DE102020201974A1 - Method and control device for recognizing a driving situation in a single-lane vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Fahrsituation eines Fahrzeugs (100), wobei das Verfahren einen Schritt des Einlesens und einen Schritt des Vergleichens umfasst. Im Schritt des Einlesens wird ein Beschleunigungssignal eingelesen, das eine aktuelle Beschleunigung und/oder einen aktuellen Beschleunigungsverlauf des Fahrzeugs (100) repräsentiert. Im Schritt des Vergleichens wird die aktuelle Beschleunigung unter Verwendung des Beschleunigungssignals mit einem vorbestimmten Schwellenwert und/oder Schwellenwertverlauf verglichen, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten, das die erkannte Fahrsituation repräsentiert.The invention relates to a method for recognizing a driving situation of a vehicle (100), the method comprising a step of reading in and a step of comparing. In the reading-in step, an acceleration signal is read in that represents a current acceleration and / or a current acceleration profile of the vehicle (100). In the comparison step, the current acceleration is compared using the acceleration signal with a predetermined threshold value and / or threshold value curve in order to obtain a comparison result that represents the recognized driving situation.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht von einem Verfahren und einem Steuergerät zum Erkennen einer Fahrsituation eines Fahrzeugs nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.The invention is based on a method and a control device for recognizing a driving situation of a vehicle according to the preamble of the independent claims. The present invention also relates to a computer program.
Aus dem Bereich der passiven Fahrzeugsicherheit sind so genannte High-G-Sensoren mit Messbereichen über 500g und hoher Abtastrate von mehr als 1000Hz bekannt.So-called high-G sensors with measuring ranges over 500g and high sampling rates of more than 1000Hz are known from the field of passive vehicle safety.
Die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren zum Erkennen einer Fahrsituation eines einspurigen Fahrzeugs, weiterhin ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.Against this background, with the approach presented here, a method for recognizing a driving situation of a single-lane vehicle, furthermore a control device that uses this method, and finally a corresponding computer program according to the main claims are presented. The measures listed in the dependent claims make advantageous developments and improvements of the device specified in the independent claim possible.
Durch den hier vorgestellten Ansatz kann vorteilhafterweise eine unkritische Fahrsituation (beispielsweise wenn das Fahrzeug regulär auf einer Fahrbahn fährt) von einer kritischen Fahrsituation (beispielsweise wenn das Fahrzeug gestürzt oder umgekippt ist) unterschieden werden.With the approach presented here, a non-critical driving situation (for example when the vehicle is regularly driving on a roadway) can advantageously be distinguished from a critical driving situation (for example when the vehicle has fallen or overturned).
Es wird ein Verfahren zum Erkennen einer Fahrsituation eines Fahrzeugs vorgestellt, wobei das Verfahren einen Schritt des Einlesens und einen Schritt des Vergleichens umfasst. Im Schritt des Einlesens wird ein Beschleunigungssignal eingelesen, das eine aktuelle Beschleunigung und zusätzlich oder alternativ einen aktuellen Beschleunigungsverlauf des Fahrzeugs repräsentiert. Im Schritt des Vergleichens wird die aktuelle Beschleunigung unter Verwendung des Beschleunigungssignals mit einem vorbestimmten Schwellwert und zusätzlich oder alternativ einem Schwellwertverlauf verglichen, um ein Vergleichsergebnis zu erhalten, das die erkannte Fahrsituation repräsentiert.A method for recognizing a driving situation of a vehicle is presented, the method comprising a step of reading in and a step of comparing. In the reading-in step, an acceleration signal is read in that represents a current acceleration and additionally or alternatively a current acceleration profile of the vehicle. In the comparison step, the current acceleration is compared using the acceleration signal with a predetermined threshold value and additionally or alternatively a threshold value curve in order to obtain a comparison result that represents the recognized driving situation.
Das Fahrzeug kann beispielsweise als ein einspuriges Fahrzeug wie Motorrad ausgeformt sein. Denkbar ist jedoch auch, dass das Fahrzeug mehrspurig ist. Beispielsweise kann die Fahrsituation durch einen Schaden an dem Fahrzeug charakterisiert sein und/oder eine Horizontallage (beispielsweise nach einem Sturz des Fahrzeugs) oder ein Umkippen des Fahrzeugs repräsentieren.The vehicle can, for example, be designed as a single-track vehicle such as a motorcycle. However, it is also conceivable that the vehicle has multiple lanes. For example, the driving situation can be characterized by damage to the vehicle and / or represent a horizontal position (for example after the vehicle has fallen) or the vehicle tipping over.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Vergleichsergebnis eine Nicht-Kollision als die erkannte Fahrsituation repräsentieren, wenn die aktuelle Beschleunigung kleiner ist als der zeitliche Schwellenwert und zusätzlich oder alternativ wenn die aktuelle Beschleunigung des aktuellen Beschleunigungsverlaufs kleiner ist als der Schwellwertverlauf. Das Vergleichsergebnis kann eine Kollision als die erkannte Fahrsituation repräsentieren, wenn die aktuelle Beschleunigung größer ist als der Schwellwert und zusätzlich oder alternativ wenn die aktuelle Beschleunigung des aktuellen Beschleunigungsverlaufs größer ist als der Schwellwertverlauf. Die Nicht-Kollision kann beispielsweise auch als ein Normalbetrieb des Fahrzeugs bezeichnet werden. Durch Beachten des Schwellwerts und zusätzlich oder alternativ des Schwellwertverlaufs können vorteilhafterweise unterschwellig vorhandene Beschleunigungen des Fahrzeugs, wie beispielsweise ein Motorenvibration, herausgefiltert werden, sodass eine Falscheinschätzung der Fahrsituation vermieden wird.According to one embodiment, the comparison result can represent a non-collision as the recognized driving situation if the current acceleration is less than the time threshold value and additionally or alternatively if the current acceleration of the current acceleration profile is less than the threshold value profile. The comparison result can represent a collision as the recognized driving situation if the current acceleration is greater than the threshold value and additionally or alternatively if the current acceleration of the current acceleration profile is greater than the threshold value profile. The non-collision can also be referred to as normal operation of the vehicle, for example. By observing the threshold value and additionally or alternatively the threshold value curve, it is advantageously possible to filter out any subliminal accelerations of the vehicle, such as engine vibration, so that an incorrect assessment of the driving situation is avoided.
Das Verfahren kann gemäß einer Ausführungsform einem Schritt des Bereitstellens eines Notrufsignals unter Verwendung des Vergleichsergebnisses umfassen, wenn das Vergleichsergebnis die Kollision repräsentiert. Dadurch können beispielsweise nach der Kollision direkt Rettungskräfte alarmiert werden.According to one embodiment, the method can comprise a step of providing an emergency call signal using the comparison result if the comparison result represents the collision. This means that rescue workers can be alerted immediately after the collision, for example.
Weiterhin kann das Verfahren einen Schritt des Anpassens des vorbestimmten Schwellwerts unter Verwendung einer aktuellen Geschwindigkeit des Fahrzeugs umfassen. Das bedeutet, dass der Schwellwert beispielsweise dynamisch an die jeweilige aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs angepasst werden kann. Vorteilhafterweise kann dadurch eine Robustheit erhöht werden.Furthermore, the method can include a step of adapting the predetermined threshold value using a current speed of the vehicle. This means that the threshold value can, for example, be dynamically adapted to the respective current speed of the vehicle. Robustness can advantageously be increased as a result.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens das Beschleunigungssignal eingelesen werden, das Komponenten einer Beschleunigung in zumindest zwei unterschiedliche Erfassungsrichtungen aufweisen kann. Vorteilhafterweise genügt dafür nur das Beschleunigungssignal eines Beschleunigungssensors.According to one embodiment, the acceleration signal, which can have components of an acceleration in at least two different detection directions, can be read in in the reading-in step. Advantageously, only the acceleration signal from an acceleration sensor is sufficient for this.
Gemäß einer Ausführungsform kann im Schritt des Einlesens das Beschleunigungssignal über eine Schnittstelle zu einem Beschleunigungssensor des Fahrzeugs eingelesen werden. Dabei kann der Beschleunigungssensor insbesondere ausgebildet sein, um Beschleunigungen von maximal 5g zu erfassen. Der Beschleunigungssensor kann beispielsweise eine geringe Abtastrate und einen geringen Messbereich aufweisen, sodass er beispielsweise als ein Low-G-Sensor (also als Sensor, der nur kleinere Beschleunigungen erfassen können braucht und somit kostengünstig bereitgestellt werden kann) realisiert ist. Vorteilhafterweise kann der Beschleunigungssensor an einem beliebigen Verbauort des Fahrzeugs verbaut sein.According to one embodiment, in the reading-in step, the acceleration signal can be read in via an interface to an acceleration sensor of the vehicle. The acceleration sensor can in particular be designed to detect accelerations of a maximum of 5 g. The acceleration sensor can, for example, have a low sampling rate and a small measuring range, so that it for example, as a low-G sensor (i.e. as a sensor that only needs to be able to detect smaller accelerations and can therefore be provided inexpensively). The acceleration sensor can advantageously be installed at any installation location of the vehicle.
Im Schritt des Einlesens kann das Beschleunigungssignal drahtgebunden, optisch, mechanisch und zusätzlich oder alternativ drahtlos eingelesen werden. Ein drahtgebundenes Einlesen bedeutet in diesem Fall, dass das Beschleunigungssignal beispielsweise unter Verwendung einer elektrischen leitfähigen Verbindung eingelesen werden kann. Außerdem kann das Beschleunigungssignal beispielsweise in Form von Bilddaten eingelesen werden.In the reading-in step, the acceleration signal can be read in by wire, optically, mechanically and, additionally or alternatively, wirelessly. In this case, wired reading means that the acceleration signal can be read in using an electrically conductive connection, for example. In addition, the acceleration signal can be read in, for example, in the form of image data.
Ferner kann das Verfahren einen Schritt des Einlesens des vorbestimmten Schwellenwerts vor dem Schritt des Vergleichens über eine Schnittstelle zu einer Speichereinrichtung des Fahrzeugs umfassen. Dabei kann die Speichereinrichtung als ein nicht-flüchtiger Speicher ausgeformt sein. Die Speichereinrichtung kann beispielsweise Teil eines Steuergeräts sein oder alternativ auch separat angesteuert werden.Furthermore, the method can include a step of reading in the predetermined threshold value before the step of comparing via an interface to a memory device of the vehicle. The memory device can be designed as a non-volatile memory. The memory device can, for example, be part of a control device or, alternatively, can also be controlled separately.
Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.The approach presented here also creates a control device which is designed to carry out, control or implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices. The object on which the invention is based can also be achieved quickly and efficiently by means of this embodiment variant of the invention in the form of a control device.
Hierzu kann das Steuergerät zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.For this purpose, the control device can have at least one computing unit for processing signals or data, at least one memory unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or an actuator for reading in sensor signals from the sensor or for outputting control signals to the actuator and / or have at least one communication interface for reading in or outputting data that is embedded in a communication protocol. The computing unit can be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, wherein the storage unit can be a flash memory, an EEPROM or a magnetic storage unit. The communication interface can be designed to read in or output data wirelessly and / or wired, a communication interface that can read in or output wired data, for example, can read this data electrically or optically from a corresponding data transmission line or output it into a corresponding data transmission line.
Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, a control device can be understood to mean an electrical device that processes sensor signals and outputs control and / or data signals as a function thereof. The control device can have an interface which can be designed in terms of hardware and / or software. In the case of a hardware design, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the control device. However, it is also possible that the interfaces are separate, integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In the case of a software-based design, the interfaces can be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt durch das Steuergerät eine Steuerung eines Verfahrens zum Erkennen einer Fahrsituation eines einspurigen Fahrzeugs. Hierzu kann das Steuergerät beispielsweise auf Sensorsignale wie ein Beschleunigungssignal, das eine aktuelle Beschleunigung und zusätzlich oder alternativ einen aktuellen Beschleunigungsverlauf des Fahrzeugs repräsentiert, und ein Vergleichssignal zum Vergleichen der aktuellen Beschleunigung unter Verwendung des Beschleunigungssignals mit einem vorbestimmten Schwellwert und/oder Schwellwertverlauf zugreifen. Die Ansteuerung erfolgt über Aktoren wie eine Einleseeinheit, die ausgebildet ist, um das Beschleunigungssignal einzulesen, und eine Vergleichseinheit, die ausgebildet ist, um die aktuelle Beschleunigung unter Verwendung des Beschleunigungssignals mit einem vorbestimmten Schwellwert und/oder Schwellwertverlauf zu vergleichen.In an advantageous embodiment, the control device controls a method for recognizing a driving situation of a single-lane vehicle. For this purpose, the control device can access sensor signals such as an acceleration signal that represents a current acceleration and additionally or alternatively a current acceleration curve of the vehicle, and a comparison signal for comparing the current acceleration using the acceleration signal with a predetermined threshold value and / or threshold value curve. The control takes place via actuators such as a read-in unit, which is designed to read in the acceleration signal, and a comparison unit, which is designed to compare the current acceleration using the acceleration signal with a predetermined threshold value and / or threshold value curve.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der 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 oder einer 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 performing, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is also advantageous is used, especially when the program product or program is executed on a computer or device.
Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
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1 eine perspektivische Darstellung eines einspurigen Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel; -
2 ein Blockschaltbild eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel für ein einspuriges Fahrzeug; -
3 ein eine Fahrsituation gemäß einem Ausführungsbeispiel repräsentierendes Diagramm; -
4 ein eine Fahrzeugsituation gemäß einem Ausführungsbeispiel repräsentierendes Diagramm; -
5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erkennen einer Fahrsituation eines einspurigen Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel; und -
6 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erkennen einer Fahrsituation eines einspurigen Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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1 a perspective view of a single-track vehicle according to an embodiment; -
2 a block diagram of a control device according to an embodiment for a single-track vehicle; -
3 a diagram representing a driving situation according to an exemplary embodiment; -
4th a diagram representing a vehicle situation according to an exemplary embodiment; -
5 a flowchart of a method for recognizing a driving situation of a single-lane vehicle according to an exemplary embodiment; and -
6th a flowchart of a method for recognizing a driving situation of a single-lane vehicle according to an exemplary embodiment.
In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of advantageous exemplary embodiments of the present invention, identical or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and having a similar effect, a repeated description of these elements being dispensed with.
Optional weist das Steuergerät
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Einleseeinheit
In anderen Worten ausgedrückt ermöglicht das Steuergerät
In anderen Worten ausgedrückt basiert gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Erkennung der Kollision und/oder einer Nicht-Kollision auf dem Prinzip der zeitlichen Schwellwertbetrachtung. Hierbei wird der Beschleunigungsschwellwert
In anderen Worten ausgedrückt wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise derselbe Beschleunigungsschwellwert
In einem weiteren Schritt
In anderen Worten ermöglicht das Verfahren
Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises an “and / or” link between a first feature and a second feature, this is to be read in such a way that the exemplary embodiment according to one embodiment includes both the first feature and the second feature and, according to a further embodiment, either only the has the first feature or only the second feature.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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