DE102018219283A1 - Speed determination for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren zum Steuern eines Kraftfahrzeugs umfasst Schritte des Abtastens eines in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs liegenden Bereichs mittels eines Abstandssensors; des Bestimmen eines Abstands zu einem Objekt, das im abgetasteten Bereich liegt; und des Bestimmens einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs derart, dass ein vorbestimmter Mindestabstand zum Objekt eingehalten wird. Dabei wird eine Maximalentfernung bestimmt, innerhalb welcher der Abstandssensor das Objekt erfassen kann, und die bestimmte Geschwindigkeit wird derart begrenzt, dass ein geschwindigkeitsabhängiger Bremsweg des Kraftfahrzeugs kleiner als die Maximalentfernung ist.A method for controlling a motor vehicle comprises steps of scanning an area lying in the direction of travel of the motor vehicle by means of a distance sensor; determining a distance to an object that is within the scanned area; and determining a speed of the motor vehicle such that a predetermined minimum distance from the object is maintained. A maximum distance is determined within which the distance sensor can detect the object, and the determined speed is limited in such a way that a speed-dependent braking distance of the motor vehicle is smaller than the maximum distance.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Steuerung eines Kraftfahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung die Bestimmung einer Geschwindigkeit, mit der das Kraftfahrzeug fahren soll.The present invention relates to the control of a motor vehicle. In particular, the invention relates to the determination of a speed at which the motor vehicle is to drive.
Ein Kraftfahrzeug ist mit einem Fahrassistenten ausgerüstet, der eine Längsführung des Kraftfahrzeugs unterstützt. Eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs wird auf einen vorbestimmten Wert gesteuert, wobei gleichzeitig ein Abstand zu einem eventuell vorausfahrenden Kraftfahrzeug mittels eines Radarsensors bestimmt wird. Unterschreitet ein Abstand des Kraftfahrzeugs zum vorausfahrenden Kraftfahrzeug einen vorbestimmten Abstand, so wird die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs verringert. Dabei kann die Verringerung der Geschwindigkeit bis auf null reichen, beispielsweise wenn sich das Kraftfahrzeug einem am Ende eines Staus stehenden Fahrzeug nähert.A motor vehicle is equipped with a driving assistant that supports longitudinal guidance of the motor vehicle. A speed of the motor vehicle is controlled to a predetermined value, a distance to a possibly preceding motor vehicle being determined simultaneously by means of a radar sensor. If a distance between the motor vehicle and the preceding motor vehicle falls below a predetermined distance, the speed of the motor vehicle is reduced. The reduction in speed can reach zero, for example when the motor vehicle approaches a vehicle standing at the end of a traffic jam.
Der Radarsensor kann nur unter vorbestimmten Bedingungen optimale Abtastungen durchführen. Ungünstige Umstände, beispielsweise Nebel, können eine Abtastsicherheit des Radarsensors beeinträchtigen. Der Radarsensor kann dann ein nahe gelegenes Objekt eventuell noch gut erkennen, ein weiter entferntes Objekt aber nur noch eingeschränkt. Befindet sich ein vom Radarsensor unerkanntes Objekt vor dem Kraftfahrzeug, so kann ein Auffahrunfall drohen.The radar sensor can only perform optimal scans under predetermined conditions. Unfavorable circumstances, such as fog, can impair the scanning security of the radar sensor. The radar sensor may then still be able to recognize a nearby object well, but only to a limited extent an object further away. If there is an object in front of the motor vehicle that is not recognized by the radar sensor, a rear-end collision may occur.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe einer verbesserten Technik zur Bestimmung einer Geschwindigkeit für ein Kraftfahrzeug. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.An object of the invention is to provide an improved technique for determining a speed for a motor vehicle. The invention solves this problem by means of the subject matter of the independent claims. Sub-claims reflect preferred embodiments.
Ein Verfahren zum Steuern eines Kraftfahrzeugs umfasst Schritte des Abtastens eines in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs liegenden Bereichs mittels eines Abstandssensors; des Bestimmen eines Abstands zu einem Objekt, das im abgetasteten Bereich liegt; und des Bestimmens einer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs derart, dass ein vorbestimmter Mindestabstand zum Objekt eingehalten wird. Dabei wird eine Maximalentfernung bestimmt, innerhalb welcher der Abstandssensor das Objekt erfassen kann, und die bestimmte Geschwindigkeit wird derart begrenzt, dass ein geschwindigkeitsabhängiger Bremsweg des Kraftfahrzeugs kleiner als die Maximalentfernung ist.A method for controlling a motor vehicle comprises steps of scanning an area lying in the direction of travel of the motor vehicle by means of a distance sensor; determining a distance to an object that is within the scanned area; and determining a speed of the motor vehicle such that a predetermined minimum distance from the object is maintained. A maximum distance is determined within which the distance sensor can detect the object, and the determined speed is limited in such a way that a speed-dependent braking distance of the motor vehicle is smaller than the maximum distance.
Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Kraftfahrzeug nur so schnell fährt, dass es sicher abbremsen kann, wenn ein Objekt im abgetasteten Bereich erfasst wird. Ein vor dem Kraftfahrzeug liegender Bereich, der zu weit entfernt ist, um sicher vom Abstandssensor abgetastet werden zu können, kann bei der Bestimmung eines Objekts nicht berücksichtigt werden. Fährt das Kraftfahrzeug nicht schneller als mit der bestimmten Geschwindigkeit, so kann die Fahrzeugsicherheit erhöht sein. Das Steuern der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kann Teil des Verfahrens sein.This can ensure that the motor vehicle only drives so fast that it can brake safely when an object is detected in the scanned area. An area lying in front of the motor vehicle that is too far away to be reliably scanned by the distance sensor cannot be taken into account when determining an object. If the motor vehicle does not drive faster than the specific speed, vehicle safety can be increased. Controlling the speed of the motor vehicle can be part of the method.
Bevorzugt wird eine Maximalentfernung bestimmt, innerhalb derer eine Abtastsicherheit des Abstandssensors einen vorbestimmten Wert übersteigt. Die Abtastsicherheit kann angeben, mit welcher Wahrscheinlichkeit ein Objekt, das sich innerhalb der Maximalentfernung befindet, auch erkannt wird. Die vorbestimmte Abtastsicherheit kann nahe 100% liegen. Die Maximalentfernung kann durch die Bauart der Abtasteinrichtung vorbestimmt sein, unterliegt aber üblicherweise bestimmten Einflüssen, auf deren Basis die Maximalentfernung bestimmt werden kann. In einer Ausführungsform kann die Abtasteinrichtung eine Abtastsicherheit bestimmen, beispielsweise auf der Basis eines Signal-Rausch-Verhältnisses oder einer Konsistenz mehrerer aufeinander folgender Abtastungen.A maximum distance is preferably determined within which a scanning reliability of the distance sensor exceeds a predetermined value. The scanning security can indicate the probability with which an object that is within the maximum distance is also recognized. The predetermined scanning certainty can be close to 100%. The maximum distance can be predetermined by the design of the scanning device, but is usually subject to certain influences, on the basis of which the maximum distance can be determined. In one embodiment, the scanning device can determine a scanning reliability, for example on the basis of a signal-to-noise ratio or a consistency of several successive scans.
Üblicherweise kann auf der Basis von Messungen des Abstandssensors allein nicht genau bestimmt werden, wie groß die Maximalentfernung ist. Es wird vorgeschlagen, die Maximalentfernung dynamisch auf der Basis von Informationen zu bestimmen, die an Bord des Kraftfahrzeugs bekannt sind oder beschafft werden können. Diese Informationen können z. B. eine Existenz, Menge oder Dichte von Partikeln in der Umgebungsluft betreffen, die Radarwellen reflektieren oder ablenken können. Solche Partikel oder Objekte können beispielsweise einen Niederschlag umfassen, also eine natürliche Form von festem oder flüssigem Wasser in der Luft, beispielsweise in Form von Regen, Nebel, Hagel, Schnee oder Reif. Auch andere Partikel wie Wasser in Form von Gischt, beispielsweise wenn auf einer Fahrbahn stehendes Wasser durch abrollende Reifen aufgewirbelt wird, oder wenn das in der Luft befindliche Wasser mit Schmutzpartikeln versetzt ist, können die Maximalentfernung reduzieren.Usually, based on measurements by the distance sensor alone, it is not possible to determine exactly how long the maximum distance is. It is proposed to determine the maximum distance dynamically on the basis of information that is known or can be obtained on board the motor vehicle. This information can e.g. B. concern the existence, quantity or density of particles in the ambient air that can reflect or deflect radar waves. Such particles or objects can comprise, for example, precipitation, that is to say a natural form of solid or liquid water in the air, for example in the form of rain, fog, hail, snow or frost. Other particles such as water in the form of spray, for example if water standing on a road surface is whirled up by rolling tires, or if the water in the air is mixed with dirt particles can reduce the maximum distance.
Die Informationen können aus einer oder mehreren Quellen stammen. Informationen verschiedener Quellen können miteinander korreliert oder gegeneinander plausibilisiert werden; man spricht auch von einer Fusionierung von Informationen. Die Informationen können z. B. von einem anderen Sensor zur Abtastung einer Umgebung stammen, beispielsweise einer Kamera oder einem LiDAR-System. Weiter können die Informationen von einem anderen System an Bord des Kraftfahrzeugs stammen, beispielsweise einem Regensensor, der dazu eingerichtet ist, einen Scheibenwischer an einer Scheibe des Kraftfahrzeugs zu steuern. Außerdem können die Informationen aus einer Einstellung oder Handlung eines Fahrers abgeleitet werden. Sollte der Fahrer beispielsweise einen Nebelscheinwerfer einschalten, so kann auf schlechte Sichtverhältnisse und insbesondere Nebel, bevorzugt mit einer Sichtweite von unter ca. 50 m, geschlossen werden.The information can come from one or more sources. Information from different sources can be correlated with one another or checked against each other for plausibility; one also speaks of a fusion of information. The information can e.g. B. come from another sensor for scanning an environment, such as a camera or a LiDAR system. Furthermore, the information can come from another system on board the motor vehicle, for example a rain sensor which is set up to control a windshield wiper on a windshield of the motor vehicle. It can also include information from an attitude or action of a driver. If the driver switches on a fog lamp, for example, it can be concluded that there is poor visibility and in particular fog, preferably with a visibility of less than approx. 50 m.
Die Maximalentfernung kann auf der Basis eines lokalen Wetters bestimmt werden. Das lokale Wetter kann eine Temperatur, einen Niederschlag, eine Sonneneinstrahlung und/oder einen Wind umfassen. Ein Wetter, bei dem die Abtastung nicht optimal durchgeführt werden kann, kann bestimmt werden und die bestimmte Maximalentfernung kann in Abhängigkeit des bestimmten Wetters reduziert werden.The maximum distance can be determined based on local weather. Local weather can include temperature, precipitation, solar radiation, and / or wind. A weather in which the scanning cannot be carried out optimally can be determined and the determined maximum distance can be reduced depending on the determined weather.
Eine signifikante Einschränkung der Abtastsicherheit kann durch feste oder flüssige Partikel in der Luft im abgetasteten Bereich erfolgen. Solche Partikel können sich beispielsweise bei Regen, Nebel oder Schneefall in der Luft finden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird daher bestimmt, ob relative Luftfeuchte ca. 100% beträgt, wobei die Maximalentfernung in Abhängigkeit des Bestimmungsergebnisses bestimmt wird. Eine relative Luftfeuchte von 100% ist Voraussetzung für natürlichen Niederschlag, sodass die Maximalentfernung rechtzeitig angepasst werden kann. A significant restriction of the scanning security can be caused by solid or liquid particles in the air in the scanned area. Such particles can be found in the air, for example in rain, fog or snowfall. In a preferred embodiment, it is therefore determined whether the relative air humidity is approximately 100%, the maximum distance being determined as a function of the determination result. A relative humidity of 100% is a prerequisite for natural precipitation, so that the maximum distance can be adjusted in good time.
Die Maximalentfernung kann auf einen vorbestimmten Wert gesetzt werden, falls die relative Luftfeuchte ca. 100% erreicht hat. Dieser Wert kann eine bevorzugt konservative Schätzung für den sicher abtastbaren Bereich repräsentieren.The maximum distance can be set to a predetermined value if the relative humidity has reached approximately 100%. This value can represent a preferably conservative estimate for the safely scannable area.
Ein Niederschlag kann auch mittels eines Niederschlagssensors bestimmt werden, wobei die Maximalentfernung auf der Basis des bestimmten Niederschlags bestimmt wird. Ein Zusammenhang zwischen der Art und/oder Stärke des Niederschlags und der Beeinträchtigung der Abtastsicherheit durch den Niederschlag kann durch eine in Abhängigkeit des Niederschlags verringerte Maximalentfernung modelliert werden.A precipitation can also be determined by means of a precipitation sensor, the maximum distance being determined on the basis of the determined precipitation. A relationship between the type and / or strength of the precipitation and the impairment of the scanning reliability by the precipitation can be modeled by means of a maximum distance that is reduced as a function of the precipitation.
Der Bremsweg kann außer von der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs noch von anderen Faktoren abhängig sein. Beispielsweise kann der Bremsweg auf der Basis von einem lokalen Wetter, einer Beladung des Kraftfahrzeugs, einer Beschaffenheit, einer Steigung und/oder einem Gefälle des Untergrunds bestimmt werden. Es ist bevorzugt, dass der Bremsweg auf der Basis eines Reibwerts bestimmt wird, der zwischen Rädern des Kraftfahrzeugs und einem Untergrund gilt. Eine Schätzung für den Reibwert kann beispielsweise von einem elektronischen Stabilitätsassistenten an Bord des Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden.The braking distance may depend on other factors besides the speed of the motor vehicle. For example, the braking distance can be determined on the basis of a local weather, a load on the motor vehicle, a condition, an incline and / or a slope of the ground. It is preferred that the braking distance is determined on the basis of a coefficient of friction that applies between the wheels of the motor vehicle and a surface. An estimate of the coefficient of friction can be provided, for example, by an electronic stability assistant on board the motor vehicle.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Sensorvorrichtung für ein Kraftfahrzeug einen Abstandssensor, der zur Abtastung eines in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs liegenden Bereichs eingerichtet ist; und eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen Abstand zu einem Objekt im abgetasteten Bereich und eine Maximalentfernung zu bestimmen, innerhalb welchem eine Abtastsicherheit des Abstandssensors einen vorbestimmten Wert übersteigt.According to a further aspect of the invention, a sensor device for a motor vehicle comprises a distance sensor which is set up to scan an area lying in the direction of travel of the motor vehicle; and a processing device that is configured to determine a distance to an object in the scanned area and a maximum distance within which a scanning reliability of the distance sensor exceeds a predetermined value.
Die Sensorvorrichtung kann dazu verwendet werden, Werte bereitzustellen, auf deren Basis ein hierin beschriebenes Verfahren arbeitet. In einer Ausführungsform kann ein solches Verfahren auch ganz oder teilweise auf der Verarbeitungseinrichtung ablaufen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.The sensor device can be used to provide values on the basis of which a method described herein works. In one embodiment, such a method can also run entirely or partially on the processing device. For this purpose, the processing device can comprise a programmable microcomputer or microcontroller and the method can be in the form of a computer program product with program code means. The computer program product can also be stored on a computer-readable data carrier. Features or advantages of the method can be transferred to the device or vice versa.
Der Abstandssensor umfasst bevorzugt einen Radarsensor. In anderen Ausführungsformen kann der Abstandssensor auch einen anderen, bevorzugt berührungslosen Sensor umfassen, beispielsweise einen LiDAR-Sensor oder eine Kamera. Der Abstandssensor kann auch mehrere Sensoren umfassen, deren Abtastungen geeignet überlagert, ergänzt, validiert oder fusioniert werden können.The distance sensor preferably comprises a radar sensor. In other embodiments, the distance sensor can also comprise another, preferably non-contact sensor, for example a LiDAR sensor or a camera. The distance sensor can also comprise several sensors, the scans of which can be suitably overlaid, supplemented, validated or fused.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Steuersystem für ein Kraftfahrzeug einen hierin beschriebenen Abstandssensor und eine Verarbeitungseinrichtung. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, eine Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs derart zu bestimmen, dass ein vorbestimmter Mindestabstand zum Objekt eingehalten wird, während die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit der Maximalentfernung bestimmt wird. Die Verarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen, wie oben genauer ausgeführt ist. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf das Steuersystem übertragen werden oder umgekehrt.According to a further aspect of the invention, a control system for a motor vehicle comprises a distance sensor described here and a processing device. The processing device is set up to determine a speed of the motor vehicle in such a way that a predetermined minimum distance from the object is maintained, while the speed of the motor vehicle is determined as a function of the maximum distance. The processing device can be set up to carry out a method described here in whole or in part, as is explained in more detail above. Features or advantages of the method can be transferred to the control system or vice versa.
Es ist besonders bevorzugt, dass das Steuersystem dazu eingerichtet ist, die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zu steuern. Alternativ kann die bestimmte Geschwindigkeit ausgegeben werden, um beispielsweise einen Fahrer des Kraftfahrzeugs zu informieren oder um durch eine andere Steuervorrichtung ausgewertet zu werden.It is particularly preferred that the control system is set up to control the speed of the motor vehicle. Alternatively, the determined speed can be output, for example to inform a driver of the motor vehicle or to be evaluated by another control device.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
-
1 ein beispielhaftes System; -
2 ein Ablaufdiagramm eines exemplarischen Verfahrens; und -
3 beispielhafte Darstellungen von Abtastsicherheiten eines Abstandssensors
-
1 an exemplary system; -
2nd a flow diagram of an exemplary method; and -
3rd exemplary representations of scanning security of a distance sensor
An Bord des Kraftfahrzeugs
Die erste Schnittstelle
Die zweite Schnittstelle
Das Kraftfahrzeug
Eine Maximalentfernung
In einem Schritt
In einem Schritt
Parallel, nebenläufig oder integriert mit den Schritten
In einem Schritt
In einem Schritt
Unabhängig von den Umgebungsbedingungen sinkt die Abtastsicherheit der Sensorvorrichtung
Bei klarer Sicht (vgl.
Die Maximalentfernung
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 100100
- Systemsystem
- 105105
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 110110
- Objektobject
- 115115
- SteuersystemTax system
- 120120
- SensorvorrichtungSensor device
- 125125
- AbstandssensorDistance sensor
- 130130
- VerarbeitungseinrichtungProcessing device
- 135135
- erste Schnittstellefirst interface
- 140140
- zweite Schnittstellesecond interface
- 145145
- NiederschlagssensorPrecipitation sensor
- 150150
- externe Stelleexternal body
- 155155
- Abstand zwischen Kraftfahrzeug und ObjektDistance between motor vehicle and object
- 160160
- Maximalentfernung Maximum distance
- 200200
- Verfahrenmethod
- 205205
- Bestimmen MaximalentfernungDetermine maximum distance
- 210210
- Bestimmen MaximalgeschwindigkeitDetermine maximum speed
- 215215
- Begrenzen Geschwindigkeit auf MaximalgeschwindigkeitLimit speed to maximum speed
- 220220
- Bestimmen AbstandDetermine distance
- 225225
- Bestimmen GeschwindigkeitDetermine speed
- 230230
- VerknüpfenLink
- 235235
- Bestimmen vorbestimmte GeschwindigkeitDetermine predetermined speed
- 240240
- Steuern Geschwindigkeit Control speed
- 305305
- erste Maximalentfernungfirst maximum distance
- 310310
- zweite Maximalentfernungsecond maximum distance
- ss
- Abstand Sensorvorrichtung zu ObjektDistance sensor device to object
- PP
- AbtastsicherheitSafe to scan
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---|---|---|---|---|
EP4046886A1 (en) * | 2021-02-22 | 2022-08-24 | Suzuki Motor Corporation | Vehicle control system |
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-
2018
- 2018-11-12 DE DE102018219283.9A patent/DE102018219283A1/en not_active Withdrawn
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