DE102020120773A1

DE102020120773A1 - Verfahren zum Ermitteln einer Ausweich-Trajektorie für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102020120773A1
Application number: DE102020120773.5A
Authority: DE
Inventors: Ashwin-Dayal George; Youssef-Aziz Ghaly
Original assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Current assignee: Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Priority date: 2020-08-06
Filing date: 2020-08-06
Publication date: 2022-02-10
Also published as: EP4192711A1; WO2022028973A1; US20230303064A1; CN116056964A; JP2023536349A

Abstract

Verfahren zum Ermitteln einer Ausweich-Trajektorie für ein Fahrzeug (1), um einem oder mehreren Objekten (8, 9) auszuweichen, wobei das Verfahren die Schritte aufweist:a) Erkennen eines ersten Objekts (8) auf einer vorhergesagten Trajektorie (10) des Fahrzeugs (1),b) Ermitteln eines seitlichen Ausweichabstands links (65) in Bezug auf das erste Objekt (8),c) Ermitteln eines seitlichen Ausweichabstands rechts (66) in Bezug auf das erste Objekt (8),d) Auswählen des kleineren von dem seitlichen Ausweichabstand links (65) und dem seitlichen Ausweichabstand rechts (66) als einen ersten idealen seitlichen Ausweichabstand, unde) Ermitteln einer ersten idealen Ausweich-Trajektorie (91), auf welcher das Fahrzeug (1) das Objekt (8) in Abhängigkeit des ersten idealen seitlichen Ausweichabstands passiert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln einer Ausweich-Trajektorie für ein Fahrzeug, um einem oder mehreren Objekten auszuweichen, und ein Computerprogramm.
Gegenwärtig gibt es Kollisionswarn- und Schutzsysteme (collision mitigation braking systems, CMBS) und autonome Notbremssysteme, die dem Fahrer eines Fahrzeugs helfen, Situationen zu verhindern oder zu entschärfen, die zu einer Kollision mit einem Objekt, wie beispielsweise einem Fußgänger, einem Tier oder einem anderen Fahrzeug oder einem anderen Objekt auf dem Fahrzeugpfad, führen können. Kollisionen können durch einen unaufmerksamen oder abgelenkten Fahrer oder durch schlechte Sicht verursacht werden. Einige dieser Systeme sind auch in der Lage, das Fahrzeug von einem auf dem Fahrzeugpfad erfassten Objekt wegzulenken, um eine drohende Kollision zu vermeiden. Es steht nur eine begrenzte Anzahl solcher Systeme zur Verfügung, und die Fähigkeiten dieser Systeme, die das Fahrzeug von einem Objekt weglenken, sind derzeit begrenzt.
Die US 2015/0120137 A1 betrifft ein Verfahren zur Berechnung eines virtuellen Zielpfades um ein Zielobjekt herum, das die Bereitstellung von Abtastpunkten umfasst, welche erfasste Objekte identifizieren.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Ausweichen vor einem oder mehreren Objekten auf der Trajektorie des Fahrzeugs bereitzustellen.
Demgemäß wird ein Verfahren zum Ermitteln einer Ausweich-Trajektorie für ein Fahrzeug vorgeschlagen, um einem oder mehreren Objekten auszuweichen, wobei das Verfahren die Schritte umfasst:

a) Erkennen eines ersten Objekts auf einer vorhergesagten Trajektorie des Fahrzeugs,
b) Ermitteln eines seitlichen Ausweichabstands links in Bezug auf das erste Objekt,
c) Ermitteln eines seitlichen Ausweichabstands rechts in Bezug auf das erste Objekt,
d) Auswählen des kleineren von dem seitlichen Ausweichabstand links und dem seitlichen Ausweichabstand rechts als einen ersten idealen seitlichen Ausweichabstand, und
e) Ermitteln einer ersten idealen Ausweich-Trajektorie, auf welcher das Fahrzeug das Objekt in Abhängigkeit des ersten idealen seitlichen Ausweichabstands passiert.

Dieses Verfahren hat den Vorteil, dass eine Ausweich-Trajektorie ermittelt werden kann, die es dem Fahrzeug ermöglicht, das Objekt mit einem Minimum an zusätzlicher Fahrbewegung zu passieren und dadurch die Fahrzeugstabilität während des Ausweichmanövers aufrechtzuerhalten.
Der „seitliche Ausweichabstand links“ ist der seitliche Abstand von der Längsmittelachse des Fahrzeugs in Draufsicht in Richtung des linken Außenrands des ersten Objekts (zu dem vorzugsweise ein Sicherheitsabstand hinzugefügt ist). Der „seitliche Ausweichabstand rechts“ ist der seitliche Abstand von der Längsmittelachse in Draufsicht in Richtung des rechten Außenrands des ersten Objekts (zu dem vorzugsweise ein Sicherheitsabstand hinzugefügt ist).
Nach dem Ermitteln der ersten idealen Ausweich-Trajektorie, wird diese Trajektorie dem Fahrer entweder auf einem Fahrzeug-HMI (Human-Machine-Interface, Mensch-Maschine-Schnittstelle), wie beispielsweise einem Bildschirm, angezeigt und/oder die Steuereinheit des Fahrzeugs unterstützt den Fahrer beim Fahren entlang dieser Trajektorie (sogenannte Fahrassistenzfunktion). Beispiele für Fahrassistenzfunktionen umfassen alle von der Society of Automotive Engineers (SAE) definierten Automatisierungsstufen 1 bis 5, wie beispielsweise eine Abstandsregelung (Adaptive Cruise Control, ACC), ein Spurhalteassistent (Lane Keep Assist, LKA), ein Stauassistent (Traffic Jam Assist, TJA), ein Autobahnassistent (Highway Assist, HWA), ein Staupilot (Traffic Jam Pilot, TJP), ein Kollisionswarn- und Schutzsystem (collision mitigation braking systems, CMBS), sowie höher automatisierte Systeme, welche dazu eingerichtet sind, ein halb- oder vollautomatisches Fahren des Fahrzeugs zu ermöglichen.
Eine Steuereinheit, bei der es sich beispielsweise um eine zentrale elektronische Steuereinrichtung des Fahrzeugs handelt, kann dazu eingerichtet sein, einige oder alle der hier beschriebenen Verfahrensschritte zu implementieren. Die Steuereinheit kann mittels Hardware und/oder Software implementiert sein und kann einen Mikroprozessor, RAM, ROM usw. aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner die Schritte auf:

Zurückweisen, wenn ein zweites Objekt auf der ersten idealen Ausweich-Trajektorie detektiert wird, des idealen seitlichen Ausweichabstands zugunsten des anderen des seitlichen Ausweichabstands links und des seitlichen Ausweichabstands rechts, welcher dann als ein zweiter idealer seitlicher Ausweichabstand ermittelt wird, und
Ermitteln einer zweiten idealen Ausweich-Trajektorie, auf welcher das Fahrzeug das Objekt in Abhängigkeit des zweiten idealen seitlichen Ausweichabstands passiert.

Dieses Verfahren dient der Erhöhung der Sicherheit, indem überprüft wird, ob sich ein zweites Objekt auf der idealen Ausweich-Trajektorie befindet. Dadurch kann eine Kollision mit diesem zweiten Objekt während der Ausweichlenkung vermieden werden. Nach dem Ermitteln der zweiten idealen Ausweich-Trajektorie, wird diese Trajektorie entweder dem Fahrer auf einem Fahrzeug-HMI angezeigt und/oder die Steuereinrichtung des Fahrzeugs unterstützt den Fahrer bei dem Fahren entlang dieser Trajektorie.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner

Ermitteln einer oder mehrerer virtueller Linien, und/oder
Ermitteln der ersten und/oder der zweiten idealen Ausweich-Trajektorie in Abhängigkeit des ersten und/oder zweiten idealen seitlichen Ausweichabstands und der einen oder der mehreren virtuellen Linien.

Dieser Schritt hilft, das Fahrzeug in Abwesenheit anderer Objekte zu leiten. Die virtuellen Linien markieren den Korridor, den das Fahrzeug während des Ausweichmanövers durchfahren kann. Die eine oder die mehreren virtuellen Linien können anhand einer virtuellen Breite, die zum Beispiel als Anhaltspunkt für die Breite des Fahrzeugs dienen kann, ermittelt werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf
Vergleichen eines gemessenen Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt mit einem minimalen vorausgesagten Längsabstand, welcher ein vorbestimmte Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt ist, um eine vorbestimmte Reaktion basierend auf einer momentanen Geschwindigkeit, einer Lenkfähigkeit und einer Abbremsfähigkeit des Fahrzeugs in Gang zu setzen.
Je nach Abstand zwischen Fahrzeug und Objekt ist zu prüfen, ob bestimmte Reaktionen, wie beispielsweise Bremsen oder Lenken, notwendig oder auf sichere Weise möglich sind. Dies dient dazu, die Sicherheit und Stabilität des Fahrzeugs bei der Annäherung an das Objekt und gegebenenfalls bei dem Passieren des Objekts zu erhöhen.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf
Wiederholen des Schritts des Vergleichens des gemessenen Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt mit dem minimalen vorausgesagten Längsabstand so lange bis der minimale vorausgesagte Längsabstand gleich oder kleiner einem ersten vorbestimmte Abstand ist, bei welchem Abstand das Fahrzeug mit einer Teilbremsung beginnen wird.
Dieser Schritt trägt zur Fahrzeugsicherheit bei, da es bei einem Abstand, der kleiner als der erste vorgegebene Abstand ist, nicht mehr möglich ist, ein Ausweichmanöver durch Lenken bei der momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter Beibehaltung der seitlichen Fahrzeugstabilität durchzuführen. Dies dient dazu, ein Ausbrechen oder Schleudern zu vermeiden, was schwieriger zu kontrollieren wäre.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf
Wiederholen des Schritts des Vergleichens des gemessenen Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt mit dem minimalen vorausgesagten Längsabstand solange bis der minimale vorausgesagte Längsabstand gleich oder kleiner einem zweiten vorbestimmten Abstand ist, bei welchem Abstand das Fahrzeug mit einer Vollbremsung beginnen wird.
Dieser Schritt trägt zur Fahrzeugsicherheit bei, da es bei einem Abstand, der kleiner als der zweite vorbestimmte Abstand ist, nicht mehr möglich ist, ein Ausweichmanöver durch Lenken bei der momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter Beibehaltung der seitlichen Fahrzeugstabilität durchzuführen. Daher ist eine Teilbremsung zu diesem Zeitpunkt nicht mehr ausreichend. Vielmehr ist eine Vollbremsung zur Aufrechterhaltung der Fahrzeugsicherheit erforderlich.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf
Wiederholen des Schritts des Vergleichens des gemessenen Abstands zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt mit dem minimalen vorausgesagten Längsabstand so lange bis der minimale vorausgesagte Längsabstand gleich oder kleiner einem dritten vorbestimmten Abstand ist, welcher Abstand einen Ausweichgrenzpunkt markiert, wobei der Ausweichgrenzpunkt als der Punkt ermittelt wird, an welchem dem Objekt durch Lenken nicht mehr ausgewichen werden kann
Wenn sich das Fahrzeug dem Objekt noch weiter nähert, d.h. wenn das Fahrzeug den dritten vorbestimmten Abstand passiert, ist der verbleibende Abstand zwischen Fahrzeug und Objekt zu klein geworden, um ein seitliches Ausweichmanöver durchzuführen. In diesem Fall kann die Seitenstabilität beim Ausweichlenken nicht aufrechterhalten werden. Wenn die Seitenstabilität verloren geht, können die Folgen schwerwiegender sein als bei einer möglichen Kollision mit dem Objekt. Dieser Schritt dient also der Aufrechterhaltung der Fahrzeugsicherheit.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner die Schritte auf:

wenn ermittelt wird, dass der Fahrer in die Richtung der ersten oder der zweiten idealen Ausweich-Trajektorie lenkt, wird eine Lenkunterstützung gemäß der ersten oder zweiten idealen Ausweich-Trajektorie ausgeführt,
wenn ermittelt wird, dass der Fahrer nicht in die Richtung der ersten oder der zweiten idealen Ausweich-Trajektorie lenkt, wird, wenn das Fahrzeug den ersten vorbestimmten Abstand passiert hat, aber den dritten vorbestimmten Abstand noch nicht erreicht hat, ein automatisches Lenken gemäß der ersten oder der zweiten idealen Ausweich-Trajektorie ausgeführt, und
Deaktivieren einer Notbremsungs-Routine.

Dieser Aspekt des Verfahrens dient der Durchführung des Ausweichmanövers. Dadurch ist es möglich, die Fahrzeugstabilität während des Ausweichmanövers aufrechtzuerhalten, sei es unter der Kontrolle des Fahrers mit Unterstützung durch das Ausweichlenksystem oder unter der automatischen Steuerung des Fahrzeugcomputers. In beiden Fällen wird die Fahrzeugstabilität durch Deaktivieren der Notbremsung aufrechterhalten, da es bei einer Notbremsung schwierig ist, die Fahrzeugstabilität während des Ausweichmanövers aufrechtzuerhalten. Diese Schritte dienen der Aufrechterhaltung der Fahrzeugstabilität.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner auf,
dass das erste Objekt oder das zweite Objekt von einem Umgebungssensor erkannt wird, wobei der Umgebungssensor vorzugsweise mindestens eine von einer Kamera, einem RADAR-Sensor, einem LIDAR-Sensor, einem Laserscanner, einem Infrarotsensor, einer stereoskopischen Kamera und einem Ultraschallsensor umfasst.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen dazu veranlassen, das vorstehend beschriebene Verfahren auszuführen.
Weitere mögliche Implementierungen oder alternative Lösungen der Erfindung umfassen auch - hier nicht explizit genannte - Kombinationen von zuvor oder im Folgenden mit Bezug zu den Ausführungsformen beschriebenen Merkmale. Der Fachmann kann auch Einzelaspekte oder isolierte Aspekte und Merkmale zu der Grundform der Erfindung hinzufügen.
Weitere Ausführungsformen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung und die abhängigen Ansprüche in Verbindung mit den angehängten Zeichnungen deutlich, in welchen:

1 eine Seitenansicht eines Fahrzeugs zeigt, das mit einer Kamera ausgestattet ist, welche ein Objekt erfasst;
2 eine Draufsicht eines Fahrzeugs zeigt, das sich einem anderen Fahrzeug annähert; und
3 eine Draufsicht des Fahrzeugs zeigt, das sich dem anderen Fahrzeug annähert, wobei ein weiteres Fahrzeug eine Ausweich-Trajektorie blockiert.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
1 ist eine schematische Seitenansicht eines Fahrzeugs 1, das sich einem Objekt 8 nähert. Das Fahrzeug ist mit einer Kamera 3 ausgestattet. Die Kamera 3 ist in die Richtung des Pfeils R gerichtet, sodass sie ein Objekt 8 auf der vorhergesagten Trajektorie des Fahrzeugs 1 erfassen kann.
2 ist eine Draufsicht, welche das Fahrzeug 1 zeigt, das sich einem Objekt 8 annähernd (hier auch als „erstes Objekt“ bezeichnet), welches in diesem Beispiel ein anderes Fahrzeug ist. Das Fahrzeug 1 hat eine geplante Trajektorie 10, welche der vorhergesagte Fahrzeugweg ist, der von einer Steuereinheit 4 berechnet wird, beispielsweise basierend auf Daten von den Umgebungssensoren, einem Fahrzeugkilometerzähler and GPS-Navigationssystem. Basierend auf einer Information von der Kamera 3 ermittelt die Steuereinheit 4 (zum Beispiel die zentrale elektronische Steuereinrichtung des Fahrzeugs - „ECU“) den linken und den rechten Rand des Objekts 8 auf der vorhergesagten Trajektorie 10 und weist jeder dieser Ränder eine virtuelle Linie 21, 22 zu, die parallel zu der vorhergesagten Trajektorie 10 verläuft. Basierend auf diesen virtuellen Linien 21 und 22 ermittelt die Steuereinheit 4 jeweils für die linke und die rechte Seite des Fahrzeugs 1 eine Überlappung. Die Überlappung auf der linken Seite ist mit dem Bezugszeichen 61 versehen und die Überlappung auf der rechten Seite ist mit dem Bezugszeichen 62 versehen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Kamera 3 lediglich ein Beispiel eines Umgebungssensors darstellt, der verwendet wird, um Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs 1 zu erfassen. Andere Umgebungssensoren, die verwendet werden können, sind RADAR-Sensoren, LIDAR-Sensoren, Laserscanner, Infrarotsensoren, stereoskopische Kameras und Ultraschallsensoren. Es ist ferner möglich, dass mehr als ein Typ dieser Sensoren verwendet wird. Wenn mehr als ein Sensortyp verwendet wird, werden die Signale der verschiedenen Sensoren in Kombination von der Steuereinheit 4 ausgewertet, um ein Objekt zu erfassen, wie beispielsweise das erste Objekt 8 oder ein anderes Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs 1. Abhängig von der Art des verwendeten Sensors wird die Einbauposition des Sensors zum Beispiel in der Nähe des oberen Bereiches der Windschutzscheibe oder an einer anderen Position des Fahrzeugs ermittelt, sodass der Sensor das Gebiet entlang des Fahrzeugwegs abtasten kann.
Vorzugsweise passiert das Fahrzeug 1 das Objekt 8 nicht nur derart, dass seine äußeren Ränder an den virtuellen Linien 21 und 22 liegen, sondern mit einem Sicherheitsabstand, der mit dem Bezugszeichen 41 für die linke Seite des Objekts 8 und mit dem Bezugszeichen 42 für die rechte Seite des Objekts 8 gekennzeichnet ist. Die Überlappung links 61 and der Sicherheitsabstand links 41 werden addiert, um den seitlichen Ausweichabstand links 65 zu erhalten. Die Überlappung rechts 62 und der Sicherheitsabstand rechts 42 werden addiert, um den seitlichen Ausweichabstand rechts 66 zu erhalten.
Unter Berücksichtigung der Sicherheitsabstände 41, 42 berechnet die Steuereinheit 4 ein Paar virtueller Linien mit den Bezugszeichen 31 und 32. Mit diesen virtuellen Linien ermittelt die Steuereinheit 4 mögliche ideale Ausweich-Trajektorien 91 und 92, auf denen das Fahrzeug 1 das Objekt 8 links oder rechts passieren könnte. Die Auswahl zwischen den möglichen Ausweich-Trajektorien 91 und 92 erfolgt normalerweise durch Auswählen der kürzeren der beiden Trajektorien 91 und 92. In der 2 wird dies die Trajektorie 91 sein, die daher als die ideale Ausweich-Trajektorie 95 ermittelt wird. Es ist jedoch möglich, dass ein in 3 gezeigtes Objekt 9 (hier auch als „zweites Objekt“ bezeichnet) von der Kamera 3 detektiert wird. Würde das Fahrzeug 1, wie in den 2 und 3 gezeigt, entlang der Trajektorie 91 fahren, käme es zu einer Kollision mit dem Objekt 9, wie in 3 durch X gekennzeichnet. Daher verwirft die Steuereinheit 4 die kürzere Ausweich-Trajektorie 91, welche in 2 als die ideale Ausweich-Trajektorie 95 ausgewählt wurde. Stattdessen wählt die Steuereinheit 4, wie in 3 gezeigt, die Trajektorie 92 als die ideale Ausweich-Trajektorie 95.
In 2 bezieht sich das Bezugszeichen 71 auf das vordere Ende des Fahrzeugs 1, und das hintere Ende des Objekts 8 ist durch die gestrichelte Linie 81 gekennzeichnet. Der momentane Abstand zwischen dem hinteren Ende 81 und dem vorderen Ende 71 ist mit 75 bezeichnet. Um das Objekt 8 sicher passieren zu können, muss das Fahrzeug 1 den momentanen Abstand 75 (bis zur gestrichelten Linie 82) passieren/abdecken, aber die Steuereinheit 4 muss auch einen durch die gestrichelte Linie 82 angezeigten Sicherheitsabstand in Längsrichtung berücksichtigen. Dieser Längssicherheitsabstand wird aus der Relativgeschwindigkeit zwischen dem Fahrzeug 1 und dem Objekt 8 ermittelt, wobei das Objekt 8 ein anderes Fahrzeug sein kann, das mit einer geringeren Geschwindigkeit als das Fahrzeug 1 fährt. Aus der vorstehenden Beschreibung sollte klar sein, dass in dem Fall, in dem kein weiteres Objekt 9 von der Kamera 3 auf der Trajektorie 91 detektiert wird, diese Trajektorie 91 als die ideale Ausweich-Trajektorie 95 beibehalten wird, wie in 2 gezeigt.
Nach dem Ermitteln der idealen Ausweich-Trajektorie 95, ermittelt die Steuereinheit 4 den minimalen vorhergesagten Längsabstand, der notwendig ist, damit das Fahrzeug dem Objekt 8 durch Lenken ausweichen kann. Dieser minimale Längsabstand wird basierend auf der momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 und des Objekts 8 sowie einer vorbestimmten seitlichen Beschleunigung berechnet. Eine solche seitliche Beschleunigung wird während der Ausführung des Lenkmanövers auftreten. Zu diesem Zweck werden von der Steuereinheit 4 weitere Abstände berechnet. Einer dieser Abstände zwischen dem Objekt 8 und dem Fahrzeug 1 ist mit einer Linie 72 gekennzeichnet. Bei diesem Abstand von dem Objekt 8 wird das Fahrzeug 1 von dem Computer zu einer Teilbremsung veranlasst. Bei einem kürzeren Abstand zu dem Objekt 8, mit dem Bezugszeichen 73 gekennzeichnet, wird der Computer das Fahrzeug 1 zu einer Vollbremsung veranlassen. Der kürzeste Abstand zu dem Objekt 8, wie er in den 2 und 3 angegeben ist, ist mit 74 gekennzeichnet, und er gibt den Abstand eines sogenannten Ausweichgrenzpunkts an. Wenn und sobald das Fahrzeug 1 bei der Linie 74 ankommt, ist es nicht mehr möglich, eine Kollision durch seitliches Lenken zu vermeiden.
Nach dem Ermitteln des idealen seitlichen Ausweichabstands (aber gegebenenfalls vor dem Ermitteln der idealen Ausweich-Trajektorie 95) ermittelt die Steuereinheit die virtuelle Linie 23 (die dem virtuellen Außenrand des Fahrzeugs 1 entsprechen kann), wenn keine anderen erfassten Objekte, wie beispielsweise Fahrbahnmarkierungen, runde Begrenzungen, Fahrzeuge, Schranken, Bürgersteige vorhanden sind, wie in 2 gezeigt. Die virtuelle Linie 23 wird unter Verwendung einer virtuellen Breite 43, gemessen von der virtuellen Linie 31, ermittelt. Die virtuelle Breite ist beispielsweise ein Anhaltspunkt für die Breite des Fahrzeugs 1 und anderer Parameter, wie erforderlich. Die virtuelle Breite 43 wird in dem Speicher der Steuereinheit 4 als ein vorbestimmter Wert gespeichert. Sie kann unter Berücksichtigung der momentanen und der vorhergesagten Geschwindigkeit des Fahrzeug 1 entlang der idealen Ausweich-Trajektorie berechnet werden. Die virtuelle Linie 23 ist in 2 als nicht parallel zu der idealen Ausweich-Trajektorie 95 gezeigt, da sie auch von der momentanen Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 abhängt. Wenn das Fahrzeug 1 bei der gestrichelten Linie 81 ankommt, ist die Fahrzeuggeschwindigkeit am niedrigsten. Dementsprechend kann die virtuelle Breite 43 niedrig sein, da es bei niedrigen Geschwindigkeiten einfacher ist, eine seitliche Stabilität des Fahrzeugs aufrechtzuerhalten. An anderen Punkten der Trajektorie ist es erforderlich, dass die virtuelle Breite 43 größer ist, da sich das Fahrzeug dort bei höherer Geschwindigkeit fortbewegen wird und es demzufolge schwieriger ist, eine seitliche Stabilität aufrechtzuerhalten. Alternativ kann sie basierend auf anderen erfassten Objekten, wie beispielsweise Fahrzeuge, Fahrbahnmarkierungen, andere Begrenzungen, Schranken oder Bürgersteige, berechnet werden.
Dann berechnet die Steuereinheit 4 die ideale Ausweich-Trajektorie 95 basierend auf den virtuellen Linien 23, 31 oder passt sie an. In einem weiteren Schritt berechnet die Steuereinheit 4 basierend auf der berechneten oder angepassten idealen Ausweich-Trajektorie 91, 92, 95 die Lenkung, welche erforderlich ist, um das seitliche Ausweich-Lenkmanöver auszuführen, und sie stellt durch Führung des Fahrzeugs 1 innerhalb des Korridors, der auf der inneren Seite durch die virtuelle Linie 31 in 2 und auf der äußeren Seite durch die virtuelle Linie 23 begrenzt wird, eine seitliche Fahrzeugstabilität sicher.
Der Fahrer im Fahrzeug 1 lenkt möglicherweise bereits in die gleiche Richtung wie die ideale Ausweich-Trajektorie 95. In diesem Fall unterstützt die Steuereinheit den Fahrer mit Fahrassistenzfunktionen, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug 1 innerhalb des Korridors bleibt, der durch die virtuelle Linie 31 und die virtuelle Linie 23 begrenzt wird. Eine andere Möglichkeit ist, dass die Steuereinheit 4, wenn der Fahrer nicht in die gleiche Richtung wie die ideale Ausweich-Trajektorie lenkt, nicht nur Assistenzfunktionen ausführt, sondern mit einem vollautomatischen Lenken des Fahrzeugs 1 entlang der idealen Ausweich-Trajektorie 95 beginnt, bevor der Ausweichgrenzpunkt 74 erreicht ist. In beiden Fällen, d.h. dem unterstützten Lenken oder dem vollautomatischen Lenken entlang der idealen Ausweich-Trajektorie 95, wird eine Notfallbremsung deaktiviert.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Übereinstimmung mit bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass Änderungen in allen Ausführungsformen möglich sind.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
3: Kamera
4: Steuereinheit
8: erstes Objekt
9: zweites Objekt
10: vorhergesagte Trajektorie
21 - 23: virtuelle Linien
31: seitliche Ausweichlinie links
32: seitliche Ausweichlinie rechts
41: Sicherheitsabstand links
42: Sicherheitsabstand rechts
43: virtuelle Breite
61: Überlappung links
62: Überlappung rechts
65: seitlicher Ausweichabstand links
66: seitlicher Ausweichabstand rechts
71: Position vorderes Fahrzeugende
72: Position Start Teilbremsung
73: Position Start Vollbremsung
74: Ausweichgrenzpunkt
75: gemessener Abstand
81: Position hinteres Ende von Objekt
82: Position Sicherheitsabstand von dem ersten Objekt
91: erste ideale Ausweich-Trajektorie
92: zweite ideale Ausweich-Trajektorie
95: ideale Ausweich-Trajektorie
S1 - S18: Schritte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2015/0120137 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Ermitteln einer Ausweich-Trajektorie für ein Fahrzeug (1), um einem oder mehreren Objekten (8, 9) auszuweichen, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: a) Erkennen eines ersten Objekts (8) auf einer vorhergesagten Trajektorie (10) des Fahrzeugs (1), b) Ermitteln eines seitlichen Ausweichabstands links (65) in Bezug auf das erste Objekt (8), c) Ermitteln eines seitlichen Ausweichabstands rechts (66) in Bezug auf das erste Objekt (8), d) Auswählen des kleineren von dem seitlichen Ausweichabstand links (65) und dem seitlichen Ausweichabstand rechts (66) als einen ersten idealen seitlichen Ausweichabstand, und e) Ermitteln einer ersten idealen Ausweich-Trajektorie (91), auf welcher das Fahrzeug (1) das Objekt (8) in Abhängigkeit des ersten idealen seitlichen Ausweichabstands passiert.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner aufweisend: Zurückweisen, wenn ein zweites Objekt (9) auf der ersten idealen Ausweich-Trajektorie (91) detektiert wird, des idealen seitlichen Ausweichabstands zugunsten des anderen des seitlichen Ausweichabstands links (65) und des seitlichen Ausweichabstands rechts (66), welcher dann als ein zweiter idealer seitlicher Ausweichabstand ermittelt wird, und Ermitteln einer zweiten idealen Ausweich-Trajektorie, auf welcher das Fahrzeug (1) das Objekt (8) in Abhängigkeit des zweiten idealen seitlichen Ausweichabstands passiert.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner aufweisend: Ermitteln einer oder mehrerer virtueller Linien (23, 31, 32), und/oder Ermitteln der ersten und/oder der zweiten idealen Ausweich-Trajektorie (92) in Abhängigkeit des ersten und/oder des zweiten idealen seitlichen Ausweichabstands und der einen oder der mehreren virtuellen Linien (23, 31, 32).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner aufweisend Vergleichen eines gemessenen Abstands (75) zwischen dem Fahrzeug (1) und dem Objekt (8) mit einem minimalen vorausgesagten Längsabstand, welcher ein vorbestimmter Abstand zwischen dem Fahrzeug (1) und dem Objekt (8) ist, um eine vorbestimmte Reaktion basierend auf einer momentanen Geschwindigkeit, einer Lenkfähigkeit und einer Abbremsfähigkeit des Fahrzeugs (1) in Gang zu setzen.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner aufweisend Wiederholen des Schritts des Vergleichens des gemessenen Abstands (75) zwischen dem Fahrzeug (1) und dem Objekt (8) mit dem minimalen vorausgesagten Längsabstand solange bis der minimale vorausgesagte Längsabstand gleich oder kleiner einem ersten vorbestimmten Abstand (72) ist, bei welchem Abstand (72) das Fahrzeug (1) mit einer Teilbremsung beginnen wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, ferner aufweisend Wiederholen des Schritts des Vergleichens des gemessenen Abstands (75) zwischen dem Fahrzeug (1) und dem Objekt (8) mit dem minimalen vorausgesagten Längsabstand, solange bis der minimale vorausgesagte Längsabstand gleich oder kleiner einem zweiten vorbestimmten Abstand (73) ist, bei welchem Abstand (73) das Fahrzeug (1) mit einer Vollbremsung beginnen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4-6, ferner aufweisend Wiederholen des Schritts des Vergleichens des gemessenen Abstands (75) zwischen dem Fahrzeug (1) und dem Objekt (8) mit dem minimalen vorausgesagten Längsabstand solange bis der minimale vorausgesagte Längsabstand gleich oder kleiner einem dritten vorbestimmten Abstand (74) ist, welcher Abstand (74) einen Ausweichgrenzpunkt markiert, wobei der Ausweichgrenzpunkt als der Punkt ermittelt wird, an welchem dem Objekt (8) durch Lenken nicht mehr ausgewichen werden kann.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner aufweisend: wenn ermittelt wird, dass der Fahrer in die Richtung der ersten oder der zweiten idealen Ausweich-Trajektorie (91, 92) lenkt, wird eine Lenkunterstützung gemäß der ersten oder der zweiten idealen Ausweich-Trajektorie (91, 92) ausgeführt, wenn ermittelt wird, dass der Fahrer nicht in die Richtung der ersten oder der zweiten idealen Ausweich-Trajektorie (91, 92) lenkt, wird, wenn das Fahrzeug (1) den ersten vorbestimmten Abstand (72) passiert hat, aber den dritten vorbestimmten Abstand (74) noch nicht erreicht hat, ein automatisches Lenken gemäß der ersten oder der zweiten idealen Ausweich-Trajektorie ausgeführt, und Deaktivieren einer Notbremsungs-Routine.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste Objekt (8) oder das zweite Objekt (9) von einem Umgebungssensor erkannt wird, und wobei der Umgebungssensor mindestens eine von einer Kamera (3), einem RADAR-Sensor, einem LIDAR-Sensor, einem Laserscanner, einem Infrarotsensor, einer stereoskopischen Kamera und einem Ultraschallsensor umfasst.
Computerprogrammprodukt, welches Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche auszuführen.