DE112008001804B4 - A method of determining a probable range of motion of a living being - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Bestimmen eines wahrscheinlichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs eines Lebewesens für die Anwendung in einem Personenschutzsystem in einem Fahrzeug oder einem Fahrsimulator, bei dem – mit zumindest einer Sensorik Umgebungsinformationen erfasst werden, – die Umgebungsinformationen mit einer Recheneinheit ausgewertet werden, um ein Lebewesen zu identifizieren, – für das Lebewesen eine Bewegungstrajektorie und ein Bewegungszustand zu einem gegebenen Zeitpunkt ermittelt wird, wobei zur Ermittlung des zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs zu dem gegebenen Zeitpunkt ausgehend von einem Ort der Bewegungstrajektorie und dem Bewegungszustand unter Berücksichtigung eines physiologischen Bewegungsvermögens des Lebewesens für einen oder mehrere zukünftige Zeitpunkte mögliche Aufenthaltsorte bestimmt werden, dadurch gekennzeichnet, dass als Parameter für die Ermittlung des Bewegungszustands und/oder des zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs mehrere der folgenden Parameter ermittelt und verarbeitet werden: – eine Klasse des Lebewesens – ein Bewegungsvermögen durch einen oder mehrere Seitwärtsschritte – ein Bewegungsvermögen durch einen oder mehrere Rückwärtsschritte.Method for determining a probable range of movement of a living being for use in a personal protection system in a vehicle or a driving simulator, in which - at least one sensor system detects environmental information, - the environment information is evaluated with a computer unit to identify a living being, for the living being a movement trajectory and a movement state at a given time is determined, wherein for determining the future possible movement-stay area at the given time starting from a location of the movement trajectory and the state of motion, taking into account a physiological motive power of the living being for one or more future times possible whereabouts are determined, characterized in that as a parameter for the determination of the state of motion and / or the future possible movement-living area more The following parameters can be determined and processed: a class of the living being, a motive power through one or more sideways steps, a motive power through one or more backward steps.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines wahrscheinlichen zukünftigen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs eines Lebewesens, insbesondere für die Anwendung in einem Personenschutzsystem in einem Fahrzeug oder einem Fahrsimulator. Bei diesen werden mit zumindest einer Sensorik Umgebungsinformationen erfasst. Die Umgebungsinformationen werden mit einer Recheneinheit ausgewertet, um ein Lebewesen zu identifizieren. Weiter werden für das Lebewesen eine Bewegungstrajektorie und ein Bewegungszustand zu einem gegebenen Zeitpunkt ermittelt.The invention relates to a method for determining a probable future movement-occupied area of a living being, in particular for use in a personal protection system in a vehicle or a driving simulator. In these, at least one sensor system detects environmental information. The environmental information is evaluated with a computing unit to identify a living being. Further, for the living being, a movement trajectory and a state of motion are determined at a given time.
Aus der
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Um das Risiko einer Kollision im Straßenverkehr zwischen Kraftfahrzeugen und Fußgängern, Radfahrern oder Tieren (allgemein Lebewesen) zu erkennen und bei entsprechend hoher Kollisionswahrscheinlichkeit entsprechende Schutzmaßnahmen einzuleiten, ist eine Erfassung und Beurteilung jeweiliger Verkehrssituationen notwendig. Anhand dieser Informationen kann einerseits ein Bewegungszustand des Fahrzeugs und andererseits ein Bewegungszustand des jeweils beobachteten Lebewesens ermittelt werden. Anhand einer Extrapolation wird das weitere Bewegungsverhalten der beiden Verkehrsteilnehmer ermittelt. Durch eine Kombination der Aufenthaltswahrscheinlichkeiten der beiden Verkehrsteilnehmer kann ein Kollisionsrisiko abgeschätzt werden.In order to detect the risk of a collision in road traffic between motor vehicles and pedestrians, cyclists or animals (in general living beings) and to initiate appropriate protective measures with a correspondingly high probability of collision, it is necessary to record and assess the respective traffic situations. On the basis of this information, on the one hand, a movement state of the vehicle and, on the other hand, a state of motion of the respectively observed living being can be determined. Using an extrapolation, the further movement behavior of the two road users is determined. By combining the probabilities of the two road users a collision risk can be estimated.
Für die Zuverlässigkeit der Abschätzung des Kollisionsrisikos ist die Prognosefähigkeit des Bewegungsverhaltens des Lebewesens von entscheidender Bedeutung. Je genauer die Prognosefähigkeit ausgebildet ist, desto eher ist eine selektive Auslösung von an die Situation angepassten Schutzsystemen möglich. Hierdurch können insbesondere auch Fehlauslösungen vermieden werden, die nichts zum Schutz der Verkehrsteilnehmer beitragen und lediglich die Instandhaltungskosten des Fahrzeugs erhöhen oder im Fall von Falschwarnungen den Fahrer irritieren oder Folgeschäden nach sich ziehen.For the reliability of the estimation of the collision risk, the prognosis ability of the movement behavior of the living being is of crucial importance. The more accurately the prognosis capability is developed, the more likely a selective triggering of protection systems adapted to the situation becomes possible. In this way, in particular false alarms can be avoided, which contribute nothing to the protection of the road users and only increase the maintenance costs of the vehicle or in the case of false warnings irritate the driver or result in consequential damage.
Die
Bei der Bewegungsinformation handelt es sich um Geschwindigkeit, Richtung sowie Trajektorie, mit der sich ein Fahrzeug und/oder ein erkannter Verkehrsteilnehmer bewegen.The movement information is the speed, direction and trajectory with which a vehicle and / or a recognized road user move.
Die
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu vermeiden und ein Verfahren zum Bestimmen eines wahrscheinlichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs eines Lebewesens anzugeben, welches eine zuverlässigere und präzisere Vorhersage über den wahrscheinlichen Bewegungs-Aufenthaltsbereich erlaubt.It is therefore an object of the present invention to obviate the drawbacks of the prior art and to provide a method for determining a probable range of motion of a living subject which allows a more reliable and more accurate prediction of the likely range of motion.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.This object is achieved by a method having the features of
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestimmen eines wahrscheinlichen zukünftigen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs eines Lebewesens, insbesondere für die Anwendung in einem Personenschutzsystem in einem Fahrzeug oder einem Fahrsimulator, werden mit zumindest einer Sensorik Umgebungsinformationen erfasst. Die Umgebungsinformationen werden mit einer Recheneinheit ausgewertet, um ein Lebewesen zu identifizieren. Sodann werden für das Lebewesen eine Bewegungstrajektorie und ein Bewegungszustand zu einem gegebenen Zeitpunkt ermittelt.In the method according to the invention for determining a probable future movement-stay area of a living being, in particular for use in a personal protection system in a vehicle or a driving simulator, environmental information is detected with at least one sensor system. The environmental information is evaluated with a computing unit to identify a living being. Then, for the living being, a movement trajectory and a state of motion are determined at a given time.
Zur Ermittlung des zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs zu dem gegebenen Zeitpunkt werden ausgehend von einem Ort der Bewegungstrajektorie und dem Bewegungszustand unter Berücksichtigung eines physiologischen Bewegungsvermögens des Lebewesens für einen oder mehrere zukünftige Zeitpunkte mögliche Aufenthaltsorte bestimmt.In order to determine the future possible movement-occupied area at the given time, possible whereabouts are determined based on a location of the movement trajectory and the state of motion taking into account a physiological mobility of the living being for one or more future times.
In der nachfolgenden Beschreibung wird unter einem Lebewesen ein Radfahrer, ein Fußgänger oder ein Tier verstanden. Unter einem Bewegungs-Aufenthaltsbereich des Lebewesens wird ein Bereich verstanden, in dem sich das Lebewesen in einem zukünftigen oder nächsten Zeitpunkt mit einer hohen Wahrscheinlichkeit (größer als 50%, insbesondere größer als 70% und weiter bevorzugt größer als 90%) aufhalten wird.In the following description, a living being is understood to mean a cyclist, a pedestrian or an animal. A movement-occupied area of the living being is understood to mean a region in which the living being will be present with a high probability (greater than 50%, in particular greater than 70% and more preferably greater than 90%) in a future or the next time.
Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, dass sich das Lebewesen physiologisch bedingt nicht in alle Richtungen mit dem gleichen Beschleunigungsvermögen weiterbewegen kann. Im Gegensatz zu konventionellen Trajektoriealgorithmen wird also nach diesem Verfahren gerade nicht die derzeitige Bewegungsform in die Zukunft fortgeschrieben, sondern auf deren Basis ein beschränktes physiologisches Bewegungsvermögen berücksichtigt. Zudem haben Lebewesen im Gegensatz zu den sonst üblichen Objekten im Straßenverkehr die Möglichkeit eines abrupten Richtungswechsels durch Drehung um die eigene Achse, Schritte seitwärts oder nach hinten, was den Bewegungs-Aufenthaltsbereich des Lebewesens gegenüber herkömmlichen Trajektorievorhersagen massiv verändert, wie aufgrund diverser Bwegungsstudien festgestellt werden konnte. Durch die sensorische Aufnahme von Umgebungsinformationen, beispielsweise unter Verwendung bildgebender Verfahren, lassen sich einerseits eine Bewegungstrajektorie und andererseits ein Bewegungszustand für das Lebewesen ermitteln. Durch die Verknüpfung dieser beiden Informationen mit dem physiologischen Bewegungsvermögen des Lebewesens, das biomechanische Gegebenheiten des erfassten Lebewesens berücksichtigt, lassen sich mit größerer Genauigkeit für einen oder mehrere zukünftige Zeitpunkte mögliche Aufenthaltsorte bestimmen. Diese Informationen können dann einer Risikomodellierung zugeführt werden, um beispielsweise abzuschätzen, wie hoch eine Kollisionswahrscheinlichkeit des Lebewesens mit dem Fahrzeug ist.The invention is based on the idea that the living organism can not move on physiologically conditioned in all directions with the same acceleration capacity. In contrast to conventional trajectory algorithms, the current form of exercise is therefore not updated into the future according to this method, but on the basis of which a limited physiological mobility is taken into account. In addition, living beings in contrast to the usual objects in traffic have the possibility of an abrupt change of direction by rotation about its own axis, steps sideways or backward, which massively changes the living space of movement of the living being compared to conventional trajectory predictions, as could be determined by various Bwegungsstudien , By sensory recording of environmental information, for example using imaging techniques, on the one hand a movement trajectory and on the other hand a state of motion for the living being can be determined. By combining these two pieces of information with the physiological motive power of the living being, taking into account biomechanical conditions of the detected living being, possible whereabouts can be determined with greater accuracy for one or more future times. This information can then be supplied to a risk modeling, for example, to estimate how high a collision probability of the living being with the vehicle.
Die Sensorik zur Erfassung der Umgebungsinformationen kann beispielsweise Radar, Lidar, Kameras, Ultraschallsensoren umfassen oder durch Kommunikationstechnologien, wie z. B. RFID (RFID = Radio Frequency Identification) oder GPS (GPS = Global Positioning System) gebildet oder unterstützt sein.The sensors for detecting the environmental information may include, for example, radar, lidar, cameras, ultrasonic sensors or by communication technologies, such. B. RFID (RFID = Radio Frequency Identification) or GPS (GPS = Global Positioning System) be formed or supported.
Zweckmäßigerweise wird das Verfahren iterativ für zeitlich fortschreitende Zeitpunkte durchgeführt, wodurch eine hohe Prognosequalität erhalten wird.Conveniently, the method is carried out iteratively for temporally progressing times, whereby a high prognosis quality is obtained.
Als Parameter für die Ermittlung des Bewegungszustands und/oder des zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs werden mehrere der folgenden Parameter ermittelt und verarbeitet:
- – Eine Klasse des Lebewesens, insbesondere das Alter des Lebewesens, ein vorgegebenes Körperabmaß (bspw. Höhe, Bein- oder Schrittlänge), ein Geschlecht oder eine Gattung (bspw. Mensch/Tier/Kind/Fahrradfahrer)
- – ein Bewegungsvermögen durch einen oder mehrere Seitwärtsschritte
- – ein Bewegungsvermögen durch einen oder mehrere Rückwärtsschritte.
- A class of the living being, in particular the age of the living being, a given body dimension (eg height, leg or stride length), a gender or a genus (for example human / animal / child / cyclist)
- - a mobility through one or more sideways steps
- A motive power through one or more backward steps.
Als Parameter für die Ermittlung des Bewegungszustands und/oder des zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs können weiterhin einer oder mehrere der folgenden Parameter ermittelt und verarbeitet werden:
- – Eine Position des Lebewesens. Hierunter wird insbesondere eine Relativposition des Lebewesens zu dem Fahrzeug verstanden. Das Kriterium kann auch ein Abstand oder eine Relativposition des Lebewesens zu einem ermittelten Bewegungsverlauf des Fahrzeugs sein.
- – Eine Ausrichtung des Lebewesens zur Umgebung. Hierunter wird insbesondere verstanden, in welchem Winkel das Lebewesen zur Umgebung, insbesondere zum Fahrzeug oder zu einer Fahrbahn, sich befindet. Aufgrund des physiologischen Bewegungsvermögens des Lebewesens spielt die Ausrichtung des Lebewesens zur Umgebung, z. B. mit dem Rücken zur Fahrbahn oder dem Fahrzeug stehend oder seitlich zur Fahrbahn oder dem Fahrzeug gehend, eine große Rolle für den zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereich.
- – Eine translatorische und/oder rotatorische Geschwindigkeit des Lebewesens. Das physiologische Bewegungsvermögen und damit der zukünftig mögliche Bewegungs-Aufenthaltsbereich hängen von einer Geschwindigkeit des Lebewesens ab, mit welcher sich dieses bewegt.
- – Eine translatorische und/oder rotatorische Beschleunigung des Lebewesens, von welcher aufgrund des physiologischen Bewegungsvermögens des Lebewesens die von diesem erreichbare maximale Geschwindigkeit und/oder das weitere Beschleunigungsvermögen abhängen.
- – Ein vorliegender Krümmungsradius der Bewegung des Lebewesens und/oder eine Änderung in einer Bewegungsrichtung oder eines Krümmungsradius der Bewegung des Lebewesens. Diesem zu berücksichtigenden Parameter liegt die Überlegung zu Grunde, dass ein Lebewesen, das bereits eine Kurve vollzieht, eine Änderung der Bewegungsrichtung und/oder der Geschwindigkeit und/oder der Beschleunigung nur eingeschränkt vornehmen kann im Vergleich zu einem geradeaus laufenden Lebewesen.
- – Ein insbesondere witterungsabhängiger Bodenreibwert des Untergrunds, welcher z. B. bei ermittelter Feuchtigkeit skaliert werden kann. Der Bodenreibwert ist von entscheidender Bedeutung für das Beschleunigungsvermögen des Lebewesens.
- - A position of the living thing. This is understood to mean in particular a relative position of the living being to the vehicle. The criterion can also be a distance or a relative position of the living being to a determined course of movement of the vehicle.
- - An orientation of the living being to the environment. This is understood in particular in which angle the living being to the environment, in particular to the vehicle or to a roadway, is located. Due to the physiological mobility of the living organism, the orientation of the living being to the environment, eg. B. standing with the back to the road or the vehicle standing or side to the road or the vehicle, a major role for the future possible movement-living area.
- - A translational and / or rotational speed of the living being. The physiological mobility and thus the future possible movement-stay area depend on a speed of the living being, with which this moves.
- - A translational and / or rotational acceleration of the living being, from which depend on the achievable by this maximum speed and / or further acceleration capacity due to the physiological motive power of the living being.
- - An existing radius of curvature of the movement of the living being and / or a change in a direction of movement or a radius of curvature of the movement of the living being. This parameter to be taken into consideration is based on the consideration that a living being that already makes a turn can only make a limited change in the direction of movement and / or the speed and / or the acceleration in comparison to a straight running living being.
- - A particular weather-dependent Bodenreibwert the ground, which z. B. can be scaled at determined humidity. The soil friction coefficient is of crucial importance for the acceleration capacity of the living being.
Gerade die Fähigkeiten einzig von Lebewesen, sich um die eigene Achse zu drehen, seitwärts oder zumindest aus dem Stand abrupt rückwärts zu gehen, sich also entgegen der aktuellen Ausrichtung des Körpers zu bewegen, andererseits aber eben auch gerade ein begrenztes und auch unterschiedliches physiologisches Bewegungsvermögen in alle Richtungen ergeben für die Vorhersage des wahrscheinlichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs signifikant andere Ergebnisse als konventionelle Trajektoriealgorithmen.Especially the abilities of living beings alone to turn around on their own axis, to sideways or at least abruptly backwards from the state, ie to move against the current orientation of the body, but on the other hand just a limited and also different physiological motility in All directions give significantly different results than conventional trajectory algorithms for predicting the likely range of motion location.
Die oben aufgeführten Parameter können beispielsweise durch die Auswertung von Bildinformationen und/oder Ortsinformationen bestimmt werden. Wenngleich bestimmte Parameter hiervon, wie die Position, Ausrichtung, translatorische Geschwindigkeit und Beschleunigung oder der Kurvenradius, bereits auch für konventionelle Trajektoriealgorithmen ebenfalls erfasst und berücksichtigt werden, so unterscheidet sich das vorliegende Verfahren doch daran, dass für die Vorhersage des wahrscheinlichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs immer das physiologische Bewegungsvermögen berücksichtigt wird, wodurch keine starre Fortsetzung des bisherigen Bewegungszustands, sondern eine Einbeziehung und Begrenzung auf das aktuell physiologische Mögliche erfolgt.The parameters listed above can be determined, for example, by the evaluation of image information and / or location information. Although certain parameters thereof, such as the position, orientation, translational speed and acceleration or the curve radius, are also already detected and taken into account for conventional trajectory algorithms, the present method differs nevertheless in that for the prediction of the probable range of motion location physiological mobility is taken into account, whereby no rigid continuation of the previous state of motion, but an inclusion and limitation to the currently physiological possible is done.
In einer weiteren Ausgestaltung wird aus einer Datenbank oder einem Kennlinienfeld ein dem oder den ermittelten Parametern zugeordneter möglicher zukünftiger Aufenthaltsort oder -bereich des Lebewesens ausgelesen, indem die messtechnisch erfassten Parameter beispielsweise mit in der Datenbank oder dem Kennlinienfeld hinterlegten Parametern verglichen werden. Die der Datenbank oder dem Kennlinienfeld zu Grunde liegenden Parameter können beispielsweise durch Versuche ermittelt worden sein.In a further refinement, a possible future residence or area of the living being assigned to the parameter (s) determined is read from a database or a characteristic field by comparing the metrologically recorded parameters, for example, with parameters stored in the database or the characteristic field. The parameters underlying the database or the characteristic field can be determined, for example, by tests.
Alternativ werden einer oder mehrere der Parameter einem Modellrechner zugeführt zur Ermittlung des Bewegungs-Aufenthaltsbereichs des Lebewesens, wobei dem Modellrechner ein abstrahiertes Bewegungsmodell für Lebewesen zu Grunde gelegt ist. Hierbei werden die messtechnisch erfassten Parameter dem Modellrechner zugeführt, welcher anhand des Bewegungsmodells für Lebewesen in der Lage ist, den zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereich zu ermitteln. Dieses Vorgehen weist den Vorteil auf, dass auf einfachere Weise unterschiedliche Klassen von Lebewesen berücksichtigt werden können, indem durch entsprechende Skalierung einzelne Parameter starker oder schwächer berücksichtigt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der zukünftig mögliche Bewegungs-Aufenthaltsbereich auf Basis physikalischer Gegebenheiten und empirisch ermittelter Daten bestimmt werden kann. Hierdurch lässt sich eine hohe Genauigkeit in der Vorhersage erzielen.Alternatively, one or more of the parameters are supplied to a model computer for determining the movement-occupied area of the living being, the model computer being based on an abstracted movement model for living beings. In this case, the metrologically recorded parameters are supplied to the model computer, which, based on the movement model for living beings, is able to determine the future possible movement-occupied area. This procedure has the advantage that different classes of living beings can be taken into account in a simpler manner, by individual parameters being taken into account more strongly or more weakly by appropriate scaling. Another advantage is that the future possible movement-residence area can be determined on the basis of physical conditions and empirically determined data. This makes it possible to achieve high accuracy in the prediction.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird zur Ermittlung des zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs ein Bewegungsverlauf in Abhängigkeit der aktuellen Geschwindigkeit, der aktuellen Ausrichtung und der aktuellen Körperrotation ermittelt. In accordance with a further embodiment, a movement course as a function of the current speed, the current orientation and the current body rotation is determined in order to determine the future possible movement-stay area.
In einer weiteren Ausgestaltung wird zur Ermittlung des zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenhaltsbereichs das maximale Beschleunigungsvermögen des Lebewesens in Abhängigkeit seiner Bewegungsgeschwindigkeit berücksichtigt. Hierbei liegt die Überlegung zu Grunde, dass das Beschleunigungsvermögen eines Lebewesens über den von einem Lebewesen abgedeckten Geschwindigkeitsbereich nicht konstant, sondern variabel ist. Gleiches gilt für das Verzögerungsvermögen eines Lebewesens. Weiterhin hat sich herausgestellt, dass das Verzögerungsvermögen eines Lebewesens größer ist als das Beschleunigungsvermögen. Diese Erkenntnis kann sich bei der Ermittlung des zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs zu Nutze gemacht werden. Neben einem maximalen Beschleunigungsvermögen in die bisherige Bewegungsrichtung wird dabei vorzugsweise auch ein maximales Beschleunigungsvermögen entgegengesetzt zur bisherigen Bewegungsrichtung und/oder Ausrichtung des Lebewesens vorgegeben.In a further refinement, the maximum acceleration capacity of the living being as a function of its movement speed is taken into account in order to determine the future possible movement-occupied area. This is based on the consideration that the acceleration capacity of a living being over the speed range covered by a living being is not constant but variable. The same applies to the deceleration of a living being. Furthermore, it has been found that the deceleration capacity of a living being is greater than the acceleration capacity. This knowledge can be used in the determination of the future possible movement-stay area. In addition to a maximum acceleration capacity in the previous direction of movement preferably a maximum acceleration capacity is set opposite to the previous direction of movement and / or orientation of the living being.
So werden für das Lebewesen vorzugsweise zumindest einer der folgenden Parameter vorgegeben:
- – eine Maximalgeschwindigkeit, ab der das Beschleunigungsvermögen in bisherige Bewegungsrichtung Null wird, d. h. die absolute Höchstgeschwidigkeit,
- – eine Maximalbeschleunigung sowohl in als auch entgegen der Ausrichtung eines stehenden Lebewesens,
- – eine Geschwindigkeit, bei der das maximale Beschleunigungsvermögen in die bisherige Bewegungsrichtung maximal ist,
- – eine Geschwindigkeit, bei der das maximale Beschleunigungsvermögen entgegengesetzt zur bisherigen Bewegungsrichtung und/oder Ausrichtung des Lebewesens betragsmäßig maximal ist, d. h. bei der das Lebewesen maximal abbremsen kann,
- – eine Maximalgeschwindigkeit entgegen der Ausrichtung des Lebewesens, ab der das Beschleunigungsvermögen entgegen der Ausrichtung Null wird. Aus diesen Werten können dann ausgehend von einer aktuellen Bewegungsform das dementsprechende Beschleunigungsvermögen in Bewegungsrichtung sowie entgegen, also das Abbremsvermögen bestimmt werden. Alternativ können natürlich entsprechende Kennlinien hinterlegt sein. Diese Werte sind vorzugsweise in Abhängigkeit von der Klasse des Lebewesens, insbesondere Alter, Geschlecht und Körperabmaßen varierend vorgegeben.
- A maximum speed at which the acceleration capacity in the previous direction of movement becomes zero, ie the absolute maximum speed,
- A maximum acceleration both in and against the orientation of a stationary animal,
- A speed at which the maximum acceleration capacity in the previous direction of motion is maximum,
- A speed at which the maximum acceleration capacity opposite to the previous direction of movement and / or orientation of the living being is the maximum in terms of amount, ie at which the living being can brake to the maximum,
- - A maximum speed against the orientation of the living being, from which the acceleration against the orientation is zero. From these values, it is then possible, based on a current form of motion, to determine the corresponding acceleration capacity in the direction of movement and also counteracting, that is, the deceleration capacity. Alternatively, of course, corresponding characteristics can be stored. These values are preferably predetermined as a function of the class of the living being, in particular age, gender and body dimensions.
In einer weiteren Ausgestaltung wird zur Ermittlung des zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs ein minimal durchlaufbarer Kurvenradius in Abhängigkeit der vorliegenden Laufgeschwindigkeit und/oder -beschleunigung berücksichtigt. Die Kenntnis eines minimal durchlaufbaren Kurvenradius ermöglicht eine Prognose wie schnell ein Lebewesen seine Richtung ändern kann, um beispielsweise über eine Fahrbahn zu laufen oder mit dem Bewegungsverlauf des Fahrzeugs zu kreuzen.In a further refinement, a minimally traversable curve radius as a function of the present running speed and / or acceleration is taken into account in order to determine the future possible movement location area. The knowledge of a minimally traversable curve radius enables a prognosis of how fast a living being can change his direction, for example, to run over a lane or to intersect with the movement course of the vehicle.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass zur Ermittlung des zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs ein maximales Verzögerungsvermögen in Abhängigkeit der Bewegungsgeschwindigkeit und/oder einem Kurvenradius der Bewegung des Lebewesens berücksichtigt wird. Mit dieser Information kann beispielsweise berücksichtigt werden, ob ein potentiell mit dem Fahrzeug kollidierendes Lebewesen in der Lage ist, rechtzeitig vor einem Kollisionsbereich zum Stehen zu kommen oder sich von dem Kollisionsbereich zu entfernen.A further embodiment provides that a maximum deceleration capacity depending on the movement speed and / or a curve radius of the movement of the living being is taken into account in order to determine the future possible movement-occupied area. With this information, it can be taken into account, for example, whether a creature potentially colliding with the vehicle is capable of stopping in good time in front of a collision area or of moving away from the collision area.
Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, zur Ermittlung des zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs einen Winkel zu berücksichtigen, in dem das Lebewesen zu einem ermittelten Fahrverlauf des Fahrzeugs steht oder sich zu diesem bewegt, wobei in Abhängigkeit des Winkels ermittelt wird, in welcher Zeit das Lebewesen sich in Richtung des Fahrverlaufs drehen und im Wesentlichen gleichzeitig beschleunigen kann, um in den Bereich des Fahrverlaufs zu gelangen. Die Kenntnis des Winkels sowie die von dem Lebewesen benötigte Zeit, um z. B. auf die Fahrbahn zu gelangen, ermöglicht eine präzisere Abschätzung eines zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs und damit eine verbesserte Abschätzung eines Kollisionsrisikos.A further embodiment provides for the determination of the future possible movement-stay area to consider an angle in which the living being stands for a determined driving course of the vehicle or moves to it, wherein it is determined as a function of the angle, in which time the living being in the direction of the driving course and can accelerate substantially simultaneously, to get into the range of the driving course. The knowledge of the angle as well as the time needed by the living being to B. to get on the road, allows a more precise estimation of a future possible movement-stay area and thus an improved estimate of a collision risk.
Als Winkel wird ein Winkel zwischen 150° und 210° und damit ein mit dem Rücken zum Fahrverlauf stehendes oder sich bewegendes Lebewesen berücksichtigt. Alternativ wird insbesondere als Winkel ein Winkel zwischen 60° und 120° und damit ein seitlich zum Fahrverlauf stehendes oder sich bewegendes Lebewesen berücksichtigt. Der Fahrverlauf kann hierbei mit dem Verlauf einer Fahrbahn übereinstimmen.As an angle, an angle between 150 ° and 210 ° and thus a standing with the back to the driving course or moving creatures is taken into account. Alternatively, an angle between 60 ° and 120 °, and thus a living creature standing or moving laterally relative to the course of travel, is taken into account in particular as an angle. The driving course can in this case coincide with the course of a roadway.
Zur Ermittlung des zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs wird eine Relativposition des Lebewesens zum Fahrverlauf, insbesondere ein Abstand berücksichtigt, indem das Lebewesen zu dem Fahrverlauf steht oder sich zu diesem bewegt, wobei in Abhängigkeit der Relativposition ermittelt wird, in welcher Zeit das Lebewesen beschleunigen kann, um in den Bereich des Fahrverlaufs zu gelangen.In order to determine the future possible movement-location area, a relative position of the living being to the course of the journey, in particular a distance, is taken into account by the living being standing or moving toward the course of the journey, depending on the relative position It is determined in which time the living organism can accelerate in order to reach the area of the driving course.
Es ist ferner vorgesehen, dass zur Ermittlung des zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs Umgebungsinformationen und/oder Hindernisse berücksichtigt werden. Diese Informationen können beispielsweise durch digitale Karten oder die Umfeldsensorik ermittelt werden. Die Berücksichtigung von Hindernissen, z. B. einem Straßenverlauf, dem Vorhandensein von Häuserwänden und dergleichen, ermöglicht eine weitere Steigerung der Vorhersagegenauigkeit des zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs.It is further provided that environmental information and / or obstacles are taken into account in order to determine the future possible movement location area. This information can be determined, for example, by means of digital maps or the environmental sensor system. The consideration of obstacles, z. As a road, the presence of house walls and the like, allows a further increase in the prediction accuracy of the future possible movement-living area.
Der ermittelte Bewegungs-Aufenthaltsbereich des Lebewesens soll gemäß einer weiteren Ausgestaltung als Eingangsgröße für eine Risikomodellierung verwendet werden, bei welcher die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen dem Lebewesen und einem Fahrzeug, welches das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, ermittelt wird.According to a further refinement, the ascertained movement-occupied area of the living being is to be used as an input variable for a risk modeling in which the probability of collision between the living being and a vehicle carrying out the method according to the invention is determined.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass in der Risikomodellierung der ermittelte Bewegungs-Aufenthaltsbereich und ein weiterer Bewegungspfad, insbesondere ein Bewegungsverlauf eines Fahrzeugs, miteinander verarbeitet werden, um das Kollisionsrisiko des Lebewesens und des Fahrzeugs zu ermitteln.In this case, it can be provided that in the risk modeling of the determined movement-stay area and another movement path, in particular a movement course of a vehicle, are processed together to determine the risk of collision of the living being and the vehicle.
In einer weiteren Ausgestaltung wird der Bewegungs-Aufenthaltsbereich in mehrere Bereiche mit unterschiedlichen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten unterteilt. Mit anderen Worten bedeutet dies, dass für einen ermittelten, zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereich einzelne Bereiche mit Aufenthaltswahrscheinlichkeiten versehen werden, wobei die Aufenthaltswahrscheinlichkeit ein Maß für die Wahrscheinlichkeit ist, mit der sich das Lebewesen in den nächsten Millisekunden oder Sekunden, ausgehend von der über die Zeit gemessenen Position (Bewegung), aufhalten wird. Anhand der Aufenthaltswahrscheinlichkeiten können beispielsweise Maßnahmen zur Vermeidung einer Kollision festgemacht werden. So ist es beispielsweise in einem Bereich mit einer geringen Aufenthaltswahrscheinlichkeit unter Umständen ausreichend, wenn das Fahrzeug eine autonome Bremsung vornimmt und/oder ein Warnsignal abgibt. In einem Bereich mit einer hohen Aufenthaltswahrscheinlichkeit kann es gegebenenfalls sinnvoll sein, sowohl autonom zu bremsen als auch eine Lenkbewegung zu vollziehen, um das Kollisionsrisiko zu verringern.In a further embodiment, the movement-residence area is subdivided into a plurality of areas with different residence probabilities. In other words, this means that individual areas are provided with probabilities of residence for a determined, future possible movement area, wherein the probability of residence is a measure of the probability with which the living being in the next milliseconds or seconds, starting from the above Time measured position (movement), will stop. On the basis of the residence probabilities, for example, measures to avoid a collision can be made. For example, it may be sufficient in an area with a low probability of residence if the vehicle undertakes autonomous braking and / or emits a warning signal. In a high likelihood area, it may be useful to brake both autonomously and to make a steering movement to reduce the risk of collision.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass bei der Ermittlung der Bereiche mit unterschiedlichen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten charakteristische Bewegungsablaufmuster für vorgegebene Verkehrssituationen, insbesondere bauliche Begrenzungen, Fußgängerüberwege und Ampeln des Lebewesens berücksichtigt werden. Hierbei wird beispielsweise berücksichtigt, dass das Lebewesen bei einer von grün auf rot umspringenden Fußgängerampel noch versuchen wird, über die Straße zu gelangen. Derartige Kenntnis kann zur Ergreifung geeigneter Maßnahmen bei der Minimierung des Kollisionsrisikos berücksichtigt werden.It can also be provided that characteristic movement sequence patterns for predefined traffic situations, in particular structural boundaries, pedestrian crossings and traffic lights of the living being, are taken into account when determining the areas with different residence probabilities. In this case, it is taken into account, for example, that the living being will still try to get across the road in the case of a pedestrian traffic light that changes from green to red. Such knowledge may be taken into account to take appropriate action in minimizing the risk of collision.
Die Erfindung umfasst dabei auch ein Fahrzeug mit einem Schutzsystem für Lebewesen ausserhalb des Fahrzeugs, insbesondere Fußgängerschutzeinrichtungen ausgetattet zur Durchführung des Verfahrens
- – mit zumindest einer Sensorik, um Umgebungsinformationen zu erfassen,
- – einer Recheneinheit, welche die Umgebungsinformationen ausgewertet werden, um ein Lebewesen zu identifizieren, für das Lebewesen eine Bewegungstrajektorie und ein Bewegungszustand zu einem gegebenen Zeitpunkt zu ermitteln und einen wahrscheinlichen Bewegungs-Aufenthaltsbereich und daraus eine Kollisionswahrscheinlichtkeit und damit Notwendigkeit zur Auslösung des Schutzsystems abzuleiten, wobei
- – das Fahrzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet, insbesondere
- – die Sensorik zur Erfassung von Parametern von Lebewesen und deren physiologischem Bewegungsvermögen sowie
- – die Recheneinheit zur Ermittlung des zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs zu dem gegebenen Zeitpunkt ausgehend von einem Ort der Bewegungstrajektorie und dem Bewegungszustand unter Berücksichtigung eines physiologischen Bewegungsvermögens des Lebewesens für einen oder mehrere zukünftige Zeitpunkte ausgebildet ist.
- With at least one sensor to detect environmental information,
- A computing unit which evaluates the environmental information to identify a living being, for the living being to determine a movement trajectory and a state of motion at a given time and deduce a probable range of motion and therefrom a collision probability and hence need to trigger the protection system
- - The vehicle for performing the method according to one of the preceding claims formed, in particular
- - The sensors for the detection of parameters of living beings and their physiological mobility and
- - The arithmetic unit for determining the future possible movement-stay area is formed at the given time starting from a location of the movement trajectory and the state of motion, taking into account a physiological mobility of the living being for one or more future times.
Die Erfindung wird nachfolgend weiter unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention will be further explained below with reference to the drawings. Show it:
Um das Kollisionsrisiko zwischen einem Fahrzeug und einem Lebewesen, insbesondere einem Fußgänger, Radfahrer oder Tier, bestimmen zu können, ist es notwendig, einerseits einen Bewegungsverlauf des Fahrzeugs (sog. Fahrschlauch) und andererseits einen Bewegungsverlauf des Lebewesens zuverlässig zu prognostizieren. Während die Ermittlung des Fahrschlauchs eines Fahrzeugs bereits mit hoher Präzision vornehmbar ist, ist die Ermittlung des Bewegungsverlaufs des Lebewesens bislang mit einer Vielzahl von Unsicherheitsfaktoren behaftet. Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine präzise und zuverlässige Bestimmung eines wahrscheinlichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs des Lebewesens, bei dem neben einer Bewegungstrajektorie und einem Bewegungszustand zu einem gegebenen Zeitpunkt ein physiologisches Bewegungsvermögen des Lebewesens für einen oder mehrere zukünftige Zeitpunkte berücksichtigt werden, um daraus mögliche Aufenthaltsorte und schließlich den zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereich zu ermitteln. Die Ergebnisse der Ermittlung des möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs des Lebewesens werden dann einer bekannten Risikomodellierung als Eingangsgröße zugeführt, um den wahrscheinlichen Ort einer Kollision und die Wahrscheinlichkeit der Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem Lebewesen abzuschätzen und entsprechende Schutzmaßnahmen vorbereiten bzw. einleiten zu können.In order to be able to determine the risk of collision between a vehicle and a living being, in particular a pedestrian, cyclist or animal, it is necessary, on the one hand, to reliably predict a course of movement of the vehicle (so-called driving tube) and, on the other hand, a course of movement of the living being. While the determination of the travel tube of a vehicle can already be carried out with high precision, the determination of the course of movement of the living being hitherto involves a large number of uncertainty factors. The present invention enables a precise and reliable determination of a probable moving-living area of the living being in which, in addition to a movement trajectory and a state of motion at a given time, a physiological motive power of the living being is taken into account for one or more future times, to derive possible whereabouts and finally to determine possible movement-stay area in the future. The results of the determination of the possible movement-occupied area of the living being are then fed to a known risk modeling as input, in order to be able to estimate the probable location of a collision and the probability of the collision between the vehicle and the living being and to be able to prepare appropriate protective measures.
Bei der Betrachtung des physiologischen Bewegungsvermögens werden verschiedenste Bewegungszustände sowie Kombinationen möglicher Bewegungszustände berücksichtigt.In the consideration of the physiological mobility various movement states as well as combinations of possible states of motion are considered.
So wird beispielsweise die maximale Beschleunigung aus dem Stand ohne Drehung, mit einer Drehung um 90° sowie einer Drehung um 180° berücksichtigt. Bei der Berücksichtigung des maximalen Beschleunigungsvermögens aus dem Stand eines Fußgängers wurde beispielsweise herausgefunden, dass das Beschleunigungsvermögen von einem Anfangswert zunächst auf einen Maximalwert zunimmt, um dann mehr oder minder kontinuierlich mit zunehmender Geschwindigkeit des Fußgängers wiederum abzunehmen. Bei einer Drehung um 180° wurde herausgefunden, dass das maximale Beschleunigungsvermögen einerseits stark altersabhängig und andererseits um einen statistischen Mittelwert stark nach oben und unten abweicht. Dabei können jedoch im Vergleich zum Beschleunigungsvermögen aus dem Stand betragsmäßig lediglich geringere Beschleunigungswerte erreicht werden.Thus, for example, the maximum acceleration from the state without rotation, with a rotation of 90 ° and a rotation of 180 ° is taken into account. When taking into account the maximum acceleration capability of a pedestrian, for example, it has been found that the acceleration capacity first increases from an initial value to a maximum value, and then decreases more or less continuously as the pedestrian's speed increases. When rotated through 180 °, it was found that the maximum acceleration capacity deviates greatly depending on the age and, on the other hand, deviates greatly up and down by a statistical average. However, only lower acceleration values can be achieved in absolute terms in comparison with the acceleration capability from a standing position.
In entsprechender Weise wird das maximale Verzögerungsvermögen eines Fußgängers aus vollem Lauf, einmal ohne Wegdrehen und ein anderes Mal mit maximal möglicher Richtungsänderung berücksichtigt. Auch hier wurden starke, alterabhängige Unterschiede festgestellt. Das Verzögerungsvermögen aus vollem Lauf ohne Richtungsänderung ist betragsmäßig größer als das maximale Beschleunigungsvermögen des Fußgängers.Correspondingly, the maximum deceleration capacity of a pedestrian from full running, once without turning away and another time with the maximum possible change in direction is taken into account. Again, strong, age-related differences were found. The deceleration capacity from full run without change of direction is greater in magnitude than the maximum acceleration capacity of the pedestrian.
Ein weiterer, den möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereich beeinflussender Parameter ist die maximale Beschleunigung aus einer Gehgeschwindigkeit heraus. Dabei werden folgende typische Fälle berücksichtigt: eine Drehung um 90° nach links sowie rechts sowie eine Drehung um 45° nach links und rechts. Hierbei wurden minimal mögliche Kurvenradien des Fußgängers ermittelt. Dabei wurde herausgefunden, dass ein minimaler Kurvenradius durch Fußgänger, gleich welchen Alters, nicht unterschritten werden konnte. Diese Information ist wertvoll, um abschätzen zu können, an welchem Ort und gegebenenfalls in welcher Zeit sich ein Fußgänger in Richtung einer Fahrbahn drehen und bewegen kann, auf welchem sich ein Fahrzeug nähert.Another parameter influencing the possible range of movement is the maximum acceleration from a walking speed. The following typical cases are considered: a 90 ° turn to the left and to the right and a 45 ° turn to the left and right. Here, the minimum possible curve radii of the pedestrian were determined. It was found that a minimum radius of curvature could not be reached by pedestrians of any age. This information is valuable in order to be able to estimate at what place and, if appropriate, in what time a pedestrian can turn and move in the direction of a roadway on which a vehicle approaches.
In entsprechender Weise wurden Kurvenradien eines Fußgängers aus vollem Lauf nach links und rechts ermittelt.Correspondingly, curve radii of a pedestrian from full run to left and right were determined.
Zur Abschätzung des physiologischen Bewegungsvermögens wurden ferner ein Sprung nach vorne sowie ein seitlicher Sprung berücksichtigt. Die hierbei erreichbaren Zeiten sowie Distanzen können hilfreich dazu verwendet werden, wie insbesondere ein Fußgänger in einer plötzlich auftretenden Gefahrensituation reagieren kann.For the estimation of the physiological motility further a jump forward as well as a lateral jump were considered. The achievable times and distances can be used to help, in particular how a pedestrian can react in a sudden danger situation.
Zunächst ist in
Wie aus dem Diagramm ohne Weiteres zu erkennen ist, ist das maximale Beschleunigungsvermögen amax und das maximale Verzögerungsvermögen –amax nicht bei in etwa einer gleichen Geschwindigkeit v ausgeprägt, sondern nimmt das Beschleunigungsvermögen mit zunehmender Geschwindigkeit frühzeitig ab, während auch bei höheren Geschwindigkeiten noch ein deutlich höheres Verzögerungsvermögen festzustellen ist. Betragsmäßig ist hierbei das Verzögerungsvermögen eines Fußgängers größer als sein Beschleunigungsvermögen.As can be readily recognized from the diagram, the maximum acceleration capacity a max and the maximum deceleration capacity -a max are not pronounced at approximately the same speed v, but the acceleration decreases with increasing speed early, while at higher speeds still a significantly higher deceleration is noted. In terms of amount, the deceleration capacity of a pedestrian is greater than its acceleration capacity.
Zudem wird erstmalig ein Bewegungsvermögen entgegengesetzt zur Ausrichtung berücksichtigt, wenngleich zwar auch Fahrzeuge rückwärts fahren könnten, dies in der Trajektorie jedoch nie gesondert berücksichtigt wurde. Berücksichtigt man das physiologische Bewegungsvermögen jedoch entsprechend, so ist schon aus
Gibt man einem Algorithmus beispielsweise folgende Parameter für das Lebewesen vor:
- – eine Maximalgeschwindigkeit, ab der das Beschleunigungsvermögen in bisherige Bewegungsrichtung Null wird,
- – eine Maximalbeschleunigung sowohl in als auch entgegen der Ausrichtung eines stehenden Lebewesens,
- – eine Geschwindigkeit, bei der das maximale Beschleunigungsvermögen in die bisherige Bewegungsrichtung maximal ist,
- – eine Geschwindigkeit, bei der das maximale Beschleunigungsvermögen entgegengesetzt zur bisherigen Bewegungsrichtung und/oder Ausrichtung des Lebewesens betragsmäßig maximal ist,
- – eine Maximalgeschwindigkeit entgegen der Ausrichtung des Lebewesens, ab der das Beschleunigungsvermögen entgegen der Ausrichtung Null wird,
Diese Werte sind vorzugsweise in Abhängigkeit von der Klasse des Lebewesens, insbesondere Alter, Geschlecht und Körperabmaßen varierend vorgegeben, da hier deutliche Unterschiede festzustellen sind.For example, if you give an algorithm the following parameters for the creature:
- A maximum speed at which the acceleration capacity in the previous direction of movement becomes zero,
- A maximum acceleration both in and against the orientation of a stationary animal,
- A speed at which the maximum acceleration capacity in the previous direction of motion is maximum,
- A speed at which the maximum acceleration capacity is opposite in magnitude to the previous direction of movement and / or orientation of the living being,
- A maximum speed against the orientation of the living being, from which the acceleration against the orientation becomes zero,
These values are preferably given as a function of the class of the living being, in particular age, gender and body dimensions, since clear differences can be found here.
Allein die Berücksichtigung dieses Zusammenhangs zwischen Beschleunigung und Geschwindigkeit eines Fußgängers ermöglicht im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich präzisere Vorhersagen eines möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs und damit die Ermittlung einer Kollisionswahrscheinlichkeit.The consideration of this relationship between the acceleration and the speed of a pedestrian alone makes it possible, in comparison to the prior art, to make significantly more precise predictions of a possible movement-occupied area and thus the determination of a collision probability.
Das seitliche physiologische Bewegungsvermögen, also quer zur Körperausrichtung und normalen Laufrichtung wird zudem beeinflusst durch das Vermögen zu Seitwärtsschritten. Dieses Vermögen zu Seitwärtsschritten ist im Stand signifikant und führt auch bei geringer Fortbewegungsgeschwindigkeit zu den in den folgenden
Aufgrund seines physiologischen Bewegungsvermögens kann sich dieser zu einem Zeitpunkt t1 in einem durch die betreffende ISO-Linie umschlossenen Bereich bewegen. Hierbei ist im Wesentlichen eine Bewegung nach vorne (d. h. in Laufrichtung, Winkel 0°) möglich, während eine Abweichung von dem Winkel 0° nach links (im Gegenuhrzeigersinn) oder rechts (im Uhrzeigersinn) kaum möglich ist. Zu einem Zeitpunkt t2 (t2 > t1) erweitert sich der Bereich nach vorne sowie auch nach rechts und links (vgl. die mit t2 gekennzeichnete ISO-Linie). In entsprechender Weise kann sich der Fußgänger zu einem Zeitpunkt t5 (t5 > t4 > t3 > t2 > t1) in dem durch die entsprechende ISO-Linie umschlossenen Bereich aufhalten. Hierbei ist nicht nur eine Bewegung nach vorne, sondern auch eine Bewegung seitlich nach hinten möglich.Due to its physiological mobility, this can become one Time t 1 move in an area enclosed by the relevant ISO line area. In this case, essentially a movement forward (ie in the running direction,
Bei der Betrachtung des Polardiagramms ergibt sich ohne Weiteres, dass das physiologische Bewegungsvermögen zu den im Vergleich zu t0 in der Zukunft liegenden Zeitpunkten t1 bis t5 eine Bewegung in den Winkelbereich zwischen 120° und 240° nicht zulässt. Diese Erkenntnis ist wichtig, wenn der Fußgänger z. B. mit dem Rücken der Fahrbahn zugewandt ist. Vielmehr erlaubt es der physiologische Bewegungsspielraum lediglich, dass sich der Fußgänger tendenziell geradeaus (Winkel 0°) nach vorne bewegt, wobei kurzfristig lediglich Abweichungen in einem Winkelbereich von weniger als ±90° und erst zu einem späteren Zeitpunkt (Zeitpunkt t5) Abweichungen von ±120° möglich sind. Hierbei ergibt sich jedoch auch, dass mit zunehmendem Winkel die von dem Fußgänger zurücklegbare Distanz geringer wird. Nicht berücksichtigt ist hierbei in dieser Darstellung, dass ein Fußgänger auch einen Schritt nach hinten (Winkel 180°) machen kann, wobei die dabei zurücklegbare Strecke gering ist.When considering the polar diagram results in readily appreciate that the physiological movement of assets to the underlying compared to t 0 in the future time points t 1 to t 5 is a movement in the angle range between 120 ° and 240 ° not allow. This realization is important if the pedestrian z. B. facing the back of the roadway. Rather, the physiological range of motion allows only that the pedestrian tends to move straight forward (
Diese Bewegungsformen seitwärts und rückwärts mit einbezogen, ergibt sich nochmal eine deutliche Änderung des Bewegungs-Aufenthaltsbereichs, wie
In
Die Erfindung ermöglicht eine wesentlich genauere Vorhersage der Aufenthaltswahrscheinlichkeit eines Fußgängers oder Radfahrers oder Tiers in der nahen Zukunft, ausgehend von einer über der Zeit gemessenen Position. Das z. B. in einem Steuergerät implementierte Verfahren berechnet aus Bewegungsmöglichkeiten des Fahrzeugs und des Lebewesens das Risiko einer Kollision. Dabei wird die Prognosequalität durch die Berücksichtigung des physiologischen Bewegungsvermögens des Lebewesens erhöht.The invention enables a much more accurate prediction of the likelihood of a pedestrian or cyclist or animal residing in the near future, based on a position measured over time. The Z. B. implemented in a control device calculated from movement possibilities of the vehicle and the living being the risk of a collision. The prognosis quality is increased by the consideration of the physiological motive power of the living being.
Wie aus der vorangegangenen Beschreibung deutlich wurde, kann ein Mensch deutlich schneller verzögern als beschleunigen oder bei größeren Laufgeschwindigkeiten keine Richtungsänderung oder nur Richtungsänderungen mit kleinen Radien vornehmen. Dieses Bewegungsvermögen ist darüber hinaus individuell abhängig von Alter, Geschlecht, Kondition, etc. und wird z. B. vor der Implementierung in einen Algorithmus durch Tests ermittelt. Die Informationen können z. B. in einem Speicher hinterlegt werden und in Abhängigkeit von den ermittelten Eingangsdaten zur präziseren Ermittlung der Aufenthaltswahrscheinlichkeit herangezogen werden.As has been clear from the preceding description, a person can delay significantly faster than accelerate or make no change in direction or only changes in direction with small radii at higher speeds. This ability to move is also individually dependent on age, gender, condition, etc. and is z. B. determined prior to implementation in an algorithm by tests. The information can z. B. are stored in a memory and are used in response to the determined input data for more precise determination of the probability of residence.
Darüber hinaus können durch Tests oder Verkehrsbeobachtungen charakteristische Bewegungsablaufmuster von Lebewesen, insbesondere in typischen Verkehrssituationen (z. B. an Fußgängerüberwegen, Ampeln usw.) ermittelt und im Rahmen des Verfahrens berücksichtigt werden. Auch damit wird durch Vergleich der Bewegungsablaufmuster mit der gemessenen bzw. ermittelten Bewegung des Lebewesens die Vorhersagegenauigkeit gesteigert.In addition, characteristic patterns of movement patterns of living beings, in particular in typical traffic situations (eg at pedestrian crossings, traffic lights, etc.) can be determined by tests or traffic observations and taken into account in the context of the method. Also, the prediction accuracy is increased by comparing the motion sequence pattern with the measured or determined movement of the living being.
Darüber hinaus ist das Einbeziehen von Umgebungsinformationen möglich, wobei diese von Navigationssystemen oder digitalen Karten bereitgestellt werden können. Darüber hinaus ist eine Kombination mit Zustandsbeobachtern (Kombination digitaler Karten in Verbindung mit Umfeldsensorik) möglich. Einschränkungen der Bewegungsmöglichkeiten durch Hindernisse (z. B. in einem Straßenverlauf, Häuserwänden und dergleichen) können berücksichtigt werden, wodurch die Vorhersagegenauigkeit ebenfalls steigt. Diese kann auch bei der Vorhersage des zukünftigen Aufenthalts des Fahrzeugs berücksichtigt werden.In addition, the inclusion of environmental information is possible, which can be provided by navigation systems or digital maps. In addition, a combination with state observers (combination of digital maps in conjunction with environmental sensors) is possible. Restrictions on the possibilities of movement through obstacles (eg in a road, house walls and the like) can be taken into account, whereby the prediction accuracy also increases. This can also be taken into account when predicting the future residence of the vehicle.
Wird ein Fahrzeug zur Durchführung dieses Verfahrens mit einer entsprechenden Sensorik zur Erfassung von Parametern von Lebewesen, insbesondere den für deren physiologischem Bewegungsvermögen maßegblichen Parametern ausgestattet und die Recheneinheit zur Ermittlung des zukünftig möglichen Bewegungs-Aufenthaltsbereichs zu dem gegebenen Zeitpunkt ausgehend von einem Ort der Bewegungstrajektorie und dem Bewegungszustand unter Berücksichtigung des physiologischen Bewegungsvermögens des Lebewesens für einen oder mehrere zukünftige Zeitpunkte ausgebildet, indem beispielsweise entsprechende Kennlinienfelder und Physiologiemodelle hinterlegt und dann von der Recheneinheit anhand der Parameter der wahrscheinliche Bewegungs-Aufnethaltunsbereich bestimmt wird, kann ein Schutzsystem für Lebewesen ausserhalb des Fahrzeugs, insbesondere Fußgängerschutzeinrichtungen deutlich genauer aktiviert und Fehlalarme deutlich reduziert werden.If a vehicle for carrying out this method is equipped with a corresponding sensor system for detecting parameters of living beings, in particular the parameters that are relevant for their physiological mobility, and the arithmetic unit for determining the future possible movement location area at the given time starting from a location of the movement trajectory and the Movement state, taking into account the physiological motive power of the living being for one or more future times formed by, for example, corresponding characteristic fields and physiology models deposited and then determined by the computing unit based on the parameters of the probable Bewegungs-Aufnethaltunsbereich, a protective system for living beings outside the vehicle, especially pedestrian protection devices activated much more accurately and false alarms are significantly reduced.
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