignal durch das Erfassungsmittel.
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Der Eingang des Steuergeräts kann einen ersten Eingang zum Empfang des Objekterfassungssignals und einen zweiten Eingang zum Empfang des Eingangssignals umfassen.
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Der Prozessor kann ausgebildet sein zum Erfassen eines Objekts im Erfassungsbereich gemäß dem vom Erfassungsmittel empfangenen Objekterfassungssignal; Verfolgen des Objekts; Ermitteln, ob das Objekt eine Gefahr für die seitliche Bewegung des Fahrzeugs darstellt; Erzeugen des Steuersignals zum Steuern des Fahrzeugsystems entsprechend der Ermittlung, ob das Objekt eine Gefahr für die seitliche Bewegung darstellt.
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Die Bewegung des Objekts kann im Erfassungsbereich verfolgt werden. Dies kann die Ermittlung einer relativen Position und Bewegungsinformationen umfassen. Das Steuergerät kann ermitteln, ob die relative Geschwindigkeit des Objekts eine Kollision/Gefahr bewirkt, wenn das Fahrzeug die Spur wechselt oder von der aktuellen Bahn abweicht. Das Steuergerät kann das Objekt verfolgen, sobald es den Erfassungsbereich verlässt, und nimmt an, dass das Objekt eine Position in der seitlichen Blindzone einnimmt, und nimmt somit an, dass das Objekt eine Kollision/Gefahr bewirkt, wenn das Fahrzeug die Spur wechselt.
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Das Verfolgen des Objekts kann das Ermitteln von einem oder mehreren Elementen der Gruppe umfassend eine Geschwindigkeit, Position, Beschleunigung oder Bahn des Objekts auf der Basis des Objekterfassungssignals umfassen.
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Der Prozessor kann zum Ermitteln ausgebildet sein, dass das Objekt eine Gefahr für die seitliche Bewegung des Fahrzeugs darstellt, wenn eine ermittelte Bahn des Objekts das Objekt in den seitlichen Nicht-Erfassungsbereich des Fahrzeugs führt.
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Die Ermittlung, ob das Objekt eine Gefahr für die seitliche Bewegung des Fahrzeugs darstellt, kann umfassen: das Ermitteln der relativen Bewegung des Objekts, während das Objekt im Erfassungsbereich bleibt, und das Ermitteln von einem oder mehreren Elementen der Gruppe umfassend: eine erste Wahrscheinlichkeit, dass sich das Objekt in den seitlichen Nicht-Erfassungsbereich bewegt, auf der Basis der relativen Bewegung; eine zweite Wahrscheinlichkeit, dass das Objekt eine Position im seitlichen Nicht-Erfassungsbereich einnimmt; und eine dritte Wahrscheinlichkeit, dass das Objekt in den Erfassungsbereich zurückkehrt.
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Das Fahrzeugsystem kann einen Spurwechselassistenten umfassen und das Steuersignal kann die Steuerung des Spurwechselassistenten beeinflussen, um zu verhindern, dass das Fahrzeug die Spur wechselt, während das Objekt eine Gefahr für die seitliche Bewegung darstellt.
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Das Fahrzeugsystem kann einen Spurwechselassistenten umfassen und das Steuersignal kann die Steuerung des Spurwechselassistenten beeinflussen, um die Gefahr für die seitliche Bewegung des Fahrzeugs anzuzeigen.
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Die Erfassung des Objekts im Erfassungsbereich kann das Identifizieren eines Fahrzeugs durch ein oder mehrere Elemente der Gruppe, umfassend eine Mustererkennung, eine Farberkennung oder eine Kennzeichenerkennung, umfassen.
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Das Objekterfassungssignal kann ein oder mehrere Elemente der Gruppe umfassen, umfassend: Computersichtdaten, Bilddaten, Radarsignaldaten oder Lidarsignaldaten.
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Das Erfassungsmittel kann ein oder mehrere Elemente der Gruppe umfassen, umfassend: eine oder mehrere Kameras, Lidarsensoren oder Radarsensoren.
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Das Erfassungsmittel kann am Fahrzeug so angeordnet sein, dass der Erfassungsbereich ein Vorwärtssichtfeld und ein Rückwärtssichtfeld umfasst und der seitliche Nicht-Erfassungsbereich in einem Bereich zwischen dem Vorwärtssichtfeld und dem Rückwärtssichtfeld angeordnet ist.
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Der Erfassungsbereich kann ein vertikales Sichtfeld umfassen, das weniger als 35 Grad umspannt, und der seitliche Nicht-Erfassungsbereich bildet die Außenseite des vertikalen Sichtfelds. Das Erfassungsmittel am Fahrzeug kann Objekte erfassen, die sich im Wesentlichen auf der gleichen horizontalen Ebene wie das Erfassungsmittel befinden. Solch ein Erfassungsmittel kann auf das Erfassen von Objekten in einem vertikalen Sichtfeld von 35 Grad oder weniger von solch einer horizontalen Ebene beschränkt sein. Bei hohen Fahrzeugen reicht dieses Sichtfeld gegebenenfalls nicht aus, um die Unterseite solcher Fahrzeuge zu erfassen, wenn sie sich in der Nähe des Fahrzeugs umfassend das Erfassungsmittel befinden. In solch einer Anordnung bildet der Nicht-Erfassungsbereich oberhalb vom vertikalen Sichtfeld Grenzen des Erfassungsmittels.
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Der Erfassungsbereich kann ein horizontales Vorwärtssichtfeld in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und ein horizontales Rückwärtssichtfeld entgegen der Fahrtrichtung umfassen und der seitliche Nicht-Erfassungsbereich kann die Außenseite von Vorwärts- und Rückwärtssichtfeld bilden. In dieser Anordnung umfasst das Fahrzeug ein Erfassungsmittel an der Vorder- und Rückseite des Fahrzeugs, weist aber einen „blinden“ Fleck an den Seiten des Fahrzeugs auf, den Vorwärts- und Rückwärtserfassungsmittel nicht abdecken.
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Der seitliche Nicht-Erfassungsbereich kann einen sich wenigstens immer teilweise entlang des Fahrzeugs erstreckenden Bereich umfassen.
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Das Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignal kann zum Steuern der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß einer variablen Geschwindigkeitssequenz ausgebildet sein.
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Die variable Geschwindigkeitssequenz kann eine Zufallssequenz von Geschwindigkeitszunahmen oder -abnahmen umfassen. Die variable Geschwindigkeitssequenz kann eine begrenzte Rate der Beschleunigung oder Verzögerung umfassen. Die variable Geschwindigkeitssequenz kann das Erhöhen der Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine erste relative Geschwindigkeit und Absenken der Geschwindigkeit auf eine zweite relative Geschwindigkeit umfassen. Die variable Geschwindigkeitssequenz kann ferner eine anhaltende Zeitdauer bei der ersten relativen Geschwindigkeit oder der zweiten relativen Geschwindigkeit umfassen.
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Die variable Geschwindigkeitssequenz kann von einer Benutzereingabe abhängen. Alternativ kann die variable Geschwindigkeitssequenz vom Eingangssignal abhängen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Fahrzeug ein Erfassungsmittel mit einem Erfassungsbereich und einem seitlichen Nicht-Erfassungsbereich aufweist, wobei das Verfahren umfasst: das Empfangen eines Objekterfassungssignals vom Erfassungsmittel an einem Eingang eines Steuergeräts; das Erzeugen eines Steuersignals zum Steuern eines Fahrzeugsystems gemäß dem empfangenen Objekterfassungssignal an einem Prozessor des Steuergeräts; das Ausgeben des Steuersignals an einem Ausgang des Steuergeräts, wobei das Verfahren das Erzeugen eines Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignals zum Variieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit um eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, um die Erfassung eines potentiellen Objekts in einer seitlichen Richtung des Fahrzeugs zu erleichtern, am Prozessor umfasst; das Ausgeben des Fahrzeuggeschwindigkeits-steuersignals vom Ausgang.
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Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auf ein Computerprogramm umfassend Anweisungen, die, wenn das Programm von einem Computer ausgeführt wird, den Computer zum Ausführen des Verfahrens des vorhergehenden Aspekts der vorliegenden Erfindung veranlassen. Solch ein Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sein.
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Die Erfindung erstreckt sich auf ein Fahrzeug umfassend ein Steuergerät gemäß dem vorhergehenden Aspekt der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Steuergerät zum Steuern eines Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Fahrzeug ein Erfassungsmittel mit einem Erfassungsbereich und einem Nicht-Erfassungsbereich aufweist, wobei das Steuergerät umfasst: einen Eingang zum Empfangen eines Objekterfassungssignals vom Erfassungsmittel; einen zum Erzeugen eines Steuersignals zum Steuern eines Fahrzeugsystems gemäß dem empfangenen Objekterfassungssignal ausgebildeten Prozessor; einen Ausgang zum Ausgeben des Steuersignals, wobei der Prozessor zum Erzeugen eines Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignals zum Variieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit um eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, um ein Objekt im Nicht-Erfassungsbereich in den Erfassungsbereich des Erfassungsmittels zu bringen; und der Ausgang zum Ausgeben des Fahrzeuggeschwindigkeits-steuersignals ausgebildet ist.
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Das Steuergerät wie zuvor beschrieben ausgebildet ist, wobei: der Prozessor einen elektronischen Prozessor mit einem elektrischen Eingang zum Empfangen der am Eingang des Steuergeräts empfangenen einen oder mehreren Signale (Objekterfassungssignal und/oder Eingangssignal); und eine elektronische Speichervorrichtung, die elektrisch mit dem elektronischen Prozessor gekoppelt ist und die darin gespeicherte Befehle aufweist, umfasst; und der Prozessor zum Zugreifen auf die Speichervorrichtung und Ausführen der darin gespeicherten Anweisungen ausgebildet ist, so dass er zum Erzeugen eines Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignals zum Variieren einer Fahrzeuggeschwindigkeit um eine aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, um ein Objekt im Nicht-Erfassungsbereich in den Erfassungsbereich des Erfassungsmittels zu bringe,.
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Jegliche hierin beschriebene Steuergeräte können geeigneterweise eine Steuereinheit oder eine Computervorrichtung mit einem oder mehreren elektronischen Prozessoren umfassen. Demnach umfasst das System eine einzige Steuereinheit oder ein einziges elektronisches Steuergerät oder alternativ dazu können verschiedene Funktionen des Steuergeräts in verschiedenen Steuereinheiten oder Steuergeräten verkörpert oder untergebracht sein. Wie hierin gebraucht soll der Begriff „Steuergerät“ oder „Steuereinheit“ sowohl eine einzige Steuereinheit oder ein einziges Steuergerät als auch mehrere Steuereinheiten oder Steuergeräte enthalten, die gemeinsam betrieben werden, um eine beliebige angegebene Steuerfunktionalität bereitzustellen. Um ein Steuergerät zu konfigurieren, kann ein geeigneter Satz aus Anweisungen bereitgestellt werden, die, wenn ausgeführt, bewirken, dass die Steuereinheit oder die Computervorrichtung die hierin angegebenen Steuertechniken implementieren. Die Menge von Anweisungen kann zweckmäßigerweise in einen oder in mehreren elektronischen Prozessoren eingebettet sein. Alternativ dazu kann die Menge von Anweisungen als auf der Computervorrichtung auszuführende Software bereitgestellt sein, die in einem oder mehreren mit dem Steuergerät verknüpften Speichern gespeichert ist. Ein erstes Steuergerät kann in auf einem oder mehreren Prozessoren ausgeführter Software implementiert sein. Ein oder mehrere Steuergeräte können in auf einem oder mehreren Prozessoren, optional auf demselben einen der denselben mehreren Prozessoren wie das erste Steuergerät, ausgeführter Software implementiert sein. Andere geeignete Anordnungen können ebenfalls eingesetzt werden.
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Innerhalb des Umfangs dieser Anmeldung wird ausdrücklich beabsichtigt, dass die unterschiedlichen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorhergehenden Absätzen, in den Ansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen dargestellt werden, und insbesondere deren individuellen Merkmale, unabhängig voneinander oder in einer beliebigen Kombination berücksichtigt werden können. Dies bedeutet, dass alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer beliebigen Ausführungsform auf beliebige Weise und/oder Kombination kombiniert werden können, sofern diese Merkmale nicht inkompatibel sind. Der Anmelder behält sich das Recht vor, jeden beliebigen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu ändern oder jeden neuen Patentanspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, jeden beliebigen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu verändern, um von einem beliebigen Merkmal eines beliebigen anderen Anspruchs abzuhängen und/oder dieses zu integrieren, obwohl es auf diese Art und Weise zuvor nicht beansprucht wurde.
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Figurenliste
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Nachfolgend sind eine oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
- 1 zeigt ein typisches Fahrzeug mit vorwärts und rückwärts zeigenden Sensoren.
- 2 zeigt ein Steuergerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 3 zeigt ein Verfahren zum Betreiben des Steuergeräts von 2 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 4 zeigt ein variables Geschwindigkeitsmuster gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 5a und 5b zeigen ein Fahrzeug umfassend ein Steuergerät gemäß 2.
- 6 zeigt ein Verfahren zum Verfolgen eines Objekts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 7a, 7b und 7c zeigen ein ein Objekt unter Verwendung des Verfahrens von 6 verfolgendes Fahrzeug.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Ein adaptiver Geschwindigkeitsregler kann beispielsweise automatisch die Fahrgeschwindigkeit eines Fahrzeugs steuern. Sensorvorrichtungen können Fahrzeuge in der Umgebung identifizieren, die vor und hinter dem Fahrzeug fahren, und eine Verarbeitungsvorrichtung kann die Geschwindigkeit und Nähe solcher Fahrzeuge überwachen. Eine Steuergerätvorrichtung kann die Sensorinformationen empfangen und die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs anpassen, um einen optimalen Abstand zu halten. Ebenso kann ein Notbremsassistent Hindernisse vor dem Fahrzeug identifizieren und diese Hindernisse dem Fahrer anzeigen und/oder korrigierende Bremsmanöver durchführen.
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Stärker automatisierte Fahrzeuge können gegebenenfalls Spurwechsel durchführen; hierzu muss aber eine ausreichende Sensorabdeckung gegeben sein, um seitlich angeordnete Objekte wahrzunehmen. Eine Option besteht im Hinzufügen zusätzlicher Sensoren zum Fahrzeug, um vorne und hinten am Fahrzeug angeordnete Sensoren zu unterstützen. Es kann aber wünschenswert sein, Sensoren mit verschiedenen Erfassungsmodi zu verwenden und/oder das Hinzufügen von Sensoren am Fahrzeug (was mit Einschränkungen und Problemen bezüglich verfügbarem Platz, Leistung und Gewicht verbunden sein kann) zu vermeiden.
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Ferner können bestimmte Sensortypen ein begrenztes Sichtfeld aufweisen, welches das Erfassen von bestimmten Fahrzeugtypen erschwert, die sich in der Nähe des Fahrzeugs befinden. Darüber hinaus sind herkömmlicherweise Fahrzeuge mit Sensoren an der Vorder- und Rückseite des Fahrzeugs ausgestattet, so dass ein seitlicher Nicht-Erfassungsbereich in Bezug auf das Fahrzeug besteht. Zusätzlich sind, selbst wenn vorhanden, seitlich montierte Sensoren häufig nicht für die Anwendung in autonomen Fahrsystemen ausgebildet (seitlich montierte Sensoren in herkömmlichen Fahrzeugen können Ultraschall- oder Umgebungskamerasensoren umfassen, die keine ASIL-(Automotive-Safety-Integrity-Level-)Zulassung aufweisen) und weisen ferner bei widrigen Witterungsbedingungen gegebenenfalls eine eingeschränkte Leistung auf.
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1 zeigt ein typisches Fahrzeug 1 mit Vorwärtssensoren (3, 5), von denen jeder mit einem Erfassungsbereich (Erfassungsbereich 7, 9 in 1) verknüpft ist, und rückwärts zeigenden Sensoren 11, 13, von denen jeder mit einem Erfassungsbereich (Erfassungsbereich 15, 17 in 1) verknüpft ist. Wie in 1 dargestellt bedeutet die Konfiguration von Sensoren (das heißt der Erfassungsmittel 3, 5, 11, 13), dass es seitliche Nicht-Erfassungsbereiche (19, 21) gibt.
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Die Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf seitliche Nicht-Erfassungsbereiche; dies bedeutet aber nicht notwendigerweise, dass das das Steuergerät 40 (nachfolgend beschrieben) umfassende Fahrzeug keine Objekte erfassen kann, die seitlich vom Fahrzeug angeordnet sind. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen Fahrzeuge, in denen Vorwärts- und Rückwärtssensoren eine seitliche Blindzone aufweisen, Fahrzeuge, in denen eine Sensorerfassungsabdeckung von 360 Grad gewährleistet ist, aber eine Blindzone dennoch vorhanden ist (beispielsweise aufgrund eines Defekts oder einer Störung im Sensor/Erfassungsmittel oder weil das Erfassungsmittel ein begrenztes Sichtfeld seitlich vom Fahrzeug aufweist) und Fahrzeuge, in denen seitliche Objekterfassungsfähigkeiten durch einen anderen Typ von Sensor als vorwärts und rückwärts zeigende Sensoren bereitgestellt werden (beispielsweise umfassen Vorwärts-/Rückwärtssensoren Lidarsensoren und die seitlichen Sensoren umfassen bildgebungsbasierte oder ultraschallbasierte Sensoren).
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Einem Fachmann ist klar, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eigenständig verwendet werden können (beispielsweise wenn keine anderen Sensorsystemen am Fahrzeug vorhanden sind, die für ADAS oder autonome Fahrzwecke verwendet werden können) oder in Verbindung mit anderen Systemen (wobei die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Redundanzmerkmal bereitstellen).
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2 zeigt ein Steuergerät 40 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Steuergerät umfasst einen Eingang 42 zum Empfangen eines Objekterfassungssignals 44 von einem Fahrzeugerfassungsmittel 46 (beispielsweise den in 1 dargestellten Sensoren 3, 5, 11, 13).
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Das Steuergerät umfasst ferner einen Prozessor 48 zum Erzeugen eines Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignals 50 und ein Steuersignal 52 zum Steuern eines Fahrzeugsystems gemäß dem empfangenen Objekterfassungssignal. Das Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignal 50 und das Steuersignal 52 werden über einen Ausgang 54 ausgegeben. Ein Eingangssignal 45 (nachfolgend beschrieben) kann ebenfalls am Eingang 42 empfangen werden.
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Das Steuergerät 40 kann im in 1 dargestellten Fahrzeug enthalten sein. Das Steuergerät (oder die Steuereinheit) 40 kann zum Empfangen von Sensordaten von den Sensoren und zum Steuern von einem oder mehreren Fahrzeugsystemen (beispielsweise Fahrerwarnsysteme, Fahrzeuglenkung oder Bremssysteme usw.) ausgebildet sein.
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Das Objekterfassungssignal 44 kann ein verarbeitetes Signal vom Erfassungsmittel umfassen, in dem ein Objekt identifiziert wurde, und das Objekterfassungssignal 44 umfasst Details zum erfassten Objekt oder das Objekterfassungssignal kann Rohsensordaten vom Erfassungsmittel umfassen. Im ersteren Fall hat ein Prozessor (gegebenenfalls im Erfassungsmittel) die Rohsensordaten verarbeitet, bevor sie das Steuergerät 40 erreichen, und im letzteren Fall ist der Prozessor 48 im Steuergerät 40 zum Verarbeiten von Rohsensordaten vom Erfassungsmittel 46 ausgebildet.
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Das Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignal 50 ist zum Ändern der Vorwärtsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, beispielsweise gemäß dem in 4 dargestellten Geschwindigkeitsprofil 81, ausgebildet.
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3 zeigt ein Fließbild zur Darstellung des Betriebs des Steuergeräts von 2. In Schritt 60 empfängt das Steuergerät Objekterfassungssignale 44 am Eingang 42 vom Erfassungsmittel 46. In Schritt 62 ist der Prozessor 48 zum Erzeugen eines Steuersignals 52 zum Steuern eines Fahrzeugsystems gemäß den empfangenen Objekterfassungssignalen 44 und ebenfalls zum Erzeugen eines Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignals 50 ausgebildet. In Schritt 64 werden die erzeugten Signale vom Ausgang 54 ausgegeben.
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Wie zuvor beschrieben können die Objekterfassungssignale 44 ein verarbeitetes Signal vom Erfassungsmittel umfassen, in dem ein Objekt identifiziert wurde, und das Objekterfassungssignal 44 umfasst Details zum erfassten Objekt oder das Objekterfassungssignal kann Rohsensordaten vom Erfassungsmittel umfassen. Der Prozessor kann Rohsensordaten von mehreren Sensoren am Fahrzeug empfangen und kann zum Kombinieren solcher Daten vor dem Verarbeiten der Daten zum Ermitteln des auszugebenden Steuersignals ausgebildet sein.
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Das Steuersignal 52 zum Steuern eines Fahrzeugsystems kann ein Steuersignal für ein Fahrerwarnsystem (beispielsweise dass sich ein anderes Fahrzeug dem Fahrzeug des Fahrzeugs auf einer angrenzenden Spur nähert) umfassen oder kann ein Steuersignal für ein Fahrerassistenzsystem (das beispielsweise einen autonomen Spurwechsel durchführen kann) umfassen. Das Steuersignal 52 kann die seitliche Bewegung des Fahrzeugs in beispielsweise einer autonomen Autobahnfahrumgebung steuern. Das Steuersignal 52 kann ebenfalls ein beliebiges anderes Steuersignal für ein fahrzeugbasiertes System sein (beispielsweise eine Steuerung für einen Anzeigebildschirm, für ein komfortbasiertes System wie die Klimaanlage oder ein beliebiges anderes Mensch-Maschine-Schnittstellen-System im Fahrzeug). In einer Ausführungsform kann das Steuersignal 52 das Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignal 50 umfassen.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bewirken das Variieren der Fahrzeuggeschwindigkeit durch Ausgeben eines Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignals 50 an ein Fahrzeug-Antriebssystem. Durch Variieren der Fahrzeuggeschwindigkeit variiert ebenfalls die relative Geschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug und anderen Straßennutzern/Objekten, was potentielle Objekte potentiell zunächst in einem seitlichem Nicht-Erfassungsbereich in das Sichtfeld des Erfassungsmittels 46 des Fahrzeugs bringt. Das heißt, die anderen Straßennutzer weisen entweder eine höhere Geschwindigkeit auf als das betreffende Fahrzeug, woraufhin sie im Sichtfeld von einem der vorderen Sensoren 3, 5 erscheinen, oder sie weisen eine niedrigere Geschwindigkeit auf als das betreffende Fahrzeug, woraufhin sie im Sichtfeld von einem der hinteren Sensoren 11, 13 erscheinen.
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Vorteilhafterweise bedeutet ein Objekterfassungsverfahren auf der Basis des Variierens der Geschwindigkeit des erfassenden Fahrzeugs, dass es nicht erforderlich ist, zusätzliche Hardware oder Sensoren im Fahrzeug zu integrieren, da das Ändern der Bewegung des Fahrzeugs dem zum Verwenden eingestellten vorhandenen Sensor das Erfassen ermöglicht, ob Objekte in der seitlichen Richtung vom Fahrzeug vorhanden sind.
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4 zeigt ein Beispiel eines variablen Fahrzeuggeschwindigkeitsmusters 81, gemäß dem das Steuergerät das Fahrzeug steuern kann. Das Fahrzeug ist auf eine Nenngeschwindigkeitsstufe 80 eingestellt und das Fahrzeuggeschwindigkeits-steuersignal kann zum Verlangsamen des Fahrzeugs (82, 86) und Beschleunigen des Fahrzeugs (84) von dieser Stufe aus ausgebildet sein.
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Der Prozessor 48 kann zum Verwenden eines variablen Geschwindigkeitsmusters ausgebildet sein, das zufällig erzeugt wird, um die Möglichkeit abzuschwächen, dass ein Fahrzeug auf einer angrenzenden Spur auf eine ähnliche Weise gesteuert wird. (Wenn beide Fahrzeuge ein standardmäßiges variables Geschwindigkeitsmuster verwenden, passen sie gegebenenfalls spürbar Geschwindigkeitsänderungen an, so dass ihr Geschwindigkeitsunterschied nicht ausreicht, um ein Fahrzeug in das Sichtfeld des Erfassungsmittels 46 des anderen Fahrzeugs zu bringen. Die Verwendung eines zufällig erzeugten Fahrzeuggeschwindigkeitssteuermusters schwächt aber diese Möglichkeit ab.)
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Eine Reihe von Parametern in Bezug auf das variable Geschwindigkeitsmuster kann variiert werden, umfassend unter anderem: die Form des Musters, das Profil von Verzögerungs- und Beschleunigungsphasen, Höchst- und Mindestgeschwindigkeit (das heißt der Geschwindigkeitsunterschied um die eingestellte Geschwindigkeit), die Zahl von Wiederholungen des Musters, die Zeit mit Höchstgeschwindigkeit bei jeder Geschwindigkeitsspitze, die Zeit mit Mindestgeschwindigkeit bei jedem Geschwindigkeitsminimum.
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Das Steuergerät 40 kann zum regelmäßigen Anstoßen eines variablen Geschwindigkeitsmusters für ein Fahrzeug ausgebildet sein. Alternativ kann das Steuergerät zum Erzeugen eines variablen Geschwindigkeitssteuersignals als Reaktion auf eine am Eingang 42 des Steuergeräts 40 empfangene Eingabe 45 ausgebildet sein. Die Eingabe 45 kann: vom Fahrer erzeugt sein; als Reaktion auf das Überqueren einer vordefinierten Stelle durch das Fahrzeug erzeugt sein; als Reaktion auf die Erfassung eines Objekts durch das Erfassungsmittel 46 erzeugt sein; nach einem Spurwechsel oder als Reaktion auf eine Anforderung eines Spurwechsels erzeugt sein. Das variable Geschwindigkeitsmuster kann somit ungeachtet dessen angestoßen werden, ob bekannt ist, ob ein Objekt potentiell vorhanden ist oder nicht, das heißt unabhängig von einer Ausgabe vom Erfassungsmittel des Fahrzeugs.
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5a zeigt ein Fahrzeug 100 umfassend ein Steuergerät 40 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 100 weist ein Erfassungsmittel 46 umfassend ein vorwärts zeigendes Erfassungsmittel 102 mit einem Sichtfeld 104 auf. (Das Erfassungsmittel 102 kann eine Anordnung von Sensoren 3, 5 wie in 1 dargestellt oder eine alternative Anordnung von Sensoren umfassen.) Das Fahrzeug 100 umfasst ebenfalls ein rückwärts zeigendes Erfassungsmittel 106 mit einem Sichtfeld 108.
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Aus 5a ist ersichtlich, dass eine Lücke in der Abdeckung der Erfassungsmittel 102, 106 besteht, so dass seitliche Nicht-Erfassungsbereiche 110 an beiden Seiten des Fahrzeugs vorhanden sind.
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5a zeigt eine Situation, in der ein anderer Straßennutzer gegebenenfalls in den seitlichen Nicht-Erfassungsbereich 110 eingedrungen ist, ohne vom Vorwärts- oder Rückwärtserfassungsmittel 102, 106 erfasst worden zu sein.
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Wie in 5a dargestellt fährt das Fahrzeug 100 entlang einer Route 112, die mit einer anderen Route 114 zusammengelaufen ist, wobei die Routen 112 und 114 durch eine Sperre (Wand 116) getrennt waren.
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Wie in 5a dargestellt befindet sich das Fahrzeug 118, das entlang der Route 114 fährt, im seitlichen Nicht-Erfassungsbereich 110 des Fahrzeugs 100 an dem Punkt, an dem sich die zwei Fahrzeuge 100, 118 von der Sperre 116 entfernen.
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In solchen Straßenkonfigurationen kann der Prozessor 48 des Steuergeräts 40 zum automatischen Erzeugen eines Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignals gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zum Variieren der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 100 relativ zum Fahrzeug 118, so dass das Fahrzeug 118 im Sichtfeld (104, 108) von einem der Erfassungsmittel (102, 106) erscheint, ausgebildet sein.
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5b zeigt eine weitere Situation, in der ein anderer Straßennutzer gegebenenfalls in den seitlichen Nicht-Erfassungsbereich 110 eingedrungen ist, ohne vom Vorwärts- oder Rückwärtserfassungsmittel 102, 106 erfasst worden zu sein.
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Wie in 5b dargestellt fährt das Fahrzeug 100 auf einer mehrspurigen Straße (120, 122, 124) auf der Spur 120. Ein hohes Fahrzeug 126 befindet sich auf der Spur 122 rechts direkt hinter dem Fahrzeug 100. Ein drittes Fahrzeug 128 ist dargestellt, das von Spur 124 auf Spur 122 vor dem Fahrzeug 126 manövriert.
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Da das Fahrzeug 126 das Sichtfeld des Rückwärtssensors 106 blockiert, ist sichtbar, dass das Fahrzeug 128 in den seitlichen Nicht-Erfassungsbereich 110 des Fahrzeug 100 eingedrungen ist.
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Zum Entgegnen solcher Szenarien kann der Prozessor 48 des Steuergeräts 40 zum Erzeugen eines Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignals, wenn ein anderes Fahrzeug 126 im Sichtfeld 108 seines Erfassungsmittels erfasst wird, ausgebildet sein. Alternativ kann der Prozessor 48 zum regelmäßigen Erzeugen solch eines Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignals ausgebildet sein.
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5a und 5b zeigen zwei Situationen, in denen ein Straßennutzer gegebenenfalls in einen Nicht-Erfassungsbereich des Fahrzeugs 100 eingedrungen ist. Die hier beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können ebenfalls in der Verbindung mit hochauflösenden Mapping-Verfahren verwendet werden, in denen die Straßeninfrastruktur (wie Zahl der Spuren, Wände, Kreuzungen, Tunnels usw.) und Verkehrsverhältnisse als eine Eingabe zum Einleiten des Verfahrens gemäß 3 verwendet werden können. In Situationen, in denen eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation möglich ist, kann ebenfalls ein Nachrichtenaustausch in solchen Umgebungen zum Einleiten der Verfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden. (Wenn das Fahrzeug beispielsweise Nachrichten von drei Fahrzeugen in der Nähe empfangen hat, aber über das Erfassungsmittel nur zwei Fahrzeuge „sehen“ kann, kann der Prozessor 48 zum Ausgeben eines Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignals 50 wie hier beschrieben ausgebildet sein.) Fahrzeuge, die zum Empfangen von cloudbasierten Datendiensten ausgebildet sind, können ebenfalls zum Auslösen der hier beschriebenen Verfahren ausgebildet sein (beispielsweise als Reaktion auf eine aktuelle Wettervorhersage oder eine aktuelle Verkehrsmeldung).
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6 zeigt ein Fließbild zur Darstellung eines Fahrzeugverfolgungsverfahrens, das in Verbindung mit dem Verfahren von 3 verwendet werden kann. 7a, 7b und 7c zeigen die Verfolgung eines Fahrzeugs gemäß dem Verfahren von 6.
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Wie in 7a, 7b und 7c dargestellt umfasst ein Fahrzeug 100 ein Steuergerät 40 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Das Fahrzeug 100 fährt auf einer mehrspurigen Straße (Spur 180 und 182).
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In Schritt 132 wird das Erfassungsmittel 46, 102, 106 in Betrieb gesetzt und ein Objekterfassungssignal wird am Eingang 42 des Steuergeräts 40 empfangen. Zu diesem Zeitpunkt kann das Steuergerät 40 zusätzlich das Verfahren gemäß 3 einleiten.
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In Schritt 134 wird ein Fahrzeug 184 in einem ersten Sichtfeld erfasst. Beispielsweise kann das Fahrzeug 184 (siehe 7a, 7b und 7c) im rückwärts zeigenden Sichtfeld 108 des Fahrzeug 100 erfasst werden. In der in 7a, 7b und 7c dargestellten Straßensituation besteht ein Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem Fahrzeug 100 und dem Fahrzeug 184, wobei das Fahrzeug 184 mit einer höheren Geschwindigkeit fährt.
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In Schritt 136 wird das Fahrzeug 184 klassifiziert und dessen Identität wird in einem mit dem Steuergerät 40 verknüpften Datenspeicher gespeichert. Das Fahrzeug 184 kann mit Mustererkennungsverfahren auf der Basis von Kamerasensordaten klassifiziert werden (beispielsweise Farberfassung des Fahrzeugs 184, Kennzeichenerkennung des Fahrzeugs 184 und/oder Identifikation des Fahrzeugtyps).
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In Schritt 138 wird das Fahrzeug 184 vom Steuergerät 40 verfolgt. In Schritt 140 ermittelt das Steuergerät regelmäßig, ob die Bahn des Fahrzeugs 184 dieses in den seitlichen Nicht-Erfassungsbereich 110 des Fahrzeugs 100 geführt hat.
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Wenn das Fahrzeug 184 noch sichtbar ist, wird der Prozess erneut bis zum Verfolgungsschritt 138 wiederholt.
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Wenn ermittelt wurde, dass das Fahrzeug 184 in den Nicht-Erfassungsbereich 110 eingedrungen ist, wird in Schritt 142 vom Prozessor 40 ein Nicht-Erfassungsmarker ausgegeben. Der Nicht-Erfassungsmarker kann den Prozess zum Erzeugen eines Fahrzeuggeschwindigkeitssteuersignals veranlassen (wie in Schritt 62 von 3 dargestellt). Alternativ kann das Steuergerät 40 ein Nicht-Erfassungssignal über den Ausgang 54 an ein Fahrerbenachrichtigungssystem (beispielsweise eine Armaturenbrettwarnung) oder ein anderes Fahrzeugsystem (etwa ein autonomes Fahrsystem) beispielsweise zum Stoppen oder Verhindern eines Spurwechsels ausgeben.
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In Schritt 144 prüft der Prozessor, ob das Fahrzeug 184 in ein zweites Sichtfeld des Fahrzeugs 100 eingedrungen ist. Dieses Sichtfeld kann das vorwärts zeigende Sichtfeld 104 des Erfassungsmittels 102 sein. Alternativ kann, wenn der Geschwindigkeitsunterschied des Fahrzeugs 184 relativ zum Fahrzeug 100 negativ geworden ist, das Fahrzeug 184 wieder in das Sichtfeld 108 des Erfassungsmittels 106 eindringen.
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Wenn das Fahrzeug 184 nicht wieder in einem Sichtfeld (104, 108) des Fahrzeugs 100 aufgetreten ist, kehrt der Prozess wieder zu Schritt 142 zurück und der Prozessor 48 prüft erneut, ob das Fahrzeug 184 wieder in einem Sichtfeld aufgetaucht ist.
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Wenn das Fahrzeug 184 wieder in ein Sichtfeld eingedrungen ist, nimmt der Prozessor wieder seine Verfolgungsfunktion in Schritt 138 auf. Anschließend kann der Prozess zu Schritt 140 zurückkehren oder der Prozess von 6 kann, wenn das Fahrzeug 184 weit genug vorausfährt oder weit genug hinter dem Fahrzeug 100 abfällt, enden, soweit das Fahrzeug 184 betroffen ist.
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Das vorhergehende Steuergerät und Verfahren zum Betreiben des Steuergeräts wurden im Kontext eines Fahrzeugs mit ausschließlich vorwärts und rückwärts zeigenden Sensoren beschrieben. Das Steuergerät und Verfahren zum Betreiben des Steuergeräts gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können aber ebenfalls in Verbindung mit einem Fahrzeug mit zusätzlichen seitlich montierten Sensoren verwendet werden. In solch einer Anordnung können das vorliegende Steuergerät und Verfahren zum Betreiben eine zusätzliche Schicht der Objekterfassung über und oberhalb der seitlich montierten Sensoren bereitstellen.
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Viele Änderungen können an den vorhergehenden Beispielen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Erfindung nach der Definition in den beigefügten Patentansprüchen abzuweichen.
