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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fahrassistenz für ein Fahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrassistenzsystem zum Ausführen des Verfahrens.
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Stand der Technik
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Für das Steuern von Fahrzeugen, insbesondere von autonom fahrenden Fahrzeugen, ist das Wählen einer optimalen Fahrtrajektorie, entlang der ein Fahrzeug zu Steuern ist, essentiell. Die Druckschrift
EP 3 350 050 B1 beschreibt ein Verfahren zum Bereitstellen einer Spurinformation einer Fahrspur. Ein mit diesem Problem verbundenes Problem, ist das Erkennen von Hindernissen, insbesondere von unerwarteten Hindernissen.
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Offenbarung der Erfinundung
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Fahrassistenz für ein Fahrzeug und ein verbessertes Fahrassistenzsystem bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zur Fahrassistenz für ein Fahrzeug und durch das Fahrassistenzsystem der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der untergeordneten Ansprüche.
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Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Fahrassistenz für ein Fahrzeug, umfassend:
- Empfangen wenigstens einer Fahrtrajektorie wenigstens eines eine Fahrspur befahrenden Fahrzeugs,
- Vergleichen der Fahrtrajektorie mit einer Normtrajektorie der Fahrspur, wobei die Normtrajektorie eine für die Fahrspur zu erwartende Fahrtrajektorie eines Fahrzeugs ist;
- Ermitteln wenigstens einer Abweichung der Fahrtrajektorie des die Fahrspur befahrenden Fahrzeugs von der Normtrajektorie;
- Ermitteln eines die Fahrspur innerhalb eines Raumabschnitts wenigstens teilweise blockierenden Hindernisses, wenn die wenigstens eine Fahrtrajektorie des wenigstens einen die Fahrspur befahrenden Fahrzeugs innerhalb des Raumbereichs eine Abweichung zur Normtrajektorie aufweist; und
- Bereitstellen einer das Hindernis innerhalb des Raumabschnitts anzeigenden Warnmeldung.
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Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein verbessertes Verfahren zur Fahrerassistenz für ein Fahrzeug bereitgestellt werden kann, bei dem eine indirekte Erkennung von Hindernissen auf einer Fahrspur unter Berücksichtigung von Fahrtrajektorien von vorausfahrenden Fahrzeugen ermöglicht ist. Hierzu wird wenigstens eine Fahrtrajektorie wenigstens eines eine Fahrspur befahrenden Fahrzeugs mit einer Normtrajektorie der Fahrspur verglichen. Die Normtrajektorie beschreibt hierbei eine für die jeweilige Fahrspur zu erwartende Fahrtrajektorie eines normal fahrenden Fahrzeugs. Wird in einem Raumabschnitt der Fahrspur für das wenigstens eine voraus fahrende Fahrzeug eine Abweichung der jeweiligen Fahrtrajektorie des Fahrzeugs zur Normtrajektorie ermittelt, so wird basierend auf der jeweiligen Abweichung der Fahrtrajektorie ein im Raumbereich die Fahrspur wenigstens teilweise blockierendes Hindernis ermittelt. Darauffolgend wird dem Fahrzeug, das hinter den Fahrzeugen fährt, die das Hindernis bereits passiert haben, eine das Hindernis innerhalb des Raumabschnitts anzeigende Warnmeldung bereitgestellt. Basierend auf dem Fahrverhalten vorausfahrender Fahrzeuge kann somit einem nachfahrenden Fahrzeug ein für das Fahrzeug bzw. den Fahrer gegebenenfalls zu diesem Zeitpunkt noch nicht einsehbares Hindernis angezeigt werden. Hierdurch kann eine indirekte Hinderniserkennung bereitgestellt und eine damit verbundene Fahrsicherheit erhöht werden.
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Nach einer Ausführungsform umfasst das Ermitteln einer Abweichung:
- Ermitteln eines Divergenzmaßes als quantitative Größe einer Abweichung einer Fahrtrajektorie von der Normtrajektorie; und
- Ermitteln einer Abweichung zwischen einer Fahrtrajektorie und der Normtrajektorie bei Ermittlung einer Änderung des Divergenzmaßes.
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Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine möglichst präzise Erkennung von Hindernissen basierend auf den Fahrtrajektorien vorausfahrender Fahrzeuge ermöglicht ist. Durch ein entsprechendes Divergenzmaß kann eine quantitative Größe der Abweichung der Fahrtrajektorien von der jeweiligen Normtrajektorie bereitgestellt werden, wodurch eine präzise Evaluierung der Abweichungen der Fahrtrajektorien vorausfahrender Fahrzeuge ermittelbar ist. Hierdurch kann insbesondere eine präzise Ermittlung tatsächlich vorhandener Hindernisse erreicht werden. Darüber hinaus kann eine Vermeidung fehlerhafter Positivergebnisse erreicht werden, die auf Abweichungen der Fahrtrajektorien von der Normtrajektorie basieren, die nicht auf vorhandene Hindernisse zurückzuführen sind.
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Nach einer Ausführungsform umfasst das Divergenzmaß eine Position des Fahrzeugs und/oder eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder eine Beschleunigung des Fahrzeugs und /oder eine Betätigung eines Gaspedals und/oder eines Bremspedals des Fahrzeugs und/oder eines Blinkers des Fahrzeugs und/oder einen Lenkwinkel des Fahrzeugs und/oder eine geometrische Differenzfläche zwischen der Fahrtrajektorie und der Normtrajektorie, wobei eine Änderung des Divergenzmaßes eine Geschwindigkeitsreduktion des Fahrzeugs unterhalb eine für die Fahrspur erlaubte Maximalgeschwindigkeit und/oder eine Zunahme einer Bremsbeschleunigung des Fahrzeugs und/oder eine gemäß der Normtrajektorie Betätigung des Bremspedals und/oder eine Abweichung des Lenkwinkels des Fahrzeugs von einem gemäß der Normtrajektorie zu erwartenden Lenkwinkel und/oder eine Zunahme der geometrischen Differenzfläche zwischen der Fahrtrajektorie und der Normtrajektorie umfasst.
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Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein aussagekräftiges Divergenzmaß als quantitative Größe einer Abweichung einer Fahrtrajektorie von einer Normtrajektorie bereitgestellt ist, mittels dem eine präzise Ermittlung eines Hindernisses ermöglicht ist. Durch die Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung eines Fahrzeugs oder die Betätigung eines Gas- bzw. Bremspedals oder eines Blinkers oder durch den jeweiligen Lenkwinkel des Fahrzeugs als Divergenzmaß kann basierend auf Änderungen des Divergenzmaßes bzw. Änderungen der Geschwindigkeit, Beschleunigung, Betätigung des Gas- oder Bremspedals bzw. Änderungen des Lenkwinkels auf entsprechende Hindernisse geschlossen werden. Durch das als geometrische Differenzfläche zwischen Fahrtrajektorien und Normtrajektorien definierte Divergenzmaß kann darüber hinaus eine präzise Ermittlung von Abweichungen zwischen den jeweiligen Fahrtrajektorien und einer Normtrajektorie erreicht werden.
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Nach einer Ausführungsform wird eine Abweichung der Fahrtrajektorie von der Normtrajektorie ermittelt, wenn die Änderung des Divergenzmaßes eine vorbestimmte Maximaländerung überschreitet, und wobei die Maximaländerung eine absolute Änderung und/oder eine zeitliche Änderung des Divergenzmaßes umfasst.
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Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass Abweichungen der Fahrtrajektorien von der jeweiligen Normtrajektorie, die zu gering sind, als dass diese auf dem Vorhandensein eines entsprechenden Hindernisses basieren könnten, bei der Auswertung der Fahrtrajektorien unberücksichtigt bleiben können. Hierdurch können falsche Positivergebnisse bei der Ermittlung von Hindernissen vermieden werden. Darüber hinaus kann eine Beschleunigung des Verfahrens und eine Reduzierung des benötigten Rechenaufwands erreicht werden.
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Nach einer Ausführungsform wird in Abhängigkeit einer Anzahl von Fahrtrajektorien einer Mehrzahl von Fahrzeugen, die im Raumabschnitt eine Abweichung aufweisen, und/oder in Abhängigkeit einer Übereinstimmung einer Mehrzahl von Fahrtrajektorien einer Mehrzahl von Fahrzeugen und/oder in Abhängigkeit einer Übereinstimmung von Abweichungen einer Mehrzahl von Fahrtrajektorien zur Normtrajektorie und/oder in Abhängigkeit einer Übereinstimmung von Änderung des Divergenzmaßes einer Mehrzahl von Fahrtrajektorien das Hindernis mit einem Zuverlässigkeitswert im Raumabschnitt ermittelt wird.
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Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine weitere Präzisierung der Ermittlung von Hindernissen ermöglicht ist. Insbesondere kann dem Fahrzeug ein Zuverlässigkeitswert des ermittelten Hindernisses bereitgestellt werden, so dass dem Fahrzeug gemäß einer gewissen Wahrscheinlichkeit ein Hindernis angezeigt werden kann. Der Zuverlässigkeitswert kann hierbei von der Anzahl von Fahrtrajektorien abhängen, die im jeweiligen Raumabschnitt eine Abweichung aufweisen. Bei einer hohen Anzahl von Fahrzeugen, die entsprechend abweichend von der Normtrajektorie angesteuert wurden, kann folglich mit einer höheren Wahrscheinlichkeit von einem Vorhandensein eines Hindernisses ausgegangen werden, als bei beispielsweise lediglich einem Fahrzeug, bei dem die Abweichung von der Normtrajektorie auch durch eine abweichende Fahrweise erklärt sein kann. Darüber hinaus kann bei einer Mehrzahl von Fahrtrajektorien auch die Übereinstimmung der Trajektorien untereinander berücksichtigt werden, um einen Zuverlässigkeitswert zu bestimmen. Bei einer hohen Übereinstimmung der Fahrtrajektorien und/oder der Abweichungen und/oder der Änderung des Divergenzmaßes der verschiedenen Fahrtrajektorien der vorausfahrenden Fahrzeuge kann insbesondere mit einer hohen Wahrscheinlichkeit von einem Hindernis ausgegangen werden. Weisen die Fahrtrajektorien zwar Abweichung von der Normtrajektorie auf, zeigen untereinander aber eine hohe Varianz, sprich sind sehr unterschiedlich im Verlauf der einzelnen Fahrtrajektorien zueinander, so können die Abweichungen wiederum mit unterschiedlichem Fahrverhalten erklärt werden und weisen lediglich mit geringer Zuverlässigkeit auf ein Hindernis hin. Hierdurch kann die Ermittlung des Hindernisses optimiert werden, in dem das Fahrverhalten einer Mehrzahl von Fahrzeugen berücksichtigt wird und eine Wahrscheinlichkeit für das Vorhandensein eines Hindernisses angegeben werden kann.
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Nach einer Ausführungsform wird ein Hindernis ermittelt, wenn Abweichungen zwischen Fahrtrajektorien von wenigstens zwei hintereinanderfahrenden Fahrzeugen zur Normtrajektorie innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums ermittelt werden.
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Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine Aktualisierung des Verfahrens ermöglicht ist. Insbesondere kann erreicht werden, dass bei Räumung eines die Fahrspur blockierenden Hindernisses für nachfolgende Fahrzeuge der nunmehr freigeräumten Fahrspur das nunmehr geräumte Hindernis nicht weiterhin angezeigt wird.
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Nach einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner:
- Bereitstellen einer Optimaltrajektorie, wobei die Optimaltrajektorie auf Fahrtrajektorien mit ermittelten Abweichungen einer Mehrzahl von die Fahrspur befahrenden Fahrzeugen basiert, und wobei die Optimaltrajektorie als ein Mittelwert oder eine Hüllkurve oder eine Trajektorienschar der Fahrtrajektorien ausgebildet ist.
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Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine verbesserte Fahrerassistenz ermöglicht ist, indem dem nachfolgenden Fahrzeug neben der Anzeige des vorhandenen Hindernisses eine optimierte Fahrtrajektorie bereitgestellt wird, die optimierte Fahrtrajektorie kann hierbei auf den Fahrtrajektorien der vorausfahrenden Fahrzeuge basieren, die jeweils das die Fahrspur blockierende Hindernis umfahren haben. Eine Trajektorienschar kann hierbei als eine Mehrzahl möglicher Normtrajektorien interpretiert werden.
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Nach einer Ausführungsform ist die Normtrajektorie basierend auf einem Verlauf der Fahrspur ermittelt.
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Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine einfache Bereitstellung einer Normtrajektorie für eine Fahrspur ermöglicht ist. Die Normtrajektorie kann beispielsweise auf einem externen Bezugssystem, beispielsweise einer Kartendarstellung eines Navigationssystems, basieren. Die Normtrajektorie kann darüber hinaus auf dem einfachen Verlauf der Fahrspur basieren und diesem entsprechen.
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Nach einer Ausführungsform ist die Normtrajektorie basierend auf einer Mehrzahl von Fahrtrajektorien einer Mehrzahl die Fahrspur für einen vorbestimmten Zeitraum befahrender Fahrzeuge ermittelt, wobei die Normtrajektorie als ein Mittelwert oder eine Hüllkurve der Mehrzahl von Fahrtrajektorien ausgebildet ist.
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Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass eine präzise Normtrajektorie bereitgestellt werden kann. Die Normtrajektorie entspricht hierbei einem Mittelwert oder einer Hüllkurve einer über einen bestimmten Zeitraum aufgenommener Fahrtrajektorien der die jeweilige Fahrspur befahrenden Fahrzeuge. Die ermittelte Normtrajektorie beschreibt hierbei ein tatsächliches Fahrverhalten von Fahrzeugen.
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Nach einer Ausführungsform beschreibt die Fahrtrajektorie und/oder die Normtrajektorie eine Position des Fahrzeugs und/oder einen Lenkwinkel des Fahrzeugs und/oder eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder eine Beschleunigung des Fahrzeugs und/oder eine Betätigung eines Gaspedals und/oder eines Bremspedals des Fahrzeugs.
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Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass aussagekräftige Fahrtrajektorien zur Ermittlung von Hindernissen verwendet werden. Hierdurch kann eine verbesserte Ermittlung von Hindernissen bereitgestellt werden.
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Nach einer Ausführungsform ist die Normtrajektorie für ein vorbestimmtes Fahrmodell ermittelt, wobei das Fahrmodell ein konservatives Fahrverhalten und/oder ein sportliches Fahrverhalten und/oder ein komfortables Fahrverhalten und/oder ein aggressives Fahrverhalten beschreibt.
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Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass verschiedene Fahrverhalten bei der Ermittlung von Abweichungen der Fahrtrajektorien zur Normtrajektorie berücksichtigt werden können. Hierdurch kann eine präzisere Ermittlung der Hindernisse erreicht bzw. falsche Positivergebnisse in Form von Abweichungen der Fahrtrajektorien von der Normtrajektorie, die nicht durch vorhandene Hindernisse begründet sind, sondern ausschließlich auf unterschiedlichen Fahrstilen beruhen, vermieden werden.
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Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Fahrassistenzsystem bereitgestellt, wobei das Fahrassistenzsystem wenigstens eine Datenverarbeitungseinheit und eine Datenkommunikationseinheit umfasst und eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren zur Fahrassistenz für ein Fahrzeug nach einer der voranstehenden Ausführungsformen auszuführen.
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Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein verbessertes Fahrerassistenzsystem bereitgestellt werden kann, das eingerichtet ist, das erfindungsgemä-ße Verfahren zur Fahrerassistenz für ein Fahrzeug mit den oben genannten technischen Vorteilen auszuführen.
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Nach einer Ausführungsform ist das Fahrassistenzsystem in ein zentrales Fahrzeugkontrollzentrum integriert.
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Hierdurch kann der technische Vorteil erreicht werden, dass ein leistungsfähiges Fahrerassistenzsystem bereitgestellt werden kann, das Fahrtrajektorien einer Mehrzahl verschiedener Fahrzeuge zur indirekten Ermittlung von Hindernissen berücksichtigen kann.
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Nach einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt umfassend Befehle bereitgestellt, die bei der Ausführung des Programms durch eine Datenverarbeitungseinheit diese veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren zur Fahrassistenz für ein Fahrzeug nach einer der voranstehenden Ausführungsformen auszuführen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der folgenden Zeichnungen erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrassistenzsystems gemäß einer Ausführungsform;
- 2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Fahrassistenz für ein Fahrerzeug gemäß einer Ausführungsform; und
- 3 eine schematische Darstellung eines Computerprogrammprodukts.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrassistenzsystems 200 gemäß einer Ausführungsform.
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1 zeigt eine Fahrspur 205, die von einer Mehrzahl von Fahrzeugen 207, 201 befahren wird. Die Fahrspur 205 kann eine beliebige Straße oder ein beliebiger befahrbarer Weg sein, während die Fahrzeuge 207, 201 beliebig ausgestaltete Kraftfahrzeuge sein können, die beispielsweise durch einen Fahrer gesteuert werden oder autonom fahrend sind. In einem Raumbereich 213 der Fahrspur 205 Ist ein Hindernis 215 angeordnet, das die Fahrspur 205 wenigstens teilweise blockiert. Das Hindernis 215 kann beispielsweise ein liegengebliebenes Fahrzeug, ein auf der Fahrspur 205 angeordnetes Objekt oder Schäden im Fahrbahnbelag, wie beispielsweise Schlaglöcher, sein.
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Die Fahrzeuge 207, 201 fahren in Fahrtrichtung 231 entlang der Fahrspur 205. In der gezeigten Darstellung haben die Fahrzeuge 207 das Hindernis 215 bereits passiert, während das Fahrzeug 201 als nachfahrendes Fahrzeug den Raumbereich 213, in dem das Hindernis 215 angeordnet ist, noch nicht erreicht hat.
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In 1 sind ferner drei Fahrtrajektorien 203 dargestellt, die die Fahrtrajektorien der drei vorausfahrenden Fahrzeuge 207 darstellen. Darüber hinaus zeigt 1 eine Normtrajektorie 209. Die Normtrajektorie 209 beschreibt eine für die Fahrspur 205 zu erwartende Fahrtrajektorie. Da das in 1 dargestellte Hindernis kein permanentes Hindernis ist, ist dieses in der Normtrajektorie 209 nicht berücksichtigt, was dadurch ausgedrückt ist, dass die Normtrajektorie 209 eine Fahrtrajektorie vorschlägt, die zu einer Kollision eines der Normtrajektorie 209 folgenden Fahrzeugs und dem Hindernis 215 führen würde.
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1 zeigt ferner ein Fahrassistenzsystem 200. In der gezeigten Ausführungsform ist das Fahrassistenzsystem 200 in einem zentralen Fahrzeugkontrollzentrum 227 angeordnet. Das Fahrassistenzsystem 200 umfasst in der gezeigten Ausführungsform eine Datenverarbeitungseinheit 223 und eine Datenkommunikationseinheit 225. Über die Datenkommunikationseinheit 225 ist eine drahtlose Datenkommunikation 229 sowohl mit den vorausfahrenden Fahrzeugen 207 als auch mit dem nachfolgenden Fahrzeug 201 ermöglicht.
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Das Fahrassistenzsystem 200 ist ferner eingerichtet, das erfindungsgemäße Verfahren 100 zur Fahrassistenz auszuführen.
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Hierzu ist das Fahrassistenzsystem 200 eingerichtet, Daten bezüglich der Fahrtrajektorien 203 der Fahrzeuge 207 zu empfangen. Die Fahrtrajektorien 203, die durch die Fahrzeuge 207 basierend auf entsprechenden Umfeldsensordaten aufgezeichnet werden, können beispielsweise Positionen, Geschwindigkeiten oder Beschleunigungen wie auch Lenkwinkel des jeweiligen Fahrzeugs bzw. Betätigungen des Gaspedals oder Bremspedals innerhalb des Fahrzeugs beschreiben.
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Darüber hinaus ist das Fahrassistenzsystem 200 in Kenntnis einer entsprechenden Normtrajektorie 209, die eine gemäß dem Verlauf der Fahrspur 205 zu erwartende Fahrtrajektorie beschreibt. Die Normtrajektorie 209 kann beispielsweise basierend auf einem externen Bezugssystem, beispielsweise einer Kartendarstellung eines Navigationssystems, ausgestaltet sein. Alternativ kann die Normtrajektorie 209 lediglich den Verlauf der Fahrspur 205 darstellen. Alternativ kann die Normtrajektorie 209 auch auf einer Mehrzahl von aufgenommenen Fahrtrajektorien einer Mehrzahl verschiedener Fahrzeuge basieren, die zu einem vorbestimmten Zeitpunkt zum Ermitteln einer Normtrajektorie aufgenommen wurden. Die Normtrajektorie 209 kann hierbei beispielsweise als ein Mittelwert der Mehrzahl aufgenommener Fahrtrajektorien oder als eine Hüllkurve der aufgenommenen Fahrtrajektorien oder als eine Trajektorienschar einer Mehrzahl möglicher Normtrajektorien ausgebildet sein. In allen Fällen beschreibt die Normtrajektorie in zu erwartendes Fahrverhalten für eine in einem Normalzustand befindliche und nichtblockierte Fahrspur 205
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Insbesondere können mehrere Normtrajektorien 209 dem Fahrassistenzsystem 200 bereitgestellt sein, wobei die verschiedenen Normtrajektorien 209 unterschiedliche Fahrmodelle, beispielsweise ein konservatives Fahrverhalten oder ein sportliches Fahrverhalten und/oder ein komfortables Fahrverhalten und/oder ein aggressives Fahrverhalten, berücksichtigen.
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Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Fahrassistenz ist das Fahrassistenzsystem 200 eingerichtet, die Fahrtrajektorien 203 der vorausfahrenden Fahrzeuge 207, die mittels der drahtlosen Datenkommunikation 229 zum Fahrassistenzsystem 200 gesendet wurden, mit der Normtrajektorie 209 zu vergleichen.
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In der gezeigten Darstellung weisen die Fahrtrajektorien 203 der vorausfahrenden Fahrzeuge 207 im Raumbereich 213 Abweichungen 211 von der Normtrajektorie 209 auf. Die Abweichungen 211 resultieren daraus, dass die Fahrzeuge 207 in der gezeigten Darstellung erfolgreich das Hindernis 215 umfahren haben, und um dies tun zu können somit von der Normtrajektorie 209 abweichen mussten. In der gezeigten Darstellung können Fahrtrajektorien 203 beispielsweise zeitliche Abläufe der Positionen der Fahrzeuge 207 darstellen, so dass die Abweichungen 211 der Fahrtrajektorien 203 das tatsächliche Umfahren des Hindernisses 215 durch die Fahrzeuge 207 repräsentieren.
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Durch den Vergleich der Fahrtrajektorien 203 mit der Normtrajektorie 209 ist das Fahrassistenzsystem 200 eingerichtet, entsprechende Abweichungen 211 zu registrieren. Hierzu können die Fahrtrajektorien 203 mit verschiedenen Normtrajektorien 209 für unterschiedliche Fahrmodelle, wie oben bereits erwähnt beispielsweise für sportliches oder konservatives oder komfortables oder aggressives Fahren, verglichen werden, um somit derartige Unterschiede der Fahrtrajektorien 203 zu den entsprechenden Normtrajektorien 209 von der Evaluierung ausschließen zu können die ausschließlich auf unterschiedlichem Fahrverhalten basieren und nicht auf vorhandene Hindernisse zurückzuführen sind.
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Das Vergleichen der Fahrtrajektorien 203 mit entsprechenden Normtrajektorien 209 kann eine Normierung der Fahrtrajektorien auf entsprechende Fahrmodelle, wie beispielsweise sportliche oder konservative Fahrverhalten, umfassen, um potentielle Abweichungen der Fahrtrajektorien 203 von der Normtrajektorie 209, die ausschließlich auf unterschiedlichem Fahrverhalten beruht, ausschließen zu können.
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Zur Ermittlung der Abweichungen 211 der Fahrtrajektorien 203 der Fahrzeuge 207 zu der jeweiligen Normtrajektorie 209 der Fahrspur 205 ist das Fahrassistenzsystem 200 ferner eingerichtet, ein Divergenzmaß 217 als quantitative Größe einer Abweichung 211 zu ermitteln, und eine Abweichung 211 registrieren, sobald eine Änderung des Divergenzmaßes 217 ermittelt wird. In der gezeigten Ausführungsform in 1 ist das Divergenzmaß 217 als eine geometrische Differenzfläche 219 zwischen der Normtrajektorie 209 und den Fahrtrajektorien 203 dargestellt.
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Zur Ermittlung der Abweichungen 211 der Fahrtrajektorien 203 zur Normtrajektorie 209 ermittelt das Fahrassistenzsystem 200 in der gezeigten Ausführungsform somit für die gesamte Fahrspur 205 die geometrischen Differenzflächen zwischen den Fahrtrajektorien 203 und der Normtrajektorie 209. Für den Raumbereich 212 wie auch den Raumbereich 214, in denen keine Hindernisse 215 angeordnet sind und die Fahrtrajektorien 203 der Fahrzeuge 207 somit der Normtrajektorie 209 entsprechen, ermittelt das Fahrassistenzsystem 200 somit den Wert 0 für die entsprechende geometrische Differenzfläche und das hierdurch ausgedrückte Divergenzmaß 217, so dass keine Abweichungen 211 der Fahrtrajektorien 203 von der Normtrajektorie 209 ermittelt werden. Für den Raumbereich 213 hingegen, in dem das Hindernis 215 angeordnet ist, ermittelt das Fahrassistenzsystem 200 die entsprechend 1 dargestellte von 0 verschiedene geometrische Differenzfläche 219, wodurch eine Änderung des Divergenzmaßes 217 und damit verbunden das Vorliegen einer Abweichung 211 der Fahrtrajektorien 203 zur entsprechenden Normtrajektorie 209 ermittelt wird. Weist wenigstens eine Fahrtrajektorie 203 eines vorausfahrenden Fahrzeugs 207 eine entsprechende Abweichung 211 zur Normtrajektorie 209 auf, wie in 1 für die drei Fahrzeuge 207 dargestellt, so wird ein entsprechendes Hindernis 215 in dem Raumbereich 213, für den die Abweichung 211 der Fahrtrajektorie 203 bzw. die Abweichungen 211 der Fahrtrajektorien 203 zur Normtrajektorie 209 ermittelt wurden, detektiert. Alternativ kann das Detektieren eines Hindernisses 215 darauf beschränkt sein, dass eine vorbestimmte Mehrzahl von wenigstens zwei Fahrtrajektorien 203 vorausfahrender Fahrzeuge 207 entsprechende Abweichungen 211 zur Normtrajektorie 209 aufweisen.
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Die Bestimmung der geometrischen Differenzfläche 219 als Divergenzmaß 217 kann durch verschiedenen aus dem Stand der Technik bekannte Algorithmen, wie beispielsweise einen Best-Hit-Algorithmus oder einen Dynamic-Time-Warping-Algorithmus, ausgeführt werden.
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Bei Ermittlung eines entsprechenden Hindernisses 215 basierend auf den ermittelten Abweichungen 211 der Fahrtrajektorien 203 zu entsprechenden Normtrajektorien 209 sendet das Fahrassistenzsystem 200 eine das im Raumbereich 213 angeordnete Hindernis 215 erwähnende Warnmeldung an das nachfolgende Fahrzeug 201 aus.
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Zusätzlich hierzu kann das Fahrassistenzsystem 200 eingerichtet sein, basierend auf den empfangenen Fahrtrajektorien 203 der vorausfahrenden Fahrzeuge 207 eine entsprechende Optimaltrajektorie 221 zu generieren. Die Optimaltrajektorie 221 kann hierbei eine optimale und das ermittelte Hindernis 215 berücksichtigende Fahrtrajektorie sein. Die Optimaltrajektorie 221 kann beispielsweise als ein Mittelwert der Fahrtrajektorien 203 der vorausfahrenden Fahrzeuge 207 ausgebildet sein. Alternativ kann die Optimaltrajektorie 221 als eine Hüllkurve der Fahrtrajektorien 203 der vorausfahrenden Fahrzeuge 207 ausgebildet sein. Das Fahrassistenzsystem 200 kann ferner eingerichtet sein, bei Ermittlung des Hindernisses 215 zusätzlich zur Warnmeldung die entsprechend generierte Optimaltrajektorie 221 an das nachfolgende Fahrzeug 201 auszusenden. Die Optimaltrajektorie 221 kann hierbei durch das nachfolgende Fahrzeug 201 als ein Vorschlag einer gesicherten Fahrtrajektorie verwendet werden, auf deren Basis eine Steuerung des Fahrzeugs 201 unter Berücksichtigung des ermittelten Hindernisses 215 ermöglicht ist.
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Das Fahrassistenzsystem 200 kann ferner eingerichtet sein, eine Anzahl der Fahrtrajektorien 203, die im Raumabschnitt 213 eine Abweichung, und/oder eine Ähnlichkeit der Fahrtrajektorien 203 untereinander zu berücksichtigen und basierend auf der Anzahl und/oder der Ähnlichkeit der Fahrtrajektorien 203 das Hindernis 215 mit einem Zuverlässigkeitswert im Raumabschnitt 213 zu ermitteln. Das Hindernis 215 kann somit gemäß einer gewissen Wahrscheinlichkeit ermittelt und dem nachfolgenden Fahrzeug 201 angezeigt werden. Bei einer hohen Anzahl von Fahrtrajektorien 203, die im Raumabschnitt 213 eine Abweichung aufweisen, kann mit einer hohen Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass die Abweichungen 211 der Fahrtrajektorien 203 auf einem Hindernis 215 basieren und nicht auf ungewöhnliche Fahrweisen der Fahrzeuge zurückzuführen sind. Bei einer geringen Anzahl können Abweichungen 211 hingegen durchaus auf abweichender Fahrweise basieren und müssen nicht durch Hindernisse hervorgerufen sein, sodass das jeweilige Hindernis 215 lediglich mit einem geringen Zuverlässigkeitswert ermittelt wird.
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Analog kann das Hindernis 215 in Abhängigkeit der Ähnlichkeiten der Fahrtrajektorien mit entsprechender Zuverlässigkeit detektiert werden. In 1 weisen die Fahrtrajektorien 213 beispielsweise eine hohe Ähnlichkeit und einen nahezu identischen Verlauf auf. Die Abweichungen 211, die in den Fahrtrajektorien 203 ebenfalls nahezu identisch ausfallen, können somit mit hoher Wahrscheinlichkeit einem Hindernis 215 zugeschrieben werden, da es hingegen wenig wahrscheinlich erscheint, dass eine Mehrzahl von Fahrzeugen 203 nahezu identische jedoch von der normalen Fahrweise abweichenden Fahrweisen ausführen. Ein entsprechendes Hindernis 215 kann somit mit einer hohen Zuverlässigkeit ermittelt und dem nachfolgenden Fahrzeug 201 bzw. einer Mehrzahl nachfolgender Fahrzeuge mit hoher Zuverlässigkeit angezeigt werden. Bei Fahrtrajektorien, die zwar Abweichung zur Normtrajektorie 209 aufweisen untereinander aber eine niedrige Übereinstimmung zeigen, kann lediglich mit geringer Zuverlässigkeit und einer geringen Wahrscheinlichkeit das Vorliegen eines Hindernisses ermittelt bzw. angezeigt werden.
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Alternativ oder zusätzlich kann eine Ermittlung eines Hindernisses 215 basierend auf dem Ermitteln von Abweichungen 211 der Fahrtrajektorien 203 von der Normtrajektorie 209 darauf beschränkt sein, dass die Abweichung 211 und/oder eine Änderung des Divergenzmaßes 217 einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Fahrtrajektorien 203, die zwar eine Abweichung 211 von der Normtrajektorie 209 und eine entsprechende Änderung des Divergenzmaßes 217 aufweisen, die aber nicht den vorbestimmten Grenzwert erreicht oder überschreitet, führen somit nicht zur Ermittlung entsprechender Hindernisse.
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Die Ermittlung von Hindernissen 215 basierend auf den Fahrtrajektorien 203 vorausfahrender Fahrzeuge 207 kann gemäß einer Ausführungsform auf einen Zeitabschnitt begrenzt sein, so dass ausschließlich für Fahrtrajektorien, die innerhalb des vorbestimmten Zeitabschnitts aufgenommen wurden, basierend auf entsprechenden Abweichungen, entsprechende Hindernisse ermittelt werden. Fahrtrajektorien, die hingegen nicht innerhalb des vorbestimmten Zeitabschnitts aufgenommen wurden, deren Fahrzeuge somit nicht innerhalb des vorbestimmten Zeitabschnitts die entsprechenden Raumbereiche der Fahrspur 205 befahren haben, werden hingegen für die Ermittlung gegebenenfalls vorhandener Hindernisse unberücksichtigt bleiben. Hierdurch können kurzfristige Änderungen, beispielsweise das Entfernen zuvor vorhandener Hindernisse berücksichtigt werden, so dass nachfahrenden Fahrzeugen ausschließlich Hindernisse angezeigt werden, die tatsächlich auf der Fahrspur angeordnet sind.
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Alternativ zu dem oben beschriebenen Divergenzmaß 217 als geometrische Differenzfläche 219 zwischen Fahrtrajektorien 203 und der Normtrajektorie 209 kann das Divergenzmaß 217 ebenfalls eine Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung und/oder eine Betätigung eines Gas- oder Bremspedals bzw. einen Lenkwinkel des Fahrzeugs berücksichtigen. Bei entsprechenden Änderungen der Geschwindigkeit, beispielsweise bei starker Reduzierung der Geschwindigkeit unter eine für die jeweilige Fahrspur zulässige Maximalgeschwindigkeit, oder ein starkes Abbremsen oder entsprechende starke Änderungen des Lenkwinkels können Abweichung der jeweiligen Fahrtrajektorie zur Normtrajektorie ermittelt und hierauf basierend Hindernisse detektiert werden.
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2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 100 zur Fahrassistenz für ein Fahrerzeug gemäß einer Ausführungsform.
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Das erfindungsgemäße Verfahren 100 zur Fahrassistenz für ein Fahrzeug 201 kann auf ein gemäß 1 beschriebenes Fahrassistenzsystem 200 angewendet bzw. durch dieses ausgeführt werden.
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Zur Fahrassistenz wird zunächst in einem ersten Verfahrensschritt 101 wenigstens eine Fahrtrajektorie 203 wenigstens eines eine Fahrspur 205 befahrenden Fahrzeugs 207 empfangen.
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In einem Verfahrensschritt 103 wird die Fahrtrajektorie 203 mit einer entsprechenden Normtrajektorie 209 der Fahrspur 205 verglichen.
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In einem Verfahrensschritt 105 wird eine Abweichung 211 der Fahrtrajektorie 203 zur der Normtrajektorie 209 ermittelt.
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Hierzu wird in einem Verfahrensschritt 111 ein Divergenzmaß 217 als quantitative Größe einer Abweichung 211 einer Fahrtrajektorie 203 zur Normtrajektorie 209 ermittelt. Weist das Divergenzmaß 217 Änderungen auf, so wird für den Raumbereich 213 der Fahrspur 205, in dem das Divergenzmaß 217 entsprechende Änderungen aufweist, Abweichungen der Fahrtrajektorien 203 ermittelt.
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In einem Verfahrensschritt 107 wird darauffolgend basierend auf der Abweichung der Fahrtrajektorie 203 in dem jeweiligen Raumbereich 213, in dem die Abweichungen 211 der Fahrtrajektorien 203 ermittelt wurde, ein die Fahrspur 205 wenigstens teilweise blockierendes Hindernis 215 ermittelt.
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Darauffolgend wird in einem Verfahrensschritt 109 einem nachfolgenden Fahrzeug 201 eine das jeweilige Hindernis 215 anzeigende Warnmeldung bereitgestellt.
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In einem Verfahrensschritt 113 wird ferner eine Optimaltrajektorie 221 dem nachfolgenden Fahrzeug 201 bereitgestellt, wobei die Optimaltrajektorie 221 auf den Fahrtrajektorien 203 der vorausfahrenden Fahrzeuge 207 basiert und eine sichere und das ermittelte Hindernis 215 berücksichtigende Fahrtrajektorie beschreibt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren 100 kann auch auf eine Mehrzahl von Fahrtrajektorien 203 angewendet werden, die im Verfahrensschritt 101 empfangen und in den folgenden Schritten entsprechend analysiert werden.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Computerprogrammprodukts.
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3 zeigt ein Computerprogrammprodukt 300, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch eine Recheneinheit dieses veranlassen, das Verfahren 100 nach einer der oben genannten Ausführungsformen auszuführen. Das Computerprogrammprodukt 300 ist in der gezeigten Ausführungsform auf einem Speichermedium 301 gespeichert. Das Speichermedium 301 kann hierbei ein beliebiges aus dem Stand der Technik bekanntes Speichermedium sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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