DE102019007491A1 - Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungstrajektorie eines zweispurigen Fremdfahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungstrajektorie eines zweispurigen Fremdfahrzeugs. Dabei werden mittels eines LiDAR-Messsystems eine Stellung eines Vorderrades und/oder eines Hinterrades, eine Geschwindigkeit, ein Radstand und eine Spurweite des Fremdfahrzeugs erfasst. Mittels eines linearen Einspurmodells wird anhand der mit LiDAR erfassten Parameter die Bewegungstrajektorie des Fremdfahrzeugs für einen Zeitintervall berechnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungstrajektorie eines zweispurigen Fremdfahrzeugs.
  • Um die Sicherheit von Innsassen eines Fahrzeugs zu erhöhen, werden vermehrt Systeme und Verfahren zum Bestimmen von Bewegungstrajektorien von Fremdfahrzeugen eingesetzt. Anhand der bestimmten Bewegungstrajektorie kann dann das System den Fahrer vorwarnen oder gar in den Fahrprozess eingreifen, um Umfallsituationen zu vermeiden. Dabei werden Fremdfahrzeuge in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs zyklisch durch Sensoreinheiten - wie beispielweise Kameras, Radars, Ultraschallradars - überwacht und protokolliert. Beim Überwachen werden Momentaufnahmen erstellt, auf deren Basis dann Bewegungstrajektorien der Fremdfahrzeuge beispielweise mittels eines sogenanntes Constant Velocity Modells bestimmt werden. Da die Auflösung der Sensoreinheiten üblicherweise gering ist, werden Fremdfahrzeuge jeweils als Ganzes - beispielweise als ein Quader - bewertet. Steht beispielweise das eigene Fahrzeug an einer Einfahrt in den Kreisverkehr, so kann ein Fremdfahrzeug im Kreisverkehr erkannt werden. Es kann jedoch nicht bestimmt werden, ob das Fremdfahrzeug bereits vor der Einfahrt bzw. vor dem eigenen Fahrzeug abfährt oder jedoch im Kreisverkehr weiterfährt. Ein Verfahren zum Bestimmen von Bewegungstrajektorien von Fremdfahrzeugen ist beispielweise aus DE 10 2006 036 363 A1 bekannt.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für ein Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungstrajektorie eines zweispurigen Fremdfahrzeugs eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführung anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Fremdfahrzeug mittels eines LiDAR-Messsystems (LiDAR: Light Detection and Ranging) zu überwachen. Mit dem LiDAR-Messsystem der aktuellen Generation und zukünftigen Generationen ist die Auflösung so hoch, dass auch Teile des Fremdfahrzeugs und deren Ausrichtung exakt erfasst werden können. Dadurch kann ein Einspurmodell zum Bestimmen einer Bewegungstrajektorie des Fremdfahrzeugs eingesetzt werden.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist zum Bestimmen einer Bewegungstrajektorie eines zweispurigen Fremdfahrzeugs vorgesehen. Dabei werden mittels eines LiDAR-Messsystems eine Stellung eines Vorderrades und/oder eines Hinterrades, eine Geschwindigkeit, ein Radstand und/oder eine Spurweite des Fremdfahrzeugs erfasst. Danach wird mittels eines linearen Einspurmodells anhand der mit dem LiDAR-Messsystem erfassten Parameter die Bewegungstrajektorie des Fremdfahrzeugs für einen Zeitintervall berechnet.
  • Vorteilhafterweise kann nach dem Erfassen der Parameter mit LiDAR-Messsystem der Radstand und/oder die Spurweite des Fremdfahrzeugs mit Vergleichswerten verglichen werden. Anhand des durchgeführten Vergleichs können ein Eigenlenkgradient und ein Schwimmwinkelgradient des Fremdfahrzeugs bestimmt oder gewählt oder geschätzt werden. Der Eigenlenkgradient und der Schwimmwinkelgradient können dann zum Bestimmen der Bewegungstrajektorie des Fremdfahrzeugs mittels des Einspurmodells verwendet werden. Aus dem gemessenen Radstand und/oder der gemessenen Spurweite des Fremdfahrzeugs kann beispielweise die Größe und das Gewicht des Fremdfahrzeugs geschätzt werden. Das Fremdfahrzeug kann dann basierend auf dieser Schätzung und unabhängig von seinem tatsächlichen Modell einer bestimmten Klasse von Fahrzeugen zugeordnet werden. So können beispielsweise größere Fremdfahrzeuge der Großwagen-Klasse, kleinere Fremdfahrzeuge der Kleinwagen-Klasse und Kleinstwagen der Kleinstwagen-Klasse zugeordnet werden. Für diese Klassen können Eigenlenkgradienten und Schwimmwinkelgradienten als Erfahrungswerte vorliegen oder jedoch speziell vorbestimmt und abgespeichert werden. Dann können ein der bestimmten Klasse entsprechender Eigenlenkgradient und ein der bestimmten Klasse entsprechender Schwimmwinkelgradient dem Fremdfahrzeug zugeordnet werden. Der zugeordnete Eigenlenkgradient und der zugeordnete Schwimmwinkelgradient können dann im Einspurmodell weiter verwendet werden.
  • Vorteilhafterweise können zuerst beim Bestimmen der Bewegungstrajektorie des Fremdfahrzeugs ein Lenkwinkel des Vorderrades und/oder ein Lenkwinkel des Hinterrades aus der Stellung des Vorderrades und/oder des Hinterrades des Fremdfahrzeugs relativ zu seiner Längsrichtung berechnet werden. Aus diesem/diesen kann dann ein Schwimmwinkel des Fremdfahrzeugs mittels des Einspurmodells berechnet werden. Anschließend kann dann eine laterale Geschwindigkeit des Fremdfahrzeugs aus dem Schwimmwinkel und aus der Geschwindigkeit des Fremdfahrzeugs mittels des Einspurmodells berechnet werden.
  • Dann kann beim Bestimmen der Bewegungstrajektorie des Fremdfahrzeugs eine Bewegungsrichtung des Fremdfahrzeugs aus der lateralen Geschwindigkeit und der Geschwindigkeit des Fremdfahrzeugs mittels des Einspurmodells berechnet werden. Zudem kann eine Gierrate des Fremdfahrzeugs aus der Geschwindigkeit des Fremdfahrzeugs mittels des Einspurmodells berechnet werden. Dann kann beim Bestimmen der Bewegungstrajektorie des Fremdfahrzeugs anschließend die Bewegungstrajektorie des Fremdfahrzeugs in Form eines Fahrschlauchs aus der Bewegungsrichtung und der Gierrate des Fremdfahrzeugs mittels des Einspurmodells gebildet werden.
  • Vorteilhafterweise kann das Fremdfahrzeug in dem erfindungsgemäßen Verfahren deutlich besser erfasst und bewertet werden. Dadurch steigt die Verkehrssicherheit deutlich, da Unfallsituationen vermieden werden können. Innsassen des Fahrzeugs erfahren zudem einen Komfortgewinn durch Vermeidung von unnötigem Anfahren und Abbremsen.
  • Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Die einzige 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fremdfahrzeugs 1 im Einspurmodell, das ein Vorderrad 2a und ein Hinterrad 2b aufweist. Ferner sind dem Fremdfahrzeug 1 eine X-Richtung bzw. Längsrichtung und eine Y-Richtung zugeordnet.
  • In einem erfindungsgemäßen Verfahren werden mittels eines LiDAR-Messsystems eine Stellung des Vorderrades 2a und des Hinterrades 2b, eine Geschwindigkeit v und ein Radstand L des Fremdfahrzeugs 1 erfasst. Aus diesen Parametern wird dann mittels eines Einspurmodells eine Bewegungstrajektorie des Fremdfahrzeugs 1 bestimmt. Dabei werden in dem Einspurmodell bereits bekannte Formeln verwendet, die hier nicht angegeben werden.
  • Nach dem Erfassen der oben genannten Parameter wird der Radstand L mit Vergleichswerten verglichen und das Fremdfahrzeug 1 einer Klasse von Fahrzeugen zugeordnet. Ein dieser Klasse entsprechender Eigenlenkgradient und ein dieser Klasse entsprechender Schwimmwinkelgradient werden nun gewählt und dem Fremdfahrzeug 1 zugeordnet. Dieser zugeordnete Eigenlenkgradient und dieser zugeordnete Schwimmwinkelgradient werden dann zur weiteren Berechnung im Einspurmodell verwendet. Ferner wird ein Lenkwinkel α aus der Stellung des Vorderrades 2a relativ zur X-Richtung bzw. zur Längsrichtung des Fremdfahrzeugs 1 berechnet.
  • Aus dem Lenkwinkel α wird nun ein Schwimmwinkel β des Fremdfahrzeugs 1 mittels des Einspurmodells bestimmt. Danach wird eine laterale Geschwindigkeit vy des Fremdfahrzeugs 1 aus dem Schwimmwinkel β und aus der Geschwindigkeit v berechnet. Anschließend werden eine Bewegungsrichtung B des Fremdfahrzeugs 1 aus der lateralen Geschwindigkeit vy und der Geschwindigkeit v sowie eine Gierrate YAW des Fremdfahrzeugs 1 aus der Geschwindigkeit v bestimmt. Die Gierrate YAWgibt dabei die Geschwindigkeit eines Schwerpunkt S des Fremdfahrzeugs 1 um einen Momentanpol M an, die einen Abstand R zueinander aufweisen. Anschließend wird nun die Bewegungstrajektorie des Fremdfahrzeugs 1 in Form eines Fahrschlauchs aus der Bewegungsrichtung B und der Gierrate YAW für ein vorgegebenes Zeitintervall bestimmt.
  • Vorteilhafterweise kann durch das erfindungsgemäße Verfahren das Fremdfahrzeug 1 deutlich besser erfasst und bewertet werden. Dadurch steigt die Verkehrssicherheit deutlich.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102006036363 A1 [0002]

Claims (5)

  1. Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungstrajektorie eines zweispurigen Fremdfahrzeugs (1), - wobei mittels eines LiDAR-Messsystems eine Stellung eines Vorderrades (2a) und/oder eines Hinterrades (2b), eine Geschwindigkeit (v), ein Radstand (L) und/oder eine Spurweite des Fremdfahrzeugs (1) erfasst werden, - wobei mittels eines linearen Einspurmodells anhand der mit LiDAR-Messsystem erfassten Parameter die Bewegungstrajektorie des Fremdfahrzeugs (1) für ein Zeitintervall berechnet wird.
  2. Verfahren nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - dass nach dem Erfassen der Parameter mit LiDAR-Messsystem der Radstand (L) und/oder die Spurweite des Fremdfahrzeugs (1) mit Vergleichswerten verglichen werden und anhand des durchgeführten Vergleichs ein Eigenlenkgradient und ein Schwimmwinkelgradient des Fremdfahrzeugs (1) bestimmt oder gewählt oder geschätzt werden, und - dass der Eigenlenkgradient und der Schwimmwinkelgradient zum Bestimmen der Bewegungstrajektorie des Fremdfahrzeugs (1) mittels des Einspurmodells verwendet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, - dass beim Bestimmen der Bewegungstrajektorie des Fremdfahrzeugs (1) ein Lenkwinkel (α) des Vorderrades (2a) und/oder ein Lenkwinkel des Hinterrades (2b) aus der Stellung des Vorderrades (2a) und/oder des Hinterrades (2b) des Fremdfahrzeugs (1) relativ zu seiner Längsrichtung (X) und aus diesem/diesen ein Schwimmwinkel (β) des Fremdfahrzeugs (1) mittels des Einspurmodells berechnet wird, und - dass anschließend eine laterale Geschwindigkeit (vy) des Fremdfahrzeugs (1) aus dem Schwimmwinkel (β) und aus der Geschwindigkeit (v) des Fremdfahrzeugs (1) mittels des Einspurmodells berechnet wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bestimmen der Bewegungstrajektorie des Fremdfahrzeugs (1) eine Bewegungsrichtung (B) des Fremdfahrzeugs (1) aus der lateralen Geschwindigkeit (vy) und der Geschwindigkeit (v) des Fremdfahrzeugs (1) mittels des Einspurmodells berechnet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, - dass beim Bestimmen der Bewegungstrajektorie des Fremdfahrzeugs eine Gierrate (YAW) des Fremdfahrzeugs (1) mittels des Einspurmodells berechnet wird, und - dass anschließend beim Bestimmen der Bewegungstrajektorie des Fremdfahrzeugs (1) die Bewegungstrajektorie des Fremdfahrzeugs (1) in Form eines Fahrschlauchs aus der Bewegungsrichtung (B) und der Gierrate (YAW) des Fremdfahrzeugs (1) mittels des Einspurmodells gebildet wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113568025A (zh) * 2020-10-12 2021-10-29 株式会社电装 基于gnss的车道判别方法及装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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