DE60106899T2 - Verfahren zur Vermeidung und Verringerung von Kollisionen - Google Patents

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Description

  • Technisches Umfeld
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermeiden und Abschwächen von Zusammenstößen zwischen Fahrzeugen und anderen Objekten. Insbesondere konzentriert sich das Verfahren auf die Vorhersage der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion für besagte Fahrzeuge und Objekte.
  • Technischer Hintergrund
  • Es wurden mehrere Verfahren entwickelt, um Zusammenstöße zu vermeiden, die Sensoren benutzen, um Werte wie Abstand, Geschwindigkeit und Richtung von Objekten und Fahrzeugen zu erlangen.
  • Die US 4,623,966 offenbart eine Vorrichtung zur Kollisionsvermeidung bei Seefahrzeugen. Diese Vorrichtung beinhaltet Sensoren, die Werte zur Verfügung stellen, die ein Maß für die Position und Geschwindigkeit von anderen Fahrzeugen bezüglich eines ersten Fahrzeugs sind. Diese Signale werden benutzt, um auf eine festgelegte Art und Weise Manöver des ersten Fahrzeugs einzuleiten, die Kollisionen mit anderen Fahrzeugen vermeiden. Das Risiko einer Kollision wird durch Messungen wie den nächsten Vorbeifahrpunkt, vorhergesagten Kollisionspunkt und vorhergesagte Gefahrenzonen bewertet.
  • Radar und Laser werden in der Erfindung, die in US 5,472,214 behandelt wird, benutzt, um Objekte in einem gewissen Umfeld des Fahrzeugs, das mit der Einrichtung zur Vermeidung von Zusammenstößen ausgestattet ist, zu entdecken. Der Kalman-Filter wird benutzt, um relative zukünftige Positionen des Fahrzeugs abzuschätzen. Ein Gebiet der maximalen Gefahr wird definiert und die Anwesenheit eines Objekts in dieser Region führt zu einem Alarmsignal. Die Erfindung konzentriert sich ferner auf den Aufbau der Sensoren.
  • Ein ähnliches System ist in der US 5,596,332 offenbart. Der Kalman-Filter wird benutzt, um zukünftige wahrscheinliche Positionen von Flugzeugen vorherzusagen. Wenn die zukünftige wahrscheinliche Position (ein Raumbereich) eines Flugzeugs zu einer gewissen Zeit mit der zukünftigen wahrscheinlichen Position eines anderen Flugzeugs zur selben Zeit überlappt, wird ein Alarmsignal ausgegeben. GPS wird benutzt, um die Koordinaten der Flugzeuge bezüglich der Erde zu bestimmen.
  • US 6,026,347 offenbart ein Verfahren für den Gebrauch in Fahrzeugen, um Zusammenstöße mit Hindernissen zu vermeiden. Das Verfahren bezieht sich auf das automatisierte Fahren von Fahrzeugen in dieselbe Richtung auf zwei oder mehr Spuren. Jedes Fahrzeug besitzt einen Prozessor, der mit dem Brems-, Lenk- und Motorenmanagementsystem verbunden ist, das von anderen Fahrzeugen Befehle zum Bremsen, Beschleunigen oder Spurwechseln annehmen kann. Die Erfindung handelt hauptsächlich davon, wie die Koordination von Manövern zwi schen mehreren Fahrzeugen während Ausweichmanövern bewerkstelligt werden soll.
  • In der US 6,085,151 ist ein System zum Erkennen von Kollisionen offenbart, bei dem die Wahrscheinlichkeit der Bedrohung und die Art der Bedrohung berechnet werden und dieses Resultat benutzt wird, um eine angemessene Handlung durchzuführen, wie Gurtvorspannung, Vorbereiten und Aufblähen des Airbags und Bremsen. Das Hauptaugenmerk des Patents ist also die Vorbereitung des Fahrzeugs auf eine Kollision, um die Sicherheit zu steigern. Einzelne Ziele werden durch Clusteranalyse identifiziert und in einem kartesischen Koordinatensystem unter Benutzung eines Kalman-Filters aufgetragen.
  • Nach einem Zeitschriftenartikel von Jocoy et al, "Adapting radar and tracking technology to an on-board automotive collision warning system", in: The AIAA/IEEE/SAE Digital Avionics systems Conference, 1998, Vol. 2, pp I24-1 – I24-8, machen Zusammenstöße an Kreuzungen ungefähr 26% aller Unfälle in den Vereinigten Staaten aus. Es wird derzeit ein System entwickelt, das aus einer einzigen Radaranordnung besteht und das den Fahrzeugverkehr entlang sich nähernder Fahrspuren überwachen wird. Eine Metrik der Lückenzeit, die auf der vorhergesagten Ankunftszeit an der Kreuzung beruht; wird benutzt, um den Fahrer zu warnen. Das Maß, das benutzt wird um Gefahren zu erkennen, wird vorhergesagt genauso wie die Zeit bis zur Kreuzung und aus dieser heraus.
  • In einem Artikel von Attouche et al, "A prediction system based on vehicle sensor data in automated highway", In: 2000 IEEE Intelligent Transportation Systems, Conference Proceedings, 1–3 Oct. 2000, pp 494–499 wird ein Vorhersagesystem beschrieben, das die Einschätzung der Risiken des Zusammenstoßes und des Abkoppelns bei einer automatisierten Steuerung von LKW-Kolonnen auf Autobahnen erlaubt. Das System wird verwendet um LKW s, die über lange Strecken in die gleiche Richtung fahren, zu verdichten und beinhaltet ein Abstandssignal zwischen den LKW s, das von einem Dreifachmessinstrument stammt: Einem Laserentfernungsmesser, einer eingebauten Kamera und einem "theoretischen Beobachter", der auf einem System von Bewegungsgleichungen basiert.
  • Ein Zeitschriftenartikel von Seki et al., "Collision avoidance system for vehicles applying model predictive control theory", In: 1999 IEEE/IEEJ/JSAI International Conference on Intelligent Transportation Systems, pp 453–458, beschreibt ein ähnliches System zur Vermeidung von Zusammenstößen bei Fahrzeugen oder Objekten, die sich in dieselbe Richtung bewegen, wobei das Fahrzeug mit einem System zur Vermeidung von Zusammenstößen ausgestattet ist. Es wird hauptsächlich behandelt, wie die Bremskraft zu steuern ist, wenn ein Zielhaltepunkt gegeben ist, der aus einem Bremsweg mit einer sicheren Bremsrate zuzüglich einer extra Wegstrecke berechnet.
  • Alle oben beschriebenen Systeme zur Vermeidung von Zusammenstößen und Verfahren, die dem Stand der Technik entsprechen, sind entweder von einem externen Signalgeber abhängig, z.B. GPS-Satellitenkommunikation, oder Kommunikation zwischen Fahrzeugen, die mit Systemen zur Vermeidung von Zusammenstößen ausgestattet sind, oder sie haben ein zu häufiges Alarmsignal zur Folge, wenn sie in ein Automobil eingebaut werden. Alle Systeme oder Methoden die Stand der Technik sind, haben Schwierigkeiten damit, Situationen zu meistern, wie z.B. ein Fahrzeug begegnet einem anderen Fahrzeug, das in die entgegengesetzte Richtung auf einer zweispurigen Straße fährt. Wenn ein System zur Vermeidung von Zusammenstößen oder ein Verfahren jedes Mal ein Alarmsignal geben würde, wenn das Fahrzeug, das mit solch einem System ausgestattet ist, einem anderen Fahrzeug begegnet, so wäre dies eine Belästigung des Fahrers und könnte dazu führen, dass der Fahrer die Funktion zur Verhinderung von Zusammenstößen abschaltet und sie überhaupt nicht benutzt.
  • Die US 5,613,039 behandelt ein Verfahren und ein Gerät zur Vermeidung von Fahrzeugzusammenstößen und Abschwächung von Zusammenstößen, das die Schritte der Vorhersage der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion für die Position eines Fahrzeugs und die Vorhersage der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion für die Position mindestens eines weiteren Objektes umfasst.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Vermeiden von Zusammenstößen zur Verfügung zu stellen, das in der Lage ist, Situation wie oben beschrieben bei einer geringen Rate von Fehlalarmen zu bewältigen. Eine weiterer Aufgabe ist, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, um Zusammenstöße abzuschwächen, falls sie unvermeidbar sind. Eine weitere Aufgabe ist ein Verfahren zur Vermeidung von Zusammenstößen zur Verfügung zu stellen, das unabhängig von externen Signalgebern ist.
  • Diese Aufgaben werden in der Art und Weise erreicht, wie sie in den beigefügten Ansprüchen niederlegt sind.
  • Das erfinderische Verfahren weist den Schritt der Vorhersage der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion für die Position eines Fahrzeugs zu mehreren zukünftigen Ereignissen auf. Die aktuelle Geschwindigkeit, die Geschwindigkeitsänderung, die Position, die Größe, die Richtung und die Geschwindigkeit der Richtungsänderungen werden berücksichtigt, wenn die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des Fahrzeugs vorher gesagt wird. Diese Wahrscheinlichkeit kann mittels eines dreidimensionalen Graphen der Wahrscheinlichkeitsverteilung, z.B. einer Gaußschen Normalverteilung veranschaulicht werden, wobei die Spitze der wahrscheinlichsten Position eines Fahrzeugs zu einer gewissen Zeit entspricht.
  • Das erfinderische Verfahren weist weiterhin einen Schritt der Vorhersage der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion für mindestens ein zusätzliches Objekt zu mehreren zukünftigen Ereignissen auf. Das Objekt könnte z.B. ein anderes Fahrzeug sein, dessen wahrscheinliche Position zu einer Vielzahl von Zeitpunkten im Anschluss an die Erkennung vorhergesagt und mit den vorhergesagten Positionen des Fahrzeugs abgeglichen wird. Die Erkennung könnte z.B. durch Radar oder Laser erfolgen. Die aktuelle Geschwindigkeit, die Änderung der Geschwindigkeit, die Position, die Größe, die Richtung und die Geschwindigkeit der Richtungsänderung werden bei der Vorhersage der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion für ein anderes Objekt oder andere Objekte berücksichtigt.
  • Der nächste Schritt des Verfahrens der vorliegenden Erfindung ist es, die gemeinsame Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion für die relativen Positionen der Fahrzeuge und Objekte zu mehreren zukünftigen Ereignissen zu bilden. Die zeitlichen Abstände zwischen besagten Ereignissen sind vorzugsweise klein genug, um den minimalen Abstand zwischen zwei Spitzen (die maximale Wahrscheinlichkeit für jede der zwei Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen) der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen zu finden.
  • Der nächste Schritt der erfinderischen Tätigkeit besteht darin, die gemeinsame Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion über die Fläche, in der sich das Fahrzeug und das Objekt in physikalischem Konflikt befinden, zu integrieren. Die Wahr scheinlichkeit einer Kollision wird dadurch berechnet und kann als Maß für sich darauf gründende Entscheidungen dienen. Das Ergebnis der Berechnung ist ein Wert zwischen 0 und 1, wobei 0 eine Wahrscheinlichkeit von 0% für einen Zusammenstoß und 1 100% Wahrscheinlichkeit für einen Zusammenstoß bedeutet.
  • Eine Aktion um Zusammenstöße zu vermeiden könnte Bremsen sein, aber abhängig von der Geschwindigkeit könnte eine Ausweichaktion angebrachter sein. Der Bremsweg steigt mit zunehmender Geschwindigkeit drastisch. Die Wegstrecke um ein Ausweichmanöver durchzuführen steigt jedoch linear mit der Geschwindigkeit an und bei Geschwindigkeiten, die höher als etwa 40 km/h (ungefähr 25 mph) sind, ist die Wegstrecke, die benötigt wird, um ein Ausweichmanöver zu vollführen, kürzer als die Wegstrecke, die benötigt wird, um einen Zusammenstoß durch Bremsen zu verhindern.
  • Das andere Objekt könnte ein oder könnten mehrere andere Fahrzeuge sein. Eine gewöhnliche Situation, wenn ein Fahrzeug einem anderen Fahrzeug auf einer zweispurigen Straße begegnet, sollte kein Alarmsignal oder keine automatisierte Aktion zur Folge haben, so lange die Fahrzeuge nicht auf Kollisionskurs sind.
  • Ruhende Objekte, wie Straßenschilder und Leitplanken, können ebenfalls in die Berechnung mit einbezogen werden. Was Fehlalarme betrifft, gilt das gleiche für ruhende Objekte, wie für Fahrzeuge. Die Berechnung kann vorzugsweise so gemacht werden, dass mehrere Fahrzeuge, ruhende und sich bewegende Objekte berücksichtigt werden, d.h. das Verfahren, das auf der vorliegenden Erfindung beruht kann in realen Situation verwendet werden.
  • Kurzbeschreibung der Abbildungen
  • Das Verfahren das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, wird im Folgenden ausführlicher unter Bezugnahme der Abbildungen, die die verschiedenen Schritte im Verfahren zeigen, erklärt. Dabei zeigt bzw. zeigen:
  • 1 eine Draufsicht auf zwei Fahrzeuge, die sich auf einer geraden Straße begegnen;
  • 2 einen dreidimensionalen Graphen der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion für die Fahrzeuge in 1 zu vier verschiedenen Zeitpunkten;
  • 3a,b die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion in eine Richtung für jedes der zwei Fahrzeuge entsprechend der in 2 markierten Zeitpunkte;
  • 4a–d für jeden der vier Zeitpunkte aus 2 die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion in einer Richtung für jedes der zwei Fahrzeuge; und
  • 5a–d die gemeinsame Wahrscheinlichkeitsfunktion in eine Richtung für die zwei Fahrzeuge zu den vier Zeitpunkten, die in 2 dargestellt sind.
  • Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird unter Bezug auf ein Beispiel erklärt, das in den beigefügten Figuren dargestellt ist. Das Beispiel wurde ausgewählt, um das Lesen und Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahrens zu vereinfachen. Daher zeigen die meisten Diagramme in den Abbildungen die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion in einer Richtung.
  • 1 zeigt eine alltägliche Situation, in der sich zwei Fahrzeuge auf einer geraden Straße begegnen. Das Fahrzeug, das mit dem System zur Vermeidung von Zusammenstößen ausgerüstet ist, wird mit 10 bezeichnet und das andere Fahrzeug wird mit 20 bezeichnet. Im Rahmen des Beispiels wurde die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion für beide Fahrzeuge zu vier zukünftigen Ereignissen berechnet (dieselben für beide Fahrzeuge). Die vier zukünftigen Ereignisse werden für das Fahrzeug, das mit dem System zur Vermeidung von Zusammenstößen ausgestattet ist, mit 11, 12, 13 und 14 bezeichnet, wobei dasselbe Zeitintervall zwischen zukünftigen Ereignissen liegt. Für das andere Fahrzeug werden die vier zukünftigen Ereignisse mit 21, 22, 23 und 24 bezeichnet. Das Ereignis 11 für das erstgenannte Fahrzeug entspricht dem Ereignis 21 für das andere genannte Fahrzeug usw. für 12, 13 und 14. Ein Zeitschritt von 0,05 s im Beispiel entspricht den Geschwindigkeiten von etwa 70 km/h für das Fahrzeug, das mit dem System zur Vermeidung von Zusammenstößen ausgestattet ist und dementsprechend 100 km/h für das andere Fahrzeug.
  • In 2 wurden die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen für die Fahrzeuge zu den vier genannten zukünftigen Ereignissen berechnet und in einem dreidimensionalen Graphen aufgetragen. Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen 11 und 21 sind die zeitlich nächsten zum gegenwärtigen Ort und daher sind die Spitzen höher als die der Funktionen 12, 13, 14, 22, 23 und 24, d.h., dass die Wahrscheinlichkeiten für die Fahrzeuge, die in diesem Gebiet sind, hoch sind. Umgekehrt sind die Spitzen der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen 14 und 24 niedriger, aber andererseits sind die Funktionen breiter, d.h. je weiter in der Zukunft um so mehr alternative Positionen gibt es. Die Wahrscheinlichkeit, dass das Fahrzeug in einer bestimmten Position endet, ist geringer, da der Zeitunterschied zwischen der jetzigen Position und der zukünftigen Position lang ist, und daher große Änderungen auftreten können, z.B. Änderungen in Richtung und Geschwindigkeit.
  • In 3a sind die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen des Fahrzeugs, das mit dem System zur Vermeidung von Zusammenstößen ausgestattet ist, zu den vier zukünftigen Ereignissen aufgetragen. 3b zeigt die entsprechende Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen für das andere Fahrzeug.
  • In 4a bis 4b wurden die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen in vier separate Diagramme unterteilt, die die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen für beide Fahrzeuge zeigen, allerdings zeigt ein Diagramm jeweils nur einen Zeitpunkt. 4a zeigt folglich die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen 11 und 21, die zeitlich nächsten zu den gegenwärtigen Positionen der Fahrzeuge. Das Diagramm in 4b zeigt daher die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen 12 und 22, das Diagramm in 4c zeigt die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen 13 und 23 und das Diagramm in 4d zeigt die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen 14 und 24. Vorzugsweise werden die Zeitintervalle kurzgewählt. In 4c überlappen sich die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen teilweise. Wenn z.B. das Zeitintervall doppelt so lang gewählt worden wäre (4b und 4d), würden die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen aneinander vorübergehen, was dazu führen würde, dass eine mögliche Gefahr nicht entdeckt wird. Die Berechnungen werden jedoch kontinuierlich mit einer Frequenz wiederholt, die hoch genug ist, um solche Risiken zu vermeiden.
  • Manche Berechnungen, die Stand der Technik sind, werden in ähnlicher Art und Weise durchgeführt, d.h. die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen werden für die Fahrzeuge berech net. Die Benutzung des Standes der Technik in diesem Beispiel würde jedoch zu einem Alarm führen, der von den überlappenden Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen 13 und 23 in 2 ausgelöst wird, falls der Vertrauensbereich groß ist. Es ist für den Fahrer eines Fahrzeugs, das mit einem System zur Vermeidung von Zusammenstößen ausgestattet ist, nicht wünschenswert, jedes Mal ein Warnsignal zu bekommen, wenn das besagte Fahrzeug in einer Situation, die der des gezeigten Beispiels gleicht, einem anderen Fahrzeug begegnet. Der Vertrauensbereich könnte so gewählt werden, dass es keine Warnsignale gibt, aber das würde zu einem relativ unempfindlichen System führen, das in manchen Situationen, wenn es ein Warnsignal gegen sollte, nicht warnen würde. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird deshalb eine gemeinsame Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion für jedes der zukünftigen Ereignisse berechnet. 5a bis 5d zeigen in dem Beispiel mit vier zukünftigen Ereignissen die gemeinsame Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen für eine Richtung (Fahrtrichtung). Die gemeinsame Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion wird über die Fläche, in der sich das Fahrzeug und das Objekt in physikalischem Konflikt befinden, integriert. Das Ergebnis der Berechnung zeigt die Wahrscheinlichkeit einer Kollision. 5c ist jedoch die einzige Abbildung, die überhaupt ein Signal zeigt. Vorzugsweise wird ein vorgegebenes Alarmlimit höher gewählt als die im Beispiel berechnete Wahrscheinlichkeit, da die Situation keine ist, in der ein Alarmsignal erwünscht ist. Ein Alarmsignal in einer Situation wie dieser, in der die Wahrscheinlichkeit einer Kollision sehr niedrig ist, wäre für den Fahrer äußerst lästig. Das Beispiel zeigt jedoch nur die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion in nur einer Richtung. Die Wahrscheinlichkeit einer Kollision ist im dargestellten Beispiel viel geringer, wenn zwei Dimensionen betrachtet werden. Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen 13 und 23 überlappen sich in Fahrtrichtung gesehen in 2 kaum. Andererseits von der Richtung senkrecht zur Fahrtrichtung betrachtet, überlappen sich die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen beträchtlich, wie 4c zeigt.
  • Die Wahrscheinlichkeit einer Kollision für das Fahrzeug und jedes der umgebenden Objekte sollte für eine ausreichende Zahl zukünftiger Ereignisse berechnet werden. Darauf beruhend werden Regeln für die Wahrscheinlichkeitswerte festgelegt, wann ausgewichen oder gebremst werden soll. Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion kann z.B. dadurch berechnet werden, dass der erweiterte Kalman-Filter benutzt wird, um die zukünftigen Positionen der Fahrzeuge und umgebender Objekte ebenso vorherzusagen, wie ihre zugehörige Kovarianzmatrix. Das Folgende ist ein Beispiel solche einer Berechnung. Es ist eine relativ einfache Methode die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion mit Hilfe des Kalman-Filters zu berechnen. Man kann stattdessen sehr viel anspruchsvollere Methoden verwenden, aber die einfache Methode wird verwendet, um es zu erleichtern, die Idee, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt, zu verstehen. Der Algorithmus benutzt folgende Beschreibung des diskreten Zustandsraums für das Fahrzeug und andere Objekte:
    Figure 00120001
    wobei:
    xt = xt-Koordinate in einem auf der Erde fixierten Koordinatensystem
    yt = yt-Koordinate in einem auf der Erde fixierten Koordinatensystem
    vx,t = Geschwindigkeit in x-Richtung
    vy,t = Geschwindigkeit in der y-Richtung
    ωt = Geschwindigkeit der Richtungsänderung
  • Figure 00130001
  • Der erweiterte Kalman-Filter wird benutzt, um die zukünftigen Positionen der Fahrzeuge und Objekte vorherzusagen. Die Kalman-Filter-Vorhersage wird n mal iteriert, um die Position des Fahrzeugs zu den Zeiten T, 2T,..., nT zu erhalten. n wird z.B. so gewählt, dass nT genauso oder etwas länger als die Zeit ist, die benötigt wird, um vollkommen anzuhalten, wenn die Geschwindigkeit, das Bremsvermögen und die Reibung zwischen dem Reifen des Fahrzeugs und der Straße gegeben sind.
  • Der Hauptzweck dieses Entscheidungsalgorithmus ist es, ein Maß zu bekommen, wann ein Ausweichmanöver vollzogen oder ein Alarm ausgegeben werden soll. Die Wahrscheinlichkeit der zukünftigen Positionen des Fahrzeugs und des Objekts/der Objekte, die nahe beieinander in der X- und Y-Richtung sind, kann wie folgt berechnet werden (in diesem Beispiel ist das Koordinatensystem in dem Fahrzeug, das Kollisionen vermeidet, fixiert):
    Figure 00140001
    wobei:
    ΔX = Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt in der X-Richtung,
    ΔY = Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt in der Y-Richtung,
    a = die Hälfte der Breite des Fahrzeugs,
    b = die Hälfte der Breite des Objektes,
    c = die Hälfte der Länge des Fahrzeugs,
    d = die Hälfte der Länge des Objektes,
    Figure 00140002
    die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion von ΔX,
  • Figure 00140003
  • Die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion von ΔY
    σλ und σy sind durch die (1, 1)- und (2, 2)-Elemente der Kovarianz-Matrix von Xt, Pt gegeben. Der Grenzwert für Manöver, die Kollisionen vermeiden, kann so eingestellt werden, dass, wenn die Wahrscheinlichkeiten Px und Py größer als gewisse Werte Tx und Ty sind, alarmiert wird. Tx und Ty sind Entwurfsparameter, die von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängen sollten.
  • Das Vorhergehende ist eine Ausführung eines Beispiels, das die vorliegende Erfindung verwendet. Es ist jedoch offensichtlich, dass Modifikationen des Verfahrens und Variationen für einen Fachmann naheliegende sind. Insofern ist die vorhergehende Ausführung dafür gedacht, es einem Fachmann zu ermöglichen, die vorliegende Erfindung auszunutzen. Sie sollte nicht dadurch beschränkt sein, sondern sollte dazu ausgelegt sein, solche Modifikationen und Variationen zu beinhalten, wie sie in den Bereich der Ansprüche fallen.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Vermeiden und Abschwächen von Fahrzeugkollisionen, mit den folgenden Schritten: – Vorhersagen der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion (11, 12, 13, 14) für die Position eines Fahrzeugs, und – Vorhersagen der Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion (21, 22, 23, 24) für die Position wenigstens eines zusätzlichen Objekts, dadurch gekennzeichnet, dass die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktionen (11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24) für mehrere zukünftige Ereignisse berechnet werden und dass es ferner die folgenden Schritte umfasst: – Bilden der gemeinsamen Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion für die relativen Positionen des Fahrzeugs und des Objekts bei den mehreren zukünftigen Ereignissen, und – Integrieren der gemeinsamen Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion in der Fläche, in der sich das Fahrzeug und das Objekt in psychischem Konflikt befinden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Objekt ein Fahrzeug ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Objekt ein ruhendes Objekt ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion für mehrere Fahrzeuge, ruhende Objekte und sich bewegende Objekte vorhergesagt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der psychische Bereich der Gesamtbreite und der Gesamtlänge des Fahrzeugs und des Objekts entspricht.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion (11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24) mit der gaußschen Normalverteilung angenähert ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion (11, 12, 13, 14, 21, 22, 23, 24) mit Hilfe des Kalman-Filters berechnet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Kalman-Filter verwendet wird, um die Kovarianzmatrix des Fahrzeugs und des Objekts zu berechnen.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren außerdem den Schritt umfasst, eine für die konkrete Situation geeignete Vorgehensweise zu verwenden.
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