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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einleiten eines Fahrmanövers. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein System und ein Verfahren zum Einleiten eines Fahrmanövers sowie ein Computerprogrammprodukt.
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Moderne Fahrzeuge (Autos, Lastwagen, Motorräder etc.) verfügen über eine Vielzahl von Sensoren (Radar, Lidar, Kamera, Ultraschall etc.), die einem Fahrzeugführer oder einem autonomen Steuersystem des Fahrzeugs Informationen zur Verfügung stellen. Basierend auf diesen Informationen kann eine Steuerung einzelner Funktionen des Fahrzeugs bzw. ein teil- oder vollautonomer Betrieb des Fahrzeugs realisiert werden. Fahrerassistenzsysteme (englisch: Advanced Driver Assistance Systems, ADAS) sind dabei elektronische Einrichtungen in Kraftfahrzeugen, die einen Fahrzeugführer in bestimmten Fahrsituationen unterstützen. Dabei stehen insbesondere Sicherheitsaspekte oft im Fokus.
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Die SAE (Society of Automotive Engineers)-Klassifizierung des autonomen Fahrens umfasst sechs Stufen von Fahrerassistenzsystemen, in die Fahrzeuge bzw. Assistenzsysteme basierend auf ihrem Autonomiegrad eingruppiert werden. In den Stufen 0 bis 2 führt der Fahrer zumindest einen Teil oder auch alle Fahroperationen durch und überwacht die Fahrzeugumgebung. In den Stufen 3 bis 5 übernimmt das Fahrerassistenzsystem bereits einen wesentlichen Teil des Fahrens und der Überwachung der Fahrzeugumgebung. Ab der Stufe 4 wird von Hochautomatisierung gesprochen. Fahrmodusspezifisch werden alle Aspekte der dynamischen Fahraufgabe durch ein automatisiertes Fahrsystem ohne die Erwartung, dass der Fahrer auf Anforderung zum Eingreifen reagiert, übernommen. Ohne menschliche Reaktion steuert das Fahrzeug weiterhin automatisiert.
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In diesem Zusammenhang spricht man von automatischen Notlenkungseinrichtungen (englisch: Automated Emergency Steering, AES), die dazu ausgebildet sind, Fahrmanöver auszuführen, um Unfälle zu vermeiden. Beispielsweise wird beim automatisierten Spurwechsel eine Spur geräumt, um damit einen Unfall zu vermeiden.
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Ein Ansatz zum Ermitteln entsprechender Fahrmanöver besteht in der sogenannten kooperativen Fahrplanung. In Frese, „Planung kooperativer Fahrmanöver für kognitive Automobile“, Dissertation 2011, wird in diesem Zusammenhang ein Ansatz zur Planung des kooperativen Verhaltens kognitiver Automobile offenbart. Ausgangspunkt sind kognitive Fahrzeuge mit Sensoren und Aktoren, die ihre Umgebung wahrnehmen, Verkehrssituationen interpretieren, über Funk kommunizieren und automatische Fahrmanöver ausführen können. Es werden verschiedene Algorithmen zur Kollisionsvermeidung und kooperativen Bewegungsplanung vorgestellt und untersucht.
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In
DE 10 2014 008 980 A1 wird ein Verfahren zur Kollisionsvermeidung von Fahrzeugen in Überholsituationen mit Gegenverkehr und ein Fahrzeug beschrieben. Ein Überholvorgang eines dem überwachenden Fahrzeug nachfolgenden Fahrzeugs wird von dem überwachenden Fahrzeug detektiert. Die Kollisionsgefahr eines nachfolgenden Fahrzeugs mit dem entgegenkommenden Fahrzeug wird abgeschätzt und bei Feststellung einer Kollisionsgefahr wird eine gefahrmindernde Reaktion des überwachenden Fahrzeugs ausgelöst.
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DE 10 2020 212 032 A1 betrifft ein Verfahren, ein Computerprogramm sowie eine Vorrichtung zum Bereitstellen von Gefahreninformationen. Eine Gefahrensituation für einen Verkehrsteilnehmer wird anhand von Sensordaten einer Umfeldsensorik eines Fortbewegungsmittels detektiert. Eine Kollisionswahrscheinlichkeit kann ermittelt werden. In Bezug auf die Gefahrensituation zu übermittelnde Gefahreninformationen werden bestimmt. Diese werden an den Verkehrsteilnehmer übermittelt.
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WO 2021/228405 A1 betrifft ein Verfahren zum Warnen eines Verkehrsteilnehmers vor der Anwesenheit eines anderen Verkehrsteilnehmers auf einer anderen Seite eines dazwischen befindlichen Objekts. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Erfassens eines ersten Verkehrsteilnehmers auf einer ersten Außenseite des Objekts. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Erfassens eines zweiten Verkehrsteilnehmers auf einer zweiten Außenseite des Objekts, die sich von der ersten Seite unterscheidet. Zudem umfasst das Verfahren einen Schritt des Signalisierens der Erfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers an den ersten Verkehrsteilnehmer, wenn der erste und der zweite Verkehrsteilnehmer gleichzeitig erfasst werden.
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Eine Herausforderung liegt in diesem Zusammenhang darin, dass eine Einbindung nichtkommunikationsfähiger Verkehrsteilnehmer in die Entscheidungsfindung unter Umständen nur schwer zu realisieren ist. Gerade bei der Entwicklung kooperativer Fahrmanöver, bei denen alle Beteiligten einen Anteil zur Unfallvermeidung oder Gefahrenreduktion liefern, ist eine Kommunikation zwischen den beteiligten Fahrzeugen zumeist erforderlich. Neben älteren Fahrzeugen sind beispielsweise gerade verletzliche Verkehrsteilnehmer wie Fahrradfahrer oder Fußgänger üblicherweise nicht in der Lage, an entsprechenden Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationsansätzen (Vehicle to Vehicle, V2V) teilzunehmen. Dementsprechend können diese bei der Auslegung eines kooperativen Fahrmanövers oft nicht berücksichtigt werden.
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Ausgehend hiervon stellt sich der vorliegenden Erfindung die Aufgabe, einen Ansatz zum Reduzieren einer Unfallgefahr bereitzustellen. Die Sicherheit von Verkehrsteilnehmern soll verbessert werden. Insbesondere soll die Sicherheit verbessert werden, wenn davon ausgegangen wird, dass zumindest einige der beteiligten Verkehrsteilnehmer teil- oder vollautonome Fahrzeuge sind.
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Zum Lösen dieser Aufgabe betrifft die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine Vorrichtung zum Einleiten eines Fahrmanövers, mit:
- einer Eingangsschnittstelle zum Empfangen von Umgebungssensordaten mit Informationen zu einem ersten Verkehrsteilnehmer und einem zweiten Verkehrsteilnehmer in einer Umgebung eines autonomen oder teilautonomen eigenen Fahrzeugs und mit Informationen zu Objekten in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs;
- einer Auswerteeinheit zum Ermitteln, ob eine Kollision zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer bevorsteht basierend auf den Umgebungssensordaten;
- einer Planungseinheit zum Planen eines Fahrmanövers des eigenen Fahrzeugs basierend auf den Umgebungssensordaten, wenn eine Kollision bevorsteht, wobei durch das Fahrmanöver für den ersten Verkehrsteilnehmer und/oder zweiten Verkehrsteilnehmer eine Ausweichmöglichkeit zum Vermeiden der Kollision geschaffen wird; und
- einer Ausgabeeinheit zum Ausgeben des Fahrmanövers an eine Fahrzeugsteuereinheit des eigenen Fahrzeugs, wobei
- die Auswerteeinheit (28) zum Ermitteln, ob zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer (20) und dem zweiten Verkehrsteilnehmer (22) eine Sichtverbindung besteht basierend auf den Umgebungssensordaten ausgebildet ist;
- die Auswerteeinheit (28) zum Ermitteln, ob das eigene Fahrzeug (18) die Sichtverbindung zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer (20) und dem zweiten Verkehrsteilnehmer (22) blockiert, ausgebildet ist; und
- die Planungseinheit (30) zum Planen eines Ausweichvorgangs, durch den die Sichtverbindung zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer wiederhergestellt wird, ausgebildet ist.
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In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein System zum Einleiten eines Fahrmanövers, mit:
- einer Vorrichtung wie zuvor beschrieben;
- einem Umgebungssensor zum Detektieren von Objekten in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs; und
- einer Fahrzeugsteuereinheit zum Ansteuern von Aktoren des Fahrzeugs zum Ausführen des Fahrmanövers.
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Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein der Vorrichtung entsprechend ausgebildetes Verfahren sowie ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode zum Durchführen der Schritte des Verfahrens, wenn der Programmcode auf einem Computer ausgeführt wird. Zudem betrifft ein Aspekt der Erfindung ein Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gespeichert ist, das, wenn es auf einem Computer ausgeführt wird, eine Ausführung des hierin beschriebenen Verfahrens bewirkt.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere können das System, das Verfahren und das Computerprogrammprodukt entsprechend den für die Vorrichtung in den abhängigen Ansprüchen definierten Ausgestaltungen ausgeführt sein.
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass Umgebungssensordaten von einem Umgebungssensor empfangen werden. Insbesondere werden mindestens zwei weitere Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs detektiert bzw. wahrgenommen. Basierend auf den Umgebungssensordaten wird ermittelt, ob zwischen diesen beiden weiteren Verkehrsteilnehmern eine Kollision bevorsteht. Wenn dies der Fall ist, wird ein Fahrmanöver des eigenen Fahrzeugs geplant und eingeleitet, um den beiden anderen Verkehrsteilnehmern die Möglichkeit zu geben, die Kollision zu vermeiden. Insbesondere wird durch ein eigenes Fahrmanöver mindestens einem der beiden anderen Verkehrsteilnehmer eine Ausweichmöglichkeit geschaffen.
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Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen, bei denen auf eine Kommunikation zwischen allen beteiligten Verkehrsteilnehmern zurückgegriffen wird, ist eine solche beim erfindungsgemäßen Ansatz nicht notwendig. Insbesondere ist es ausreichend, wenn zwei weitere Verkehrsteilnehmer über die Umgebungssensorik erfasst werden. Eine Kommunikation ist nicht erforderlich. Sodann kann durch ein eigenes Fahrmanöver eine entsprechende Reaktion erfolgen. Durch diese Reaktion des eigenen Fahrzeugs wird die Wahrscheinlichkeit für eine Kollision zwischen den beiden anderen Verkehrsteilnehmern reduziert.
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Im Vergleich zu bisherigen Ansätzen, bei denen durch ein Fahrmanöver eine Kollision zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem anderen Verkehrsteilnehmer verhindert werden soll, ist erfindungsgemäß das Ziel, eine Kollision zwischen zwei weiteren Verkehrsteilnehmern zu vermeiden bzw. zu verhindern. Es wird also davon ausgegangen, dass für das eigene Fahrzeug keine Kollision droht. Insofern wird die Sicherheit anderer Verkehrsteilnehmer durch ein eigenes Fahrmanöver verbessert.
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Dadurch, dass keine Kommunikation erforderlich ist, ist es möglich, dass neben einer Vermeidung von Unfällen zwischen Fahrzeugen auch Unfälle zwischen Fahrzeugen und anderen Verkehrsteilnehmern, wie beispielsweise Radfahrern oder Fußgängern, vermieden werden. Beispielsweise kann durch ein eigenes Fahrmanöver einem anderen Fahrzeug die Möglichkeit eröffnet werden, einem auf die Straße tretenden Fußgänger auszuweichen. Es wird insoweit die Sicherheit von Verkehrsteilnehmern erhöht.
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Insbesondere wenn davon ausgegangen wird, dass zumindest ein autonomes oder teilautonomes Fahrzeug beteiligt wird, ergibt sich durch den erfindungsgemäßen Ansatz eine verbesserte Sicherheit des autonomen oder teilautonomen Fahrzeugs sowie der anderen Verkehrsteilnehmer. Dies ist insbesondere dem geschuldet, dass das autonome oder teilautonome Fahrzeug unter Umständen auf die Reaktion des eigenen Fahrzeugs durch eine angepasste schnelle eigene Reaktion reagieren kann und damit einen Unfall bzw. eine Kollision verhindern kann.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln einer Wahrscheinlichkeit für eine Kollision ausgebildet. Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit zum Vergleichen der Wahrscheinlichkeit mit einem vordefinierten Schwellenwert ausgebildet. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn mittels eines entsprechenden Algorithmus eine Wahrscheinlichkeitsrechnung für eine Kollision durchgeführt wird. Es wird also ermittelt, ob eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine Kollision zwischen den beiden anderen Verkehrsteilnehmern besteht. Durch einen Vergleich dieser Wahrscheinlichkeit mit einem vordefinierten Schwellenwert ergibt sich eine einfache Entscheidungsfindung und eine effiziente Berechenbarkeit. Die Sicherheit der beiden anderen Verkehrsteilnehmer wird erhöht.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln, ob zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer eine Sichtverbindung besteht, basierend auf den Umgebungssensordaten ausgebildet. Ein Kriterium für das Auftreten von Unfällen bzw. Kollisionen liegt in einer gegenseitigen Okklusion. Wenn also mindestens einer der beiden anderen Verkehrsteilnehmer den anderen nicht sehen bzw. wahrnehmen kann, kann dies dazu führen, dass eine Kollision bevorsteht. Unter Umständen ist es dabei möglich, dass das eigene Fahrzeug eine Sichtverbindung zu beiden weiteren Verkehrsteilnehmern hat, wohingegen zwischen diesen beiden weiteren Verkehrsteilnehmern keine Sichtverbindung besteht. Beispielsweise kann ein hinter einem parkenden Fahrzeug hervortretender Fußgänger unter Umständen von einem eigenen Fahrzeug aus gesehen werden, nicht jedoch von einem entgegenkommenden zweiten Fahrzeug. In diesen Situationen hilft es, wenn das eigene Fahrzeug ein Fahrmanöver durchführt und damit dem zweiten Fahrzeug bzw. dem zweiten Verkehrsteilnehmer die Möglichkeit zum Ausweichen eröffnet. Unter einer Sichtverbindung ist in diesem Zusammenhang insbesondere auch eine Erfassbarkeit durch Umgebungssensoren zu verstehen. Die Sicherheit der beteiligten Verkehrsteilnehmer wird weiter verbessert.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln einer erhöhten Wahrscheinlichkeit für eine Kollision ausgebildet, wenn keine Sichtverbindung besteht. Insbesondere kann es zu gefährlichen Situationen kommen, wenn zwischen den beiden weiteren Verkehrsteilnehmern keine Sichtverbindung besteht. Die im eigenen Fahrzeug ermittelte Wahrscheinlichkeit für eine Kollision erhöht sich in diesen Fällen vorteilhafterweise. Die Sicherheit der weiteren Verkehrsteilnehmer wird damit verbessert.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln, ob das eigene Fahrzeug die Sichtverbindung zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer blockiert, ausgebildet. Die Planungseinheit ist zum Planen eines Ausweichvorgangs ausgebildet, durch den die Sichtverbindung zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer wiederhergestellt wird. Davon ausgehend, dass durch das eigene Fahrzeug eine Sichtverbindung blockiert wird, kann durch das Freigeben dieser Sichtverbindung die Wahrscheinlichkeit für eine Kollision zwischen den beiden anderen Verkehrsteilnehmern vermindert werden. Wenn eine derartige Situation erkannt wird, wird mittels der Planungseinheit ein Ausweichvorgang geplant, um diese Sichtverbindung freizugeben. Dann können die beiden weiteren Verkehrsteilnehmer in entsprechender Weise reagieren, um eine Kollision zu vermeiden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Planungseinheit zum Planen eines Bremsvorgangs und/oder Ausweichvorgangs ausgebildet, durch den einem das eigene Fahrzeug überholenden ersten Fahrzeug eine Möglichkeit zum Einscheren vor dem eigenen Fahrzeug zum Vermeiden einer Kollision mit einem entgegenkommenden zweiten Fahrzeug gegeben wird. Das erste und das zweite Fahrzeug entsprechen insoweit dem ersten und dem zweiten Verkehrsteilnehmer. Bei einem Überholvorgang, bei dem das eigene Fahrzeug überholt wird, wird entsprechend reagiert, um eine Kollision zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten Fahrzeug zu vermeiden. Es wird also durch ein eigenes Fahrmanöver die Sicherheit der beiden weiteren Verkehrsteilnehmer erhöht. Hierzu kann insbesondere ein Brems- oder auch ein Ausweichvorgang durchgeführt werden.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Planungseinheit zum Planen eines Ausweichvorgangs ausgebildet, durch den ein Ausweichen des eigenen Fahrzeugs auf einen Seitenstreifen bewirkt wird. Sofern ein Seitenstreifen vorhanden ist, kann dieser ausnahmsweise durch das eigene Fahrzeug genutzt werden, um die Sicherheit der beiden anderen Verkehrsteilnehmer zu verbessern. Bei der Planung des Fahrmanövers wird dabei vorteilhafterweise auch die eigene Sicherheit des eigenen Fahrzeugs in Betracht gezogen und berücksichtigt. Sofern ein Fahrmanöver ohne Gefährdung des eigenen Fahrzeugs durchgeführt werden kann, wird dieses durchgeführt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Ermitteln, ob eine Kollision bevorsteht, basierend auf einem Ansatz der künstlichen Intelligenz, insbesondere basierend auf einem vortrainierten künstlichen neuronalen Netzwerk ausgebildet. Durch die Verwendung eines KI-Ansatzes wird eine hohe Zuverlässigkeit bei effizienter Berechenbarkeit erreicht. Insbesondere eignet sich hierfür ein vortrainiertes künstliches neuronales Netzwerk, um eine Entscheidung zu treffen, ob eine Kollision zwischen den beiden anderen Verkehrsteilnehmern bevorsteht. Dieses vortrainierte künstliche neuronale Netzwerk kann beispielsweise auch auf entsprechenden Unfallstudien zu Fahrsituationen, die zu Unfällen führen können, basieren. Es ergibt sich eine hohe Zuverlässigkeit bei der Erkennung, ob eine Kollision bevorsteht und damit ein erhöhtes Potential zur Vermeidung von Kollisionen zwischen den beiden anderen Verkehrsteilnehmern.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit zum Vernachlässigen von Daten aus einer direkten Kommunikation mit dem ersten Verkehrsteilnehmer und/oder dem zweiten Verkehrsteilnehmer ausgebildet. Eine direkte Kommunikation, wie diese beispielsweise bei kooperativen Ansätzen erforderlich ist, ist nicht notwendig. Insofern kann der erfindungsgemäße Ansatz auch bei Fahrzeugen angewendet werden, die nicht über Kommunikationsmöglichkeiten verfügen. Die Sicherheit im Straßenverkehr wird erhöht, gerade in der Übergangszeit von herkömmlichen Fahrzeugen zu teil- und/oder vollautonomen Fahrzeugen mit V2V-Kommunikationsmöglichkeiten.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Eingangsschnittstelle zum Empfangen der Umgebungssensordaten von einem Radar-, Kamera- und/oder Lidar-Sensor ausgebildet. Insbesondere kann eine Anbindung der Vorrichtung über die Eingangsschnittstelle an entsprechende Sensoren innerhalb eines Fahrzeugs erfolgen. Hier ergibt sich eine erhöhte Zuverlässigkeit bei geringem Installationsaufwand.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Ausgabeeinheit zum Ansteuern einer Lenkung und eines Beschleunigungs- und Bremssystems des eigenen Fahrzeugs ausgebildet. Ein entsprechendes Beschleunigungs- und Bremssystem ist zumeist an eine entsprechende Fahrzeugsteuereinheit angebunden. Durch ein solches System kann ein Beschleunigungs- und/oder Bremsvorgang sowie ein Ausweichvorgang eingeleitet werden.
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Hierin wird unter einem Verkehrsteilnehmer insbesondere ein Fahrzeug verstanden. Es versteht sich, dass der Begriff aber auch andere Verkehrsteilnehmer, wie beispielsweise Fußgänger oder Fahrradfahrer, umfassen kann. Unter einem Fahrmanöver wird insbesondere ein Manöver eines Fahrzeugs, für das das Fahrzeug gelenkt, beschleunigt und/oder gebremst wird und insoweit von einer vorherigen aktuellen Fahrtplanung abweicht, verstanden. Informationen zu Verkehrsteilnehmern können insbesondere deren Bewegungsrichtung, deren Geschwindigkeit, deren Größe, deren Art etc. umfassen. Um diese Informationen auf Basis der Umgebungssensordaten zu ermitteln, kann auf bestehende Algorithmen zurückgegriffen werden. Beispielsweise können Algorithmen der Bildauswertung oder auch der Sensordatenauswertung angewendet werden. Unter einer Kollision versteht sich insbesondere ein Zusammenprallen. Dabei ist es aber auch möglich, dass um einen Verkehrsteilnehmer herum eine Zone definiert wird, die bereits als Kollisionszone gilt. Eine Kollision kann insoweit auch einem Eindringen in einen geschützten Bereich eines Verkehrsteilnehmers entsprechen. Eine Umgebung eines Fahrzeugs umfasst insbesondere einen von diesem Fahrzeug aus erfassbaren Bereich mittels Umgebungssensorik.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zum Einleiten eines Fahrmanövers;
- 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 3a und 3b eine schematische Darstellung eines beispielhaften eingeleiteten Fahrmanövers; und
- 4 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In der 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßes System 10 zum Einleiten eines Fahrmanövers dargestellt. Das System 10 umfasst eine Vorrichtung 12, einen Umgebungssensor 14 sowie eine Fahrzeugsteuereinheit 16. Die Darstellung ist als vogelperspektivische Draufsicht auf eine Fahrsituation auf einer Straße zu verstehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Vorrichtung 12, der Umgebungssensor 14 sowie die Fahrzeugsteuereinheit 16 innerhalb eines eigenen Fahrzeugs 18 angeordnet. In anderen Ausführungsbeispielen ist es beispielsweise auch denkbar, dass die Vorrichtung 12 und/oder der Umgebungssensor 14 außerhalb des Fahrzeugs 18, beispielsweise in einem Mobiltelefon oder einem ähnlichen Gerät, angeordnet sind.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel setzt ein erster Verkehrsteilnehmer 20 zu einem Überholmanöver an, um das eigene Fahrzeug 18 zu überholen. Ein entgegenkommender zweiter Verkehrsteilnehmer 22 befindet sich außerhalb einer Sichtverbindung zu dem ersten Verkehrsteilnehmer 20. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass mittels des Systems 10 erkannt wird, ob eine Kollision zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer 20 und dem zweiten Verkehrsteilnehmer 22 bevorsteht. Wenn dies der Fall ist, wird ein Fahrmanöver des eigenen Fahrzeugs 18 eingeleitet, um die Kollision zwischen erstem Verkehrsteilnehmer 20 und zweitem Verkehrsteilnehmer 22 zu vermeiden bzw. um den beiden weiteren Verkehrsteilnehmern 20, 22 eine Ausweichmöglichkeit zu eröffnen.
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Es wird insoweit ein Ansatz bereitgestellt, bei dem durch ein geeignetes Fahrmanöver des eigenen Fahrzeugs 18 eine Kollision zwischen zwei weiteren Verkehrsteilnehmern 20, 22 verhindert werden kann, also deren Sicherheit erhöht werden kann. Unter einem Fahrmanöver versteht sich dabei beispielsweise ein Ausweichmanöver, durch das das eigene Fahrzeug 18 auf einen Seitenstreifen 34 gelenkt wird, oder auch ein Bremsmanöver, um dem ersten Verkehrsteilnehmer 20 ein Einscheren vor dem eigenen Fahrzeug 18 zu ermöglichen, bevor es zu einer Kollision mit dem entgegenkommenden zweiten Verkehrsteilnehmer 22 kommt. Bei dem erfindungsgemäßen Ansatz ist dabei keine Kommunikation zwischen dem eigenen Fahrzeug 18 und den beiden weiteren Verkehrsteilnehmern 20, 22 erforderlich. Insbesondere ist keine kooperative Planung erforderlich. Der Ansatz funktioniert auch in Fällen, bei denen zumindest einer der Beteiligten keine V2V-Kommunikationsmöglichkeit hat. Insoweit ergibt sich ein vereinfachter Ansatz, ohne Anforderung an eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen.
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Die Einleitung des Fahrmanövers erfolgt dabei mittels der Fahrzeugsteuereinheit 16. Diese ist dazu ausgebildet, eine Fahrtplanung des eigenen Fahrzeugs zu beeinflussen. Beispielsweise kann die Fahrzeugsteuereinheit zum Lenken, Bremsen und/oder Beschleunigen des eigenen Fahrzeugs ausgebildet sein. Insbesondere werden entsprechende Aktoren des eigenen Fahrzeugs 18 angesteuert.
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In der 2 ist schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung 12 zum Einleiten eines Fahrmanövers dargestellt. Die Vorrichtung 12 umfasst eine Eingangsschnittstelle 26, eine Auswerteeinheit 28, eine Planungseinheit 30 sowie eine Ausgabeeinheit 32. Die Einheiten und Schnittstellen können dabei teilweise oder vollständig in Soft- und/oder in Hardware umgesetzt sein. Insbesondere können die Einheiten als Prozessor, Prozessormodule oder auch als Software für einen Prozessor ausgebildet sein. Die Vorrichtung 12 kann insbesondere in Form eines Steuergeräts bzw. eines Zentralcomputers eines autonomen oder teilautonomen Fahrzeugs bzw. als Software für ein solches Steuergerät oder einen Zentralcomputer eines autonomen oder teilautonomen Fahrzeugs ausgebildet sein.
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Die Eingangsschnittstelle 26 ist zum Empfangen von Umgebungssensordaten ausgebildet. Hierzu ist die Eingangsschnittstelle 26 beispielsweise über ein Fahrzeug-Bus-System mit am Fahrzeug angebrachten Umgebungssensoren verbunden.
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Insbesondere vorteilhaft ist eine Anbindung an einen Radar-, Lidar und/oder Kamerasensor des Fahrzeugs.
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In der Auswerteeinheit 28 wird ermittelt, ob eine Kollision zwischen einem ersten Verkehrsteilnehmer und einem zweiten Verkehrsteilnehmer bevorsteht. Hierzu werden die Umgebungssensordaten ausgewertet. Zunächst wird in den Umgebungssensordaten mittels entsprechender Algorithmik festgestellt, ob zwei Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des eigenen Fahrzeugs vorhanden sind. Dann wird für diese Verkehrsteilnehmer ermittelt, ob eine Kollision bevorsteht. Insbesondere ist es dazu möglich, dass basierend auf einem aktuellen Bewegungsprofil der beiden weiteren Verkehrsteilnehmer eine Prognose für deren Bewegungen erstellt wird. Dann kann ermittelt werden, ob eine Kollision wahrscheinlich erscheint. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn in der Auswerteeinheit ein Wahrscheinlichkeitswert ermittelt wird. Eine solche Wahrscheinlichkeit kann beispielsweise in Form eines Prozentwerts angegeben werden. Wenn dieser Wahrscheinlichkeitswert dann über einem Schwellenwert liegt, der beispielsweise vordefiniert und in einer Studie ermittelt worden sein kann, kann festgestellt werden, dass eine Kollision bevorsteht bzw. hoch wahrscheinlich ist. Die Auswerteeinheit 28 kann dabei insbesondere ein künstliches neuronales Netzwerk umsetzen, um ausgehend von Sensordaten eine Kollisionswahrscheinlichkeit vorauszusagen. Es ist aber auch möglich, dass basierend auf deterministischen Algorithmen eine entsprechende Auswertung erfolgt.
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Mittels der Planungseinheit wird ein Fahrmanöver des eigenen Fahrzeugs geplant, wenn zuvor festgestellt wurde, dass eine Kollision zwischen den beiden anderen Verkehrsteilnehmern bevorsteht. Hierzu wird vorzugsweise ebenfalls auf die Umgebungssensordaten zurückgegriffen. Insbesondere wird ausgewertet, ob es eine Möglichkeit gibt, ein Fahrmanöver auszuführen, durch das das eigene Fahrzeug nicht gefährdet und die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen den beiden anderen Verkehrsteilnehmern reduziert wird. Hierzu kann ebenfalls auf Ansätze der künstlichen Intelligenz, insbesondere auf ein künstliches neuronales Netzwerk zurückgegriffen werden. Es ist auch möglich, dass eine Auswertung von Wahrscheinlichkeiten vorgenommen wird und ein Ansatz für ein Fahrmanöver gewählt wird, bei dem die Wahrscheinlichkeit für eine Kollision und auch eine Gefährdung des eigenen Fahrzeugs minimiert ist. Die Planungseinheit kann dabei ebenfalls beispielsweise über ein Fahrzeug-Bus-System mit der Auswerteeinheit 28 in Kommunikation stehen.
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Mittels der Ausgabeeinheit 32 wird das Fahrmanöver an eine Fahrzeugsteuereinheit des eigenen Fahrzeugs ausgegeben. Die Fahrzeugsteuereinheit ist dabei insbesondere an entsprechende Aktoren des Fahrzeugs angebunden. Beispielsweise kann die Fahrzeugsteuereinheit an ein Bremssystem, eine Lenkung und/oder an ein Beschleunigungssystem angebunden sein. Durch eine Ansteuerung dieser Systeme kann ein Fahrmanöver ausgeführt werden. Insbesondere ist es dabei möglich, dass eine Fahrerentscheidung übergangen wird. Insoweit wird erfindungsgemäß vorzugsweise ein automatisches Notfallsteuerungssystem bereitgestellt, durch das auch eine Entscheidung eines menschlichen Fahrers relativiert werden kann. Auch die Ausgabeeinheit 32 kann dabei beispielsweise über ein Fahrzeug-Bus-System an entsprechende andere Systeme bzw. an entsprechende andere Einheiten angebunden sein.
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In den 3a und 3b ist beispielhaft ein erfindungsgemäßer Ansatz zum Einleiten eines Fahrmanövers dargestellt. Ein erster Verkehrsteilnehmer 20 ist im Begriff, ein Überholmanöver einzuleiten. Das eigene Fahrzeug 18 soll dabei überholt werden. Ein entgegenkommender zweiter Verkehrsteilnehmer 22 wird dabei beispielsweise übersehen. Durch das erfindungsgemäße System bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung wird ein Fahrmanöver des eigenen Fahrzeugs 18 vorgeschlagen. Wie in der 3b dargestellt und durch die Pfeile illustriert, kann im vorliegenden Fall beispielsweise ein Ausweichvorgang geplant werden, durch den das eigene Fahrzeug auf einen Seitenstreifen 34 ausweicht. Durch dieses Fahrmanöver des eigenen Fahrzeugs 18 ist es dem ersten Verkehrsteilnehmer 20 möglich, den Überholvorgang abzubrechen bzw. diesen nicht auszuführen und damit eine Kollision mit dem zweiten Verkehrsteilnehmer 22 zu vermeiden.
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In anderen Worten ist es also ausreichend, wenn lediglich das eigene Fahrzeug 18 mit entsprechender Sensorik und mit einer entsprechenden Steuereinheit ausgestattet ist. Mittels entsprechender Sensorik sieht also das eigene Fahrzeug 18, dass ein entgegenkommendes Fahrzeug als erster Verkehrsteilnehmer 20 näherkommt. Zudem sieht das eigene Fahrzeug 18, dass ein folgendes Fahrzeug als zweiter Verkehrsteilnehmer 22 in Begriff ist, einen Überholvorgang auszuführen. Wenn nun ermittelt wird, dass basierend auf den Umgebungssensordaten ein erfolgreicher Abschluss des Überholmanövers nicht möglich oder unwahrscheinlich ist und ein Unfall nicht oder nur schwer vermeidbar ist, entscheidet das erfindungsgemäße System bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung, dass ein Lenken nach rechts, um den Seitenstreifen zu benutzen (3b), die Kollision noch vermeidbar macht.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ergeben sich gegenüber einem Bremsmanöver unter Umständen Vorteile. Zum einen ist es möglich, dass zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer 20 und dem zweiten Verkehrsteilnehmer 22 erst durch das Ausweichen des eigenen Fahrzeugs 18 eine Sichtverbindung wiederhergestellt wird und damit eine Reaktion erfolgen kann. Zum anderen ist es möglich, dass der entgegenkommende weitere Verkehrsteilnehmer 22 weiterhin auf seiner Spur bleibt. Der überholende erste Verkehrsteilnehmer 20 kann weiterhin die rechte Spur benutzen, um das eigene Fahrzeug zu überholen. Es versteht sich, dass es vorteilhafterweise vorgesehen sein kann, dass das erfindungsgemäß vorgeschlagene System einen Ausweichvorgang mit einem Bremsvorgang kombiniert.
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In der 4 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Einleiten eines Fahrmanövers dargestellt. Das Verfahren umfasst Schritte des Empfangens S10 von Umgebungssensordaten, des Ermittelns S12, ob eine Kollision bevorsteht, des Planens S14 eines Fahrmanövers und des Ausgebens S16 des Fahrmanövers. Das Verfahren kann insbesondere in Form einer Software implementiert sein, die auf einem Prozessor bzw. einem Zentralrechner eines autonomen Fahrzeugs bzw. in einem entsprechenden Fahrzeugsteuergerät ausgeführt wird. Es versteht sich, dass das Verfahren auch als Smartphone-App implementiert sein kann. Dann kann die Zuleitung der entsprechenden Umgebungssensordaten bzw. die Ausgabe des Fahrmanövers über eine drahtgebundene oder drahtlose Anbindung des Smartphones an die entsprechenden Einheiten des Fahrzeugs realisiert sein.
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Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.
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In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Ein Element, eine Einheit, eine Schnittstelle, eine Vorrichtung und ein System können teilweise oder vollständig in Hard- und/oder in Software umgesetzt sein. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Ein Computerprogramm kann auf einem nichtflüchtigen Datenträger gespeichert/vertrieben werden, beispielsweise auf einem optischen Speicher oder auf einem Halbleiterlaufwerk (SSD). Ein Computerprogramm kann zusammen mit Hardware und/oder als Teil einer Hardware vertrieben werden, beispielsweise mittels des Internets oder mittels drahtgebundener oder drahtloser Kommunikationssysteme. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen.
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Bezugszeichen
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- 10
- System
- 12
- Vorrichtung
- 14
- Umgebungssensor
- 16
- Fahrzeugsteuereinheit
- 18
- Eigenes Fahrzeug
- 20
- Erster Verkehrsteilnehmer
- 22
- Zweiter Verkehrsteilnehmer
- 26
- Eingangsschnittstelle
- 28
- Auswerteeinheit
- 30
- Planungseinheit
- 32
- Ausgabeeinheit
- 34
- Seitenstreifen
