DE112020004020T5

DE112020004020T5 - Fahrzeugkollisionsbestimmungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112020004020T5
Application number: DE112020004020.8T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Kobayashi; Yuki Minase; Motonari Ohbayashi; Masumi Fukuman
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-08-29
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2022-05-19
Also published as: US20220176954A1; CN114364588A; JP7221832B2; WO2021039360A1; JP2021031042A

Abstract

Eine Positionsberechnungseinheit (42) berechnet eine Trajektorie (L2) eines Ziels (Tg), die eine Bewegungsbahn des Ziels ist, und berechnet eine Mitreiß-Bewegungsbahn (L1) des Fahrzeugs, die eine Bewegungsbahn des Fahrzeugs während einer Kurvenfahrt ist, und berechnet eine Kollisionsposition, an der eine Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel wahrscheinlich ist, basierend auf der Bewegungsbahn des Ziels und der Mitreiß-Bewegungsbahn des Fahrzeugs. Eine Zeitberechnungseinheit (43) berechnet eine Zeit bis zur Kollision (TTC), d. h. eine Zeit, die das Ziel benötigt, um die Kollisionsposition zu erreichen. Wenn die Zeit bis zur Kollision gleich oder kleiner als ein vordefinierter Bestimmungsschwellenwert ist, bestimmt eine Risikobestimmungseinheit (45), dass ein Kollisionsrisiko zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel besteht.

Description

[Querverweis auf in Beziehung stehende Anmeldung]
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der am 29. August 2019 eingereichten JP 2019 - 157 185 A , auf deren Offenbarung hiermit vollinhaltlich Bezug genommen ist.
[Technisches Gebiet]
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Fahrzeugkollisionsbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen der Wahrscheinlichkeit einer Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem sich bewegenden Objekt, das ein Hindernis für das Fahrzeug darstellt.
[Stand der Technik]
Patentdokument 1 offenbart beispielsweise eine herkömmliche Vorrichtung zum Verringern von Kollisionsschäden beim Rechts- oder Linksabbiegen, die bestimmt, ob ein Eigenfahrzeug wahrscheinlich mit einem Hindernis kollidieren wird. Diese Vorrichtung bestimmt die Wahrscheinlichkeit einer Kollision zwischen dem Eigenfahrzeug und dem Hindernis auf der Grundlage einer Beziehung zwischen einer Kurvenbewegungsbahn des Eigenfahrzeugs beim Rechts- oder Linksabbiegen und einer Position des Hindernisses, um die Kollision zu verhindern, wenn das Eigenfahrzeug rechts oder links abbiegt. Insbesondere betrachtet die Vorrichtung die Grundrissform des Eigenfahrzeugs als rechteckig, schätzt eine Kurvenbewegungsbahn jedes Scheitelpunkts, bestimmt einen Schnittpunkt zwischen einem Liniensegment, das eine Koordinatenposition des Hindernisses und das Drehzentrum des Eigenfahrzeugs verbindet, und der Kurvenbewegungsbahn des Eigenfahrzeugs und berechnet eine Entfernungsfahrleistung von der aktuellen Position des Eigenfahrzeugs zum Schnittpunkt. Anschließend setzt die Vorrichtung Schwellenwerte für einen Abstandsversatz von der Koordinatenposition des Hindernisses zum Schnittpunkt und für die Entfernungsfahrleistung sowie für eine Karenzzeit, bis jeder Scheitelpunkt des Eigenfahrzeugs den Schnittpunkt erreicht, und bestimmt ein Kollisionsrisiko zwischen dem Eigenfahrzeug und dem Hindernis darauf basierend, ob alle Bedingungen erfüllt sind.
[Literaturverzeichnis]
[Patentliteratur]
[Patentdokument 1] Japanische Patentveröffentlichungsnr. 2019-12345
[Kurzdarstellung der Erfindung]
Die in Patentdokument 1 offenbarte Vorrichtung kann jedoch das Kollisionsrisiko nicht genau bestimmen, da es die Geschwindigkeit des Hindernisses nicht angemessen berücksichtigt und davon ausgeht, dass sich das Hindernis auf das Drehzentrum des Eigenfahrzeugs zu bewegt. Da z. B. nur die Bewegungsbahn der Frontseite des Eigenfahrzeugs in Fahrtrichtung berücksichtigt wird, kann die in Patentdokument 1 beschriebene Vorrichtung in einer Situation, in der das Eigenfahrzeug aufgrund von Mitreißen während einer Kurvenfahrt mit einem Hindernis kollidiert, möglicherweise nicht bestimmen, dass ein Kollisionsrisiko besteht. Es besteht somit die Gefahr, dass die Vorrichtung den Fahrer nicht richtig auf die Gefahr eines Zusammenstoßes hinweist oder das Eigenfahrzeug nicht auf die Gefahr eines Zusammenstoßes hin steuert.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Fahrzeugkollisionsbestimmungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, das Risiko einer Kollision mit einem sich bewegenden Objekt als ein Hindernis genauer zu bestimmen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird eine Fahrzeugkollisionsbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen eines Kollisionsrisikos eines Fahrzeugs mit einem sich bewegenden Objekt als Hindernis während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs bereitgestellt. In der Fahrzeugkollisionsbestimmungsvorrichtung ist eine Positionsberechnungseinheit konfiguriert, um eine Bewegungsbahn (Trajektorie) eines Ziels zu berechnen, die eine Bewegungsbahn des sich bewegenden Objekts als das Ziel ist, eine Mitnahme- bzw. Mitreiß-Bewegungsbahn des Fahrzeugs zu berechnen, die eine Bewegungsbahn des Fahrzeugs während der Kurvenfahrt ist, und eine Kollisionsposition zu berechnen, an der eine Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel wahrscheinlich ist, basierend auf der Bewegungsbahn des Ziels und der Mitreiß-Bewegungsbahn des Fahrzeugs. Eine Zeitberechnungseinheit ist konfiguriert, um eine Zeit bis zur Kollision zu berechnen, d. h. eine Zeit, die das Ziel benötigt, um die Kollisionsposition zu erreichen, basierend auf einer Bewegungsgeschwindigkeit des Ziels. Eine Risikobestimmungseinheit ist konfiguriert, um im Ansprechen darauf, dass die Zeit bis zur Kollision kleiner oder gleich als ein vordefinierter Bestimmungsschwellenwert ist, zu bestimmen, dass ein Kollisionsrisiko zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel besteht.
Auf diese Weise wird die Zeit bis zur Kollision unter Berücksichtigung der Bewegungsbahn des sich bewegenden Objekts und der Geschwindigkeit des sich bewegenden Objekts zusätzlich zur Mitreiß-Bewegungsbahn des Fahrzeugs berechnet. Auf diese Weise lässt sich die Zeit bis zur Kollision genau bestimmen und das Risiko einer Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem sich bewegenden Objekt genauer ermitteln.
Die Bezugszeichen in Klammern, die den Komponenten oder dergleichen angehängt sind, zeigen lediglich Beispiele für die Korrespondenz zwischen den Komponenten oder dergleichen und den spezifischen Komponenten, die in Bezug auf die nachfolgenden Ausführungsformen beschrieben sind.
Figurenliste

1 zeigt ein Blockdiagramm eines Fahrzeugkollisionsbestimmungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Fahrzeugkollisionsvermeidungsprozesses, der von einer Steuer-ECU ausgeführt wird;
3 zeigt einen Fall, in dem es zwei Schnittpunkte zwischen einer Bewegungsbahn eines Eigenfahrzeugs und einer Bewegungsbahn eines Ziels gibt;
4 veranschaulicht, wie eine Zeit bis zur Kollision berechnet wird;
5 zeigt einen Fall, in dem es nur einen Schnittpunkt zwischen einer Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs und einer Bewegungsbahn eines Ziels gibt und die Bewegungsbahn des Ziels eine Seite des Eigenfahrzeugs schneidet; und
6 zeigt einen Fall, in dem es nur einen Schnittpunkt zwischen einer Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs und einer Bewegungsbahn eines Ziels gibt und das Ziel sich von innerhalb nach außerhalb eines Bereichs der Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs bewegt.

[Beschreibung der Ausführungsformen]
Nachstehend sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den folgenden Ausführungsformen sind, wie auch in den Zeichnungen, gleiche oder äquivalente Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und für Teile mit den gleichen Bezugszeichen wird die gleiche Beschreibung angenommen.
(Erste Ausführungsform)
Nachstehend ist eine Fahrzeugkollisionsbestimmungsvorrichtung dieser Ausführungsform beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Fahrzeugkollisionsbestimmungsvorrichtung auf ein Fahrzeugbewegungssteuerungssystem angewandt, wobei die Fahrzeugkollisionsbestimmungsvorrichtung ein Kollisionsrisiko zwischen dem Eigenfahrzeug und einem sich bewegenden Objekt, das ein Hindernis ist, bestimmt, und die Bewegungssteuerung des Eigenfahrzeugs auf der Grundlage des Ergebnisses der durch die Fahrzeugkollisionsbestimmungsvorrichtung durchgeführten Bestimmung erfolgt.
Zunächst ist die Konfiguration des Fahrzeugbewegungssteuerungssystems unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
Wie in 1 dargestellt, weist das Fahrzeugbewegungssteuerungssystem eine Umgebungsüberwachungskamera 10, eine elektronische Erkennungssteuereinheit (ECU) 20, Sensoren 30, eine Steuer-ECU 40, eine Brems-ECU 50 und dergleichen auf.
Die Umgebungsüberwachungskamera 10 nimmt Bilder der Umgebung des Eigenfahrzeugs auf und gibt Bilddaten als Erfassungsinformation an die Erkennungs-ECU 20 aus. Die Umgebungsüberwachungskamera 10 entspricht einer Umgebungsüberwachungsvorrichtung. Da Hindernisse durch die Erfassung von Bilddaten der Umgebung des Eigenfahrzeugs überwacht werden, wird die Umgebungsüberwachungskamera 10 hierin als ein Beispiel verwendet. Da es jedoch ausreicht, Hindernisse in der Umgebung des Eigenfahrzeugs zu überwachen, können auch andere Arten von Hindernisüberwachungsvorrichtungen, wie z. B. ein Millimeterwellenradar, verwendet werden. Obwohl hierin nur eine Umgebungsüberwachungskamera 10 abgebildet ist, ist es vorteilhaft, mehrere Umgebungsüberwachungskameras 10 vorzusehen, wie z. B. eine Frontkamera, eine Heckkamera und Seitenkameras, so dass Hindernisse in jeder Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs, z. B. in Vorwärts- oder Rückwärtsfahrtrichtung, überwacht werden können.
Die Erkennungs-ECU 20 enthält einen Mikrocomputer, der aus einer zentralen Recheneinheit (CPU), einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Schreib-Lese-Speicher (RAM), einer Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle (E/A) und anderen Komponenten aufgebaut ist. Die Erkennungs-ECU 20 empfängt Daten von der Umgebungsüberwachungskamera 10, erfasst sich bewegende Objekte unter Hindernissen und berechnet eine Geschwindigkeit und eine Bewegungsrichtung jedes sich bewegenden Objekts. Die Erkennungs-ECU 20 enthält insbesondere eine Eingangssignalverarbeitungseinheit 21 und eine Bildverarbeitungseinheit 22.
Die Eingangssignalverarbeitungseinheit 21 erfasst die Bilddaten von der Umgebungsüberwachungskamera 10 als Eingangssignal, verarbeitet die Bilddaten per Signalverarbeitung nach Bedarf und leitet die Bilddaten oder ihre verarbeiteten Daten an die Bildverarbeitungseinheit 22 weiter.
Auf der Grundlage der Bilddaten extrahiert die Bildverarbeitungseinheit 22 verschiedene Elemente von Information über sich bewegende Objekte in der Umgebung des Eigenfahrzeugs. Hierin ist die Bildverarbeitungseinheit 22 so konfiguriert, dass sie eine Bewegungsobjekterfassungseinheit 23 und eine Informationserfassungseinheit 24 enthält.
Die Bewegungsobjekterfassungseinheit 23 erfasst anhand der Bilddaten sich bewegende Objekte aus bzw. unter Hindernissen, die sich in der Umgebung des Eigenfahrzeugs befinden. Da die Bilddaten Bilder von verschiedenen Hindernissen in der Umgebung des Eigenfahrzeugs enthalten, werden sich bewegende Objekte aus diesen Bildern erfasst. Enthalten die Bilddaten beispielsweise das Bild einer Person oder eines Kleinwagens, erfasst die Bewegungsobjekterfassungseinheit 23 diese als ein sich bewegendes Objekt. Da die Bilddaten von der Umgebungsüberwachungskamera 10 in jedem vordefinierten Bilderkennungszyklus erfasst werden, können sich bewegende Hindernisse zu unterschiedlichen Zeiten aus den Bilddaten extrahiert und als sich bewegende Objekte erkannt werden.
Obwohl die Bilddaten sich bewegende Objekte enthalten können, die weit vom Eigenfahrzeug entfernt sind, können die Entfernungen zu den sich bewegenden Objekten durch eine Bilderkennungstechnologie oder dergleichen geschätzt werden. Daher können von der Bewegungsobjekterfassungseinheit 23 nur solche sich bewegende Objekte erkannt werden, die sich innerhalb einer vordefinierten Entfernung zum Eigenfahrzeug befinden. Die vordefinierte Entfernung zum Erkennen der sich bewegenden Objekte kann als eine feste Entfernung oder als ein variabler Wert in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit des Eigenfahrzeugs eingestellt werden, so dass die vordefinierte Entfernung umso länger ist, je höher die Fahrzeuggeschwindigkeit ist.
Die Informationserfassungseinheit 24 erfasst verschiedene Elemente an Information über jedes sich bewegende Objekt, das von der Bewegungsobjekterfassungseinheit 23 erfasst wird. Hierin erfasst die Informationserfassungseinheit 24 Information über die Geschwindigkeit und die Bewegungsrichtung des sich bewegenden Objekts. Beispielsweise können unter Verwendung der Bilddaten, die von der Umgebungsüberwachungskamera 10 in jedem vordefinierten Bilderkennungszyklus ausgegeben werden, ein Betrag und eine Richtung der Bewegung des sich bewegenden Objekts zu verschiedenen Zeiten aus den Bilddaten berechnet werden, und die Geschwindigkeit der Bewegung kann aus dem Zeitintervall der Bilddaten und dem Betrag der Bewegung des sich bewegenden Objekts berechnet werden.
Auf diese Weise gibt die Bewegungsobjekterfassungseinheit 23, bei Erfassung eines sich bewegenden Objekts und Erfassung verschiedener Elemente an Information über das sich bewegende Objekt, die Daten als Erkennungsinformation an ein In-Vehicle-LAN (lokales Netzwerk innerhalb des Fahrzeugs) 60, wie beispielsweise ein Controller Area Network (CAN), aus.
Die Sensoren 30 erfassen Fahrzeuginformation einschließlich verschiedener Elemente an Information über das Fahren des Eigenfahrzeugs. Die Sensoren umfassen hierin einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 31, einen Lenkwinkelsensor 32 und dergleichen.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 31, der einer Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinheit entspricht, ist konfiguriert, um ein der Fahrzeuggeschwindigkeit des Eigenfahrzeugs entsprechendes Erfassungssignal als Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation an das In-Vehicle-LAN 60 auszugeben. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 31 wird hierin als ein Beispiel für die Geschwindigkeitserfassungseinheit verwendet. Da die Brems-ECU 50 (nachstehend noch beschrieben) jedoch auch die Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation handhabt bzw. verarbeitet, kann die Brems-ECU 50 als die Fahrzeuggeschwindigkeitserfassungseinheit verwendet werden. Da die Brems-ECU 50 beispielsweise eine geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit aus dem Erfassungssignal eines Raddrehzahlsensors zur Bremssteuerung berechnet, kann die Brems-ECU 50 so konfiguriert sein, dass sie die geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit als Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation an das LAN 60 ausgibt.
Der Lenkwinkelsensor 32 gibt Erfassungssignale entsprechend Lenkwinkeln des Eigenfahrzeugs basierend auf Lenkvorgängen oder dergleichen als Lenkinformation an das In-Vehicle-LAN 60 aus.
Die Steuer-ECU 40 ist als Mikrocomputer konfiguriert, mit einer zentralen Recheneinheit (CPU), einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Schreib-Lese-Speicher (RAM), einer Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle (E/A) und anderen Komponenten, und dient als eine Steuereinheit, die verschiedene Prozesse auf der Grundlage von im ROM oder dergleichen gespeicherten Programmen durchführt. Die Steuer-ECU 40 entspricht der Fahrzeugkollisionsbestimmungsvorrichtung. In der vorliegenden Ausführungsform empfängt die Steuer-ECU 40 die Erkennungsinformation von der Erkennungs-ECU 20 und die Fahrzeuginformation von den Sensoren 30 über das In-Vehicle-LAN 60, bestimmt das Risiko einer Kollision mit einem sich bewegenden Objekt und stellt eine Anfrage zur Fahrzeugbewegungssteuerung basierend auf dem Bestimmungsergebnis bereit. Insbesondere enthält die Steuer-ECU 40 eine Eingabeverarbeitungseinheit 41, eine Spezifikationsspeichereinheit 43, eine Zeitberechnungseinheit 44, eine Steueranfrageeinheit 45 und eine Ausgabeverarbeitungseinheit 46.
Die Eingabeverarbeitungseinheit 41 ist konfiguriert, um die von der ECU 20 ausgegebene Erkennungsinformation über das In-Vehicle-LAN 60 zu empfangen und Fahrzeuggeschwindigkeitsinformation vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 31 und Lenkwinkelinformation vom Lenkwinkelsensor 32 als die Fahrzeuginformation zu empfangen. Nach Empfang der Erkennungsinformation leitet die Eingabeverarbeitungseinheit 41 diese an die Positionsberechnungseinheit 42 weiter.
Die Positionsberechnungseinheit 42 berechnet eine Eigenfahrzeug-Bewegungsbahn, bei der es sich um eine erwartete Fahrt-Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs handelt, und eine Bewegungsbahn des Ziels, bei der es sich um eine erwartete Bewegungsbahn des Ziels handelt, sowie Schnittpunkte zwischen der Eigenfahrzeug-Bewegungsbahn und der Bewegungsbahn des Ziels, wobei das sich bewegende Objekt als ein Ziel mit einem Kollisionsrisiko mit dem Eigenfahrzeug betrachtet wird, und berechnet die Anzahl von Schnittpunkten. Die Eigenfahrzeug-Bewegungsbahn wird auf der Grundlage der Form und der Abmessungen des Eigenfahrzeugs und der in der Spezifikationsspeichereinheit 43 gespeicherten Lenkwinkelinformation berechnet, wie nachstehend noch beschrieben ist. Die Bewegungsbahn des Ziels wird auf der Grundlage der Bewegungsrichtung des sich bewegenden Objekts berechnet, bei dem es sich um das durch die Erkennungsinformation angegebene Ziel handelt. Beispielsweise werden die Schnittpunkte zwischen der Eigenfahrzeug-Bewegungsbahn und der Bewegungsbahn des Ziels berechnet, indem die Eigenfahrzeug-Bewegungsbahn und die Bewegungsbahn des Ziels durch mathematische Ausdrücke mit einer beliebigen Position des Eigenfahrzeugs als Ursprung (0, 0) formuliert und dann die Schnittpunkte der mathematischen Ausdrücke gefunden werden.
Die Spezifikationsspeichereinheit 43, in der Fahrzeugspezifikationen des Eigenfahrzeugs vorgespeichert sind, weist zumindest verschiedene Spezifikationen, wie z.B. eine Fahrzeugform und Lenkwinkeln entsprechende Wenderadien, auf, die zum Bestimmen eines Kollisionsrisikos des Eigenfahrzeugs mit einem Ziel gespeichert sind. Die Positionsberechnungseinheit 42 berechnet, auf der Grundlage der in der Spezifikationsspeichereinheit 43 gespeicherten Spezifikationen des Eigenfahrzeugs, Positionen von Teilen des Eigenfahrzeugs, wie beispielsweise Positionen von vier Ecken und Seiten des Eigenfahrzeugs, und berechnet einen Wenderadius und eine Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs.
Die Zeitberechnungseinheit 44 berechnet die Zeit bis zur Kollision TTC am nächstgelegenen Kollisionspunkt zwischen dem Eigenfahrzeug und einem Ziel. Die Zeit bis zur Kollision TTC wird anhand der Anzahl der von der Positionsberechnungseinheit 42 berechneten Schnittpunkte berechnet. Das Rechenverfahren ist nachstehend noch näher beschrieben.
Die Steueranfrageeinheit 45 bestimmt, ob ein Kollisionsrisiko zwischen dem Eigenfahrzeug und einem Ziel besteht. Wenn bestimmt wird, dass ein Kollisionsrisiko besteht, fragt die Steueranfrageeinheit 45 eine Fahrzeugbewegungssteuerung an, um die Kollision zu vermeiden. Die Steueranfrageeinheit 45 entspricht einer Risikobestimmungseinheit. In der vorliegenden Ausführungsform fragt die Steueranfrageeinheit 45 im Ansprechen darauf, dass die von der Zeitberechnungseinheit 44 berechnete Zeit bis zur Kollision TTC gleich oder kleiner als eine vordefinierte Zeit ist, die einem Bestimmungsschwellenwert entspricht, die Fahrzeugbewegungssteuerung an, um die Kollision zwischen dem Eigenfahrzeug und dem Ziel zu vermeiden. Beispielsweise wird die vordefinierte Zeit, die als Bestimmungsschwellenwert für den Vergleich mit der Zeit bis zur Kollision TTC dient, auf 0,5 s oder 1 s (Sekunde) festgelegt, so dass die Fahrzeugbewegungssteuerung in Situationen durchgeführt wird, in denen das Eigenfahrzeug wahrscheinlich unmittelbar mit einem Ziel kollidieren wird. Anschließend berechnet die Steueranfrageeinheit 45 einen Steueranfragewert, der erforderlich ist, um die Kollision zwischen dem Eigenfahrzeug und dem Ziel zu vermeiden, hier einen Bremsanfragewert, der erforderlich ist, um das Eigenfahrzeug anzuhalten.
Die Ausgabeverarbeitungseinheit 46 gibt den von der Steueranfrageeinheit 45 berechneten Steueranfragewert, hier den Bremsanfragewert, an das In-Vehicle-LAN 60 aus. Somit ist jede Komponente der Steuer-ECU 40 wie oben beschrieben konfiguriert.
Die Bremse-ECU 50 ist als Mikrocomputer konfiguriert, mit einer zentralen Recheneinheit (CPU), einem Nur-Lese-Speicher (ROM), einem Schreib-Lese-Speicher (RAM), einer Eingabe-Ausgabe-Schnittstelle (E/A) und anderen Komponenten. Die Brems-ECU 50 steuert die Bremskraft des Eigenfahrzeugs durch Steuern eines Aktuators zum Steuern des Bremsflüssigkeitsdrucks (nicht dargestellt). So wird beispielsweise durch Steuern eines Pumpenantriebsmotors und verschiedener Steuerventile, die in einem Bremssteuerungsaktuator enthalten sind, automatisch der Radzylinderdruck erzeugt, um die gewünschte Bremskraft zu erzeugen. Dadurch kann das Eigenfahrzeug angehalten werden, bevor es mit einem Ziel kollidiert.
Das Fahrzeugbewegungssteuerungssystem der vorliegenden Ausführungsform ist wie oben beschrieben konfiguriert. Nachstehend sind die vom Fahrzeugbewegungssteuerungssystem durchgeführte Fahrzeugkollisionsbestimmung und die darauf basierende Fahrzeugbewegungssteuerung unter Bezugnahme auf das in 2 dargestellte Ablaufdiagramm des von der Steuer-ECU 40 durchgeführten Fahrzeugkollisionsvermeidungsprozesses beschrieben. Dieser Prozess erfolgt in jedem vordefinierten Steuerzyklus. In Fällen, in denen es gewünscht ist, eine Fahrzeugkollisionsbestimmung nur dann durchzuführen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als die vordefinierte Geschwindigkeit ist, wie beispielsweise 10 km/h oder niedriger, kann die Fahrzeugkollisionsbestimmung durchgeführt werden, vorausgesetzt, dass die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als die vordefinierte Geschwindigkeit als eine Auslösebedingung ist. Darüber hinaus kann dieser Prozess sowohl für die Vorwärts- als auch für die Rückwärtsfahrtrichtung des Eigenfahrzeugs durchgeführt werden. Sie kann jedoch nur für eine von ihnen durchgeführt werden.
Zunächst berechnet die Steuer-ECU 40 in Schritt S100 eine Mitreiß-Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs. Die Mitreiß-Bewegungsbahn bezieht sich auf einen Bereich, der durch eine äußere Kurvenbewegungsbahn und eine innere Kurvenbewegungsbahn des Eigenfahrzeugs begrenzt wird, d. h. eine Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs unter Berücksichtigung der Form des Eigenfahrzeugs. Insbesondere empfängt die Steuer-ECU 40 Lenkwinkelinformation über das In-Vehicle-LAN 60 und berechnet die Eigenfahrzeug-Bewegungsbahn auf der Grundlage der Form und der Abmessungen des Eigenfahrzeugs, die in der Spezifikationsspeichereinheit 43 gespeichert sind, und der Lenkwinkelinformation. Obwohl in der vorliegenden Ausführungsform die Bewegungsbahnen aller Teile des Eigenfahrzeugs, einschließlich der äußeren und inneren Kurvenbewegungsbahn, berechnet werden, sollte eine Kollision mit einem Ziel auf der Außenseite der Kurve bzw. Kurvenfahrt des Eigenfahrzeugs während eines Mitreißens berücksichtigt werden. Daher kann von den Bewegungsbahnen nur die äußere Kurvenbewegungsbahn als die Eigenfahrzeug-Bewegungsbahn berechnet werden.
Anschließend berechnet die Steuer-ECU 40 in Schritt S105 eine Bewegungsbahn des Ziels und bestimmt, ob sich die berechnete Bewegungsbahn des Ziels mit der in Schritt S100 berechneten Mitreiß-Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs schneidet. Der Fall, in dem sich die Bewegungsbahn des Ziels und die Mitreiß-Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs überschneiden, ist typischerweise der Fall, in dem sich die Bewegungsbahn des Ziels und die Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs auf der Außenseite bzw. Außenbordseite der Kurve schneiden. Daher kann in diesem Schritt festgestellt werden, ob sich die Bewegungsbahn des Ziels und die äußere Kurvenbewegungsbahn des Eigenfahrzeugs überschneiden. Wenn die Antwort JA lautet, schreitet die Steuer-ECU 40 zu Schritt S110 voran, da das Risiko einer Kollision zwischen dem Eigenfahrzeug und dem Ziel besteht. Lautet die Antwort NEIN, beendet die Steuer-ECU 40 den Prozess, da kein Kollisionsrisiko zwischen dem Eigenfahrzeug und dem Ziel besteht.
In Schritt S110 bestimmt die Steuer-ECU 40, ob es zwei Schnittpunkte zwischen der in den Schritten S100 und S105 berechneten Mitreiß-Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs, in diesem Fall der Bewegungsbahn auf der Außenbordseite der Kurve des Eigenfahrzeugs, und der Bewegungsbahn des Ziels gibt. Wenn die Antwort JA lautet, schreitet die Steuer-ECU 40 zu Schritt S115 voran. Andernfalls schreitet die Steuer-ECU 40 zu Schritt S165 voran.
In Schritt S115 und nachfolgenden Schritten führt die Steuer-ECU 40 verschiedene Prozessschritte durch, um den nächstgelegenen Kollisionspunkt zwischen dem Eigenfahrzeug und dem Ziel zu berechnen, wenn die Anzahl von Schnittpunkten zwei beträgt. Diese Prozessschritte sind unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
In Schritt S115 berechnet die Steuer-ECU 40 den nächstgelegenen Punkt A1 zum Drehzentrum des Eigenfahrzeugs V, entlang des Liniensegments, das die beiden Schnittpunkte verbindet. In Schritt S120 berechnet die Steuer-ECU 40 den Schnittpunkt A2 auf der vom Ziel Tg abgewandten Seite. Was die Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs betrifft, so wird beispielsweise, wie in 3 dargestellt, angenommen, dass die Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs V rückwärts gerichtet ist und das Ziel Tg sich in einer Richtung entlang der Seite des Eigenfahrzeugs V bewegt. In einem solchen Fall gibt es zwei Schnittpunkte der Mitreiß-Bewegungsbahn L1 und der Bewegungsbahn des Ziels L2, X1 und X2. Im Beispiel von 3 verläuft die Senkrechte zu dem Liniensegment, das die beiden Schnittpunkte X1 und X2 verbindet, durch das Drehzentrum O. Daher ist der Schnittpunkt dieser Senkrechten mit dem Liniensegment, das die Schnittpunkte X1 und X2 verbindet, der nächstgelegene Punkt A1. Der Schnittpunkt X2, der von den Schnittpunkten X1 und X2 am weitesten vom Ziel Tg entfernt ist, ist der Schnittpunkt A2.
Anschließend bestimmt die Steuer-ECU 40 in Schritt S125, ob der nächstgelegene Punkt A1 näher am Eigenfahrzeug liegt als der Schnittpunkt A2. In diesem Prozessschritt wird ermittelt, ob der nächstgelegene Punkt A1 oder der Schnittpunkt A2 näher am Eigenfahrzeug V liegt. Wenn die Antwort JA lautet, schreitet die Steuer-ECU 40 zu Schritt S130 voran und wählt den nächstgelegenen Punkt A1 als einen Punkt PA aus, der einem ersten Punkt entspricht. Wenn die Antwort NEIN lautet, schreitet die Steuer-ECU 40 zu Schritt S135 voran und wählt dann den Schnittpunkt A2 als den Punkt PA aus, der dem ersten Punkt entspricht. D. h., die Steuer-ECU 40 legt von dem nächstgelegenen Punkt A1 und dem Schnittpunkt A2 denjenigen als den Punkt PA fest, der näher am Eigenfahrzeug liegt.
Anschließend schreitet die Steuer-ECU 40 zu Schritt S140 voran und berechnet dann denjenigen der beiden Schnittpunkte X1 und X2, der näher am Ziel liegt, und legt ihn als Punkt PB fest, der einem zweiten Punkt entspricht. Im Beispiel von 3 ist der Schnittpunkt X1 der Punkt PB. Anschließend schreitet die Steuer-ECU 40 zu Schritt S145 voran und berechnet für jeden der Punkte PA und PB eine Ankunftsentfernung und eine Ankunftszeit des Ziels Tg und des Eigenfahrzeugs V. Die Ankunftsentfernung und die Ankunftszeit des Ziels Tg für jeden der Punkte PA und PB werden auf der Grundlage der von der ECU 20 bereitgestellten Erkennungsinformation berechnet.
Zum Beispiel berechnet die Steuer-ECU 40 Koordinaten des Punktes PA und des Punktes PB sowie Koordinaten des Ziels Tg relativ zu einer beliebigen Position des Eigenfahrzeugs V als Ursprung (0, 0). Die Steuer-ECU 40 kann aus den Koordinaten der Punkte PA und PB und den Koordinaten des Ziels Tg eine Entfernung des Ziels Tg zu jedem der Punkte PA und PB berechnen (im Folgenden als Ankunftsentfernung des Ziels bezeichnet). Aus der Ankunftsentfernung des Ziels Tg zu jedem der Punkte PA und PB und der Bewegungsgeschwindigkeit des Ziels Tg kann die Steuer-ECU 40 ferner die Zeit berechnen, die das Ziel Tg benötigt, um jeden der Punkte PA und PB zu erreichen (im Folgenden als Ankunftszeit des Ziels bezeichnet).
Wie in 3 dargestellt, wird eine Entfernung von dem Eigenfahrzeug V zu jedem der Punkte PA und PB (im Folgenden als Ankunftsentfernung des Eigenfahrzeugs bezeichnet) berechnet, indem ein Bogen C gezeichnet wird, der durch jeden der Punkte PA und PB verläuft, mit dem Drehzentrum des Eigenfahrzeugs V als Kreismittelpunkt, und dann die minimale Entfernung von jedem der Punkte PA und PB zum Schnittpunkt Z des Bogens C und des Eigenfahrzeugs V berechnet wird. Aus der Ankunftsentfernung des Eigenfahrzeugs zu jedem der Punkte PA und PB und der Fahrgeschwindigkeit des Eigenfahrzeugs kann die Steuer-ECU 40 ferner die Zeit berechnen, die das Eigenfahrzeug V benötigt, um jeden der Punkte PA und PB zu erreichen (im Folgenden als Ankunftszeit des Eigenfahrzeugs bezeichnet).
Anschließend schreitet die Steuer-ECU 40 zu Schritt S150 voran und berechnet dann auf der Grundlage des Ergebnisses der Berechnung in Schritt S145 den nächstgelegenen Kollisionspunkt, an dem das Eigenfahrzeug V und das Ziel Tg am frühesten kollidieren, durch lineare Annäherung, und berechnet eine Zeit bis zur Kollision TTC, die eine minimale Zeit bis zur Kollision ist, die sowohl das Eigenfahrzeug V als auch das Ziel Tg benötigen, um den nächstgelegenen Kollisionspunkt zu erreichen und miteinander zu kollidieren.
Wie in 4 dargestellt, zeigt die horizontale Achse die Entfernung vom Eigenfahrzeug V, und die vertikale Achse zeigt die Zeit, die die Ankunftszeit des Eigenfahrzeugs und die Zeit bis zur Kollision mit dem Ziel darstellt. Die Ankunftszeit des Eigenfahrzeugs und die Zeit bis zur Kollision mit dem Ziel werden gegen jeden der Punkte PA und PB aufgetragen bzw. geplottet. Dann werden das Liniensegment La, das die Ankunftszeiten des Ziels verbindet, die gegen die Punkte PA und PB geplottet werden, und das Liniensegment Lb, das die Ankunftszeiten des Eigenfahrzeugs verbindet, die gegen die Punkte PA und PB geplottet werden, erfasst. Diese Liniensegmente entsprechen jeweils einem Liniensegment, das die Beziehung zwischen der Ankunftsentfernung des Ziels und der Ankunftszeit des Ziels darstellt, und einem Liniensegment, das die Beziehung zwischen der Ankunftszeit des Eigenfahrzeugs und der Ankunftszeit des Eigenfahrzeugs darstellt. Anschließend wird ein Schnittpunkt dieser Liniensegmente La und Lb berechnet. Die horizontale Achsenkoordinate dieses Schnittpunkts stellt den nächstgelegenen Kollisionspunkt dar, und die vertikale Achsenkoordinate dieses Schnittpunkts ist die Zeit bis zur Kollision TTC. Der nächstgelegene Kollisionspunkt stellt eine bestimmte Position zwischen den Punkten PA und PB auf der Bewegungsbahn des Ziels dar. Die Zeit bis zur Kollision TTC am Schnittpunkt des Liniensegments La und des Liniensegments Lb stellt die Zeit dar, die sowohl das Ziel Tg als auch das Eigenfahrzeug V benötigen, um den nächstgelegenen Kollisionspunkt zu erreichen.
Auf diese Weise kann die Zeit bis zur Kollision TTC, d. h. die minimale Zeit bis zur Kollision, genau berechnet werden, indem nicht nur die Fahrgeschwindigkeit und die Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs V, sondern auch die Geschwindigkeit und die Bewegungsrichtung des Ziels Tg berücksichtigt werden.
Anschließend schreitet die Steuer-ECU 40 zu Schritt S155 voran und bestimmt, ob die Zeit bis zur Kollision TTC kleiner als eine vordefinierte Zeitspanne als ein Bestimmungsschwellenwert ist. Der Bestimmungsschwellenwert ist ein vordefinierter Wert, der unter Berücksichtigung der Reaktionsgeschwindigkeit des Fahrers und der Zeit, die das Eigenfahrzeug benötigt, um eine Kollision zu vermeiden, festgelegt wird, wie beispielsweise 0,5 oder 1 s (Sekunde), wie oben beschrieben. Ist die Antwort NEIN, beendet die Steuer-ECU 40 den Prozess. Wenn die Antwort JA ist, schreitet die Steuer-ECU 40 zu Schritt S160 voran und gibt einen Steueranfragewert aus und beendet dann den Prozess. Insbesondere berechnet die Steueranfrageeinheit 45 den Steueranfragewert, der erforderlich ist, um das Eigenfahrzeug zu veranlassen, eine Kollision mit dem Ziel innerhalb der vordefinierten Zeitspanne zu vermeiden, hier den Bremsanfragewert, der erforderlich ist, um die Bewegung des Eigenfahrzeugs V zu stoppen, und gibt den Bremsanfragewert von der Ausgabeverarbeitungseinheit 46 an das In-Vehicle-LAN 60 aus. Im Ansprechen darauf, dass die Brems-ECU 50 Information über diesen Bremsanfragewert vom In-Vehicle-LAN 60 empfängt, steuert die Brems-ECU 50 den Aktuator zum Steuern des Bremsflüssigkeitsdrucks, um Bremskraft zu erzeugen, wodurch das Eigenfahrzeug vor der Kollision mit dem Ziel Tg zum Stillstand gebracht wird. Auf diese Weise wird die Kollision zwischen dem Eigenfahrzeug V und dem Ziel Tg vermieden.
Lautet die Antwort in Schritt S110 NEIN, schreitet die Steuer-ECU 40 zu Schritt S165 voran. In Schritt S165 und den folgenden Schritten führt die Steuer-ECU 40 verschiedene Prozessschritte durch, um den nächstgelegenen Kollisionspunkt zwischen dem Eigenfahrzeug V und dem Ziel Tg zu berechnen, beispielsweise in Fällen, in denen es nur einen Schnittpunkt gibt.
In Schritt S165 bestimmt die Steuer-ECU 40, ob die Seite des Eigenfahrzeugs V die Bewegungsbahn des Ziels schneidet. Wenn die Antwort JA ist, schreitet die Steuer-ECU 40 zu Schritt S170 und nachfolgenden Schritten voran, um verschiedene Prozessschritte durchzuführen, um den nächstgelegenen Kollisionspunkt zwischen der Seite des Eigenfahrzeugs V und dem Ziel Tg in einem Fall zu berechnen, in dem die Seite des Eigenfahrzeugs V wahrscheinlich mit dem Ziel Tg kollidieren wird. Dieser Prozessschritt ist nachstehend unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Zunächst berechnet die Steuer-ECU 40 in Schritt S170 den Schnittpunkt zwischen der Seite des Eigenfahrzeugs V und der Bewegungsbahn des Ziels und legt ihn als den Punkt PA fest, der dem ersten Punkt entspricht. Wie in 5 dargestellt, wird unter der Annahme, dass die Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs V rückwärts gerichtet ist und sich das Ziel Tg in der rechts-rückwärts gerichteten Richtung befindet und die Bewegungsbahn des Ziels Tg in Richtung des Eigenfahrzeugs V verläuft, der Schnittpunkt der Bewegungsbahn des Ziels Tg und der rechten Seite des Eigenfahrzeugs V zum Punkt PA. Dieser Punkt PA stellt die nächstgelegene Position auf der Bewegungsbahn des Ziels Tg mit dem geringsten Abstand bzw. der minimalen Entfernung von der Seite des Eigenfahrzeugs V zum Ziel Tg dar. Anschließend schreitet die Steuer-ECU 40 zu Schritt S175 voran und berechnet den Schnittpunkt zwischen der Mitreiß-Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs, in diesem Fall der äußeren Kurvenbewegungsbahn des Eigenfahrzeugs, und der Bewegungsbahn des Ziels. Dieser Schnittpunkt wird als der Punkt PB festgelegt, der dem zweiten Punkt entspricht.
Anschließend schreitet die Steuer-ECU 40 zu Schritt S180 voran und berechnet für jeden der Punkte PA und PB die Ankunftsentfernung und die Ankunftszeit des Ziels Tg und des Eigenfahrzeugs V. Das Verfahren zum Berechnen der Ankunftsentfernung und der Ankunftszeit wird in diesem Fall, wie im oben beschriebenen Schritt S145, auf der Grundlage der von der ECU 20 bereitgestellten Erkennungsinformation durchgeführt. D. h., ein Bogen C, der durch jeden der Punkte PA und PB verläuft, wird mit dem Drehzentrum des Eigenfahrzeugs V als Kreismittelpunkt gezeichnet, und dann wird die minimale Entfernung zum Schnittpunkt des Bogens und des Eigenfahrzeugs V als die Ankunftsentfernung des Eigenfahrzeugs berechnet. Da der Punkt PA einen Punkt auf der Seite des Eigenfahrzeugs V anzeigt, kann die Ankunftsentfernung auf Null gesetzt werden. Die Steuer-ECU 40 berechnet, als die Ankunftszeit des Eigenfahrzeugs V, die Zeit, die das Eigenfahrzeug V benötigt, um jeden der Punkte PA und PB zu erreichen, basierend auf der Ankunftsentfernung und der Fahrgeschwindigkeit des Eigenfahrzeugs. Anschließend führt die Steuer-ECU 40 die gleichen Prozessschritte wie in Schritt S150 und den nachfolgenden Schritten durch und beendet den Prozess.
Wenn die Antwort in Schritt S165 NEIN lautet, schreitet die Steuer-ECU 40 zu Schritt S185 und den nachfolgenden Schritten voran, in denen die Steuer-ECU 40 verschiedene Prozessschritte durchführt, um den nächstgelegenen Kollisionspunkt zwischen dem Eigenfahrzeug V und dem Ziel Tg zu berechnen, in einem Fall, in dem sich das Ziel Tg innerhalb des Bereichs der Mitreiß-Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs V befindet. Dieser Prozessschritt ist nachstehend unter Bezugnahme auf 6 beschrieben.
Zunächst bestimmt die Steuer-ECU 40 in Schritt S185, ob die Position des Ziels innerhalb der Mitreiß-Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs V liegt, d. h. innerhalb des Bereichs, der durch die äußere und die innere Kurvenbewegungsbahn des Eigenfahrzeugs begrenzt wird. Wie in 6 dargestellt, lautet die Antwort in Schritt S185 JA, wenn man davon ausgeht, dass die Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs V rückwärts gerichtet ist und sich das Ziel Tg hinter oder neben dem Eigenfahrzeug V befindet. Wenn die Antwort JA ist, schreitet die Steuer-ECU 40 zu Schritt S190 voran und berechnet dann die aktuelle Position des Ziels Tg und setzt sie als den Punkt PA, der dem ersten Punkt entspricht. Anschließend schreitet die Steuer-ECU 40 zu Schritt S195 voran und berechnet den Schnittpunkt zwischen der Mitreiß-Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs und der Bewegungsbahn des Ziels, und setzt diesen Schnittpunkt als den Punkt PB, der dem zweiten Punkt entspricht. Befindet sich beispielsweise, wie in 6 dargestellt, die Zielposition bereits innerhalb des Bereichs der Mitreiß-Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs, und wird sich das Ziel Tg von innerhalb des Bereichs nach außerhalb des Bereichs bewegen, wird die aktuelle Position als der Punkt PA festgelegt. Der Schnittpunkt der Bewegungsbahn des Ziels Tg und der äußeren Kurvenbewegungsbahn des Eigenfahrzeugs V wird als der Punkt PB festgelegt.
Anschließend schreitet die Steuer-ECU 40 zu Schritt S200 voran und berechnet für jeden der Punkte PA und PB die Ankunftsentfernung und die Ankunftszeit des Ziels Tg und des Eigenfahrzeugs V. Das Verfahren zum Berechnen der Ankunftsentfernung und der Ankunftszeit wird in diesem Fall, wie im oben beschriebenen Schritt S145, auf der Grundlage der von der ECU 20 bereitgestellten Erkennungsinformation durchgeführt. D. h., ein Bogen C, der durch jeden der Punkte PA und PB verläuft, wird mit dem Drehzentrum des Eigenfahrzeugs V als Kreismittelpunkt gezeichnet, und dann wird die minimale Entfernung zum Schnittpunkt des Bogens und des Eigenfahrzeugs V als die Ankunftsentfernung des Eigenfahrzeugs berechnet. Die aktuelle Position des Eigenfahrzeugs V kann auf einen Punkt auf der Seite des Eigenfahrzeugs V gesetzt werden, und die Ankunftsentfernung kann auf Null gesetzt werden. Die Steuer-ECU 40 berechnet, als die Ankunftszeit des Eigenfahrzeugs V, die Zeit, die das Eigenfahrzeug V benötigt, um jeden der Punkte PA und PB zu erreichen, basierend auf der Ankunftsentfernung und der Fahrzeuggeschwindigkeit des Eigenfahrzeugs. Anschließend führt die Steuer-ECU 40 die gleichen Prozessschritte wie in Schritt S150 und den nachfolgenden Schritten durch und beendet den Prozess.
Wie oben beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform die Zeit bis zur Kollision TTC, d. h. die minimale Zeit, in der eine Kollision auftreten kann, unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit und der Richtung des sich bewegenden Objekts, das als das Ziel Tg dient, zusätzlich zur Fahrgeschwindigkeit und der Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs V berechnet. Auf diese Weise lässt sich die Zeit bis zur Kollision TTC genau bestimmen und damit das Risiko einer Kollision zwischen dem Eigenfahrzeug V und dem sich bewegenden Objekt genauer ermitteln.
Daher ist es möglich, einen Prozess ansprechend auf das Risiko einer Kollision beispielsweise in der vorliegenden Ausführungsform durchzuführen, um eine Bremskraft per Bremssteuerung durch die Brems-ECU 50 zu erzeugen und dadurch eine Bewegung des Eigenfahrzeugs V zu stoppen, bevor es mit dem sich bewegenden Objekt kollidiert. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung eines Warngeräts, das den Fahrer auf die Gefahr eines Zusammenstoßes hinweist, eine genaue Benachrichtigung des Fahrers über die Gefahr eines Zusammenstoßes, auch wenn dies nicht dargestellt ist.
Darüber hinaus ist es möglich, ein Ziel Tg mit einem Kollisionsrisiko in einer Situation zu erfassen, in der es während einer Kurvenfahrt des Eigenfahrzeugs V zu einem Mitreißen kommen kann, und die Zeit bis zur Kollision TTC zwischen dem Eigenfahrzeug V und dem Ziel Tg zu berechnen. Dies ermöglicht eine Fahrzeugbewegungssteuerung, um eine Kollision des Eigenfahrzeugs V mit einem sich bewegenden Objekt, dem Ziel Tg, in einer Situation zu vermeiden, in der es zu einem Mitreißen kommen kann.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs V rückwärts gerichtet. In einer alternativen Ausführungsform kann die Fahrtrichtung des Eigenfahrzeugs V vorwärts gerichtet sein.
(Weitere Ausführungsformen)
Obgleich die vorliegende Offenbarung vorstehend in Verbindung mit ihren Ausführungsformen beschrieben ist, ist sie nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst ebenso verschiedene Varianten und Variationen in gleichem Umfang. Darüber hinaus fallen verschiedene Kombinationen und Formen sowie andere Kombinationen und Formen, die nur ein Element, mehr als das oder weniger als das hiervon beinhalten, ebenso in den Umfang und die Idee der vorliegenden Offenbarung.
D. h., die Zeit bis zur Kollision TTC, d. h. die Zeit, die ein sich bewegendes Objekt benötigt, um eine Kollisionsposition zu erreichen, in der es wahrscheinlich mit dem Eigenfahrzeug kollidieren wird, wird berechnet, indem zumindest die Position, die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit des sich bewegenden Objekts berücksichtigt werden. Das Kollisionsrisiko kann anhand der Zeit bis zur Kollision TTC bestimmt werden. Insbesondere wird auf der Grundlage der Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs und der Position, der Richtung und der Geschwindigkeit des sich bewegenden Objekts als Ziel die Kollisionsposition berechnet, an der das sich bewegende Objekt wahrscheinlich mit dem Eigenfahrzeug kollidieren wird, sowie die Zeit bis zur Kollision TTC, d. h. die Zeit, die das sich bewegende Objekt benötigt, um die Kollisionsposition zu erreichen, an der es wahrscheinlich mit dem Eigenfahrzeug kollidieren wird. Wenn die Zeit bis zur Kollision TTC, d. h. die Zeit, die das sich bewegende Objekt benötigt, um die Kollisionsposition zu erreichen, an der es wahrscheinlich mit dem Eigenfahrzeug kollidieren wird, innerhalb einer vordefinierten Zeitdauer liegt, kann bestimmt werden, dass ein Kollisionsrisiko besteht.
Die Kollisionsposition, an der das sich bewegende Objekt wahrscheinlich mit dem Eigenfahrzeug kollidieren wird, entspricht nicht unbedingt dem in der ersten Ausführungsform beschriebenen nächstgelegenen Kollisionspunkt, da die Geschwindigkeit des Eigenfahrzeugs nicht berücksichtigt wird. Da jedoch zumindest die Position, die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit des sich bewegenden Objekts berücksichtigt werden, handelt es sich immer noch um eine Kollisionsposition, an der eine Kollision wahrscheinlich ist, auch wenn es sich nicht um den nächstgelegenen Kollisionspunkt handelt. Der Teil, der die Kollisionsposition berechnet, an der das sich bewegende Objekt wahrscheinlich mit dem Eigenfahrzeug kollidieren wird, entspricht der Positionsberechnungseinheit. Daher berechnet die Positionsberechnungseinheit 42 der oben beschriebenen ersten Ausführungsform hauptsächlich den Schnittpunkt zwischen der Mitreiß-Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs und der Bewegungsbahn des sich bewegenden Objekts als die Kollisionsposition, an der das sich bewegende Objekt und das Eigenfahrzeug wahrscheinlich kollidieren werden, wobei diese Position auch eine Position verschieden von dem Schnittpunkt sein kann. Beispielsweise wird in der ersten Ausführungsform gemäß einem Beispiel eine Position verschieden von dem Schnittpunkt, wie beispielsweise die aktuelle Position des Ziels, ebenso aufgeführt. D. h., dass verschiedene Positionen auf der Mitreiß-Bewegungsbahn eine Kollisionsposition sein können, an der das sich bewegende Objekt wahrscheinlich mit dem Eigenfahrzeug kollidieren wird.
Vorzugsweise wird auch die Zeit berechnet, die das Eigenfahrzeug benötigt, um die Kollisionsposition zu erreichen, an der es wahrscheinlich mit dem sich bewegenden Objekt kollidieren wird, und wenn diese Zeit innerhalb einer vordefinierten Zeitdauer liegt, kann bestimmt werden, dass ein Kollisionsrisiko besteht. Obwohl die Zeit bis zur Kollision TTC nicht auf einen solchen Fall beschränkt ist, in dem, wie in der ersten Ausführungsform, die Zeit bis zur Kollision TTC unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit des Eigenfahrzeugs und der Position, der Bewegungsrichtung und der Bewegungsgeschwindigkeit des sich bewegenden Objekts berechnet wird, kann die Zeit bis zur Kollision TTC, d. h. die Zeit, die das Eigenfahrzeug benötigt, um mit dem sich bewegenden Objekt an der aktuellen Position zu kollidieren, auch unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit des Eigenfahrzeugs berechnet werden. Wenn beispielsweise die aktuelle Position des sich bewegenden Objekts die Kollisionsposition ist, an der das Eigenfahrzeug wahrscheinlich mit dem sich bewegenden Objekt kollidieren wird, wird die Zeit, die das Eigenfahrzeug benötigt, um die aktuelle Position des sich bewegenden Objekts zu erreichen, auf der Grundlage der Geschwindigkeit des Eigenfahrzeugs berechnet. Wenn die Zeit, die das Eigenfahrzeug benötigt, um die aktuelle Position des sich bewegenden Objekts zu erreichen, kürzer ist als eine vordefinierte Zeitdauer, wird bestimmt, dass ein Kollisionsrisiko besteht. Auf diese Weise kann das Kollisionsrisiko bestimmt werden, indem neben der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des sich bewegenden Objekts auch die Geschwindigkeit des Eigenfahrzeugs berücksichtigt wird.
Eine Berechnung, wie in der ersten Ausführungsform, der Zeit bis zur Kollision TTC unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit des Eigenfahrzeugs und der Geschwindigkeit des Ziels ermöglicht eine genauere Berechnung der minimalen Zeit, die für eine Kollision erforderlich ist, was zu einer genaueren Bestimmung des Kollisionsrisikos führt.
In der obigen ersten Ausführungsform ist der nächstgelegene Kollisionspunkt eine Kollisionsposition, an der eine Kollision wahrscheinlich ist, die unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit und der Bewegungsbahn des Eigenfahrzeugs und der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des sich bewegenden Objekts berechnet wird, und die Zeit bis zur Kollision TTC ist die Zeit, die sowohl das Eigenfahrzeug als auch das sich bewegende Objekt benötigen, um den nächstgelegenen Kollisionspunkt zu erreichen. In Fällen, in denen die Kollisionsposition, an der eine Kollision wahrscheinlich ist und die unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit und der Bewegungsrichtung des sich bewegenden Objekts, aber ohne Berücksichtigung der Geschwindigkeit des Eigenfahrzeugs berechnet wird, eine Position verschieden von dem nächstgelegenen Kollisionspunkt sein kann, kann jede Position in einem Überlappungsbereich der Mitreiß-Bewegungsbahn L1 und der Bewegungsbahn L2 des Ziels die Kollisionsposition sein, an der eine Kollision wahrscheinlich ist. Dazu gehört zum Beispiel ein Schnittpunkt zwischen der äußeren Kurvenbewegungsbahn der Mitreiß-Bewegungsbahn L1 und der Bewegungsbahn L2 des Ziels oder ein Schnittpunkt zwischen dem Eigenfahrzeug und der Bewegungsbahn L2 des Ziels. In einem solchen Fall kann die Zeit bis zur Kollision TTC die Zeit sein, die nur das Eigenfahrzeug oder das Ziel benötigt, um die Kollisionsposition zu erreichen, an der eine Kollision wahrscheinlich ist.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen können die Steuereinheit und das entsprechende Verfahren, die in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, durch einen speziellen Computer mit einem Prozessor und einem Speicher implementiert sein, programmiert, um eine oder mehrere durch Computerprogramme verkörperte Funktionen auszuführen. Alternativ können die Steuereinheit und das entsprechende Verfahren, die in der vorliegenden Offenbarung beschrieben sind, durch einen speziellen Computer mit einem aus einer oder mehreren speziellen Hardware-Logikschaltungen gebildeten Prozessor implementiert sein, oder sie können durch einen oder mehrere spezielle Computer mit einer Kombination aus einem Prozessor und einem Speicher, programmiert, um eine oder mehrere Funktionen auszuführen, und einem Prozessor, der aus einer oder mehreren speziellen Hardware-Logikschaltungen gebildet ist, implementiert sein. Die Computerprogramme können als von einem Computer auszuführende Befehle auf einem nichtflüchtigen, materiellen, computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2019157185 A [0001]

Claims

Fahrzeugkollisionsbestimmungsvorrichtung zum Bestimmen eines Risikos einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem sich bewegenden Objekt als ein Hindernis während einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs, aufweisend: - eine Positionsberechnungseinheit (42), die konfiguriert ist, um eine Bewegungsbahn (L2) eines Ziels zu berechnen, die eine Bewegungsbahn (L2) des sich bewegenden Objekts als das Ziel ist, eine Mitreiß-Bewegungsbahn (L1) des Fahrzeugs zu berechnen, die eine Bewegungsbahn des Fahrzeugs während der Kurvenfahrt ist, und eine Kollisionsposition, an der eine Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel wahrscheinlich ist, auf der Grundlage der Bewegungsbahn des Ziels und der Mitreiß-Bewegungsbahn des Fahrzeugs zu berechnen; - eine Zeitberechnungseinheit (43), die konfiguriert ist, um eine Zeit bis zur Kollision (TTC), die eine Zeit ist, die das Ziel benötigt, um die Kollisionsposition zu erreichen, auf der Grundlage einer Bewegungsgeschwindigkeit des Ziels zu berechnen; und - eine Risikobestimmungseinheit (45), die konfiguriert ist, um im Ansprechen darauf, dass die Zeit bis zur Kollision gleich oder kleiner als ein vordefinierter Bestimmungsschwellenwert ist, zu bestimmen, dass ein Kollisionsrisiko zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel besteht.
Fahrzeugkollisionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Positionsberechnungseinheit konfiguriert ist, um die Kollisionsposition als eine Position zu berechnen, an der sich die Bewegungsbahn des Ziels und die Mitreiß-Bewegungsbahn des Fahrzeugs überschneiden.
Fahrzeugkollisionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Positionsberechnungseinheit konfiguriert ist, um die Kollisionsposition, an der eine Kollision wahrscheinlich ist, als einen Schnittpunkt zu berechnen, an dem sich die Bewegungsbahn des Ziels mit einer äußeren Kurvenbewegungsbahn des Fahrzeugs, die zu der Mitreiß-Bewegungsbahn des Fahrzeugs gehört, schneidet.
Fahrzeugkollisionsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei - die Zeitberechnungseinheit ferner konfiguriert ist, um eine Zeit, die das Fahrzeug benötigt, um die Kollisionsposition zu erreichen, als eine Zeit bis zur Kollision zu berechnen; und - die Risikobestimmungseinheit ferner konfiguriert ist, um im Ansprechen darauf, dass die Zeit bis zur Kollision, die das Fahrzeug benötigt, um die Kollisionsposition zu erreichen, gleich oder kleiner als der Bestimmungsschwellenwert ist, zu bestimmen, dass ein Kollisionsrisiko zwischen dem Fahrzeug und dem Ziel besteht.
Fahrzeugkollisionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei - die Positionsberechnungseinheit konfiguriert ist, um einen ersten Punkt (PA) und einen zweiten Punkt (PB) aus der Mitreiß-Bewegungsbahn des Fahrzeugs und der Bewegungsbahn des Ziels zu berechnen und einen nächstgelegenen Kollisionspunkt zu berechnen, der ein Schnittpunkt ist, an dem ein Liniensegment (La), das eine Beziehung zwischen einer Ankunftsentfernung und einer Ankunftszeit des Ziels für jeden des ersten Punkts und des zweiten Punkts darstellt, und ein Liniensegment (Lb), das eine Beziehung zwischen einer Ankunftsentfernung und einer Ankunftszeit des Fahrzeugs für jeden des ersten Punkts und des zweiten Punkts darstellt, sich als die Position der Kollision schneiden, wobei die Ankunftsentfernung des Ziels für jeden des ersten Punkts und des zweiten Punkts eine von dem Ziel zurückgelegte Entfernung zu jedem des ersten Punkts und des zweiten Punkts ist, die Ankunftszeit des Ziels für jeden des ersten Punkts und des zweiten Punkts eine Zeit ist, die das Ziel benötigt, um jeden des ersten Punkts und des zweiten Punkts zu erreichen, berechnet aus einer Bewegungsgeschwindigkeit des Ziels, die Ankunftsentfernung des Fahrzeugs für jeden des ersten Punkts und des zweiten Punkts eine von dem Fahrzeug zurückgelegte Entfernung zu jedem des ersten Punkts und des zweiten Punkts ist, und die Ankunftszeit des Fahrzeugs für jeden des ersten Punkts und des zweiten Punkts eine Zeit ist, die das Fahrzeug benötigt, um jeden des ersten Punkts und des zweiten Punkts zu erreichen, berechnet aus einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs; und - die Zeitberechnungseinheit konfiguriert ist, um eine Zeit, die sowohl das Ziel als auch das Fahrzeug benötigen, um den nächstgelegenen Kollisionspunkt zu erreichen, als die Zeit bis zur Kollision zu berechnen.
Fahrzeugkollisionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Positionsberechnungseinheit konfiguriert ist, um im Ansprechen darauf, dass es zwei Schnittpunkte (X1, X2) gibt, an denen sich die Bewegungsbahn des Ziels mit einer äußeren Kurvenbewegungsbahn des Fahrzeugs, die zu der Mitreiß-Bewegungsbahn des Fahrzeugs gehört, schneidet, den ersten Punkt entweder auf einen nächstgelegenen Punkt (A1) zu einem Drehzentrum des Fahrzeugs entlang eines Liniensegments, das die beiden Schnittpunkte verbindet, oder auf den Schnittpunkt (X2) zu setzen, der unter den beiden Schnittpunkten weiter von einer aktuellen Position des Ziels entfernt ist, je nachdem, welcher näher an der aktuellen Position des Ziels liegt, und den zweiten Punkt auf den Schnittpunkt (X1) zu setzen, der unter den beiden Schnittpunkten näher an der aktuellen Position des Ziels liegt.
Fahrzeugkollisionsbestimmungsvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Positionsberechnungseinheit konfiguriert ist, um im Ansprechen darauf, dass es nur einen Schnittpunkt zwischen der Bewegungsbahn des Ziels und einer äußeren Kurvenbewegungsbahn des Fahrzeugs gibt, die zu der Mitreiß-Bewegungsbahn des Fahrzeugs gehört, und dass es einen Schnittpunkt zwischen der Bewegungsbahn des Ziels und einer Seite des Fahrzeugs gibt, den ersten Punkt auf den Schnittpunkt zwischen der Bewegungsbahn des Ziels und der Seite des Fahrzeugs zu setzen, und den zweiten Punkt auf den Schnittpunkt zwischen der Bewegungsbahn des Ziels und der äußeren Kurvenbewegungsbahn des Fahrzeugs zu setzen.
Fahrzeugkollisionsbestimmungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Positionsberechnungseinheit konfiguriert ist, um im Ansprechen darauf, dass es nur einen Schnittpunkt zwischen der Bewegungsbahn des Ziels und einer äußeren Kurvenbewegungsbahn des Fahrzeugs gibt, die zu der Mitreiß-Bewegungsbahn des Fahrzeugs gehört, und eine aktuelle Position des Ziels innerhalb eines Bereichs der Mitreiß-Bewegungsbahn des Fahrzeugs liegt, den ersten Punkt auf die aktuelle Position des Ziels zu setzen und den zweiten Punkt auf den Schnittpunkt zwischen der Bewegungsbahn des Ziels und der äußeren Kurvenbewegungsbahn des Fahrzeugs zu setzen.