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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrassistenzsystems zur automatisierten Längsführung eines Kraftfahrzeugs in einer Eigenspur, welches gekennzeichnet ist durch die Verfahrensschritte: Ausführung einer automatisierten Längsführung mit einer relativen Höchstgeschwindigkeit unter Berücksichtigung einer Verkehrssituation in der Eigenspur des Kraftfahrzeugs; Evaluierung einer Verkehrssituation in einer Nebenspur des Kraftfahrzeugs; Ermittlung einer Risikosituation für das Kraftfahrzeug unter Berücksichtigung der Verkehrssituation in der Nebenspur; Adaption der automatisierten Längsführung zur Auflösung der Risikosituation, wobei die Adaption eine Reduzierung der relativen Höchstgeschwindigkeit umfasst. Weiterhin umfasst die Erfindung eine Vorrichtung, die eingerichtet ist, das Verfahren auszuführen, sowie eine entsprechendes Computerprogramm.
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Stand der Technik
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Aus dem Stand der Technik sind automatisierte Längsregelungen bekannt, auch Adaptive Cruise Control (ACC) genannt. Bei einem ACC wird bspw. die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs an eine maximale Geschwindigkeit angepasst. Die Maximalgeschwindigkeit wird bspw. dann reduziert, wenn in der Spur vor dem Fahrzeug ein langsamerer Verkehrsteilnehmer fährt und ein Sicherheitsabstand unterschritten wird. Die Querregelung wird hierbei vom Fahrer übernommen.
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Aus dem Stand der Technik sind weiterhin Baustellenassistenten bekannt. Der Bosch-Baustellenassistent ist bspw. eine Erweiterung eines Spurhalteassistenten und unterstützt den Fahrer bei enger Spurführung dabei, einen seitlichen Sicherheitsabstand zu Fahrzeugen auf der Nebenspur sowie Leitplanken einzuhalten.
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Zudem vermisst der Videosensor die Freifläche vor dem Fahrzeug. Dadurch kann der Baustellenassistent den Fahrer im Baustellenbereich auf Autobahnen rechtzeitig vor einer Engstelle warnen, wenn das Fahrzeug zu breit für die verengte Spur ist.
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Aus dem Stand der Technik ist weiterhin bspw. die
DE 10 2005 023 185 A1 bekannt. Diese Schrift beschreibt einen Spurwechselassistenten für Kraftfahrzeuge, mit einer Überwachungseinrichtung zur Überwachung des Verkehrs im Vorfeld und im Rückraum des eigenen Fahrzeugs und einer Entscheidungseinrichtung zur Entscheidung, ob ein gefahrloser Spurwechsel möglich ist.
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Weiterhin ist aus dem Stand der Technik die Patentschrift
EP 3 532 351 B1 bekannt. Diese Schrift betrifft Verfahren zur Steuerung eines Fahrzeugsteuersystems, umfassend: die Erkennung eines ersten Ziels in der Fahrspur eines Host-Fahrzeugs; den Empfang einer aktiven Bremseingriffsanforderung; die Erkennung eines zweiten Ziels in einer an das Host-Fahrzeug angrenzenden Fahrspur; den Empfang eines Signals, das den Wechsel des Host-Fahrzeugs in die angrenzende Fahrspur in Richtung des zweiten Ziels anzeigt; und die Übertragung eines zweiten Bremssignals zur Steuerung der Bremshandlung auf einer zweiten Bremsstufe in Reaktion auf die Bewegung des Host-Fahrzeugs in Richtung des zweiten Ziels.
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Offenbarung der Erfindung
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Vorteilhaft ermöglicht hingegen das erfindungsgemäße Verfahren ein sicheres (teil)automatisiertes Führen eines Kraftfahrzeugs, insbesondere auf mehrspurigen Straßen. Hierbei wird insbesondere das Risiko für einen Unfall gesenkt. Darüber hinaus wird durch die beschriebene Funktion dem Fahrer ein erhöhtes Sicherheitsgefühl und ein „Mitdenken“ seines (teil)autonom fahrenden Fahrzeugs suggeriert. Dies führt zu einer gesteigerten Akzeptanz beim Nutzer. Dies führt wiederum zu einer häufigeren Anwendung und damit zu einer Erhöhung der Fahrerentlastung sowie Reduzierung der Unfallwahrscheinlichkeit. Ermöglicht wird dies gemäß der Erfindung durch die in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Merkmale. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Fahrassistenzsystems zur automatisierten Längsführung eines Kraftfahrzeugs in einer Eigenspur ist gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: Ausführung einer automatisierten Längsführung mit einer relativen Höchstgeschwindigkeit unter Berücksichtigung einer Verkehrssituation in der Eigenspur des Kraftfahrzeugs; Evaluierung einer Verkehrssituation in einer Nebenspur des Kraftfahrzeugs; Ermittlung einer Risikosituation für das Kraftfahrzeug unter Berücksichtigung der Verkehrssituation in der Nebenspur; Adaption der automatisierten Längsführung zur Auflösung der Risikosituation, wobei die Adaption eine Reduzierung der relativen Höchstgeschwindigkeit umfasst.
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Hierunter wird ein Verfahren zur Unterstützung einer Ausführung einer automatisierten Längsführung eines Kraftfahrzeugs (Ego-Kraftfahrzeugs) in einer ersten Fahrspur verstanden. Unter einer Längsführung wird dabei eine Geschwindigkeitsregelung unter Berücksichtigung einer bspw. von einem Fahrer des Ego-Kraftfahrzeugs eingestellten maximalen Soll-Höchstgeschwindigkeit verstanden. Die vom Fahrer eingestellte Soll-Höchstgeschwindigkeit kann ggf. unter Berücksichtigung regulatorische Bedingungen reduziert werden (bspw. einer erlaubten Höchstgeschwindigkeit für einen aktuellen Fahrbahnabschnitt).
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Darüber hinaus können weitere Faktoren berücksichtigt werden. Einer dieser Faktoren soll die Verkehrssituation in der Fahrspur des Kraftfahrzeugs (Eigenspur) sein. Hierunter wird verstanden, dass zumindest ein weiterer Verkehrsteilnehmer in dieser Fahrspur berücksichtigt werden soll. Abhängig von der eigenen Geschwindigkeit ergibt sich bspw. ein definierter Sicherheitsabstand für das Ego-Kraftfahrzeug in Bezug auf ein weiteres Fahrzeug. Kann der definierte Sicherheitsabstand zu dem weiteren Verkehrsteilnehmer nicht eingehalten werden, wird mittels der automatisierten Längsführung eine Reduzierung der Geschwindigkeit vorgenommen und der entsprechende Sicherheitsabstand eingeregelt. Bspw. wir als Referenzpunkt für die Einstellung des Sicherheitsabstanden bzgl. dem Ego-Kraftfahrzeug ein in der eigenen Fahrspur direkt vorausfahrendes Fahrzeug verwendet.
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Erfindungsgemäß soll weiterhin eine Evaluierung der Verkehrssituation in einer Nebenspur des Ego-Kraftfahrzeugs erfolgen. Als Evaluierung wird insbesondere eine Ermittlung und Bewertung von Informationen verstanden. Als Nebenspur kann bspw. eine Spur rechts in Bezug auf die Eigenspur oder auch eine Fahrspur links in Bezug auf die Eigenspur verstanden werden. Als Verkehrssituation kann bspw. das Vorhandensein eines weiteren Verkehrsteilnehmer verstanden werden. Auch kann hierbei ein dynamisches Fahrprofil und/oder Fahrrichtung und/oder Fahrverhalten sowie ein Fahrzeugprofil (bspw. Fahrzeugbreite) und/oder kinematisch bedingte Bewegungsprofile (Nachlaufverhalten eines Aufliegers eines LKWs) umfasst sein
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Die ermittelte Verkehrssituation in der Nebenspur des Ego-Kraftfahrzeug wird dafür verwendet, um eine sich daraus ergebende Risikosituation in Bezug auf das Ego-Kraftfahrzeug abzuschätzen. Als Risikosituation kann eine zukünftige Fahrsituation für das Ego-Kraftfahrzeug in der Eigenspur verstanden werden, in welcher ein erhöhtes Unfallrisiko besteht, wobei das Unfallrisiko für das Ego-Kraftfahrzeug zumindest durch die Verkehrssituation in der Nebenspur, bspw. ein Fahrverhalten des Fahrzeugs in der Nebenspur, mitverursacht wird.
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Basierend auf der ermittelten potenziellen Risikosituation wird eine Entscheidung bzgl. einer Ausführung einer automatisierten Maßnahme zur Auflösung, d.h. zur Reduzierung oder bestenfalls Vermeidung, des Unfallrisikos für die zukünftige Fahrsituation des Ego-Kraftfahrzeugs getroffen. Eine Maßnahme stellt eine Reduzierung der Geschwindigkeit des Ego-Kraftfahrzeuges dar. Weiterhin kann eine Vergrößerung des Abstandes zu dem vorausfahrenden Fahrzeug erfolgen. Eine vorteilhafte Adaption der automatischen Längsführung besteht auch darin, dass ein vorausfahrendes Fahrzeug in der Nebenspur als Referenzpunkt für die Einstellung des Sicherheitsabstandes bzgl. dem Ego-Kraftfahrzeug zusätzlich berücksichtigt oder ausschließlich verwendet wird.
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Im Weiteren kann eine Umsetzung der entschiedenen Maßnahme erfolgen, bspw. eine Weiterführung der automatisierten Längsführung unter Berücksichtigung und/oder Umsetzung der entschiedenen Maßnahme. So erfolgt bspw. eine Weiterführung der automatischen Geschwindigkeitsregelung, wobei jedoch der Sicherheitsabstand in Bezug auf ein Fahrzeug in der Nebenspur eingestellt wird.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zur Ermittlung der Risikosituation zumindest einer der folgenden Verfahrensschritte ausgeführt wird: eine Evaluierung eines passiven Bewegungsmodells des Kraftfahrzeugs; und/oder eine Evaluierung eines aktiven Bewegungsmodells des Kraftfahrzeugs; und/oder eine Evaluierung eines Fahrbahnmodells; und/oder eine Evaluierung des Einflusses der Verkehrssituation in der Nebenspur auf die Verkehrssituation in der Eigenspur; und/oder eine Evaluierung einer Übereinstimmung eines Risikobereichs mit einer prognostizierten Bewegung des Kraftfahrzeugs in der Eigenspur; und/oder eine Evaluierung eines alternativen Fahrmanövers des Kraftfahrzeugs.
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Wie bereits ausgeführt kann als Evaluierung insb. eine Ermittlung und Bewertung von Informationen verstanden werden. Eine Ermittlung kann dabei direkt durch das Ego-Kraftfahrzeug selbst erfolgen, bspw. aus aufgenommenen Daten einer Videokamera, oder aus im Fahrzeug hinterlegten oder aus einer Cloud abgerufenen Datenmaterialien extrahiert werden, bspw. aus digitalen Straßenkarten. Als Bewertung kann eine Analyse und/oder eine Berücksichtigung bei der Analyse verstanden werden, ob eine Risikosituation vorliegt, bzw. eine zukünftige Risikosituation zu erwarten ist.
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Als passives Bewegungsmodell wird insbesondere ein Statikmodell des Kraftfahrzeugs verstanden. Ein solches ist geprägt bspw. durch die bauliche Struktur und/oder die Dimensionen des Kraftfahrzeugs (bspw. Breite des Kraftfahrzeugs). Ein passives Bewegungsmodell kann weiterhin ein Dynamikmodell des Kraftfahrzeugs umfassen. Ein solches ist bspw. geprägt durch die kinematischen Zusammenhänge und Bedingungen bei einem mehrgliedrigen Fahrzeug. In diesem Sinne umfasst ein Dynamikmodell bspw. ein kinematisch bedingtes Nachlaufverhalten eines Aufliegers oder Anhängers bei einem Lastkraftwagen.
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Als aktives Bewegungsmodell wird insbesondere ein Dynamikmodell des Kraftfahrzeugs verstanden. Dieses kann beispielsweise ein aktuelles Fahrprofil (insb. Geschwindigkeit, Beschleunigung) umfassen. Weiterhin kann dieses eine aktuell Fahrrichtung, bzw. eine geschätzte zukünftige Bewegung (Fahrtrajektorie) beinhalten. Ebenfalls kann ein Fahrverhalten (bspw. eine gleichmäßige und geradlinige Fahrweise oder abrupte Lenkbewegungen und dynamische Geschwindigkeitsänderungen) des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Hierfür kann ein aktuelles Fahrverhalten extrapoliert oder ein Durchschnitt des vergangenen Fahrverhaltens ermittelt werden.
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Aus dem aktiven Bewegungsmodell kann - auch unter Berücksichtigung des passiven Bewegungsmodell - eine wahrscheinliche Bewegung des Kraftfahrzeugs prognostiziert werden.
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Als Fahrbahnmodell wird insbesondere ein Modell der aktuellen Umgebung des Kraftfahrzeugs verstanden, dieses kann bspw. den aktuellen und unmittelbar bevorstehenden Fahrbahnverlauf umfassen. Weiterhin kann diese auch eine Breite der eigenen Fahrspur sowie der weiteren verfügbaren Fahrspuren beinhalten.
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In einer möglichen Ausgestaltung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zur Evaluierung der Verkehrssituation in der Nebenspur zumindest einer der folgenden Verfahrensschritt ausgeführt wird: eine Evaluierung eines passiven Bewegungsmodells eines Fahrzeugs in der Nebenspur; und/oder eine Evaluierung eines aktiven Bewegungsmodells eines Fahrzeugs in der Nebenspur.
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Bezüglich dem aktiven und passiven Bewegungsmodell wird auf die zuvor erfolgten Ausführungen verwiesen, mit dem Unterschied, dass bei diesen Verfahrensschritten ein aktives, bzw. passives Bewegungsmodell eines Fahrzeugs in der Nebenspur zum Ego-Kraftfahrzeug ermittelt und berücksichtigt werden soll. Vorteilhafterweise wird hierbei das Fahrzeug in der Nebenspur fokussiert, durch welches die ermittelte Risikosituation bzgl. dem Ego-Kraftfahrzeugs in der Eigenspur mitverursacht wird. So wird bspw. ein Lastkraftwagen in der Nebenspur analysiert. Hierbei kann sowohl die Fahrtrajektorie des Lastkraftwagens berücksichtigt werden als auch seine Breite und ein physikalisch bedingtes Verhalten eines eventuellen Aufliegers in Kurvensituationen.
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In einer bevorzugten Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zur Evaluierung des Einflusses der Verkehrssituation in der Nebenspur auf die Verkehrssituation in der Eigenspur zumindest einer der folgenden Verfahrensschritte ausgeführt wird: eine Evaluierung einer potenziellen Reduzierung der Breite der befahrbaren Eigenspur; und/oder eine Evaluierung einer potenziellen Fahrspurüberschreitung und/oder Fahrspurwechsels des Fahrzeuges von der Nebenspur auf die Eigenspur; und/oder eine Evaluierung einer potenziellen Unterschreitung eines minimalen Sicherheitsabstandes des Kraftfahrzeug bzgl. eines vorausfahrenden Fahrzeugs in der Eigenspur;
Hierunter wird verstanden, dass analysiert wird, wie die ermittelte Verkehrssituation der Nebenspur auf die Verkehrssituation der Eigenspur des Fahrzeuges auswirken könnte. Diese Analyse erfolgt also vorteilhafterweise unter Berücksichtigung der ermittelten Ergebnisse der Verkehrssituation in der Nebenspur und der Eigenspur. Wird bspw. erkannt, dass in der Nebenspur ein Fahrzeug ein spezifisches Fahrverhalten aufweist, bspw. ein Fahren am äußeren Fahrbahnrand der Nebenspur in Richtung der Eigenspur des Ego-Kraftfahrzeugs, kann überprüft werden, ob die verbleibende befahrbare Breite der Eigenspur ein sicheres Passieren ermöglicht oder nicht. So kann bspw. bei einer reduzierten Breite der Eigenspur - wie häufig in einem Baustellenbereich - ein sicheres Passieren nicht möglich sein, wohingegen bei einer regulären Fahrbahnbreit der Eigenspur ein sicheres Passieren möglich wäre. Wird sogar ein möglicher Spurwechsel eines Fahrzeugs von der Nebenspur auf die Eigenspur prognostiziert, kann als resultierender Einfluss bspw. abgeschätzt werden, wie groß ein Sicherheitsabstand wäre, der zu diesem Zeitpunkt bestehen würde. Hierbei kann die Bewertung des Einflusses auf den prognostizierten Zeitpunkt des tatsächlichen Spurwechsels bezogen werden oder auch auf ein definiertes Zeitintervall im Anschluss.
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In einer alternativen Weiterbildung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zur Evaluierung der Übereinstimmung eines Risikobereichs mit der prognostizierten Bewegung des Kraftfahrzeugs in der Eigenspur zumindest einer der folgenden Verfahrensschritte ausgeführt wird: eine Evaluierung eines statischen Risikobereichs, insbesondere eines spezifischen Fahrbahnverlaufs und/oder einer definierten Fahrbahnbreite; und/oder eine Evaluierung eines dynamischen Risikobereichs, insbesondere eines prognostizierten Bereichs bzgl. einer Vorbeifahrt des Kraftfahrzeugs in der Eigenspur an einem Fahrzeug in der Nebenspur, welches für die Risikosituation zumindest mitverantwortlich ist.
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In einer möglichen Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass zur Evaluierung des alternativen Fahrmanövers des Kraftfahrzeugs überprüft wird, ob eine Spurwechselmanöver auf eine weitere Nebenspur möglich ist.
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Hierunter wird verstanden, dass bei der Entscheidung zur Adaption der Längsführung überprüft wird, ob eine Änderung der Querführung eine geeignete Option für eine Verbesserung, bzw. Vermeidung der ermittelten Risikosituation für das Ego-Kraftfahrzeug darstellt. Hierzu kann ermittelt werden, ob ein Spurwechsel des Ego-Kraftfahrzeugs auf eine alternative Fahrspur strukturell und/oder situativ möglich ist. Eine strukturelle Möglichkeit kann dann erkannt werden, wenn eine weitere Fahrspur auf der Fahrbahn vorhanden ist. Eine situative Möglichkeit zur Spurwechsel kann dann erkannt werden, wenn die Verkehrssituation auf dieser zusätzlichen Spur einen Spurwechsel des Ego-Kraftfahrzeugs von der Eigenspur auf die zusätzliche Fahrspur aktuell oder bis zum Erreichen des Risikobereichs in der Eigenspur ermöglicht.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption eine Anpassung der Längsführung des Kraftfahrzeugs in der Eigenspur von einem Bezug auf ein vorausfahrendes Fahrzeug in der Eigenspur hin zu einem Bezug auf ein Fahrzeug in der Nebenspur umfasst.
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In einer alternativen Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption eine Anpassung der Längsführung des Kraftfahrzeugs in der Eigenspur von einem Sicherheitsabstand bzgl. eines vorausfahrenden Fahrzeugs in der Eigenspur hin zu einem Sicherheitsabstand bzgl. eines Fahrzeugs in der Nebenspur umfasst.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption nur dann eine Reduzierung der relativen Höchstgeschwindigkeit umfasst, wenn die relative Höchstgeschwindigkeit höher ist als die Geschwindigkeit des Fahrzeugs in der Nebenspur.
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In einer möglichen Ausführung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die Adaption der automatisierten Längsführung derart gestaltet ist, dass ein Passieren eines Risikobereichs in der Eigenspur unterbunden wird, insbesondere, dass eine Einfahrt in den Risikobereich vermieden wird und/oder eine Entziehung aus dem Risikobereich erfolgt, falls sich das Kraftfahrzeug in dem Risikobereich befindet.
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In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Verfahren gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: Anpassung der relativen Höchstgeschwindigkeit des Kraftfahrzeug nach Auflösung der Risikosituation; und/oder Weiterführung der automatisierten Längsführung des Kraftfahrzeugs in der ersten Fahrspur.
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In einer alternativen Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass eine Information an einen Kraftfahrzeugführer erfolgt, bzgl. einer Adaption der automatisierten Längsführung zur Auflösung der Risikosituation.
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Hierunter wird verstanden, dass technische Vorbereitungen getroffen werden, um den Fahrer über die bevorstehenden Adaption der Längsführung zu informieren. Hierzu werden entsprechend Datensignale codiert und bereitgestellt. Mittels der Datensignale können Ausgabevorrichtungen angesteuert werden, welche dem Fahrer eine entsprechende Information bereitstellen. Die Information kann dabei visuell, bspw. mittels eines Displays, an den Fahrer kommuniziert werden, oder bspw. akustisch mittels Sprachausgabe. Selbstverständlich sind auch haptische Informationen wie Sitzvibrationen denkbar. Neben einer Information im Vorfeld der tatsächlichen Adaption kann die Information auch alternativ oder zusätzlich während der Adaption bereitgestellt werden, um den Fahrer bspw. die Abweichung von der eingestellten Geschwindigkeit zu erläutern.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass eine Möglichkeit zur Einflussnahme auf die Adaption der automatisierten Längsführung zur Auflösung der Risikosituation mittels des Fahrzeugführers besteht.
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Vorteilhaft erhält der Fahrer durch die rechtzeitige Information bzgl. der geplanten Adaption der Längsführung die Möglichkeit eine automatisierte Ausführung zu unterbinden, falls er dies wünscht. Die Unterbindung der automatisierten Adaption kann in einem Abbruch der geplanten Adaption (bspw. durch Sprachbefehl) oder auch in einer Überstimmung des automatisierten Adaption durch den Fahrer bestehen, bspw. durch ein manuelles Beschleunigen, um eine höhere Geschwindigkeit einzustellen oder einen reduzierten Abstand zu einem anderen Verkehrsteilnehmer zu schaffen.
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Der hier vorgestellte Ansatz schafft ferner eine Vorrichtung, die ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form einer Vorrichtung, kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.
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Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Die Vorrichtung kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedene Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
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Als Vorrichtung kann daher zählen ein Assistenzsystem zur (teil-)automatisierten Regelung der Längsführung, sowie ein Assistenzsystem zur Erkennung einer Risikosituation für ein Kraftfahrzeug oder auch ein Assistenzsystem zur Unterstützung des Fahrers durch Übermittlung von Hinweisen zur Fahrzeugführung. Weiterhin kann als Vorrichtung angesehen werden: eine Umfeld-Erfassungsvorrichtung, insb. eine Kamera oder sonstige optische Aufnahme-Vorrichtung und/oder ein zentrales oder dezentrales Steuergerät, welches eingerichtet ist zur Steuerung einer der genannten Vorrichtungen, bzw. zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens.
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Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.
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Ausführungsformen
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeit der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Figuren.
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Von den Figuren zeigt:
- 1a-b eine schematische Darstellung eines Ablaufens einer Ausgestaltung des Verfahrens in einer spezifischen Verkehrssituation; und
- 2-5 eine Darstellung einer Ausgestaltung der Erfindung in alternativen Verkehrssituationen; und
- 6 eine Darstellung der Verfahrensschritte einer Ausführungsform der Erfindung.
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1a zeigt eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der Erfindung in einer ersten Umgebungs- und Verkehrssituation. Dargestellt ist ein Kraftfahrzeug 1 (auch als Ego-Fahrzeug a bezeichnet) auf einer Fahrbahn 10. Die Fahrbahn 10 umfasst dabei zwei Fahrspuren: eine linke Fahrspur 11a (auch Eigenspur oder erste Fahrspur genannt) und eine rechte Fahrspur 11b (auch Nebenspur oder zweite Fahrspur genannt). Das Kraftfahrzeug 1 umfasst einen Fahrerassistenzsystem 2 (auch Fahrassistent genannt) zur automatisierten Längsführung (bspw. ACC). Weiterhin dargestellt ist ein Sensorsystem 3 zur Umfelderfassung. Dieses umfasst bspw. eine Frontkamera. Selbstverständlich können hierbei auch weitere Kameras sowie alternativ oder zusätzlich Radar, Lidar, oder sonstige geeignete Sensortypen zum Einsatz kommen. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst weiterhin eine Recheneinheit 4 (auch Steuergerät) zur Auswertung der Sensordaten und/oder zur Ausführung des Verfahrens und/oder zur Ansteuerung der Aktuatoren. Das Kraftfahrzeug 1 umfasst ferner ein Aktuatorsystem 5. Dieses umfasst bspw. einen Aktuator zur Längssteuerung. Weiterhin ist eine Vorrichtung 6 zur Information des Fahrers eingerichtet. Diese Vorrichtung kann bspw. auf visuelle und/oder akustische und/oder haptische Art und Weise Informationen an den Fahrer übermitteln.
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Das Kraftfahrzeug 1 bewegt sich in der Darstellung auf der Fahrtrajektorie sa mit der Geschwindigkeit Va. Dies ist die aktuelle relative Höchstgeschwindigkeit, welche bedingt ist durch die vom Fahrer eingestellte, gewünschte Höchstgeschwindigkeit sowie die Verkehrssituation in der Eigenspur. In der dargestellten Verkehrssituation befindet sich auf der Eigenspur 11a ein weiteres Fahrzeug d, welches vor dem Kraftfahrzeug a fährt. Das Fahrzeug d fährt mit der Geschwindigkeit Vd, welche etwa gleich hoch ist, wie die Geschwindigkeit Va. Die Geschwindigkeit Va des Kraftfahrzeugs 1 ist dabei dergestalt geregelt, dass das Kraftfahrzeug 1 einen definierten Sicherheitsabstand Y in Bezug auf die eigene Fahrgeschwindigkeit und das Fahrzeug d in der Eigenspur 11a einhält.
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In der dargestellten Verkehrssituation befinden sich auf der Nebenspur 11b ein weiteres Fahrzeug b, welches in diesem Fall ein Lastkraftwagen mit einem Auflieger ist. Das Fahrzeug b befindet sich in der Darstellung der 1a noch außerhalb des Sicherheitsabstandes Y des Kraftfahrzeugs 1. Das Fahrzeug b fährt mit der Geschwindigkeit Vb, welche geringer als die Geschwindigkeit Va ist, so dass jedoch eine Vorbeifahrt des Kraftfahrzeugs 1 an dem Fahrzeug b zu erwarten ist. Weiterhin zeigt die Darstellung einen spezifischen Fahrbahnverlauf, nämlich einen S-Kurve, wie diese in Baustellenbereichen vorzufinden ist. Die Fahrbahnbreite X1 für die Eigenspur sowie X2 für die Nebenspur sind ebenfalls reduzierte Breiten, wie diese bei Baustellen umgesetzt werden. Unter Berücksichtigung des ermittelten Fahrbahnprofils sowie des Fahrprofils des ermittelten Verkehrsteilnehmers auf der Nebenspur - insb. des prognostizierten Nachlaufverhaltens des Aufliegers - wird eine wahrscheinliche Spurüberschreitung des Aufliegers ermittelt. Unter Berücksichtigung der eigenen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeug 1 und der ermittelten Geschwindigkeit des Fahrzeug b wird ein Risikobereich ermittelt, welcher in der bevorstehenden S-Kurve lokalisiert wird. In diesem Risikobereich beeinflusst der prognostizierte Spurübertritt des Fahrzeugs b die Fahrsicherheit des Kraftfahrzeugs 1, da dieses sich dann auf derselben Höhe wie das Fahrzeug b befinden wird, wenn dieses mit unveränderter Längsführung unterwegs sein wird. Es wird daher auf eine Adaption der automatisierten Längsführung entschieden.
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1b zeigt eine Umsetzung der entschiedenen Adaption der automatisierten Längsführung in der fortgesetzten ersten Umgebungs- und Verkehrssituation. Die Darstellung zeigt die gleiche Umgebungssituation wie zuvor, jedoch zu einem späteren Zeitpunkt. Deutlich zu erkennen ist hierbei der S-kurvenförmige Straßenverlauf. Weiterhin ist zu erkennen, dass der prognostizierte Spurübertritt des Aufliegers des Fahrzeugs b tatsächlich eingetreten ist. Jedoch wurde im Vorfeld eine Adaption der automatisierten Längsführung des Kraftfahrzeugs 1 vorgenommen, so dass das Kraftfahrzeug 1 den ermittelten Risikobereich vermeidet. Hierfür wurde die Längsführung derart geändert, dass der Sicherheitsabstand des Kraftfahrzeugs 1 nicht mehr in Bezug auf das vor dem Kraftfahrzeug 1 befindliches anderes Fahrzeug d in der Eigenspur 11a ermittelt und umgesetzt wird, sondern in Bezug auf das vor dem Kraftfahrzeug 1 befindliches weiteres Fahrzeug b in der Nebenspur 11b, bzgl. welchem ermittelt wurde, dass ein zukünftiges Risiko für das Kraftfahrzeug 1 ausgehen könnte. Hierbei wurde auch die Geschwindigkeit Va des Kraftfahrzeugs 1 entsprechend reduziert. In der dargestellten Situation fährt das Kraftfahrzeug 1 nun im Sicherheitsabstand Y und mit annähernd gleicher Geschwindigkeit Va hinter dem Fahrzeug b mit der Geschwindigkeit Vb. Hierdurch wird erreicht, dass das Fahrzeug 1 den ermittelten Risikobereich meidet und damit eine Unfallwahrscheinlichkeit reduziert.
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2 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der Erfindung in einer zweiten Umgebungs- und Verkehrssituation. Das Kraftfahrzeug 1 bewegt sich in der Darstellung auf der Fahrtrajektorie sa mit der Geschwindigkeit Va. Vor dem Kraftfahrzeug 1 befindet sich in der Eigenspur 11a kein weiteres Fahrzeug, so dass das Kraftfahrzeug mit der relativen Höchstgeschwindigkeit fahren könnte. In der Nebenspur befindet sich ein Fahrzeug b, welches ein LKW mit Auflieger ist. Das Fahrzeug b fährt mit der Geschwindigkeit Vb, welche geringer als die Geschwindigkeit Va ist, so dass jedoch eine Vorbeifahrt des Kraftfahrzeugs 1 an dem Fahrzeug b zu erwarten ist. Weiterhin zeigt die Darstellung einen spezifischen Fahrsituation, da die Fahrbahnbreite X1 für die Eigenspur sowie X2 für die Nebenspur reduzierte Breiten aufweisen, wie diese bei Baustellen umgesetzt werden. Weiterhin fährt das Fahrzeug b linken Rand der rechten Fahrspur 11b, so dass die befahrbare Breite der linken Fahrspur 11a weiter eingeschränkt wird. Unter Berücksichtigung der reduzierten Breiten sowie der Fahrzeugcharakteristik des Fahrzeugs b auf der Nebenspur (insb. Breite des LKWs) und dem Fahrprofil des Fahrzeugs b wird eine Risikosituation bei einer möglichen Vorbeifahrt des Kraftfahrzeugs 1 ermittelt. Es wird daher erneut auf eine Adaption der automatischen Längsführung entschieden. Obwohl das Fahrzeug b in der Nebenspur 11b fährt, wird dieses daher wiederum als Bezugspunkt für einen Sicherheitsabstand Y für das Kraftfahrzeug 1 gewählt. Da der aktuelle Abstand genau dem Sicherheitsabstand Y zur aktuellen Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 entspricht, muss umgehend eine Reduzierung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 eingeleitet werden, damit das Kraftfahrzeug 1 nicht in den Risikobereich einfährt.
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3 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der Erfindung in einer dritten Umgebungs- und Verkehrssituation. Hierfür sei im Wesentlichen auf die Ausführungen zu 2 verwiesen. Das unterscheidende Merkmal ist, dass die Risikosituation nicht durch verengte Fahrspuren und nicht durch die Breite des Fahrzeugs b auf der Fahrspur 11b bedingt ist, sondern insbesondere durch das Fahrprofil des Fahrzeugs b. Hierzu ist eine kurvenreiche Fahrtrajektorie sa dargestellt, welche ein Fahrbewegung darstellt, die nicht geradlinig erfolgt. Ein Grund hierfür kann eine temporäre Ablenkung des Fahrers sein oder sogar ein andauernder medizinischer Notfall. In allen Fällen stellt ein derartiges Bewegungsprofil eine Möglichkeit für eine plötzliche Fahrspurüberschreitung oder einen Fahrspurwechsel dar - und damit ein Unfallrisiko, falls sich das Kraftfahrzeug 1 in dieser Situation neben dem Fahrzeug b befinden würde. Es wird daher erneut auf eine Adaption der automatischen Längsführung entschieden und diese umgesetzt wie bereits zu 2 ausgeführt.
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4 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der Erfindung in einer vierten Umgebungs- und Verkehrssituation. Das kennzeichnende Merkmal in dieser Situation ist, dass aufgrund dem gesetzten Blinker des Fahrzeugs b sowie der aktuellen Position des Fahrzeugs b am linken Rand der rechten Fahrspur mit einem unmittelbaren Spurwechsel gerechnet werden muss. Zur Erhöhung der Sicherheit für das Kraftfahrzeug 1 sollte bereits in dieser Situation, d.h. obwohl das Fahrzeug noch keinen Spurwechsel tatsächlich initiiert hat, ein bevorstehender Spurwechsel antizipiert werden, bei der Längsführung des Kraftfahrzeugs 1 berücksichtigt werden. Es wird daher erneut auf eine Adaption der automatischen Längsführung entschieden und diese umgesetzt, indem das Fahrzeug b als Referenzpunkt für die Einstellung des Sicherheitsabstandes Y bzgl. dem Kraftfahrzeug 1 verwendet wird. Da die Geschwindigkeit Va des Kraftfahrzeugs 1 größer ist als die Geschwindigkeit Vb des Kraftfahrzeugs b muss die Geschwindigkeit Va des Kraftfahrzeugs 1 umgehend reduziert werden, um den definierten Sicherheitsabstand bzgl. dem Fahrzeug b einhalten zu können.
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5 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausgestaltung der Erfindung in einer weiteren Umgebungs- und Verkehrssituation. Im Unterschied zur Situation in 5 wird hierbei bereits ein geradlinige Fahrtrajektorie des Fahrzeugs b ermittelt, welche extrapoliert auf einen Spurwechsel von der Nebenspur 11b zu Eigenspur 11a ankündigt. Da der aktuelle Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 1 und dem Fahrzeug b geringer ist als der definierte Sicherheitsabstand Y für das Kraftfahrzeug 1 müsste umgehend eine Reduzierung der Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 eingeleitet werden. Jedoch wird ermittelt, dass die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs b höher ist als die aktuell gefahrene relative Höchstgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1. Aufgrund dieses Sachverhalts wird ermittelt, dass die Unterschreitung des eingestellten Sicherheitsabstandes bei einem möglichen Spurwechsel des Fahrzeugs b keine tatsächliche Risikosituation für das Kraftfahrzeugs 1 darstellt, da sich auch bei einem tatsächlichen Spurwechsel kein potenzieller Kollisionsbereich zwischen Fahrzeug b und Kraftfahrzeug 1 einstellen wird. Vielmehr wird aufgrund des Geschwindigkeitsunterschiedes der unterschrittene Sicherheitsabstand zügig wieder auf den vorgesehenen Sicherheitsabstand Y einstellen wird. In diesem Fall wird zwar eine Adaption der Längsführung ausgeführt - jedoch kann eine Reduzierung der Geschwindigkeit ausgesetzt werden, solange weder ein Spurwechsel tatsächlich vollzogen wird, bzw. eine positive Geschwindigkeitsdifferenz bei einem tatsächlichen Spurwechsel besteht und aufrechterhalten bleibt.
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In 6 ist eine Darstellung der Verfahrensschritte einer Ausführungsform der Erfindung gezeigt. In einem ersten Schritt S1 erfolgt der Start des Verfahrens. In einem Schritt S2 erfolgt die Ausführung der automatisierten Längsführung des Kraftfahrzeugs 1 in der ersten Fahrspur. Bspw. wird die automatisierte Längsführung durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs aktiviert. Die automatisierte Längsführung regelt die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeug entsprechend der Verkehrssituation auf eine vom Fahrer vorgegebene relative Höchstgeschwindigkeit. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine für den jeweiligen Straßenabschnitt erlaubte Maximalgeschwindigkeit die relative Höchstgeschwindigkeit begrenzen. In einem Schritt S3 wird die Verkehrssituation in einer ersten Nebenspur des Kraftfahrzeugs evaluiert, um eine Risikosituation bezogen auf das Kraftfahrzeug in der ersten Spur zu ermitteln. In einem nächsten Schritt S4 werden mögliche Handlungsoptionen für das Kraftfahrzeug analysiert. Insbesondere werden spezifische Umgebungsaspekte ermittelt und bewertet, ob ein definiertes alternatives Fahrmanöver möglich ist. Bspw. erfolgen hierbei eine Ermittlung und Bewertung der Verkehrssituation in einer alternativen Nebenspur bzgl. eines möglichen Spurwechsels des Kraftfahrzeug. In einer nachfolgenden Bedingung B1 wird eine Entscheidung über eine Adaption der aktuellen Längsführung getroffen. Wird eine Entscheidung für eine Adaption getroffen (Y-Abzweig) erfolgt in einem nächsten Schritt S5 eine Information an einen Fahrer. Diese Information kann akustisch und/oder visuell und/oder haptisch erfolgen. In einem weiteren Schritt S6 erfolgt eine Adaption der Längsführung, bspw. in einer Reduzierung der relativen Höchstgeschwindigkeit oder der Einstellung eines Sicherheitsabstandes in Bezug auf ein Fahrzeug in der Nebenspur. Hierbei ist zu beachten, dass die Schritte S5 und S6 selbstverständlich parallel ausgeführt werden können. Der Fahrer hat weiterhin kontinuierlich die Möglichkeit zur Abbruch oder Überstimmung der Adaption mittels einem Eingriff in das System, wie in der Bedingung B2 dargestellt ist. Erfolgt jedoch kein Abbruch durch den Fahrer (N-Abzweig), wird die Adaption so lange ausgeführt, wie die Risikosituation besteht. Dies wird mit einer Bedingung B3 überwacht. Die Risikosituation kann dann als beendet ermittelt werden (Y-Abzweig), wenn erkannt wird, dass sich bspw. das Fahrverhalten des Verkehrsteilnehmer auf der Nebenspur geändert hat, oder bspw. sich das Kraftfahrzeug aus einem möglichen Kollisionsbereich in der ersten Fahrspur herausbremsen konnte. In einem solchen Fall wird mit einer Bedingung B4 überprüft, ob eine Beendigung der automatischen Längsführung vorliegt. Ist dies nicht der Fall (N-Abzweig) wird mit Schritt S2 die automatische Längsführung weiter ausgeführt. Ist dies hingegen der Fall (Y-Abzweig), wird das Verfahren in dem Schritt S7 beendet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102005023185 A1 [0005]
- EP 3532351 B1 [0006]