DE102021100701A1 - Situationsbewusstsein für gleichzeitigen spurwechsel - Google Patents

Abstract

Ein System und Verfahren zur Vorhersage einer Kollision zwischen einem Trägerfahrzeug und einem Zielfahrzeug, die auf einer mehrspurigen Fahrbahn fahren, kann beinhalten, dass festgestellt wird, dass das Trägerfahrzeug und das Zielfahrzeug von der ersten bzw. zweiten Spur zu einer dritten Spur zwischen der ersten und zweiten Spur konvergieren. Ein vorbestimmter Satz von Bedingungen wird ausgewertet, einschließlich der Beziehungen zwischen den Abständen und Geschwindigkeiten des Trägerfahrzeugs und des Zielfahrzeugs, und eine Kollision wird basierend auf der Auswertung vorhergesagt.

Description

• Diese Offenbarung bezieht sich auf das Situationsbewusstsein in Straßenfahrzeugen.
• Es sind Fahrzeugsysteme bekannt, die die Umgebung des Fahrzeugs überwachen, um das Situationsbewusstsein des Fahrers zu verbessern, z. B. Vorwärts- und Rückwärtsbereich, Entfernungsrate und Sichtsysteme. Solche Systeme können dazu verwendet werden, den Fahrer zu warnen oder zu warnen. Solche Systeme können in autonomen und teilautonomen Fahrzeugsteuerungen eingesetzt werden, z. B. adaptive Geschwindigkeitsregler, Einparkhilfen, Spurhalte- und Toter-Winkel-Warnungen für angrenzende Fahrspuren. Bekannte Systeme befassen sich jedoch in erster Linie mit benachbarten Fahrspuren und können mögliche Kollisionen von Fahrzeugen übersehen, die auf einer dazwischen liegenden Spur um die gleiche Position konkurrieren.
• BESCHREIBUNG
• In einer beispielhaften Ausführungsform kann ein Verfahren zur Vorhersage einer Kollision zwischen einem Träger-Fahrzeug und einem Zielfahrzeug, die auf einer mehrspurigen Fahrbahn fahren, beinhalten, dass festgestellt wird, dass das Träger- und das Zielfahrzeug von einer ersten bzw. zweiten Spur zu einer dritten Spur zwischen der ersten und zweiten Spur konvergieren, dass ein vorbestimmter Satz von Bedingungen ausgewertet wird, einschließlich der Beziehungen zwischen den Abständen und Geschwindigkeiten des Träger- und des Zielfahrzeugs, und dass die Kollision auf der Grundlage der Auswertung vorhergesagt wird.
• Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann die Feststellung, dass sich die Träger- und Zielfahrzeuge annähern, auf einem vorbestimmten Satz von Beziehungen zwischen den Abständen zwischen Träger- und Zielfahrzeugen und der Zeit basieren.
• Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann das Bestimmen, dass sich das Träger- und das Zielfahrzeug annähern, das Bestimmen einer Änderung eines seitlichen Abstands zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug über eine bekannte Zeit, das Bestimmen einer seitlichen Annäherungsgeschwindigkeit zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug auf der Grundlage der Änderung des seitlichen Abstands und der bekannten Zeit und das Bestimmen, dass sich das Träger- und das Zielfahrzeug annähern, wenn die seitliche Annäherungsgeschwindigkeit eine bekannte seitliche Geschwindigkeit des Leitfahrzeugs überschreitet, umfassen.
• Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale können die Beziehungen zwischen den Abständen und Geschwindigkeiten von Träger- und Zielfahrzeug die Ungleichungen D₀ - Δt(V_1l - V_2l) < (V_1l - V_2l) × R und S₀ + Δt(V_1f - V_2f) < (V_1f - V_2f) × Renthalten, wobei D₀ ein anfänglicher seitlicher Abstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist, V_1l die seitliche Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs ist, V_2l die seitliche Geschwindigkeit des Zielfahrzeugs ist, So ein anfänglicher Längsabstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist, V_1f die Längsgeschwindigkeit des Trägerfahrzeugs ist, V_1f die Längsgeschwindigkeit des Zielfahrzeugs ist, Δt eine Zeitdauer von einem Anfangszeitpunkt bis zur vorhergesagten Kollision ist und R eine vorbestimmte Reaktionszeit ist. Eine vorhergesagte Kollision wird angezeigt, wenn ein Δt existiert, für das beide Ungleichungen erfüllt sind.
• Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann der vorgegebene Satz von Bedingungen Beziehungen zwischen den Abständen, Geschwindigkeiten und Geometrien von Träger- und Zielfahrzeug umfassen.
• Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale können die Beziehungen zwischen den Abständen, Geschwindigkeiten und Geometrien von Träger- und Zielfahrzeug die Ungleichungen $D_0-\Delta t\left(V_{1l}-V_{2l}\right)<\frac{\left(W_1+W_2\right)}{2}\times C$

  

  und $S_0+\Delta t\left(V_{1f}-V_{2f}\right)<\frac{\left(L_1+L_2\right)}{2}\times C$

  

  enthalten, wobei D₀ ein anfänglicher seitlicher Abstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist, V_1l die seitliche Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs ist, V_2l die seitliche Geschwindigkeit des Zielfahrzeugs ist, W₁ eine Breite des Trägerfahrzeugs ist, W₂ eine Breite des Zielfahrzeugs ist, So ein anfänglicher Längsabstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist, V_1f die Längsgeschwindigkeit des Trägerfahrzeugs ist, V_1f die Längsgeschwindigkeit des Zielfahrzeugs ist, L₁ eine Länge des Trägerfahrzeugs ist, L₂ eine Länge des Zielfahrzeugs ist, Δt eine Zeitdauer von einem Anfangszeitpunkt bis zur Kollision ist und C ein vorbestimmter Koeffizient ist. Die Kollision kann angezeigt werden, wenn ein Δt existiert, für das alle Ungleichungen erfüllt sind.
• Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann der vorgegebene Satz von Bedingungen Beziehungen zwischen den Abständen, Geschwindigkeiten und Geometrien von Träger- und Zielfahrzeug sowie Fahrbahngeometrien umfassen.
• Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale können die Beziehungen zwischen den Abständen, Geschwindigkeiten und Geometrien der Träger- und Zielfahrzeuge sowie der Fahrbahngeometrien die Ungleichungen $$\left(V_{1l}+V_{2l}\right)\mathrm{\Delta }t\ge D_0-\frac{W_1\text{ cos}\alpha +W_2\text{ cos}\beta }{2},\left(V_{1f}-V_{2f}\right)\mathrm{\Delta }t\le \frac{L_1\text{ sin}\alpha +L_2\text{ sin}\beta }{2}-S_0,D_{1L}<V_{1l}$$

  

  Δt < D_1L + W_L, und D_2L < V_2l, Δt < D_2L + W_Lwobei D0 ein anfänglicher seitlicher Abstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist, V_1l die seitliche Geschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs ist, V_2l die seitliche Geschwindigkeit des Zielfahrzeugs ist, W₁ eine Breite des Träger-Fahrzeugs ist, W₂ eine Breite des Zielfahrzeugs ist, α und β Winkel zwischen den jeweiligen Fahrzeugköpfen und der Fahrbahnmittellinie darstellen, So ein anfänglicher Längsabstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist, V_1f ist die Längsgeschwindigkeit des Trägerfahrzeugs, V_2fist die Längsgeschwindigkeit des Zielfahrzeugs, L₁ ist eine Länge des Trägerfahrzeugs, L₂ ist eine Länge des Zielfahrzeugs, D1L ist ein Längsabstand zwischen dem Trägerfahrzeug und der angrenzenden Zwischenspur, D_2L ist ein Längsabstand zwischen dem Zielfahrzeug und der angrenzenden Zwischenspur, W_L ist die Fahrbahnbreite, und Δt ist eine Zeitdauer von einem Anfangszeitpunkt bis zur Kollision. Eine Kollision wird angezeigt, wenn ein Δt existiert, für das alle Ungleichungen erfüllt sind.
• Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann die Feststellung, dass sich das Träger- und das Zielfahrzeug annähern, auf mindestens einem der folgenden Systeme basieren: einem Radarsystem, einem Lidarsystem, einem Ultraschallsystem, einem Sichtsystem, einem globalen Positionierungssystem, einem Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationssystem und einem Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikationssystem.
• In einer anderen beispielhaften Ausführungsform kann ein System zur Vorhersage einer Kollision zwischen einem Trägerfahrzeug und einem Zielfahrzeug, die auf einer mehrspurigen Fahrbahn fahren, ein Trägerfahrzeug und ein Zielfahrzeug sowie eine Steuerung umfassen. Die Steuerung kann so konfiguriert sein, dass sie feststellt, dass das Trägerfahrzeug und das Zielfahrzeug von der ersten bzw. zweiten Fahrspur auf eine dritte Fahrspur zwischen der ersten und zweiten Fahrspur konvergieren, einen vorgegebenen Satz von Bedingungen auswertet, der Beziehungen zwischen den Abständen und Geschwindigkeiten des Trägerfahrzeugs und des Zielfahrzeugs umfasst, und die Kollision auf der Grundlage der Auswertung anzeigt.
• Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann die Steuerung feststellen, dass sich die Träger- und Zielfahrzeuge auf der Grundlage eines vorbestimmten Satzes von Beziehungen zwischen den Abständen zwischen Träger- und Zielfahrzeugen und der Zeit annähern.
• Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann die Steuerung so konfiguriert sein, dass sie eine Änderung eines seitlichen Abstands zwischen dem Träger-Fahrzeug und dem Zielfahrzeug über eine bekannte Zeit bestimmt, eine seitliche Annäherungsgeschwindigkeit zwischen dem Träger-Fahrzeug und dem Zielfahrzeug basierend auf der Änderung des seitlichen Abstands und der bekannten Zeit bestimmt und feststellt, dass das Träger-Fahrzeug und das Zielfahrzeug konvergieren, wenn die seitliche Annäherungsgeschwindigkeit eine bekannte seitliche Geschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs überschreitet.
• Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale können die Beziehungen zwischen den Abständen und Geschwindigkeiten von Träger- und Zielfahrzeug die Ungleichungen D₀ - Δt(V_1l - V_2l) < (V_1l - V_2l) × R und S₀ + Δt(V_1f - V_2f) < (V_1f - V_2f) × Renthalten, wobei D₀ ein anfänglicher seitlicher Abstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist, V_1l die seitliche Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs ist, V_2l die seitliche Geschwindigkeit des Zielfahrzeugs ist, So ein anfänglicher Längsabstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist, V_1f die Längsgeschwindigkeit des Trägerfahrzeugs ist, V_1f die Längsgeschwindigkeit des Zielfahrzeugs ist, Δt eine Zeitdauer von einem Anfangszeitpunkt bis zur vorhergesagten Kollision ist und R eine vorbestimmte Reaktionszeit ist. Eine vorhergesagte Kollision wird angezeigt, wenn ein Δt existiert, für das beide Ungleichungen erfüllt sind.
• Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann der vorgegebene Satz von Bedingungen Beziehungen zwischen den Abständen, Geschwindigkeiten und Geometrien von Träger- und Zielfahrzeug umfassen.
• Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale können die Beziehungen zwischen den Abständen, Geschwindigkeiten und Geometrien von Träger- und Zielfahrzeug die Ungleichungen $D_0-\mathrm{\Delta }t\left(V_{1l}-V_{2l}\right)<\frac{\left(W_1+W_2\right)}{2}\times C\text{ und }{S}_0+\mathrm{\Delta }t\left(V_{1f}-V_{2f}\right)<\frac{\left(L_1+L_2\right)}{2}\times C$

  

  enthalten, wobei D₀ ein anfänglicher seitlicher Abstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist, V_1l die seitliche Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs ist, V_2l die seitliche Geschwindigkeit des Zielfahrzeugs ist, W₁ eine Breite des Trägerfahrzeugs ist, W₂ eine Breite des Zielfahrzeugs ist, So ein anfänglicher Längsabstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist, V_1f die Längsgeschwindigkeit des Trägerfahrzeugs ist, V_1f die Längsgeschwindigkeit des Zielfahrzeugs ist, L₁ eine Länge des Trägerfahrzeugs ist, L₂ eine Länge des Zielfahrzeugs ist, Δt eine Zeitdauer von einem Anfangszeitpunkt bis zur Kollision ist und C ein vorbestimmter Koeffizient ist. Die Kollision kann angezeigt werden, wenn ein Δt existiert, für das alle Ungleichungen erfüllt sind.
• Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann der vorgegebene Satz von Bedingungen Beziehungen zwischen den Abständen, Geschwindigkeiten und Geometrien der Träger- und Zielfahrzeuge sowie der Fahrbahngeometrien umfassen.
• Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale können die Beziehungen zwischen den Abständen, Geschwindigkeiten und Geometrien der Träger- und Zielfahrzeuge sowie der Fahrbahngeometrien die Ungleichungen $\left(V_{1l}+V_{2l}\right)\mathrm{\Delta }t\ge D_0-\frac{W_1\text{ cos}\alpha +W_2\text{ cos}\beta }{2},$

  

  $\left(V_{1f}+V_{2f}\right)\mathrm{\Delta }t\le D_0-\frac{L_1\text{ sin}\alpha +L_2\text{ sin}\beta }{2}-S_0,D_{1L}<V_{1l}\mathrm{\Delta }t<D_{1L}+W_L,$

  

  und D_2L < V_2t Δt < D_2L + W_L wobei D₀ ein anfänglicher seitlicher Abstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist, V_1l die seitliche Geschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs ist, V_2l die seitliche Geschwindigkeit des Zielfahrzeugs ist, W₁ eine Breite des Träger-Fahrzeugs ist, W₂ eine Breite des Zielfahrzeugs ist, α und β Winkel zwischen den jeweiligen Fahrzeugköpfen und der Fahrbahnmittellinie darstellen, So ein anfänglicher Längsabstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist, V_1f ist die Längsgeschwindigkeit des Trägerfahrzeugs, V_2f ist die Längsgeschwindigkeit des Zielfahrzeugs, L₁ ist eine Länge des Trägerfahrzeugs, L₂ ist eine Länge des Zielfahrzeugs, D_1L ist ein Längsabstand zwischen dem Trägerfahrzeug und der angrenzenden Zwischenspur, D_2L ist ein Längsabstand zwischen dem Zielfahrzeug und der angrenzenden Zwischenspur, W_L ist die Fahrbahnbreite, und Δt ist eine Zeitdauer von einem Anfangszeitpunkt bis zur Kollision. Eine Kollision wird angezeigt, wenn ein Δt existiert, für das alle Ungleichungen erfüllt sind.
• Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann das System mindestens eines der folgenden Systeme enthalten: ein Radarsystem, ein Lidarsystem, ein Ultraschallsystem, ein Bildverarbeitungssystem, ein globales Positionierungssystem, ein Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationssystem und ein Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikationssystem, das mindestens eines der folgenden Elemente liefert: Positionsdaten des Zielfahrzeugs, Entfernungsdaten und Geschwindigkeitsdaten. Die Steuerung kann so konfiguriert sein, dass sie feststellt, dass sich die Träger- und Zielfahrzeuge auf der Grundlage von mindestens einem der Positionsdaten des Zielfahrzeugs, der Entfernungsdaten und der Geschwindigkeitsdaten annähern.
• In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann ein Verfahren zur Vorhersage einer Kollision zwischen einem Trägerfahrzeug und einem Zielfahrzeug, die auf einer mehrspurigen Fahrbahn fahren, die Bestimmung beinhalten, dass das Träger- und das Zielfahrzeug von der ersten bzw. zweiten Spur auf eine dritte Spur zwischen der ersten und zweiten Spur konvergieren. Die Konvergenzbestimmung kann das Bestimmen einer Änderung eines seitlichen Abstands zwischen dem Trägerfahrzeug und dem Zielfahrzeug über eine bekannte Zeit, das Bestimmen einer seitlichen Annäherungsgeschwindigkeit zwischen dem Trägerfahrzeug und dem Zielfahrzeug basierend auf der Änderung des seitlichen Abstands und der bekannten Zeit und das Bestimmen, dass das Trägerfahrzeug und das Zielfahrzeug konvergieren, wenn die seitliche Annäherungsgeschwindigkeit eine bekannte seitliche Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs überschreitet, umfassen. Das Verfahren kann ferner das Auswerten eines vorbestimmten Satzes von Ungleichungen, einschließlich der Abstände und Geschwindigkeiten von Träger- und Zielfahrzeug, und die Vorhersage der Kollision auf der Grundlage der Auswertung umfassen.
• Zusätzlich zu einem oder mehreren der hier beschriebenen Merkmale kann der vorgegebene Satz von Ungleichungen die Ungleichungen D₀ - Δt(V_1l - V_2l) < (V_1l - V_2l) × R und enthalten. S₀ + Δt(V_1f - V_2f) < (V_1f - V_2f) × Renthalten, wobei D₀ ein anfänglicher seitlicher Abstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist, V_1l die seitliche Geschwindigkeit des Trägerfahrzeugs ist, V_2l die seitliche Geschwindigkeit des Zielfahrzeugs ist, So ein anfänglicher Längsabstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist, V_1f die Längsgeschwindigkeit des Trägerfahrzeugs ist, V_2f die Längsgeschwindigkeit des Zielfahrzeugs ist, Δt eine Zeitdauer von einem Anfangszeitpunkt bis zur vorhergesagten Kollision ist und R eine vorbestimmte Reaktionszeit ist. Eine vorhergesagte Kollision wird angezeigt, wenn ein Δt existiert, für das beide Ungleichungen erfüllt sind.
• Die oben genannten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der Offenbarung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung leicht ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den beigefügten Figuren genommen wird.
• Figurenliste
• Weitere Merkmale, Vorteile und Details sind nur beispielhaft in der folgenden ausführlichen Beschreibung aufgeführt, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Figuren bezieht, in denen:
• 1 zeigt ein beispielhaftes System zur Situationserkennung bei gleichzeitigem Spurwechsel gemäß der vorliegenden Offenbarung;
• 2 zeigt beispielhafte zeitversetzte Fahrzeugbetriebsszenen, die beispielhafte Einzel- und gleichzeitige Spurwechselszenarien gemäß der vorliegenden Offenbarung illustrieren;
• 3 zeigt beispielhafte zeitverschobene Fahrzeugbetriebsszenen, die ein Kollisionsszenario während eines gleichzeitigen Fahrspurwechsels gemäß der vorliegenden Offenbarung illustrieren; und
• 4 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm eines Verfahrens zur Vorhersage einer Kollision zwischen einem Träger-Fahrzeug und einem Zielfahrzeug, das auf einer mehrspurigen Fahrbahn fährt, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenlegung.
• DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
• Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendung nicht einschränken. In den Figuren bezeichnen entsprechende Bezugsziffern gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale. Wie hierin verwendet, bedeuten Steuermodul, Modul, Steuerung, Steuergerät, Steuereinheit, elektronische Steuereinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe eine oder verschiedene Kombinationen einer oder mehrerer anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (ASIC), elektronischer Schaltungen, zentraler Verarbeitungseinheiten (vorzugsweise Mikroprozessoren) und zugehöriger Speicher (Festwertspeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM), elektrisch programmierbarer Festwertspeicher (EPROM), Festplatte usw.) oder Mikrocontroller, die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme oder -Routinen ausführen, kombinatorische Logikschaltung(en), Eingangs-/Ausgangsschaltung(en) und -geräte (E/A) sowie geeignete Signalkonditionierungs- und Pufferschaltungen, Hochgeschwindigkeitstaktgeber, Analog-Digital- (A/D) und Digital-Analog-(D/A) Schaltungen und andere Komponenten zur Bereitstellung der beschriebenen Funktionalität. Ein Steuermodul kann eine Vielzahl von Kommunikationsschnittstellen enthalten, darunter Punktzu-Punkt- oder diskrete Leitungen und verdrahtete oder drahtlose Schnittstellen zu Netzwerken, einschließlich Weitverkehrsnetzen und lokalen Netzwerken, fahrzeuginternen Steuerungsnetzwerken und werksinternen und servicebezogenen Netzwerken. Die in dieser Offenbarung beschriebenen Funktionen des Steuermoduls können in einer verteilten Steuerungsarchitektur unter mehreren vernetzten Steuermodulen ausgeführt werden.
• Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Routinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe bezeichnen alle ausführbaren Befehlssätze der Steuerung, einschließlich Kalibrierungen, Datenstrukturen und Look-up-Tabellen. Ein Steuermodul hat einen Satz von Steuerroutinen, die ausgeführt werden, um beschriebene Funktionen bereitzustellen. Routinen werden ausgeführt, z. B. von einer Zentraleinheit, und können Eingaben von Sensorgeräten und anderen vernetzten Steuermodulen überwachen und Steuer- und Diagnoseroutinen ausführen, um den Betrieb von Aktoren zu steuern. Routinen können in regelmäßigen Abständen während des laufenden Motor- und Fahrzeugbetriebs ausgeführt werden. Alternativ können Routinen als Reaktion auf das Auftreten eines Ereignisses, auf Softwareaufrufe oder bei Bedarf über Eingaben oder Anforderungen der Benutzeroberfläche ausgeführt werden.
• Während des teil- oder vollautonomen Betriebs eines Fahrzeugs auf der Straße durch einen Fahrzeugführer kann das Fahrzeug ein Beobachter in einer Fahrszene sein, die eine Fahrumgebung umfasst, z. B. die Fahrbahn, die umgebende Infrastruktur, Objekte, Schilder, Gefahren und andere Fahrzeuge, die die Fahrbahn teilen. Ein beobachtendes Fahrzeug kann hier als Träger-Fahrzeug bezeichnet werden. Andere Fahrzeuge, die die Fahrbahn teilen, können hier als Zielfahrzeuge bezeichnet werden.
• Ein Träger-Fahrzeug kann mit verschiedenen Sensoren und Kommunikationshardware und - systemen ausgestattet sein. Ein beispielhaftes Träger-Fahrzeug 101 ist in 1 dargestellt, die ein beispielhaftes System 100 für die simultane Spurwechsel-Situationserkennung gemäß der vorliegenden Offenbarung zeigt. Das Träger-Fahrzeug 101 kann ein Steuersystem 102 enthalten, das eine Vielzahl von vernetzten elektronischen Steuerungen (ECUs) umfasst, die über eine Busstruktur 111 kommunikativ gekoppelt sein können, um Steuerfunktionen und Informationsaustausch durchzuführen, einschließlich der Ausführung von Steuerroutinen lokal oder in verteilter Weise. Die Busstruktur 111 kann ein Teil eines Controller Area Network (CAN) oder eines anderen ähnlichen Netzwerks sein, wie es dem Fachmann bekannt ist. Eine beispielhafte Steuerung kann ein Motorsteuermodul (ECM) 115 enthalten, das in erster Linie Funktionen im Zusammenhang mit der Überwachung, Steuerung und Diagnose von Verbrennungsmotoren auf der Grundlage einer Vielzahl von Eingängen 121 ausführt. Während die Eingänge 121 als direkt mit dem ECM 115 gekoppelt dargestellt sind, können die Eingänge dem ECM 115 von einer Vielzahl bekannter Sensoren, Berechnungen, Ableitungen, Synthesen, anderen Steuerungen und Sensoren über die Busstruktur 111 zur Verfügung gestellt oder innerhalb des ECM 115 bestimmt werden, wie es für den Fachmann verständlich ist. Ein Fachmann erkennt, dass eine Vielzahl anderer Steuerungen 117 Teil des Netzwerks von Steuerungen an Bord des Träger-Fahrzeugs 101 sein können und andere Funktionen in Bezug auf verschiedene andere Fahrzeugsysteme (z. B. Fahrwerk, Lenkung, Bremsen, Getriebe, Kommunikation, Infotainment usw.) ausführen können. Eine Vielzahl von fahrzeugbezogenen Informationen kann allgemein verfügbar und für alle vernetzten Steuerungen zugänglich sein, z. B. fahrdynamische Informationen wie Geschwindigkeit, Kurs, Lenkwinkel, mehrachsige Beschleunigungen, Gieren, Nicken, Rollen usw. Eine weitere beispielhafte Steuerung kann ein externes Objektberechnungsmodul (EOCM) 113 enthalten, das in erster Linie Funktionen im Zusammenhang mit der Erfassung der Umgebung außerhalb des Fahrzeugs 101 und insbesondere im Zusammenhang mit der Fahrbahn-, Belag- und Objekterfassung ausführt.
  EOCM 113 empfängt Informationen von einer Vielzahl von Sensoren 119 und anderen Quellen. Nur als Beispiel und ohne Einschränkung kann EOCM 113 Informationen von einem oder mehreren Radarsystemen, Lidarsystemen, Ultraschallsystemen, Bildverarbeitungssystemen, globalen Positionierungssystemen, Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationssystemen und Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikationssystemen sowie von On- oder Off-Board-Datenbanken, z. B. Karten- und Infrastrukturdatenbanken, empfangen. EOCM 113 kann daher Zugang zu Positionsdaten, Entfernungsdaten, Geschwindigkeitsdaten und bildbasierten Daten haben, die bei der Bestimmung von Fahrbahn- und Zielfahrzeuginformationen nützlich sein können, z. B. Fahrbahnmerkmalen und Zielfahrzeuggeometrie-, Abstandsund Geschwindigkeitsinformationen, unter anderem. Die Sensoren 119 können an verschiedenen Umfangspunkten um das Fahrzeug herum positioniert werden, z. B. vorne, hinten, in den Ecken, an den Seiten usw., wie im Fahrzeug 101 durch große Punkte an diesen Positionen dargestellt. Die Positionierung der Sensoren 119 kann so gewählt werden, dass sie die gewünschte Abdeckung für bestimmte Anwendungen bietet. Zum Beispiel kann die Positionierung der Sensoren 119 an den Seiten und in den Ecken im Hinblick auf die Situationserkennung bei gleichzeitigem Spurwechsel gemäß der vorliegenden Offenbarung bevorzugt werden. Während die Sensoren 119 als direkt mit dem EOCM 113 gekoppelt dargestellt sind, können die Eingänge dem EOCM 113 über die Busstruktur 111 zur Verfügung gestellt werden, wie es für den Fachmann verständlich ist. Das Träger-Fahrzeug 101 kann mit Funkkommunikationsfähigkeiten ausgestattet sein, die allgemein unter 123 dargestellt sind und sich insbesondere auf GPS-Satellitenkommunikation 107, Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (V2V), z. B. mit Zielfahrzeugen 103, und Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (V2I), z. B. mit terrestrischen Funktürmen 105, beziehen. Die hierin enthaltene Beschreibung des beispielhaften Systems 100 für simultane Spurwechsel-Situationserkennung erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Auch ist die Beschreibung der verschiedenen beispielhaften Systeme nicht als vollständig zu interpretieren. So wird jemand, der über gewöhnliche Fachkenntnisse verfügt, verstehen, dass einige, alle und zusätzliche Technologien aus dem beschriebenen beispielhaften System 100 in verschiedenen Implementierungen der gleichzeitigen Spurwechsel-Situationserkennung gemäß der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können.
• Mit Bezug auf 2 sind in einer Ausführungsform ein Träger-Fahrzeug 211 und ein Zielfahrzeug 213 in zeitversetzten Fahrzeugbetriebsszenen dargestellt, die beispielhafte Einzel- und gleichzeitige Spurwechselszenarien in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung illustrieren. Unter Bezugnahme auf eine mit 2A bezeichnete Ausgangsszene zu einem Zeitpunkt T₁ kann eine beispielhafte mehrspurige Fahrbahn 219 eine erste Fahrspur 225, eine zweite Fahrspur 221 und eine dazwischenliegende dritte Fahrspur 223 umfassen. Jede Fahrspur hat eine entsprechende Breite 207, das Träger-Fahrzeug 211 hat eine Breite W₁ 203 und das Zielfahrzeug 213 hat eine Breite W₂ 205. Das Träger-Fahrzeug 211 kann auf der ersten Fahrspur 225 und das Zielfahrzeug auf der zweiten Fahrspur 221 unterwegs sein. Aufnahme- und Zielfahrzeug 211, 213 sind zum Zeitpunkt T₁ zunächst um den Abstand D₁201 seitlich getrennt. Der Abstand D₁ ist relativ zu den Längsmittellinien 215, 217 dargestellt; der seitliche Abstand der Fahrzeuge kann jedoch relativ zu jedem gewählten Bezugspunkt sein, z. B. zu den extremen Fahrzeugbreiten.
• In einer Ausführungsform kann die Konvergenz von Träger- und Zielfahrzeug 211, 213 auf der gemeinsamen Zwischenspur 223 einfach auf der Grundlage der erkannten Abstandsänderungen zwischen den Fahrzeugen im Laufe der Zeit bestimmt werden. In dieser Hinsicht kann der seitliche Fahrzeugabstand durch jede geeignete Quelle direkter oder synthetisierter Entfernungsdaten von den verschiedenen Erfassungssystemen des Träger-Fahrzeugs 211 oder kombiniert und kooperativ mit gemeinsamen Informationen zwischen dem Träger-Fahrzeug 211 und dem Zielfahrzeug 213, z. B. GPS-Positionsdaten der jeweiligen Fahrzeuge, bestimmt werden. In einer Ausführungsform kann der relative seitliche Abstand unter Verwendung einer Folge von Bildern berechnet werden, die mit einer Tiefenkamera aufgenommen wurden, die X,Y,Z-Koordinaten in Form von Bildpixeln hat. Daher wird zu einem Anfangszeitpunkt T₁ der Abstand D₁ und zu einem späteren Zeitpunkt T₂ ein zweiter seitlicher Abstand D₂ bestimmt. Die anfänglichen Abstandsermittlungen können durch ein Ereignis ausgelöst werden, z. B. durch die Absicht des Fahrers, die durch eine Blinkerbetätigung, eine Lenkeingabe oder ein Bildverarbeitungssystem, das eine seitliche Fahrzeugbewegung oder Drift relativ zur aktuellen und zu den benachbarten Fahrspuren erfasst, bestimmt wird.
• Zwei beispielhafte, sich gegenseitig ausschließende Szenarien mit den Bezeichnungen 2B und 2C entsprechen dem Zeitpunkt T₂ und dem Verlauf der fahrenden Träger- und Zielfahrzeuge 211, 213. In Szenario 2B wird angenommen, dass sich beide Fahrzeuge seit dem Zeitpunkt T₁ auf die Zwischenspur 223 zubewegt haben, und der Abstand D₂ 251 stellt den seitlichen Abstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug 211, 213 in Szenario 2B dar, wobei ein gleichzeitiger Spurwechsel stattfindet. In Szenario 2C wird angenommen, dass sich nur das Träger-Fahrzeug 211 seit dem Zeitpunkt T₁ in Richtung der Zwischenspur 223 bewegt hat und das Zielfahrzeug 213 seit dem Zeitpunkt T₁ seine seitliche Position innerhalb der Fahrspur 221 im Wesentlichen beibehalten hat. Der Abstand D₂ 253 stellt den seitlichen Abstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug 211, 213 in Szenario 2C dar, in dem kein gleichzeitiger Spurwechsel stattfindet.
• Die Änderung des Abstands zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug 211, 213 kann die Grundlage für die Bestimmung der relativen seitlichen Geschwindigkeit zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug 211, 213 gemäß den folgenden Beziehungen bilden: $$\mathrm{\Delta }D=D_2-D_1,$$

  

  $$\mathrm{\Delta }t=T_1-T_2,\text{ und }$$

  

  $$\mathrm{\Delta }V=\frac{\mathrm{\Delta }D}{\mathrm{\Delta }t}$$

  

  wobei ΔV die relative laterale Geschwindigkeit zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist.
• Das Träger-Fahrzeug 211 kann seine Quergeschwindigkeit V_1l z. B. aus Fahrdynamikinformationen oder GPS-Informationen bereitstellen. Ein Vergleich der relativen Quergeschwindigkeit ΔV mit der Quergeschwindigkeit V11 des Träger-Fahrzeugs kann durchgeführt werden, um festzustellen, ob das Träger- und das Zielfahrzeug 211, 213 gleichzeitig in Richtung der Zwischenspur konvergieren. Wenn die relative seitliche Geschwindigkeit ΔV größer als die Geschwindigkeit V_1l des Träger-Fahrzeugs ist, wird festgestellt, dass sich beide Fahrzeuge gleichzeitig auf die Zwischenspur zubewegen. Dies ist das Szenario des Verlaufs 260 von Szene 2A nach 2B in 2. Wenn die relative Quergeschwindigkeit ΔV nicht größer ist als die Quergeschwindigkeit V11 des Träger-Fahrzeugs, wird festgestellt, dass sich nur das Träger-Fahrzeug auf die Zwischenspur zubewegt. Dies ist das Szenario des Verlaufs 270 von Szene 2A nach 2C in 2.
• Nachdem also festgestellt wurde, dass das Träger-Fahrzeug 211 und das Zielfahrzeug 213 sich beide auf die Zwischenspur zubewegen, kann eine Kollisionsauswertung durchgeführt werden. Basierend auf den Ergebnissen der Auswertung können Benachrichtigungen an den Bediener oder die Systemsteuerung erfolgen. In 3 ist eine Anfangsszene mit der Bezeichnung 3A dargestellt, die einem Anfangszeitpunkt T₀ entspricht, der im Wesentlichen dem Zeitpunkt der Kollisionsauswertung entsprechen kann. In einer Ausführungsform entspricht dieser Zeitpunkt T₀ im Wesentlichen der zuvor beschriebenen Feststellung, dass sich beide Fahrzeuge gleichzeitig auf die Zwischenspur bewegen. In 3 ist das Träger-Fahrzeug mit 211 und das Zielfahrzeug mit 213 bezeichnet. Träger- und Zielfahrzeug 211, 213 sind zum Zeitpunkt T₀ zunächst durch den Abstand D₀ 301 seitlich getrennt. Der Abstand D₀ ist relativ zu den Längsmittellinien 215, 217 dargestellt. Ebenso sind das Träger- und das Zielfahrzeug 211, 213 zum Zeitpunkt T0 zunächst in Längsrichtung durch den Abstand S0 303 getrennt. Der Abstand So ist relativ zu den Quermittellinien 309, 311 dargestellt. Wie der seitliche Abstand kann auch der Längsabstand der Fahrzeuge relativ zu einem beliebigen Bezugspunkt sein, z. B. zu den extremen Fahrzeuglängenreferenzen, tatsächliche Kurs des Träger-Fahrzeugs kann durch den Vektor V₁ 313 dargestellt werden, der weiterhin durch den lateralen Komponentenvektor T_1l 317 im Winkel α zum Vektor V₁ 313 und den longitudinalen Komponentenvektor V_1f 315 dargestellt werden kann. Die tatsächliche Richtung des Zielfahrzeugs kann durch den Vektor V₂ 319 dargestellt werden, der wiederum durch den lateralen Komponentenvektor V_2l 323 im Winkel β zum Vektor V₂ 319 und den longitudinalen Komponentenvektor V_2f 321 dargestellt werden kann. Eine nachfolgende Szene ist mit 3B gekennzeichnet, die einem nachfolgenden Zeitpunkt T₁ entspricht, der im Wesentlichen einem beliebigen zukünftigen Zeitpunkt entsprechen kann, zu dem die Bedingungen für eine Kollision als erfüllt angesehen werden können, wenn die Anfangsbedingungen zum Zeitpunkt T₀ gegeben sind.
• Gemäß einer Ausführungsform kann eine Kollisionsauswertung auf der Grundlage einer Reihe von Bedingungen durchgeführt werden, die sich auf den Abstand zwischen Träger- und Zielfahrzeug 211, 213 und die Geschwindigkeiten gemäß den folgenden Ungleichungen stützen: $$D_0-\mathrm{\Delta }t\left(V_{1l}-V_{2l}\right)<\left(V_{1l}-V_{2l}\right)\times R,\text{ und}$$

  

  $$S_0+\mathrm{\Delta }t\left(V_{1f}-V_{2f}\right)<\left(V_{1f}-V_{2f}\right)\times R$$

  

  wobei D₀ der anfängliche seitliche Abstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist,
  V_1l ist die seitliche Geschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs,
  V_2l ist die Zielfahrzeug-Quergeschwindigkeit,
  So ist der anfängliche Längsabstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug,
  V_1f ist die Längsgeschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs,
  V_2f ist die Zielfahrzeug-Längsgeschwindigkeit,
  Δt ist die Zeitdauer von einem Anfangszeitpunkt bis zu einer vorhergesagten Kollision, und
  R ist eine vorgegebene Reaktionszeit.
• Eine Kollision wird vorhergesagt, wenn ein Δt existiert, für das beide Ungleichungen erfüllt sind. Gemäß einer anderen Ausführungsform kann eine Kollisionsauswertung auf der Grundlage einer Reihe von Bedingungen durchgeführt werden, die sich auf den Abstand, die Geschwindigkeiten und die Geometrien der Träger- und Zielfahrzeuge 211, 213 gemäß den folgenden Ungleichungen stützen: $$D_0-\mathrm{\Delta }t\left(V_{1l}-V_{2l}\right)<\frac{\left(W_1+W_2\right)}{2}\times C,\text{ und}$$

  

  $$S_0+\mathrm{\Delta }t\left(V_{1f}-V_{2f}\right)<\frac{\left(L_1+L_2\right)}{2}\times C$$

  

  wobei D₀ der anfängliche seitliche Abstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist,
  V_1l ist die seitliche Geschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs,
  V_2l ist die Zielfahrzeug-Quergeschwindigkeit,
  W₁ ist die Breite des Träger-Fahrzeugs,
  W₂ ist die Breite des Zielfahrzeugs,
  So ist der anfängliche Längsabstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug,
  V_1f ist die Längsgeschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs,
  V_1f ist die Zielfahrzeug-Längsgeschwindigkeit,
  L₁ ist die Länge des Träger-Fahrzeugs,
  L₂ ist die Länge des Zielfahrzeugs,
  Δt ist die Zeitdauer von einem Anfangszeitpunkt bis zu einer vorhergesagten Kollision, und
  C ist ein vorgegebener Koeffizient, der einen minimalen Randabstand bestimmt.
• Eine Kollision wird vorhergesagt, wenn ein Δt existiert, für das beide Ungleichungen erfüllt sind.
• Gemäß einer anderen Ausführungsform kann eine Kollisionsauswertung auf der Grundlage eines Satzes von Bedingungen durchgeführt werden, die sich auf die Abstände, Geschwindigkeiten und Geometrien von Träger- und Zielfahrzeug 211, 213 und die Fahrbahngeometrien gemäß den folgenden Ungleichungen stützen: $$\left(V_{1l}+V_{2l}\right)\mathrm{\Delta }t\ge D_0-\frac{W_1\text{ cos}\alpha +W_2\text{ cos}\beta }{2},$$

  

  $$\left(V_{1f}-V_{2f}\right)\mathrm{\Delta }t\le \frac{L_1\text{ sin}\alpha +L_2\text{ sin}\beta }{2}-S_0,$$

  

  $$D_{1L}<V_{1l}\mathrm{\Delta }t<D_{1L}+W_L,\text{ und}$$

  

  $$D_{2L}<V_{2l}\mathrm{\Delta }t<D_{2L}+W_L$$

  

  wobei D₀ der anfängliche seitliche Abstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist,
  V_1l ist die seitliche Geschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs,
  V_2l ist die Zielfahrzeug-Quergeschwindigkeit,
  W₁ ist die Breite des Träger-Fahrzeugs,
  W₂ ist die Breite des Zielfahrzeugs,
  α und β stellen Winkel zwischen den jeweiligen Fahrzeugköpfen und der Fahrbahnmittellinie dar,
  So ist der anfängliche Längsabstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug,
  V_1f ist die Längsgeschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs,
  V_2f ist die Zielfahrzeug-Längsgeschwindigkeit,
  L₁ ist die Länge des Träger-Fahrzeugs,
  L₂ ist die Länge des Zielfahrzeugs,
  D_1L ist der Längsabstand zwischen dem Träger-Fahrzeug und der angrenzenden Zwischenspur,
  D_2L ist der Längsabstand zwischen dem Zielfahrzeug und der angrenzenden Zwischenspur,
  W_L ist die Fahrspurbreite, und
  Δt ist die Zeitdauer von einem Anfangszeitpunkt bis zu einer vorhergesagten Kollision.
• Eine Kollision wird vorhergesagt, wenn ein Δt existiert, für das alle Ungleichungen erfüllt sind.
• Verschiedene Parameter, die in den obigen Beziehungen und Ungleichungen [1]-[11] aufgeführt sind, können von den verschiedenen hier beschriebenen Sensoren und Systemen, vom Netzwerk der Steuerung, von kommunizierten Informationen (z. B. GPS, V2V, V2I) und Fahrzeugeinstellungen oder -kalibrierungen bereitgestellt werden. Andere Parameter können aus solchen bereitgestellten Informationen abgeleitet, bestimmt, berechnet oder anderweitig synthetisiert werden.
• In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen, in denen alle jeweiligen Ungleichungen durch ein gewisses Δt erfüllt werden, ist zu beachten, dass nicht alle vorhergesagten Kollisionen eine Benachrichtigung durch einen Bediener oder ein Steuerungssystem erfordern. So kann beispielsweise davon ausgegangen werden, dass ein Δt, das eine vorgegebene Schwellenzeit überschreitet, deutlich innerhalb der Reaktionsschwelle eines Fahrzeugbedieners oder einer autonomen Steuerung liegt und somit keine Benachrichtigung oder einen Steuerungseingriff erfordert.
• 4 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm 400 eines Verfahrens zur Vorhersage einer Kollision zwischen einem Träger-Fahrzeug und einem Zielfahrzeug, das auf einer mehrspurigen Fahrbahn fährt, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Das Flussdiagramm 400 kann im Allgemeinen Schritte in einer Routine darstellen, die in einer oder mehreren Steuerungen, wie hier beschrieben, implementiert ist. Die Routine beginnt bei 401 und geht weiter zu 403, wo festgestellt wird, ob die Eintrittsbedingungen erfüllt sind. Beispielsweise kann die Absicht des Träger-Fahrzeugs, die Fahrspur zu wechseln, bestimmt oder abgeleitet werden, z. B. aus Blinker- oder Lenkradeingaben des Benutzers, Eingaben des Bildverarbeitungssystems, autonomen oder halbautonomen Steuereingaben oder anderen geeigneten Mitteln. Wenn die Eingabebedingungen nicht erfüllt sind, kann die Routine auf eine Anzeige einer solchen Absicht warten. Wenn die Eingangsbedingungen erfüllt sind, fährt die Routine mit 405 fort, wo verschiedene Parameter, die für die Kollisionsvorhersage nützlich sind, in die Routine aufgenommen werden, z. B. eine Folge von bildbasierten XYZ-Positionen des Zielfahrzeugs, verschiedene erfasste, übermittelte und kalibrierte Informationen, die in den hier beschriebenen Beziehungen und Ungleichungen [1]-[11] dargelegt sind. Bei 407 berechnet die Routine die relative seitliche Geschwindigkeit, z.B. wie in Beziehung [3] beschrieben, aus den seitlichen Abständen D₁ und D₂ zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug, die den Zeiten T₁ und T₂ entsprechen, wie in den Beziehungen [1] bzw. [2] beschrieben. Alternative seitliche Abstandsbestimmungen können mit bildbasierten Berechnungen durchgeführt werden. In 409 kann die seitliche Geschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs, V_1l, mit der relativen seitlichen Geschwindigkeit verglichen werden ΔV. Wenn die relative seitliche Geschwindigkeit ΔV nicht größer als die Seitengeschwindigkeit V_1l des Träger-Fahrzeugs ist, wird festgestellt, dass sich nur das Träger-Fahrzeug auf die Zwischenspur zubewegt, und die Routine kehrt zu 403 zurück, um erneut auf eine Anzeige der Spurwechselabsicht zu warten. Wenn jedoch die relative Quergeschwindigkeit ΔV größer ist als die Seitengeschwindigkeit V_1ldes Träger-Fahrzeugs, dann wird festgestellt, dass sich beide Fahrzeuge gleichzeitig auf die Zwischenspur zubewegen, und die Routine wird mit 411 fortgesetzt. Bei 411 wird eine Auswertung der Bedingungen durchgeführt, um eine Kollision vorherzusagen und um festzustellen, ob Bediener- oder Systemsteuerungsmeldungen gemacht werden können. 411 umfasst z. B. eine oder mehrere der verschiedenen Gruppierungen von Ungleichungen [4] und [5], [6] und [7] oder [8] bis [11], wie hier dargelegt und beschrieben. Jemand, der über gewöhnliche Fachkenntnisse verfügt, kann andere Beziehungen erkennen, die zu dem Zweck implementiert werden können, zu bestimmen, ob Träger- und Zielfahrzeuge während eines gleichzeitigen Fahrspurwechsels auf einer Zwischenspur wahrscheinlich kollidieren werden. Eine vorhergesagte Kollision kann zu einer Benachrichtigung des Bedieners oder der Systemsteuerung bei 413 führen, während keine vorhergesagte Kollision zu keiner solchen Benachrichtigung des Bedieners oder der Systemsteuerung bei 415 führen kann. Die Routine kann dann bei 417 beendet werden.
• Wenn eine Beziehung zwischen einem ersten und einem zweiten Element in der obigen Offenbarung nicht ausdrücklich als „direkt“ beschrieben wird, kann diese Beziehung eine direkte Beziehung sein, bei der keine anderen intervenierenden Elemente zwischen dem ersten und dem zweiten Element vorhanden sind, sie kann aber auch eine indirekte Beziehung sein, bei der ein oder mehrere intervenierende Elemente (entweder räumlich oder funktionell) zwischen dem ersten und dem zweiten Element vorhanden sind.
• Es versteht sich, dass ein oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in unterschiedlicher Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern. Obwohl jede der Ausführungsformen oben mit bestimmten Merkmalen beschrieben ist, können ein oder mehrere dieser Merkmale, die in Bezug auf eine beliebige Ausführungsform der Offenbarung beschrieben sind, in einer beliebigen anderen Ausführungsform implementiert und/oder mit Merkmalen einer beliebigen anderen Ausführungsform kombiniert werden, selbst wenn diese Kombination nicht explizit beschrieben ist. Mit anderen Worten, die beschriebenen Ausführungsformen schließen sich nicht gegenseitig aus, und Permutationen von einer oder mehreren Ausführungsformen miteinander bleiben im Rahmen dieser Offenbarung.
• Obwohl die obige Offenbarung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, versteht der Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und Elemente durch Äquivalente ersetzt werden können, ohne den Anwendungsbereich der Offenbarung zu verletzen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne den wesentlichen Umfang der Offenbarung zu verlassen. Es ist daher beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die besonderen Ausführungsformen beschränkt ist, die offenbart sind, sondern alle Ausführungsformen umfasst, die in ihren Anwendungsbereich fallen.

Claims (10)

1. Ein System zum Vorhersagen einer Kollision zwischen einem Träger-Fahrzeug und einem Zielfahrzeug, die auf einer mehrspurigen Fahrbahn fahren, umfassend: ein Träger-Fahrzeug und ein Zielfahrzeug; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, zum: Feststellen, dass das Träger- und das Zielfahrzeug von der jeweiligen ersten und zweiten Spur zu einer dritten Spur zwischen der ersten und zweiten Spur konvergieren; Auswerten eines vorbestimmten Satzes von Bedingungen, die Beziehungen zwischen den Abständen und Geschwindigkeiten von Träger- und Zielfahrzeug umfassen; und Anzeigen der Kollision aufgrund des Auswertens.
2. Das System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung feststellt, dass sich die Träger- und Zielfahrzeuge auf der Grundlage eines vorbestimmten Satzes von Beziehungen zwischen den Abständen zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug und der Zeit annähern.
3. Das System nach Anspruch 2, wobei die Steuerung, die konfiguriert ist, dass sie feststellt, dass sich das Träger- und das Zielfahrzeug annähern, umfasst: die Steuerung ist konfiguriert, um: eine Änderung eines seitlichen Abstands zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug über eine bekannte Zeit zu bestimmen; Bestimmen einer seitlichen Annäherungsgeschwindigkeit zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug basierend auf der Änderung des seitlichen Abstands und der bekannten Zeit; und Feststellen, dass sich das Träger- und das Zielfahrzeug annähern, wenn die seitliche Annäherungsgeschwindigkeit eine bekannte seitliche Geschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs überschreitet.
4. Das System nach Anspruch 1, wobei die Beziehungen zwischen den Abständen und Geschwindigkeiten des Träger- und des Zielfahrzeugs die folgenden Ungleichungen umfassen: $$D_0-\mathrm{\Delta }t\left(V_{1l}-V_{2l}\right)<\left(V_{1l}-V_{2l}\right)\times R,$$

   

   und $$S_0+\mathrm{\Delta }t\left(V_{1f}-V_{2f}\right)<\left(V_{1f}-V_{2f}\right)\times R,$$

   

   wobei D₀ ein anfänglicher seitlicher Abstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist, V_1l ist die seitliche Geschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs, V_2l ist die Zielfahrzeug-Quergeschwindigkeit, So ist ein anfänglicher Längsabstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug, V_1f ist die Längsgeschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs, V_2f ist die Zielfahrzeug-Längsgeschwindigkeit, Δt ist eine Zeitdauer von einem Anfangszeitpunkt bis zur Kollision, R ist eine vorgegebene Reaktionszeit; und wobei die Kollision angezeigt wird, wenn ein Δt existiert, für das beide Ungleichungen erfüllt sind.
5. Das System nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Satz von Bedingungen Beziehungen zwischen den Abständen, Geschwindigkeiten und Geometrien von Träger- und Zielfahrzeug umfasst.
6. Das System nach Anspruch 5, wobei die Beziehungen zwischen den Abständen, Geschwindigkeiten und Geometrien des Träger- und des Zielfahrzeugs die folgenden Ungleichungen umfassen: $$D_0-\mathrm{\Delta }t\left(V_{1l}-V_{2l}\right)<\frac{\left(W_1+W_2\right)}{2}\times C,$$

   

   und $$S_0+\mathrm{\Delta }t\left(V_{1f}-V_{2f}\right)<\frac{\left(L_1+L_2\right)}{2}\times C,$$

   

   wobei D₀ ein anfänglicher seitlicher Abstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist, V_1l ist die seitliche Geschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs, V_2l ist die Zielfahrzeug-Quergeschwindigkeit, W₁ ist eine Breite des Träger-Fahrzeugs, W₂ ist eine Breite des Zielfahrzeugs, So ist ein anfänglicher Längsabstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug, V_1f ist die Längsgeschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs, V_2f ist die Zielfahrzeug-Längsgeschwindigkeit, L₁ ist eine Länge des Träger-Fahrzeugs, L₂ ist eine Länge des Zielfahrzeugs, Δt ist eine Zeitdauer von einem Anfangszeitpunkt bis zur Kollision, C ist ein vorbestimmter Koeffizient, der einen minimalen Randabstand bestimmt; und wobei die Kollision angezeigt wird, wenn ein Δt existiert, für das beide Ungleichungen erfüllt sind.
7. Das System nach Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Satz von Bedingungen Beziehungen zwischen den Abständen, Geschwindigkeiten und Geometrien von dem Träger- und dem Zielfahrzeug sowie den Fahrbahngeometrien umfasst.
8. Das System nach Anspruch 7, wobei die Beziehungen zwischen den Abständen, Geschwindigkeiten und Geometrien des Träger- und des Zielfahrzeugs sowie den Fahrbahngeometrien die folgenden Ungleichungen umfassen: $$\left(V_{1l}+V_{2l}\right)\mathrm{\Delta }t\ge D_0-\frac{W_1\text{ cos}\alpha +W_2\text{ cos}\beta }{2},$$

   

   $$\left(V_{1f}+V_{2f}\right)\mathrm{\Delta }t\le \frac{L_1\text{ sin}\alpha +L_2\text{ sin}\beta }{2}-S_0,$$

   

   $$D_{1L}<V_{1l}\mathrm{\Delta }t<D_{1L}+W_L,$$

   

   und $$D_{2L}<V_{2l}\mathrm{\Delta }t<D_{2L}+W_L,$$

   

   wobei D₀ ein anfänglicher seitlicher Abstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist, V_1l ist die seitliche Geschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs, V_2l ist die Zielfahrzeug-Quergeschwindigkeit, W₁ ist eine Breite des Träger-Fahrzeugs, W₂ ist eine Breite des Zielfahrzeugs, α und β stellen Winkel zwischen den jeweiligen Fahrzeugköpfen und der Fahrbahnmittellinie dar, So ist ein anfänglicher Längsabstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug, V_1f ist die Längsgeschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs, V_1f ist die Zielfahrzeug-Längsgeschwindigkeit, L₁ ist eine Länge des Träger-Fahrzeugs, L₂ ist eine Länge des Zielfahrzeugs, D_1L ist ein Längsabstand zwischen dem Träger-Fahrzeug und der angrenzenden Zwischenspur, D_2L ist ein Längsabstand zwischen dem Zielfahrzeug und der angrenzenden Zwischenspur, W_L ist die Fahrbahnbreite, Δt ist eine Zeitdauer von einem Anfangszeitpunkt bis zur Kollision; und wobei eine Kollision angezeigt wird, wenn ein Δt existiert, für das alle Ungleichungen erfüllt sind.
9. Ein Verfahren zur Vorhersage einer Kollision zwischen einem Träger-Fahrzeug und einem Zielfahrzeug, die auf einer mehrspurigen Fahrbahn fahren, umfassend: Bestimmen, dass das Träger- und das Zielfahrzeug von der jeweiligen ersten und zweiten Spur zu einer dritten Spur zwischen der ersten und zweiten Spur konvergieren, umfassend: Bestimmen einer Änderung eines seitlichen Abstands zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug über eine bekannte Zeit; Bestimmen einer seitlichen Annäherungsgeschwindigkeit zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug basierend auf der Änderung des seitlichen Abstands und der bekannten Zeit; und Feststellen, dass sich das Träger- und das Zielfahrzeug annähern, wenn die seitliche Annäherungsgeschwindigkeit eine bekannte seitliche Geschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs überschreitet; Auswerten eines vorbestimmten Satzes von Ungleichungen, die Abstände und Geschwindigkeiten von Träger- und Zielfahrzeug umfassen; und Vorhersage der Kollision auf Basis der Auswertung.
10. Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei der vorbestimmte Satz von Ungleichungen die folgenden Ungleichungen umfasst: $$D_0-\mathrm{\Delta }t\left(V_{1l}-V_{2l}\right)<\left(V_{1l}-V_{2l}\right)\times R,$$

    

    und $$S_0+\mathrm{\Delta }t\left(V_{1f}-V_{2f}\right)<\left(V_{1f}-V_{2f}\right)\times R,$$

    

    wobei D₀ ein anfänglicher seitlicher Abstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug ist, V_1l ist die seitliche Geschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs, V_2l ist die Zielfahrzeug-Quergeschwindigkeit, So ist ein anfänglicher Längsabstand zwischen dem Träger- und dem Zielfahrzeug, V_1f ist die Längsgeschwindigkeit des Träger-Fahrzeugs, V_2f ist die Zielfahrzeug-Längsgeschwindigkeit, Δt ist eine Zeitdauer von einem Anfangszeitpunkt bis zur vorhergesagten Kollision, R ist eine vorgegebene Reaktionszeit; und wobei die vorhergesagte Kollision angezeigt wird, wenn ein Δt existiert, für das beide Ungleichungen erfüllt sind.

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