DE102020007329A1

DE102020007329A1 - Verfahren zum Bestimmen eines Fahrverhaltens

Info

Publication number: DE102020007329A1
Application number: DE102020007329.8A
Authority: DE
Inventors: Marius Wegener; Lukas Schäfers; Rene Savelsberg
Original assignee: FEV Europe GmbH; Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Current assignee: FEV Europe GmbH
Priority date: 2020-12-01
Filing date: 2020-12-01
Publication date: 2021-04-15
Also published as: CN114572225A; DE102021128666A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Fahrerverhaltens, ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs anhand eines Fahrerverhaltens, ein Computerprogrammprodukt und ein FahrzeugDas erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen eines Fahrerverhaltens umfasst die Schritte:S1: Erfassen von Fahrinformationen eines von einem Fahrer gesteuerten Fahrzeugs (1);S2: Extrahieren von für eine erste Fahrsituation spezifischen Sequenzen aus den Fahrinformationen;S3: Bestimmen von ersten Parametern mittels einer ersten vorgegebenen Funktion anhand einer ersten in Schritt S2 extrahierten Sequenz;S4: Bestimmen von zweiten Parametern mittels der ersten vorgegebenen Funktion anhand einer zweiten in Schritt S2 extrahierten Sequenz;S5: Bestimmen eines Fahrerverhaltens durch Auswertung einer Verteilung der ersten und zweiten Parameter.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Fahrerverhaltens, ein Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs anhand eines Fahrerverhaltens, ein Computerprogrammprodukt und ein Fahrzeug.
Aus der DE102016121768A1 ist ein System und Verfahren zum Identifizieren eines Fahrzeugfahrers bekannt. Das System und Verfahren beinhalten die Analyse einer Sequenz von Fahrzeugstartverhaltensweisen, beispielsweise beim Tür öffnen, Tür schließen, Sicherheitsgurt anlegen und/oder der Zündschalterbetätigung, sowie das Analysieren eines Satzes von langfristigen Verhaltensweisen für eine solidere Überprüfung der Fahreridentifizierung. Langfristigere Verhaltensweisen beinhalten Beschleunigungs- und Bremsverhalten, Verhalten an Stoppschildern, Einsatz von Tempomaten und viele andere.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen eines Fahrerverhaltens umfasst die Schritte:

S1: Erfassen von Fahrinformationen eines von einem Fahrer gesteuerten Fahrzeugs;
S2: Extrahieren von für eine erste Fahrsituation spezifischen Sequenzen aus den Fahrinformationen;
S3: Bestimmen von ersten Parametern mittels einer ersten vorgegebenen Funktion anhand einer ersten in Schritt S2 extrahierten Sequenz;
S4: Bestimmen von zweiten Parametern mittels der ersten vorgegebenen Funktion anhand einer zweiten in Schritt S2 extrahierten Sequenz;
S5: Bestimmen eines Fahrerverhaltens durch Auswertung einer Verteilung der ersten und zweiten Parameter.

Unter „Fahrerverhalten“ werden dabei Verhaltensweisen von Fahrern beim Führen eines Fahrzeugs verstanden, wie beispielsweise ein Beschleunigungs- und/oder ein Bremsverhalten.
Dadurch, dass die ersten und zweiten Parameter mittels einer ersten vorgegebenen Funktion anhand von für eine erste Fahrsituation spezifischen Sequenzen bestimmt werden, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren das Bestimmen von fahrsituationsspezifischen Fahrerverhaltensweisen. Die fahrsituationsspezifischen Fahrverhaltensweisen können beispielsweise bei adaptiven Geschwindigkeits- und/oder Abstandsregelungen eingesetzt werden, um einen Fahrkomfort für Fahrzeuginsassen zu erhöhen und/oder Ladezustandsveränderungen von Energiespeichern bei geplanten Fahrten und/oder Fahrreichweiten abzuschätzen.
Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte:

S2a: Extrahieren von für eine zweite Fahrsituation spezifischen Sequenzen aus den Fahrinformationen;
S3a: Bestimmen von dritten Parametern mittels einer zweiten vorgegebenen Funktion anhand einer dritten in Schritt S2a extrahierten Sequenz;
S4a: Bestimmen von vierten Parametern mittels der zweiten vorgegebenen Funktion anhand einer vierten in Schritt S2a extrahierten Sequenz,

S5

Bevorzugt ist die zweite vorgegebene Funktion beim Bestimmen der dritten und vierten Parameter in den Schritten S3a und S4a zumindest teilweise mit aus den ersten und/oder zweiten Parametern abgeleiteten Parametern parametrisiert. Dadurch wird eine Genauigkeit beim Bestimmen der dritten und vierten Parameter erhöht.
Vorzugsweise umfassen die erste und die zweite vorgegebene Funktion dabei zumindest teilweise identische Funktionsvorschriften. So können beispielsweise bei Beschleunigungs- und Bremsvorgängen gleiche Auswertungskriterien und/oder gleiche Terme aus Fahrermodellen zugrunde gelegt werden, wodurch eine Genauigkeit erhöht und/oder ein Rechenaufwand beim Bestimmen der Parameter verringert wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs anhand eines Fahrerverhaltens umfasst die Schritte:

A1: Parametrisieren einer vorgegeben Fahrzeugsteuerfunktion mit fahrerverhaltenscharakteristischen Parametern;
A2: Steuern des Fahrzeugs mittels der in S1 parametrisierten Fahrzeugsteuerfunktion.

Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt veranlasst, wenn es von einer Recheneinheit ausgeführt wird, die Recheneinheit dazu, ein erfindungsgemäßes Verfahren auszuführen.
Das erfindungsgemäße Fahrzeug umfasst

- eine Mehrzahl von Sensoren zum Erfassen von Fahrinformationen,
- eine Recheneinheit, die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt auszuführen und
- eine Steuereinheit, die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, das Fahrzeug anhand eines mittels der Recheneinheit bestimmten Fahrerverhaltens zu steuern.

Dadurch, dass die Steuereinheit dazu ausgebildet und eingerichtet ist, das Fahrzeug anhand eines mittels der Recheneinheit bestimmten Fahrerverhaltens zu steuern, kann in einem autonomen oder teilautonomen Fahrzeugbetrieb das Verhalten eines Fahrers imitiert werden, um so beispielsweise einen Fahrkomfort zu erhöhen.
Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt

1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs,
2 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen eines Fahrerverhaltens,
3 eine schematische Darstellung von Fahrinformationen, umfassend eine Mehrzahl von fahrsituationsspezifischen Sequenzen, und
4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern eines Fahrzeugs.

Das in 1 gezeigte Fahrzeug 1 ist ein Personenkraftwagen, umfassend eine Mehrzahl von Sensoren 2 zum Erfassen von Fahrinformationen. Im Ausführungsbeispiel sind dies Beschleunigungssensoren, Geschwindigkeitssensoren sowie Kameras zum Erfassen von vorausfahrenden Fahrzeugen. Weiterhin umfasst das Fahrzeug 1 eine Recheneinheit 3 sowie eine Steuereinheit 4, die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, das Fahrzeug 1 anhand eines mittels der Recheneinheit 3 bestimmten Fahrerverhaltens zu steuern.
Die Recheneinheit 3 ist dazu ausgebildet und eingerichtet, ein Computerprogrammprodukt auszuführen, welches sie dazu veranlasst, das in 2 gezeigte Verfahren zum Bestimmen eines Fahrerverhaltens auszuführen. In einem ersten Schritt S1 des Verfahrens veranlasst die Recheneinheit 3 die Sensoren 2 dazu Fahrinformationen bei einer durch einen Fahrer gesteuerten Fahrt des Fahrzeugs 1 zu erfassen. Im Ausführungsbeispiel umfassen die Fahrinformationen dabei einen zeitlichen Verlauf einer Fahrzeugbeschleunigung G1 und eine optisch erfasste Distanz sowie relative Geschwindigkeiten zu einem vorausfahrenden Fahrzeug. Der zeitliche Verlauf der Fahrzeugbeschleunigung G1 ist schematisch in 3 dargestellt.
In einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens extrahiert die Recheneinheit 3 für eine erste Fahrsituation spezifische Sequenzen aus den Fahrinformationen. Im Ausführungsbeispiel sind dies Beschleunigungssequenzen G2. Jede Beschleunigungssequenz G2 umfasst dabei Beschleunigungsdaten, Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, Distanzdaten zu einem vorausfahrenden Fahrzeug sowie Relativgeschwindigkeitsdaten zum vorausfahrenden Fahrzeug während eines Beschleunigungsvorganges des Fahrzeugs 1. In einem weiteren Schritt S2a extrahiert die Recheneinheit 3 für eine zweite Fahrsituation spezifische Sequenzen aus den Fahrinformationen. Im Ausführungsbeispiel sind dies Abbremssequenzen G3. Jede Abbremssequenz G3 umfasst dabei Bremsverzögerungsdaten, Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten, Distanzdaten zu einem vorausfahrenden Fahrzeug sowie Relativgeschwindigkeitsdaten zum vorausfahrenden Fahrzeug während eines Abbremsvorganges des Fahrzeugs 1.
In weiteren Schritten S2b und S2c wählt die Recheneinheit 3 Sequenzen aus den in Schritt S2 und S2a extrahierten Sequenzen anhand vorgegebener Auswahlkriterien aus. Im Ausführungsbeispiel werden gemäß eines Auswahlkriteriums, nur solche Sequenzen ausgewählt, bei denen ein Abbremsen oder ein Beschleunigen des Fahrzeugs 1 zu einer Geschwindigkeitsveränderung von mindestens 10 km/h führt. Im Ausführungsbeispiel führt dies zu einer Reduzierung eines Rechenaufwandes von Folgeschritten des Verfahrens.
In einem dritten Schritt S3 des Verfahrens bestimmt die Recheneinheit 3 erste Parameter mittels einer ersten vorgegebenen Funktion anhand einer ersten in Schritt S2 extrahierten und in Schritt S2b ausgewählten Sequenz. Im Ausführungsbeispiel führt die Recheneinheit 3 dazu eine Ausgleichsrechnung durch, mittels derer sie die erste Funktion an eine erste ausgewählte Beschleunigungssequenz G2 fittet. Im Ausführungsbeispiel sind die ersten Parameter eine Maximalbeschleunigung, eine Zielgeschwindigkeit und ein Beschleunigungsexponent.
In einem weiteren Schritt S3a bestimmt die Recheneinheit 3 dritte Parameter mittels einer zweiten vorgegebenen Funktion anhand einer dritten in Schritt S2a extrahierten und in Schritt S2c ausgewählten Sequenz. Dabei ist die zweite vorgegebene Funktion zwecks Erhöhung einer Bestimmungsgenauigkeit und Reduzierung eines Rechenaufwandes mit aus den ersten und zweiten Parametern abgeleiteten Parametern parametrisiert. Im Ausführungsbeispiel extrahiert die Recheneinheit 3 mittels der zweiten Funktion dritte Parameter aus einer ausgewählten Abbremssequenz G3. Die dritten Parameter umfassen dabei einen Zeitabstandsparameter zu einem vorausfahrenden Fahrzeug sowie eine für den Fahrer komfortable Bremsverzögerung.
Die in den Schritten S3 und S3a angewendeten ersten und zweiten Funktionen umfassen dabei teilweise identische Funktionsvorschriften, wie beispielsweise durch gleiche mathematische Ausdrücke vorgegebene Parameterabhängigkeiten. Dadurch können bei Beschleunigungs- und Bremsvorgängen gleiche Fahrermodelle und/oder Auswertungskriterien angewendet und ein Rechenaufwand reduziert werden.
In einem vierten Schritt S4 des Verfahrens bestimmt die Recheneinheit 3 zweite Parameter mittels der ersten vorgegebenen Funktion anhand einer zweiten in Schritt S2 extrahierten und in Schritt S2b ausgewählten Sequenz. In einem weiteren Schritt S4a bestimmt die Recheneinheit 3 vierte Parameter mittels der zweiten vorgegebenen Funktion anhand einer vierten in Schritt S2a extrahierten und in Schritt S2c ausgewählten Sequenz. Die Durchführung der Schritte S4 und S4a geschieht dabei analog zu den Schritten S3 und S3a.
Im Ausführungsbeispiel extrahiert die Recheneinheit 3 in einer Vielzahl weiterer Schritte S3n, S4n (nicht dargestellt) eine Vielzahl weiterer Parameter aus einer Vielzahl weiterer ausgewählter Beschleunigungs- und Abbremssequenzen.
In einem fünften Schritt S5 des Verfahrens bestimmt die Recheneinheit 3 ein Fahrerverhalten durch eine Auswertung von Verteilungen der in den Schritten S3, S3a, S3n, S4, S4a, S4n extrahierten Parameter. Im Ausführungsbeispiel geschieht dies durch Medianbildungen von jeweils typgleichen Parametern, wie beispielsweise Maximalbeschleunigungen. Aus den Medianbildungen gehen fahrerverhaltenscharakteristische Parameter hervor, welche dazu geeignet sind, das Fahrverhalten zu beschreiben und zu reproduzieren.
Das so bestimmte Fahrerverhalten wird mittels des in 4 gezeigten Verfahrens zum Steuern des in 1 gezeigten Fahrzeugs 1 angewendet. Dazu parametrisiert die Recheneinheit 3 in einem ersten Schritt A1 eine vorgegebene Fahrzeugsteuerfunktion mit den fahrerverhaltenscharakteristischen Parametern. Anschließend steuert die Steuereinheit 4 das Fahrzeug 1 mittels der in Schritt A1 parametrisierten Fahrzeugsteuerfunktion.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016121768 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Bestimmen eines Fahrerverhaltens, umfassend die Schritte: S1: Erfassen von Fahrinformationen eines von einem Fahrer gesteuerten Fahrzeugs (1); S2: Extrahieren von für eine erste Fahrsituation spezifischen Sequenzen aus den Fahrinformationen; S3: Bestimmen von ersten Parametern mittels einer ersten vorgegebenen Funktion anhand einer ersten in Schritt S2 extrahierten Sequenz; S4: Bestimmen von zweiten Parametern mittels der ersten vorgegebenen Funktion anhand einer zweiten in Schritt S2 extrahierten Sequenz; S5: Bestimmen eines Fahrerverhaltens durch Auswertung einer Verteilung der ersten und zweiten Parameter.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend die Schritte: S2a: Extrahieren von für eine zweite Fahrsituation spezifischen Sequenzen aus den Fahrinformationen; S3a: Bestimmen von dritten Parametern mittels einer zweiten vorgegebenen Funktion anhand einer dritten in Schritt S2a extrahierten Sequenz; S4a: Bestimmen von vierten Parametern mittels der zweiten vorgegebenen Funktion anhand einer vierten in Schritt S2a extrahierten Sequenz, wobei beim Bestimmen des Fahrverhaltens in Schritt S5 eine Verteilung der dritten und vierten Parameter berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die zweite vorgegebene Funktion beim Bestimmen der dritten und/oder vierten Parameter in den Schritten S3a und/oder S4a zumindest teilweise mit aus den ersten und/oder zweiten Parametern abgeleiteten Parametern parametrisiert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: S2b: Auswählen von Sequenzen aus den in Schritt S2 extrahierten Sequenzen anhand vorgegebener Auswahlkriterien, wobei die ersten und zweiten Parameter in den Schritten S3 und S4 anhand der ausgewählten Sequenzen bestimmt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und die zweite vorgegebene Funktion zumindest teilweise identische Funktionsvorschriften umfassen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fahrinformationen zeitliche Verläufe von Fahrzeuggeschwindigkeiten und/oder Fahrzeugbeschleunigungen (G1) umfassen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fahrinformationen relative Geschwindigkeiten und/oder Distanzen zu einem vorausfahrenden Fahrzeug umfassen.
Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugs (1) anhand eines Fahrerverhaltens, umfassend die Schritte: A1: Parametrisieren einer vorgegeben Fahrzeugsteuerfunktion mit fahrerverhaltenscharakteristischen Parametern; A2: Steuern des Fahrzeugs (1) mittels der in A1 parametrisierten Fahrzeugsteuerfunktion.
Computerprogrammprodukt, das, wenn es von einer Recheneinheit (3) ausgeführt wird, die Recheneinheit (3) dazu veranlasst, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.
Fahrzeug (1), umfassend - eine Mehrzahl von Sensoren (2) zum Erfassen von Fahrinformationen, - eine Recheneinheit (3), die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, ein Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 9 auszuführen und - eine Steuereinheit (4), die dazu ausgebildet und eingerichtet ist, das Fahrzeug (1) anhand eines mittels der Recheneinheit (3) bestimmten Fahrerverhaltens zu steuern.