DE102020200206A1 - Method and device for controlling a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs mit dem die Sicherheit im Strassenverkehr erhöht wird, indem einer Steuerungseinrichtung Signale von einem oder mehreren Umfeldsensoren zugeführt werden und die Umfeldsensoren Objekte im Fahrzeugumfeld detektieren und Abstandswerte der Umfeldobjekte zum Fahrzeug bereitstellen, wobei eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, die im Bedarfsfall in die Längssteuerung und/oder die Quersteuerung des Fahrzeugs eingreift, und das Verfahren so in die Längssteuerung und/oder Quersteuerung eingreift, dass zwischen dem Fahrzeug und dem mindestens einen Umfeldobjekt ein Mindestabstand eingehalten und/oder hergestellt wird. The invention relates to a device and a method for controlling a vehicle with which road safety is increased by feeding signals from one or more environment sensors to a control device and the environment sensors detecting objects in the vehicle environment and providing distance values of the objects in the vicinity to the vehicle, with a control device is provided which, if necessary, intervenes in the longitudinal control and / or the lateral control of the vehicle, and the method intervenes in the longitudinal control and / or lateral control so that a minimum distance is maintained and / or established between the vehicle and the at least one surrounding object.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugs, mit dem die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht wird, indem einer Steuerungseinrichtung Signale von einem oder mehreren Umfeldsensoren zugeführt werden und die Umfeldsensoren Objekte im Fahrzeugumfeld detektieren und Abstandswerte der Umfeldobjekte zum Fahrzeug bereitstellen, wobei eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, die im Bedarfsfall in die Längssteuerung und/oder die Quersteuerung des Fahrzeugs eingreift, und das Verfahren so in die Längssteuerung und/oder Quersteuerung eingreift, dass zwischen dem Fahrzeug und dem mindestens einen Umfeldobjekt ein Mindestabstand eingehalten und/oder hergestellt wird.The present invention relates to a device and a method for controlling a vehicle, with which the safety in road traffic is increased in that signals from one or more environment sensors are fed to a control device and the environment sensors detect objects in the vehicle environment and provide distance values of the objects in the vicinity to the vehicle, with a control device is provided which, if necessary, intervenes in the longitudinal control and / or the lateral control of the vehicle, and the method intervenes in the longitudinal control and / or lateral control so that a minimum distance is maintained and / or established between the vehicle and the at least one surrounding object .
Stand der TechnikState of the art
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Der Kern der vorliegenden Erfindung ist es, die Verkehrssicherheit eines Fahrzeugs zu erhöhen, indem eine Kollisionsgefahr reduziert wird, indem zwischen dem Fahrzeug und anderen Verkehrsteilnehmern in jede Richtung ein Mindestabstand eingehalten wird, und gegebenenfalls durch Fahrzeugsysteme überlagerte Fahrzeugsteuerungssignale erzeugt werden.The essence of the present invention is to increase the traffic safety of a vehicle by reducing the risk of a collision by maintaining a minimum distance between the vehicle and other road users in each direction, and possibly generating vehicle control signals superimposed by vehicle systems.
Erfindungsgemäß wird dieses durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.According to the invention, this is achieved by the features of the independent claims. Advantageous further developments and refinements result from the subclaims.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden Umfeldsensoren erwähnt, die Objekte und Abstände zu Objekte detektieren und bereitstellen können. Derartige Umfeldsensoren können beispielsweise am Fahrzeug selbst montiert sein, beispielsweise an der Fahrzeugfront, am Fahrzeugheck, an den Fahrzeugseiten und/oder den Fahrzeugecken. In diesem Fall wird also der Abstand zwischen dem Sensor und den detektieren Objekten vermessen und dem System bereitgestellt.In the context of the present invention, environmental sensors are mentioned that can detect and provide objects and distances to objects. Such environment sensors can, for example, be mounted on the vehicle itself, for example on the front of the vehicle, on the rear of the vehicle, on the sides of the vehicle and / or the corners of the vehicle. In this case, the distance between the sensor and the detected objects is measured and made available to the system.
Alternativ oder auch in Kombination hierzu ist es möglich, dass Umfeldsensoren ortsfest montiert sind und einen Teil der Infrastruktur bilden. So gibt es bereits heute beispielhaft Autobahnabschnitte, an denen in regelmäßigen Abständen von einigen hundert Metern Videokameras zur Überwachung des Verkehrsgeschehens montiert sind und die in der Lage sind, Fahrzeuge auf der Straße zu detektieren. Entsprechend können diese Abstände untereinander und Geschwindigkeiten der Fahrzeuge aus den aufgenommenen Videobildern extrahieren und den Verkehrsteilnehmern, beispielsweise mittels einer Funkschnittstelle, aus der Infrastruktur heraus als Eingangsgrößen bereitstellen. Ebenso sind in Innenstädten heutzutage vermehrt Videokameras ortsfest installiert, die für Objekterkennungen und die Ausmessung von Abständen zwischen Objekten alternativ oder zusätzlich zu fahrzeugfesten Sensoren, genutzt werden können. Diese Umfeldsensoren können Abstandswerte an eine Steuerungseinrichtung weiterleiten, was im Fall der fahrzeugfesten Sensoren beispielsweise über ein kabelgebundenes Bussystem geschehen kann und im Fall der infrastrukturfesten Umfeldsensoren mittels einer Funktübertragung zwischen Infrastruktur und dem Fahrzeug übertragen werden können. Anschließend kann die Übertragung vom Funkempfänger in die Steuerungseinrichtung mittels eines kabelgebundenen Datenbussystems geschehen.Alternatively or also in combination with this, it is possible for environment sensors to be installed in a stationary manner and to form part of the infrastructure. For example, there are already motorway sections where video cameras are installed at regular intervals of a few hundred meters to monitor traffic and are able to detect vehicles on the road. Correspondingly, these distances from one another and the speeds of the vehicles can be extracted from the recorded video images and made available to road users as input variables from the infrastructure, for example by means of a radio interface. Likewise, video cameras are increasingly being installed in city centers nowadays, which can be used for object recognition and the measurement of distances between objects as an alternative or in addition to sensors that are fixed to the vehicle. These environment sensors can forward distance values to a control device, which in the case of the vehicle-mounted sensors can be done for example via a wired bus system and in the case of the infrastructure-mounted environment sensors can be transmitted between the infrastructure and the vehicle by means of radio transmission. The transmission from the radio receiver to the control device can then take place by means of a wired data bus system.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass ein Mindestabstand eingehalten und/oder hergestellt wird, je nachdem ob ein Mindestabstand noch nicht unterschritten wurde oder der Mindestabstandswert bereits unterschritten wurde und der Mindestabstand wiederhergestellt werden soll, um die Verkehrssicherheit zu erhöhen.According to the invention, it is also provided that a minimum distance is maintained and / or established, depending on whether a minimum distance has not yet been undershot or the minimum distance value has already been undershot and the minimum distance is to be restored in order to increase traffic safety.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass der Eingriff der Steuerung eine Überlagerung der vom Fahrer vorgegebenen Beschleunigungsvorgabe, Verzögerungsvorgabe und/oder Lenkvorgabe ist. Die Erfindung bezieht sich auf Fahrerassistenzsysteme, die den Fahrer im Bedarfsfall unterstützen. Bei derartigen Systemen ist generell vorgesehen, dass der Fahrer durch Lenkvorgaben, Beschleunigungsanforderungen oder Verzögerungsanforderungen das Fahrzeug hinsichtlich seiner Geschwindigkeit, Position und Orientierung durch den Fahrer gesteuert wird. Erst im Fall, dass Mindestabstandswerte des eigenen Fahrzeugs bezüglich erkannter Objekte unterschritten werden, erzeugt das System zusätzliche Beschleunigungsanforderungen, Verzögerungsanforderungen und/oder Lenkanforderungen, die den vom Fahrer vorgegebenen Werten überlagert werden, so dass der Fahrer in seiner Fahrzeugsteuerung nur im Bedarfsfall durch das System unterstützt wird. Im Fall, dass kein Bedarf besteht, bestimmt der Fahrer die Fahrzeugsteuerung allein, ohne weitere Überlagerungssignale.Furthermore, it is advantageous that the intervention of the control is a superimposition of the acceleration specification, deceleration specification and / or steering specification specified by the driver. The invention relates to driver assistance systems that support the driver when necessary. In systems of this type, provision is generally made for the driver to control the vehicle with regard to its speed, position and orientation by means of steering specifications, acceleration requirements or deceleration requirements. Only in the event that the minimum distance values of the own vehicle with respect to recognized objects are not reached does the system generate additional acceleration requirements, deceleration requirements and / or steering requirements that are superimposed on the values specified by the driver, so that the driver can control his vehicle is only supported by the system when necessary. In the event that there is no need, the driver determines the vehicle control alone, without further overlay signals.
Weiterhin ist vorgesehen, dass der Bedarfsfall dann vorliegt, wenn ein Abstand des Fahrzeugs zu mindestens einem anderen Umfeldobjekt kleiner als ein vorgegebener Abstand ist. Damit ist es möglich, dass erfindungsgemäß ein Mindestabstandswert in allen vier Fahrzeugrichtungen, nämlich nach links, nach rechts, nach vorne sowie nach hinten einheitlich vorgegeben werden kann. Dabei kann weiterhin in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die vorgegebenen Mindestabstandswerte in lateraler Richtung und/oder in Richtung zum vorausbefindlichen Umfeldobjekt und/oder zum hinterherfahrenden Umfeldobjekt unterschiedliche Abstandswerte sind, so dass in jeder Richtung einen individuellen Abstandswert vorgegeben oder durch den Fahrer individuell eingestellt werden kann,. so dass eine Fahrerunterstützung bei Annäherung an ein Objekt in eine Richtung früher aktiviert wird als bei einer Annäherung des Fahrzeugs an ein Umfeldobjekt in einer anderen der genannten Fahrzeugrichtungen.Furthermore, it is provided that the need exists when a distance between the vehicle and at least one other object in the vicinity is less than a predefined distance. It is thus possible that, according to the invention, a minimum distance value can be uniformly predefined in all four vehicle directions, namely to the left, to the right, to the front and to the rear. It can also advantageously be provided that the specified minimum distance values in the lateral direction and / or in the direction of the surrounding object ahead and / or the surrounding object driving behind are different distance values, so that an individual distance value is specified in each direction or set individually by the driver can ,. so that driver assistance is activated earlier when an object is approached in one direction than when the vehicle approaches an object in the vicinity in another of the vehicle directions mentioned.
Damit kann im Fall dass die vorgegebenen Mindestabstandswerte oder der vorgegebene Mindestabstandswert durch den Fahrer individuell eingestellt werden können, der Fahrer gemäß seinen Wünschen das Assistenzsystem einstellen, sodass beispielsweise beim Überholen von Lastwägen auf der mittleren oder linken Fahrspur einer mehrspurigen Kraftfahrstraße ein anderer Abstand eingehalten werden kann, als wenn das eigene Fahrzeug selbst durch ein anders Fahrzeug überholt wird.In this way, in the event that the specified minimum distance values or the specified minimum distance value can be individually set by the driver, the driver can set the assistance system according to his wishes so that a different distance can be maintained, for example when overtaking trucks in the middle or left lane of a multi-lane road as if your own vehicle was overtaken by another vehicle.
Weiterhin kann es vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Längssteuerung des Fahrzeugs eine Beschleunigung oder eine Verzögerung des Fahrzeugs ist. Weiterhin kann es alternativ oder in Kombination vorteilhaft sein, dass die Quersteuerung des Fahrzeugs ein Eingriff in die Lenkeinrichtung des Fahrzeugs ist. Durch den Eingriff des Steuerungssystems sowohl in die Längssteuerung des Fahrzeugs in Form einer Beschleunigung und/oder Verzögerung und/oder einen Eingriff in die Quersteuerung des Fahrzeugs durch einen Eingriff in die Lenksysteme des Fahrzeugs ist es möglich, dass das Fahrzeug in annähernd jeder Fahrsituation korrigierend eingreifen kann und die Kollsisionsgefahr senken kann.Furthermore, it can advantageously be provided that the longitudinal control of the vehicle is an acceleration or a deceleration of the vehicle. Furthermore, it can alternatively or in combination be advantageous that the transverse control of the vehicle is an intervention in the steering device of the vehicle. Through the intervention of the control system both in the longitudinal control of the vehicle in the form of acceleration and / or deceleration and / or an intervention in the lateral control of the vehicle by intervening in the steering systems of the vehicle, it is possible for the vehicle to intervene in almost every driving situation can and can reduce the risk of collision.
Weiterhin kann es vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass wenn der vorgegebene Mindestabstandswert nicht eingehalten werden kann, da sich gleichzeitig mehrere Umfeldobjekte vor und hinter dem Fahrzeug so nahe dem eigenen Fahrzeug nähern, dass die Einhaltung der Mindestabstandswerte vor und hinter dem eigenen Fahrzeug zu den Umfeldobjekten nicht mehr möglich ist, die Abstandswerte des eigenen Fahrzeugs vor und hinter dem eigenen Fahrzeug zu den Umfeldobjekten durch die Steuerung so eingestellt werden, dass eine Vermittelung der verbliebenen Restabstandswerte zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem Umfeldfahrzeug erfolgt, so dass die Relativposition des eigenen Fahrzeugs zu den Umfeldobjekten nach vorne und nach hinten gemittelt eingestellt wird. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass wenn der vorgegebene Mindestabstandswert nicht eingehalten werden kann, da sich gleichzeitig mehrere Umfeldobjekte links und rechts neben dem Fahrzeug so nah dem eigenen Fahrzeug nähern, dass die Einhaltung der Mindestabstandswerte linksseits und rechtsseits des eigenen Fahrzeugs zu den Umfeldobjekten nicht mehr möglich ist, die Abstandswerte des eigenen Fahrzeugs linksseits und rechtsseits des eigenen Fahrzeugs zu den Umfeldobjekten durch die Steuerung so eingestellt werden, dass eine Vermittelung des verbliebenen Restabstandswerte zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem Umfeldfahrzeug erfolgt, so dass die Relativposition des eigenen Fahrzeugs zu den Umfeldobjekten linksseits und rechtsseits gemittelt eingestellt wird.Furthermore, it can advantageously be provided that if the specified minimum distance value cannot be adhered to, since several surrounding objects in front of and behind the vehicle are approaching so close to the own vehicle at the same time that compliance with the minimum distance values in front of and behind the own vehicle to the surrounding objects is not possible It is more possible, the distance values of the own vehicle in front of and behind the own vehicle to the surrounding objects are set by the control in such a way that the remaining distance values between the own vehicle and the surrounding vehicle are conveyed, so that the relative position of the own vehicle to the surrounding objects is set averaged forwards and backwards. Furthermore, it can be provided that if the specified minimum distance value cannot be adhered to, since several surrounding objects to the left and right of the vehicle are approaching the own vehicle so closely that it is no longer possible to maintain the minimum distance values on the left and right of the own vehicle to the surrounding objects is, the distance values of the own vehicle on the left and right of the own vehicle to the surrounding objects are set by the control in such a way that the remaining distance values between the own vehicle and the surrounding vehicle are conveyed, so that the relative position of the own vehicle to the surrounding objects on the left and is set averaged on the right.
Das Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware beispielsweis einem Steuergerät implementiert sein. Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner einen Abstandsregler und/oder einen Spurhalteregler für ein Kraftfahrzeug, die dazu ausgebildet sind, um die Schritte einer Variante des hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen.The method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example a control device. The approach presented here also creates a distance controller and / or a lane departure control for a motor vehicle, which are designed to carry out, control or implement the steps of a variant of the method presented here in corresponding devices.
Der Abstandsregler und/oder der Spurhalteregler kann ein elektrisches Gerät mit zumindest einer Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest einer Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, und zumindest einer Schnittstelle und /oder einer Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten, die im Kommunikationsprotokoll eingebettet sind, sein. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein sogenannter System-ASIC oder ein Mikrocontroller zum Verarbeiten von Sensorsignalen und Ausgeben von Datensignalen in Abhängigkeit von den Sensorsignalen sein. Die Speichereinheit kann beispielsweise ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein. Die Schnittstelle kann als Sensorschnittstelle zum Einlesen der Sensorsignale von einem Sensor und/oder als Aktorschnittstelle zum Ausgeben der Datensignale und/oder Steuersignale an einen Aktor ausgebildet sein. Die Kommunikationsschnittstelle kann dazu ausgebildet sein, die Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben. Die Schnittstellen können auch Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.The distance controller and / or the lane departure control can be an electrical device with at least one processing unit for processing signals or data, at least one memory unit for storing signals or data, and at least one interface and / or a communication interface for reading in or outputting data that are stored in the Communication protocol are embedded. The computing unit can be, for example, a signal processor, a so-called system ASIC or a microcontroller for processing sensor signals and outputting data signals as a function of the sensor signals. The storage unit can be, for example, a flash memory, an EPROM or a magnetic storage unit. The interface can be designed as a sensor interface for reading in the sensor signals from a sensor and / or as an actuator interface for outputting the data signals and / or control signals to an actuator. The communication interface can be designed to read in or output the data wirelessly and / or wired. The interfaces can also be software modules that are present, for example, on a microcontroller alongside other software modules.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, das auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer, einem programmierbaren Steuergerät oder einer ähnlichen Vorrichtung ausgeführt wird.A computer program product or computer program with program code, which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk or an optical memory, and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is also advantageous is used, in particular when the program product or program is executed on a computer, a programmable control device or a similar device.
Es wird darauf hingewiesen, dass einige der möglichen Merkmale und Vorteile der Erfindung hierin mit Bezug auf unterschiedliche Ausführungsformen als Verfahren zum Einhalten von Mindestabständen zwischen dem eigenen Fahrzeug und erkannten Umfeldobjekten beschrieben sind. Ein Fachmann erkennt, dass die Merkmale in geeigneter Weise kombiniert, angepasst und ausgetauscht werden können, um zu weiteren Ausführungsformen der Erfindung zu gelangen, beispielsweise auch indem unterschiedliche Fahrerassistenzsysteme miteinander kombiniert und/oder integriert werden.It is pointed out that some of the possible features and advantages of the invention are described herein with reference to different embodiments as a method for maintaining minimum distances between one's own vehicle and recognized objects in the surroundings. A person skilled in the art recognizes that the features can be combined, adapted and exchanged in a suitable manner in order to arrive at further embodiments of the invention, for example also by combining and / or integrating different driver assistance systems with one another.
FigurenlisteFigure list
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen
-
1 eine beispielhafte Ansicht einer Verkehrssituation zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, -
2 ein schematisches Blockschaltbild einer möglichen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und -
3 ein schematisches Ablaufdiagramm einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 an exemplary view of a traffic situation to explain the method according to the invention, -
2 a schematic block diagram of a possible embodiment of the device according to the invention and -
3 a schematic flow diagram of a possible embodiment of the method according to the invention.
Beschreibung von AusführungsbeispielenDescription of exemplary embodiments
In
Bei dieser momentanen Fahrsituation ergibt sich zwischen dem eigenen Fahrzeug
Vor dem eigenen Fahrzeug
Die Abstände
Durch die von der Steueruung erzeugten Signale, die den Fahrersignalen überlagert werden, wird also zu jeder Zeit gewährleistet, dass Mindestabstandswerte zwischen dem eigenen Fahrzeug
Sollten Mindestabstandswerte nicht einhaltbar sein, beispielsweise, weil der linke Abstand
Alternativ kann es vorgesehen sein, dass die Überlagerung der Längssteuerung lediglich durch den Abstandswert
In
In
Aufgrund der Bedingungen der Schritte
Nach Schritt
Hierzu wird in Schritt
Danach wird das erfindungsgemäße Verfahren in Schritt
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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Legal Events
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R163 | Identified publications notified |