DE102022202227A1 - Method of avoiding a collision between vehicles - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren (100) zur Vermeidung einer Kollision zwischen Fahrzeugen vorgeschlagen, das folgende Schritte umfasst:• Bestimmung (102) einer Position eines ersten Fahrzeuges (10)• Erkennung (103) von mindestens einer bevorstehenden Kurve (12)• Ermittlung (104) eines minimalen Kurvenradius (13)• Ermittlung (105) des Kurvengrenzradius (14) des ersten Fahrzeuges (10) in der Kurve (12)• Ermittlung (101) einer Kollisionsgefahr basierend auf einem Vergleich des Kurvengrenzradius (14) und des minimalen Kurvenradius (13) und einer vorausschauenden gleichzeitigen Anwesenheit eines zweiten Fahrzeuges (11) auf einer Gegenfahrbahn (16) in der Kurve• Ausgabe (121) einer Warnung an einen Fahrer des ersten Fahrzeuges (10) und/oder an den Fahrer des zweiten Fahrzeuges (11) bei einer Erkennung (120) einer Kollisionsgefahr.A method (100) for avoiding a collision between vehicles is proposed, which comprises the following steps: • Determination (102) of a position of a first vehicle (10) • Detection (103) of at least one upcoming curve (12) • Determination (104 ) a minimum curve radius (13) • determination (105) of the curve limit radius (14) of the first vehicle (10) in the curve (12) • determination (101) of a risk of collision based on a comparison of the curve limit radius (14) and the minimum curve radius ( 13) and a predictive simultaneous presence of a second vehicle (11) on an oncoming lane (16) in the curve • Output (121) of a warning to a driver of the first vehicle (10) and/or to the driver of the second vehicle (11) upon detection (120) of a risk of collision.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung einer Kollision zwischen Fahrzeugen nach Anspruch 1.The invention relates to a method for avoiding a collision between vehicles according to claim 1.
Stand der TechnikState of the art
Grundsätzlich sind Verfahren zur Vermeidung von Kollisionen zwischen Fahrzeugen bekannt, die vor allen Dingen auf den Verkehr in Städten oder auf Autobahnen abzielen. Gerade auf Landstraßen, insbesondere in den Bergen, herrscht jedoch ein weitaus höheres Gefährdungspotential durch die geringe Fahrbahnbreite und die starken Kurvenradien der Strecke. Darüber hinaus ist durch die umgebende Landschaft oft keine Sichtverbindung zum entgegenkommenden Verkehr möglich. So beschreibt beispielsweise die
Offenbarung der ErfindungDisclosure of Invention
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Vermeidung einer Kollision zwischen Fahrzeugen derart zu verbessern, dass Kollisionen auch in landschaftlich schwierigen Situationen effektiv vermieden werden können. Ferner sollen Warnungen nur dann ausgegeben werden, wenn eine tatsächlich erhöhte Kollisionsgefahr gegeben ist.The object of the present invention is to improve a method for avoiding a collision between vehicles in such a way that collisions can also be effectively avoided in difficult scenic situations. Furthermore, warnings should only be issued if there is actually an increased risk of collision.
Gelöst wird die vorgenannte Aufgabe durch ein Verfahren zur Vermeidung einer Kollision zwischen Fahrzeugen. Hierfür wird eine Position eines ersten Fahrzeuges bestimmt. Bspw. kann die Position des Fahrzeuges anhand einer Karte, bspw. fahrzeugeigenen oder cloud-basierten Karte, bestimmt und relativ zu dieser bestimmt werden. Insbesondere kann die genaue Position des Fahrzeuges in Bezug auf eine Fahrbahn, auf der sich das Fahrzeug befindet, bestimmt werden. Es kann die Position des Fahrzeuges über eine Satellitennavigation bestimmt werden. Zudem können eigene Bewegungsdaten und vorzugsweise die Bewegungsdaten anderer Fahrzeuge hilfsweise verwendet werden. Bspw. wenn die Satellitennavigation für einen Zeitraum nicht verfügbar ist, kann auf die Weise hilfsweise die Position bestimmt werden. Dabei können die Anforderungen an die Ortsauflösung auch durch die Größe der Fahrzeuge bestimmt sein.The aforementioned task is solved by a method for avoiding a collision between vehicles. For this purpose, a position of a first vehicle is determined. For example, the position of the vehicle can be determined using a map, for example the vehicle's own or cloud-based map, and can be determined relative to it. In particular, the precise position of the vehicle in relation to a lane on which the vehicle is located can be determined. The position of the vehicle can be determined via satellite navigation. In addition, own movement data and preferably the movement data of other vehicles can be used as an aid. For example, if satellite navigation is not available for a period of time, the position can be determined in this way. The requirements for the spatial resolution can also be determined by the size of the vehicles.
Ferner wird mindestens eine bevorstehende Kurve erkannt. Die Position der Kurve kann bspw. anhand der fahrzeugeigenen oder cloud-basierten Karte der Fahrzeugumgebung erfolgen. Für die mindestens eine bevorstehende Kurve wird ein minimaler Kurvenradius bestimmt. Vor allem wird der minimale Kurvenradius an mindestens einer Stelle der Kurve, vor allem am Scheitelpunkt, ermittelt. Ferner wird ein Kurvengrenzradius des ersten Fahrzeuges in der Kurve bestimmt. Der Kurvengrenzradius wird vorzugsweise an derselben Stelle wie der minimale Kurvenradius bestimmt.At least one upcoming curve is also recognized. The position of the curve can, for example, be based on the vehicle's own or cloud-based map of the vehicle's surroundings. A minimum curve radius is determined for the at least one forthcoming curve. Above all, the minimum curve radius is determined at least at one point of the curve, especially at the apex. A curve limit radius of the first vehicle in the curve is also determined. The curve limit radius is preferably determined at the same point as the minimum curve radius.
Der minimale Kurvenradius wird vorzugsweise basierend auf einem abgeleiteten Verlauf der Kurve, bspw. anhand der Karte, ermittelt. Das erste Fahrzeug befindet sich dabei auf einer Fahrbahn, in anderen Worten einer Fahrspur, die Teil einer Straße ist, die zusätzlich eine Gegenfahrbahn aufweist. Eine Gegenfahrbahn ergibt sich auch ohne Trennungsmarkierung und zwar immer dann, wenn zwei gegenläufige Verkehrsflüsse bestehen. Es kann die Straße beziehungsweise die Fahrbahn und die Gegenfahrbahn, bspw. anhand der Karte, angenähert werden.The minimum curve radius is preferably determined based on a derived course of the curve, for example using the map. The first vehicle is in a lane, in other words a lane that is part of a road that also has an oncoming lane. There is an oncoming lane even without a separation marking, always when there are two opposing traffic flows. The road or lane and the oncoming lane can be approximated, for example using the map.
Der minimale Kurvenradius kann bspw. direkt anhand der Karte bestimmt werden. Zur Bestimmung des minimalen Kurvenradius wird die Kurve mittels eines imaginären Kreismittelpunktes angenähert. Der minimale Kurvenradius definiert den minimalen Radius der Kurve und endet somit auf dem dem imaginären Kreismittelpunkt zugewandten Ende der Fahrbahn und somit auf dem Übergang in die Gegenfahrbahn.The minimum curve radius can, for example, be determined directly using the map. To determine the minimum curve radius, the curve is approximated using an imaginary center point. The minimum curve radius defines the minimum radius of the curve and thus ends at the end of the lane facing the imaginary center of the circle and thus at the transition to the oncoming lane.
Der Kurvengrenzradius hängt vorzugsweise von Parametern wie der Fahrzeugbreite, Fahrzeuglänge und der Fahrbahnbreite ab.The curve limit radius preferably depends on parameters such as vehicle width, vehicle length and roadway width.
Der Kurvengrenzradius für das erste Fahrzeug ergibt sich insbesondere durch folgende Formel:
Der Kurvengrenzradius hat denselben Kreismittelpunkt wie der minimale Kurvenradius. Das Verfahren umfasst eine Ermittlung einer Kollisionsgefahr basierend auf einem Vergleich des Kurvengrenzradius und des minimalen Kurvenradius sowie basierend auf einer vorausschauenden gleichzeitigen Anwesenheit eines zweiten Fahrzeuges auf der Gegenfahrbahn in der Kurve. Die oben beschriebenen Schritte werden vor allem für jede Kurve durchgeführt. Die gleichzeitige Anwesenheit der Fahrzeuge bezieht sich vorzugsweise auf die gleiche Kurve.The curve limit radius has the same circle center as the minimum curve radius. The method includes determining a risk of collision based on a comparison of the curve limit radius and the minimum curve radius and based on a predictive simultaneous presence of a second vehicle on the oncoming lane in the curve. The steps described above are mainly performed for each curve. The simultaneous presence of the vehicles preferably refers to the same curve.
Ferner umfasst das Verfahren die Ausgabe einer Warnung an einen Fahrer des ersten Fahrzeuges und/oder an den Fahrer des zweiten Fahrzeuges bei einer Erkennung einer Kollisionsgefahr. Die Warnung kann dabei visuell und/oder akustisch ausgegeben werden.The method also includes the output of a warning to a driver of the first vehicle and/or to the driver of the second vehicle when a risk of collision is detected. The warning can be output visually and/or acoustically.
Anhand des Verfahrens wird sowohl der Vergleich des Kurvengrenzradius und des minimalen Kurvenradius berücksichtigt als auch eine vorausschauende gleichzeitige Anwesenheit eines zweiten Fahrzeuges auf der Gegenfahrbahn in der Kurve. Das heißt, es kann berücksichtigt werden, ob eine Kollisionsgefahr tatsächlich gegeben ist, da sich ein zweites Fahrzeug gleichzeitig in der entsprechenden Kurve befindet. Ferner wird ein Vergleich des minimalen Kurvenradius und des Kurvengrenzradius berücksichtigt, da, falls der Kurvengrenzradius den minimalen Kurvenradius nicht unterschreitet, auch bei gleichzeitiger Anwesenheit der Fahrzeuge keine Kollisionsgefahr besteht.The method takes into account the comparison of the curve limit radius and the minimum curve radius as well as the anticipatory simultaneous presence of a second vehicle on the oncoming lane in the curve. This means that it can be taken into account whether there is actually a risk of a collision, since a second vehicle is in the corresponding curve at the same time. Furthermore, a comparison of the minimum curve radius and the curve limit radius is taken into account, since if the curve limit radius does not fall below the minimum curve radius, there is no risk of collision even if the vehicles are present at the same time.
Insbesondere findet eine direkte Kommunikation des ersten Fahrzeuges und des zweiten Fahrzeuges statt, beispielsweise über V2V-Kommunikation. Ferner kommt auch eine cloud-basierte Kommunikation zwischen den Fahrzeugen in Frage. In anderen Worten kommunizieren dann sowhl das erste als auch das zweite Fahrzeug mit einer Cloud und können auf diese Weise Informationen übermitteln. Insbesondere werden als Informationen die Position und die Geschwindigkeit übermittelt.In particular, there is direct communication between the first vehicle and the second vehicle, for example via V2V communication. Cloud-based communication between the vehicles is also an option. In other words, both the first and the second vehicle then communicate with a cloud and can transmit information in this way. In particular, the position and the speed are transmitted as information.
Zur Ermittlung der Kollisionsgefahr kann ferner eine Geschwindigkeit des ersten Fahrzeuges und/oder eine Geschwindigkeit des zweiten Fahrzeuges berücksichtigt werden. Dabei kann es sich bspw. um eine mittlere Geschwindigekeit handeln. Über die direkte Kommunikation des ersten Fahrzeuges und des zweiten Fahrzeuges oder die cloud-basierte indirekte Kommunikation kann nicht nur die aktuelle Position des zweiten Fahrzeuges, sondern auch dessen Geschwindigkeit übermittelt werden.A speed of the first vehicle and/or a speed of the second vehicle can also be taken into account to determine the risk of collision. This can be a medium speed, for example. Not only the current position of the second vehicle, but also its speed can be transmitted via the direct communication of the first vehicle and the second vehicle or the cloud-based indirect communication.
Das Verfahren umfasst insbesondere eine vorausschauende Berechnung eines Zeitpunktes und einer Position des Vorbeifahrens des ersten Fahrzeuges und des zweiten Fahrzeuges. Die Wahrscheinlichkeit einer Kollision ist vor allem dann hinreichend gegeben, wenn der Zeitpunkt der Anwesenheit beider Fahrzeuge an der Kurve sich aus den mittleren Geschwindigkeiten ohne eine Warnung ergeben würde. Es wird insbesondere bestimmt, an welcher Stelle auf der bevorstehenden Straße das erste Fahrzeug und das zweite Fahrzeug aneinander vorbeifahren werden. Dabei kann das Verfahren den Zeitpunkt des Vorbeifahrens mit einem Sicherheitszeitfenster beaufschlagen, um somit einen Sicherheitsvorbehalt einzuräumen. So kann ein Zeitfenster des Vorbeifahrens und ein Bereich des Vorbeifahrens bestimmt werden.The method includes in particular an anticipatory calculation of a point in time and a position of the passing of the first vehicle and the second vehicle. The likelihood of a collision is particularly high if the time at which both vehicles were present at the bend would be determined by the average speeds without a warning. In particular, it is determined at which point on the upcoming road the first vehicle and the second vehicle will pass each other. In this case, the method can apply a safety time window to the point in time at which the vehicle drives past, in order thus to grant a safety reservation. In this way, a time window for driving past and a driving past area can be determined.
Das Verfahren kann eine Überprüfung umfassen, ob die Position des Vorbeifahrens in der Kurve liegt. Es wird somit festgestellt, und zwar vorausschauend, ob sich das zweite Fahrzeug gleichzeitig in der gleichen Kurve wie das erste Fahrzeug befinden wird.The method may include checking whether the pass-by position is on the curve. It is thus determined, in advance, whether the second vehicle will be in the same curve as the first vehicle at the same time.
Insbesondere wird nur dann eine Warnung ausgegeben, wenn der zuvor bestimmte Kurvengrenzradius unterhalb des minimalen Kurvenradius liegt und die Position des Vorbeifahrens in der Kurve liegt.In particular, a warning is only issued if the previously determined curve limit radius is below the minimum curve radius and the position of the pass is in the curve.
Hinsichtlich der ersten Bedingung bedeutet ein Unterschreiten des minimalen Kurvenradius, dass das erste Fahrzeug die Kurve nur mit einer Überschneidung der Gegenfahrbahn passieren kann. Hinsichtlich der zweiten Bedingung, und zwar, dass die Position des Vorbeifahrens in der Kurve liegt, bedeutet dies, dass vermutlich gleichzeitig mit dem ersten Fahrzeug auch das zweite Fahrzeug in der Kurve anwesend sein wird. Bei gleichzeitiger Anwesenheit, aber keiner Unterschreitung des minimalen Kurvenradius sowie bei einer Unterschreitung, jedoch keiner gleichzeitigen Anwesenheit, wird vorzugsweise keine Warnung ausgegeben. Es wird somit nur dann eine Warnung ausgegeben, wenn sich tatsächlich eine kritische Kollisionsgefahr ergeben wird, wobei in die Ermittlung dieser Kollisionsgefahr der tatsächliche Streckenverlauf, bspw. anhand einer Karte, und des daraus ermittelten minimalen Kurvenradius, die Fahrzeuggeometrie anhand des Kurvengrenzradius und die Zeit des Vorbeifahrens anhand der Positionen und der Geschwindigkeiten der Fahrzeuge einfließen. Es wird somit die Ausgabe einer Vielzahl irrelevanter Warnungen vermieden, die sich nachweislich negativ auf die Fahrerakzeptanz auswirken. Wird ein Fahrer von Warnungen überflutet, deren Notwendigkeit er nicht nachvollziehen kann, sinkt dessen Akzeptanz derart, dass er auch bei tatsächlich relevanten Warnungen diesen nicht mehr die gleiche Aufmerksamkeit schenkt.With regard to the first condition, falling below the minimum curve radius means that the first vehicle can only pass the curve with an overlap with the oncoming lane. With regard to the second condition, namely that the position of passing is in the curve, this means that the second vehicle will presumably be present in the curve at the same time as the first vehicle. In the case of simultaneous presence, but not falling below the minimum curve radius, and falling below, but not simultaneous presence, preferably no warning is issued. A warning is therefore only issued if there is actually a critical risk of collision, with the determination of this risk of collision taking into account the actual route, e.g. using a map, and the minimum curve radius determined from this, the vehicle geometry using the curve limit radius and the time of the flow past based on the positions and speeds of the vehicles. This avoids the issue of a large number of irrelevant warnings that have a demonstrably negative effect on driver acceptance. When a driver is inundated with warnings, their necessity he cannot understand, his acceptance falls so much that he no longer pays the same attention to warnings that are actually relevant.
Kurze Beschreibung der FigurenShort description of the figures
Es zeigen rein schematisch:
-
1 ein Verfahrensschema eines erfindungsgemäßen Verfahrens; -
2 das Prinzip der Ermittlung des minimalen Kurvenradius und des Kurvengrenzradius; und -
3 eine kurvenreiche Strecke und potenzielle Kollisionsbereiche zwischen zwei Fahrzeugen.
-
1 a process diagram of a process according to the invention; -
2 the principle of determining the minimum curve radius and curve limit radius; and -
3 a winding track and potential collision areas between two vehicles.
Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred Embodiments of the Invention
Zunächst wird eine Position eines ersten Fahrzeuges bestimmt 102 und mindestens eine bevorstehende Kurve erkannt 103. Es wird für jede bevorstehende Kurve der minimale Kurvenradius ermittelt 104. Ferner wird der Kurvengrenzradius des ersten Fahrzeuges in der Kurve ermittelt 105. Es findet eine direkte Kommunikation 106 zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten, sich auf der Gegenfahrbahn annähernden Fahrzeug statt. Es wird die Geschwindigkeit des ersten Fahrzeuges und/oder die Geschwindigkeit des zweiten Fahrzeuges berücksichtigt 107.First, a position of a first vehicle is determined 102 and at least one upcoming curve is detected 103. The minimum curve radius is determined for each
Anhand der aktuellen Positionen und der Geschwindigkeiten der Fahrzeuge kann vorausschauend berechnet werden 108, zu welchem Zeitpunkt und an welcher Position das erste Fahrzeug und das zweite Fahrzeug aneinander vorbeifahren werden. Das Verfahren 100 umfasst insbesondere eine Überprüfung 109, ob die Position des Vorbeifahrens in der gleichen Kurve liegt. In anderen Worten wird festgestellt, ob sich in der gleichen Kurve gleichzeitig das erste Fahrzeug und das zweite Fahrzeug befinden werden. Bei dem Erkennen 120 einer Kollisionsgefahr wird eine Warnung an einen Fahrer des ersten Fahrzeuges und/oder an einen Fahrer des zweiten Fahrzeuges ausgegeben 121.On the basis of the current positions and the speeds of the vehicles, it can be calculated in
In
Ferner ist in
In
Zwischen den beiden Fahrzeugen befinden sich mehrere Kurven, bei denen es potenziell zur Kollision kommen könnte. So ergibt sich eine erste Kurve 12a sowie eine zweite Kurve 12b, in der der Kurvengrenzradius den minimalen Kurvenradius unterschreitet und somit das erste Fahrzeug 10 in die Gegenfahrbahn 16 eindringen muss, um die Kurve zu überwinden. Wie anhand der
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
R003 | Refusal decision now final |