-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines Überholtwerdens eines Fahrzeugs durch mindestens einen Verkehrsteilnehmer, wobei das Überholtwerden durch ein Steuergerät des Fahrzeugs erkannt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Steuergerät, ein Computerprogramm sowie ein maschinenlesbares Speichermedium.
-
Stand der Technik
-
Es sind bereits verschiedene Verfahren zum automatisierten Betreiben von Fahrzeugen bekannt. Insbesondere wird bei derartigen Verfahren die Längs- und Querführungsregelung der Fahrzeuge derart gesteuert, dass der Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen geschwindigkeitsoptimiert eingestellt ist. Die Regelung des Sicherheitsabstands eines Fahrzeugs zu einem vorausfahrenden Fahrzeug kann abhängig von definierten Komfortbedingungen, von Verkehrszeichen, Fahrbahnmarkierungen und von Lichtsignalen erfolgen.
-
Bei den bisher bekannten Verfahren erfolgt die Anpassung des Sicherheitsabstands und damit einer Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs üblicherweise an einen vorausfahrenden Verkehrsteilnehmer oder auf einen vor dem Fahrzeug einscherenden Verkehrsteilnehmer.
-
Wird das Fahrzeug von einem Verkehrsteilnehmer überholt, setzt es seinen Beschleunigungsvorgang, beispielsweise zum Einstellen des Sicherheitsabstands zu einem vorausfahrenden Verkehrsteilnehmer, fort. Hierdurch kann das Fahrzeug gegen die Straßenverkehrsordnung verstoßen und riskante Fahrmanöver provozieren.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, ein Verfahren zum Erhöhen der Sicherheit im Straßenverkehr, insbesondere bei Überholvorgängen, vorzuschlagen.
-
Diese Aufgabe wird mittels des Gegenstands des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
-
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Erkennen eines Überholtwerdens eines Fahrzeugs durch mindestens einen Verkehrsteilnehmer bereitgestellt, wobei das Überholtwerden durch ein Steuergerät des Fahrzeugs erkannt wird. In einem Schritt werden Messdaten von mindestens einem Umfeldsensor des Fahrzeugs empfangen. Der mindestens eine Umfeldsensor kann beispielsweise ein LIDAR-Sensor, ein Radarsensor, ein Kamerasensor, ein Ultraschallsensor und dergleichen sein. Die ermittelten Messdaten des Umfeldsensors über das Fahrzeugumfeld können an das Steuergerät übermittelt werden.
-
Durch Auswerten der empfangenen Messdaten werden in einem weiteren Schritt des Verfahrens Fahrspuren und mindestens ein Verkehrsteilnehmer im Fahrzeugumfeld ermittelt. Insbesondere können Verkehrsteilnehmer geortet bzw. erkannt werden, welche sich in Fahrtrichtung hinter dem Fahrzeug befinden. Hierbei wird der mindestens eine Verkehrsteilnehmer einer Fahrspur zugeordnet. Anschließend wird ein Überholvorgang des mindestens einen Verkehrsteilnehmers bzw. ein Überholtwerden des Fahrzeugs durch den Verkehrsteilnehmer erkannt.
-
Wird festgestellt, dass das Fahrzeug von einem Verkehrsteilnehmer überholt wird, so werden Steuerbefehle zum Anpassen eines Fahrverhaltens des Fahrzeugs durch das Steuergerät erzeugt. Die Steuerbefehle können vorzugsweise an eine Fahrzeugsteuerung übermittelt werden, welche die Steuerbefehle in eine entsprechende Regelung von Aktuatoren des Fahrzeugs umsetzen kann.
-
Bei einem erkannten Abschluss des Überholtwerdens werden anschließend Steuerbefehle zum Aufheben des angepassten Fahrverhaltens durch das Steuergerät erzeugt. Diese Steuerbefehle können ebenfalls an die Fahrzeugsteuerung übermittelt werden.
-
Der Überholvorgang bzw. das Überholtwerden kann bereits mit einer Annäherung des Verkehrsteilnehmers an das Fahrzeug, einem Setzen eines Blinkers bei einem Wechseln der Fahrspur, einem Beschleunigen des Verkehrsteilnehmers und dergleichen einsetzen bzw. beginnen.
-
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Steuergerät bereitgestellt, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist das Verfahren auszuführen. Das Steuergerät kann vorzugsweise ein fahrzeuginternes Steuergerät sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuergerät als eine fahrzeugexterne Servereinheit oder Cloud ausgestaltet sein. Das Steuergerät kann auch als Bestandteil oder Modul einer Fahrzeugsteuerung für automatisiertes Fahren ausgeführt sein.
-
Darüber hinaus wird nach einem Aspekt der Erfindung ein Computerprogramm bereitgestellt, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch ein Steuergerät diesen veranlassen, das Verfahren auszuführen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein maschinenlesbares Speichermedium bereitgestellt, auf welchem das Computerprogramm gespeichert ist.
-
Das Fahrzeug kann vorzugsweise gemäß der BASt Definition assistiert, teilautomatisiert, hochautomatisiert und/oder vollautomatisiert bzw. fahrerlos betreibbar sein. Hierfür kann das Fahrzeug eine Fahrzeugsteuerung aufweisen, welche auf die Umfeldsensorik und die Aktuatoren zum Lenken, Beschleunigen und Abbremsen des Fahrzeugs zugreifen kann. Insbesondere kann das Fahrzeug als ein Shuttle, ein Personenkraftwagen, ein Robotaxi, ein Nutzfahrzeug, Lastkraftwagen, landwirtschaftliches Fahrzeug und dergleichen ausgestaltet sein.
-
Durch das Verfahren kann das Fahrzeug erkennen, dass es von einem Verkehrsteilnehmer überholt wird und sein Fahrverhalten entsprechend den Regeln der Straßenverkehrsordnung anpassen. Insbesondere kann nach dem Erkennen eines Überholvorgangs ein etwaiges Beschleunigen des Fahrzeugs ausgesetzt werden, bis der Überholvorgang abgeschlossen ist. Hierdurch kann dem überholenden Verkehrsteilnehmer ein sicheres Überholmanöver ermöglicht werden, wodurch die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht wird.
-
Die Erkennung des Überholvorgangs kann vorzugsweise vorausschauend erfolgen. Erkennt das Fahrzeug, dass es von einem Verkehrsteilnehmer überholt wird, so kann eine eventuell geplante Beschleunigung nicht umgesetzt bzw. verzögert werden, bis der Überholvorgang des Verkehrsteilnehmers abgeschlossen ist. Somit können durch das Verfahren kritische Verkehrssituationen vermieden, welche durch Einscheren des überholenden Verkehrsteilnehmers vor dem Fahrzeug ohne Sicherheitsabstand entstehen können.
-
Die Erkennung eines Überholvorganges eines anderen Fahrzeugs kann beispielsweise unter Zuhilfenahme einer künstlichen Intelligenz und/oder durch maschinelles Lernen umgesetzt werden. Eine künstliche Intelligenz kann in einem fahrzeugseitigen Steuergerät oder in einem fahrzeugexternen Steuergerät integriert sein.
-
Nach einem Ausführungsbeispiel wird das Überholtwerden des Fahrzeugs durch Prädiktion eines Fahrverhaltens des Verkehrsteilnehmers ermittelt. Hierzu kann der Verkehrsteilnehmer über eine definierte Zeitspanne durch die Umfeldsensorik des Fahrzeugs beobachtet und die entsprechenden Messdaten durch das Steuergerät ausgewertet werden.
-
Die durch das Steuergerät ermittelten Bewegungsvektoren des Verkehrsteilnehmers können für eine nahe Zukunft, beispielsweise durch eine Regressionsanalyse, abgeschätzt werden. Eine derartige Abschätzung kann einen bevorstehenden Überholvorgang ermitteln und somit eine frühzeitige Anpassung des Fahrverhaltens ermöglichen.
-
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird der Überholvorgang durch einen Fahrspurwechsel, ein Aktivieren eines Blinksignals, ein Einordnen relativ zur Fahrspurmarkierung, Ermitteln einer zunehmenden Beschleunigung und/oder Ermitteln einer Relativgeschwindigkeit des Verkehrsteilnehmers erkannt. Hierdurch können verschiedene Faktoren bei der Auswertung der Messdaten zum Erkennen eines Überholvorgangs berücksichtigt werden. Ein herannahender Verkehrsteilnehmer, welcher ein Blinklicht aktiviert, wird mit einer hohen Wahrscheinlichkeit das Fahrzeug überholen. Für eine derartige Beurteilung kann auch eine Geschwindigkeit des Verkehrsteilnehmers relativ zum Fahrzeug herangezogen werden.
-
Darüber hinaus kann ein Überholvorgang des Verkehrsteilnehmers ermittelt werden, wenn dieser durch sein Verhalten zu einem Überholvorgang ansetzt. Hierzu kann der Verkehrsteilnehmer seitlich versetzt in der Fahrspur fahren, um einen Gegenverkehr zu beobachten. Des Weiteren können die Relativgeschwindigkeit und/oder ein Beschleunigen des Verkehrsteilnehmers relativ zum Fahrzeug einen Überholvorgang initiieren.
-
Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel wird nach dem Aufheben des angepassten Fahrverhaltens ein initial geplantes Fahrmanöver des Fahrzeugs fortgesetzt. Wird ein abgeschlossener Überholvorgang durch das Steuergerät festgestellt, so kann die Anpassung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs aufgehoben werden, wobei durch das Fahrzeug vor dem Überholvorgang geplante Fahrmanöver und Beschleunigungsvorgänge fortgesetzt werden. Hierdurch kann der Überholvorgang eine Pause in der Trajektorienplanung bzw. Ansteuerung des Fahrzeugs darstellen, welche nach dem Abschließen des Überholvorgangs aufgehoben wird.
-
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel werden bei einem Erkennen des Überholtwerdens des Fahrzeugs Steuerbefehle zum Abbrechen eines geplanten oder eines sich in Ausführung befindenden Beschleunigungsvorgangs und/oder eines Fahrspurwechsels des Fahrzeugs erzeugt. Hierdurch können beispielsweise Spurwechsel und Beschleunigungsvorgänge unterbunden bzw. verzögert werden, sodass der Verkehrsteilnehmer während des Überholvorgangs nicht gefährdet wird.
-
Nach einer weiteren Ausführungsform wird bei dem Anpassen des Fahrverhaltens des Fahrzeugs eine zu Beginn des Überholtwerdens eingestellte Fahrzeuggeschwindigkeit konstant aufrechterhalten. Hierdurch kann der überholende Verkehrsteilnehmer seinen geplanten Überholvorgang mit konstanten Randbedingungen durchführen. Insbesondere kann ein nachträgliches Anpassen der Geschwindigkeit durch den Verkehrsteilnehmer vermieden und der Überholvorgang schnellstmöglich abgeschlossen werden. Je nach Verkehrssituation, insbesondere bei einem herannahenden Gegenverkehr kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs reduziert werden, um den Überholvorgang zu beschleunigen und ein Einscheren des Verkehrsteilnehmers vor dem Fahrzeug zu begünstigen.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Abschluss des Überholtwerdens durch Zurückscheren des Verkehrsteilnehmers auf eine Ausgangsfahrspur vor dem Überholvorgang, Entfernen des Verkehrsteilnehmers in Fahrtrichtung vom Fahrzeug auf einer Parallelspur und/oder einen Abbiegevorgang des Verkehrsteilnehmers auf der Parallelspur ermittelt. Insbesondere kann der Überholvorgang als abgeschlossen definiert werden, wenn der Verkehrsteilnehmer an dem Fahrzeug vorbeigezogen ist. Das Fahrzeug kann sich beispielsweise auf einer mehrspurigen Autobahn ohne Gegenverkehr, einer Landstraße mit Gegenverkehr und dergleichen befinden. Hierbei kann ein Einscheren des Verkehrsteilnehmers vor dem Fahrzeug oder ein Vorbeiziehen des Verkehrsteilnehmers ohne Fahrspurwechsel als ein Abschließen des Überholvorgangs durch das Steuergerät gewertet werden.
-
Im Folgenden werden anhand von stark vereinfachten schematischen Darstellungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Hierbei zeigen
- 1 eine schematische Draufsicht auf eine Verkehrssituation zum Veranschaulichen eines Verfahrens zum Erkennen eines Überholvorgangs und
- 2 ein schematisches Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform.
-
In der 1 ist eine schematische Draufsicht auf eine Verkehrssituation zum Veranschaulichen eines Verfahrens 1 zum Erkennen eines Überholtwerdens dargestellt.
-
Ein Fahrzeug 2 wird in der Verkehrssituation von einem Verkehrsteilnehmer 4 überholt. Hierzu muss der Verkehrsteilnehmer 4 von einer ersten Fahrspur 6 auf eine zweite Fahrspur 7 wechseln.
-
Der Überholvorgang erfolgt hierbei derart, dass ein eventuell auf der zweiten Fahrspur 7 entgegenkommender Gegenverkehr 8 durch den Verkehrsteilnehmer 4 nicht beeinträchtigt oder gefährdet wird.
-
Das Fahrzeug 2 kann beispielsweise ein automatisiert betreibbarer Personenkraftwagen sein, welcher in einem hochautomatisierten bzw. vollautonomen Fahrmodus betrieben wird.
-
Das Fahrzeug 2 weist vorzugsweise einen oder mehrere Umfeldsensoren 10, 12 auf. Die Umfeldsensoren 10, 12 sind als eine Frontkamera 10 und als eine Heckkamera 12 ausgestaltet. Als weitere oder alternative Umfeldsensoren des Fahrzeugs 2 können auch LIDAR-Sensoren, Radarsensoren, Ultraschallsensoren und dergleichen eingesetzt werden. Durch die Umfeldsensoren 10, 12 kann ein Fahrzeugumfeld U abgetastet bzw. überwacht werden. Das Fahrzeugumfeld U erstreckt sich hierbei in alle Richtungen um das Fahrzeug 2 entsprechend einer Reichweite der jeweiligen Umfeldsensoren 10, 12.
-
Die Umfeldsensoren 10, 12 sind datenleitend mit einem Steuergerät 14 gekoppelt. Das Steuergerät 14 kann Messdaten der Umfeldsensoren 10, 12 empfangen und auswerten. Des Weiteren kann das Steuergerät 14 Steuerbefehle generieren, welche an eine Fahrzeugsteuerung 16 des Fahrzeugs übermittelbar sind. Die Fahrzeugsteuerung 16 kann beispielsweise zum Ausführen des hochautomatisierten Fahrmodus einsetzbar sein und ebenfalls auf die Messdaten der Umfeldsensoren 10, 12 zugreifen. Insbesondere kann die Fahrzeugsteuerung 16 für eine Längs- und Querführung des Fahrzeugs 2 zuständig sein.
-
Durch Auswerten der Messdaten der Umfeldsensoren 10, 12 kann der mindestens eine Verkehrsteilnehmer 4 registriert werden. Insbesondere kann durch Auswerten der Messdaten ein Aktivieren von Blinklichtern 18 des Verkehrsteilnehmers 4 erkannt und als ein Überholvorgang eingestuft werden.
-
In dem Steuergerät 14 ist ein maschinenlesbares Speichermedium 15 integriert, welches dazu eingerichtet ist, Messdaten und Auswerteergebnisse zumindest temporär zu speichern. Des Weiteren ist auf dem maschinenlesbaren Speichermedium 15 ein Computerprogramm gespeichert, welches durch das Steuergerät 14 ausführbar ist.
-
In der dargestellten Verkehrssituation wird ein Überholtwerden des Fahrzeugs durch das Steuergerät 14 ermittelt. In einer solchen Situation erzeugt das Steuergerät 14 Steuerbefehle, welche ein eventuell geplantes oder gerade sich in der Umsetzung befindliches Beschleunigung des Fahrzeugs 2 zu beenden oder pausieren bis der Verkehrsteilnehmer 4 seinen Überholvorgang abgeschlossen hat. Die Steuerbefehle des Steuergeräts 14 können vorzugsweise mit dem Beginn des Überholtwerdens des Fahrzeugs 2 erzeugt und an die Fahrzeugsteuerung 16 übermittelt werden.
-
Der Überholvorgang des Verkehrsteilnehmers 4 bzw. das Überholtwerden des Fahrzeugs 2 kann als beendet eingestuft werden, wenn sich der Verkehrsteilnehmer 4 erneut auf der ersten Fahrspur 6 befindet. Hierbei kann das Steuergerät 14 erneut Steuerbefehle zum Aufheben der Anpassung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs 2 an die Fahrzeugsteuerung 16 senden.
-
Die 2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm des Verfahrens 1 gemäß einer Ausführungsform. In einem Abschnitt des Verfahrens wird ein Überholtwerden des Fahrzeugs 2 durch Auswerten von Messdaten erkannt.
-
Hierzu kann in einem Schritt 20 der Verkehrsteilnehmer 4 mittels der Umfeldsensoren 10, 12 ermittelt werden.
-
Des Weiteren werden durch Auswerten der Messdaten Fahrspuren 6, 7 erfasst 21. Das Ermitteln der Fahrspuren 6, 7 kann alternativ oder zusätzlich über Karteninformationen, welche an eine Position des Fahrzeugs 2 gekoppelt sind, erfolgen.
-
In einem weiteren Schritt 22 wird der Verkehrsteilnehmer 4 einer Fahrspur 6, 7 zugeordnet bzw. mit einer Fahrspur 6, 7 assoziiert. Insbesondere kann der Verkehrsteilnehmer 4 als ein Nachfolger des Fahrzeugs 2 identifiziert werden, welcher gemeinsam mit dem Fahrzeug 2 eine Fahrspur 6 nutzt.
-
Anschließend erfolgt eine Prädiktion 23 des Verhaltens des Nachfolgers bzw. des Verkehrsteilnehmers 4. Ein Überholtwerden kann insbesondere durch ein Setzen von Blinkern 18, Erkennung einer Konturänderung des Verkehrsteilnehmers, durch welche der Verkehrsteilnehmer 4 in der Prädiktion die Fahrspur 6 zu verlassen anzeigt, durch ein Schneiden oder Wechseln der Fahrspuren 6, 7, durch Erfassen einer Geschwindigkeit und Beschleunigung des Verkehrsteilnehmers 4 in Relation zum Fahrzeug 2 und dergleichen ermittelt werden 24.
-
In einem weiteren Abschnitt des Verfahrens 1 wird eine Anpassung 25 des Fahrverhaltens des Fahrzeugs 2 vorgenommen. Wenn beispielsweise erkannt wird, dass das Fahrzeug 2 durch den Verkehrsteilnehmer 4 überholt wird, werden eventuell geplante oder sich gerade in Ausführung befindende Beschleunigungsvorgänge abgebrochen. Dies wird durch Generieren von Steuerbefehlen 26 durch das Steuergerät 14 ausgeführt. Hierzu kann das Fahrzeug 2 beispielsweise mit einer zu Beginn des Überholvorgangs eingestellten Geschwindigkeit seine Fahrt fortsetzen bis das Überholtwerden abgeschlossen ist.
-
In einem weiteren Schritt 27 kann ein Abschluss des Überholtwerdens ermittelt werden. Der Abschluss des Überholtwerdens wird erkannt, indem der überholende Verkehrsteilnehmer durch die Umfeldsensoren 10, 12 so lange verfolgt bzw. beobachtet wird, bis es in die Ego-Fahrspur 6 zurückschert, in der Parallelfahrspur 7 weiterfährt und sich vom Fahrzeug 2 entfernt oder nach seinem Überholvorgang auf der Parallelfahrspur 7 abbiegt.
-
Mit Erkennung eines Abbruchs bzw. Terminierung des Überholtwerdens kann das Fahrzeug 2 den initial geplanten Vorgang bzw. den der aktuell der Situation entsprechende Vorgang fortsetzen 28. Beispielsweise kann nun weiter beschleunigt werden, um eine zulässige Höchstgeschwindigkeit zu erreichen. Der Abbruch des Überholvorgangs kann durch das Steuergerät 14 der Fahrzeugsteuerung 16 durch Ausgeben von Steuerbefehlen signalisiert werden.
