EP2627535A1 - Verfahren und vorrichtung zum einstellen eines eingriffsmoments eines lenkassistenzsystems - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum einstellen eines eingriffsmoments eines lenkassistenzsystems

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Publication number
EP2627535A1
EP2627535A1 EP11758233.8A EP11758233A EP2627535A1 EP 2627535 A1 EP2627535 A1 EP 2627535A1 EP 11758233 A EP11758233 A EP 11758233A EP 2627535 A1 EP2627535 A1 EP 2627535A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lane
vehicle
engagement torque
steering
merge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11758233.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Henning Voelz
Tobias Rentschler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2627535A1 publication Critical patent/EP2627535A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D15/00—Steering not otherwise provided for
    • B62D15/02—Steering position indicators ; Steering position determination; Steering aids
    • B62D15/025—Active steering aids, e.g. helping the driver by actively influencing the steering system after environment evaluation
    • B62D15/0255—Automatic changing of lane, e.g. for passing another vehicle
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V20/00—Scenes; Scene-specific elements
    • G06V20/50—Context or environment of the image
    • G06V20/56—Context or environment of the image exterior to a vehicle by using sensors mounted on the vehicle
    • G06V20/588—Recognition of the road, e.g. of lane markings; Recognition of the vehicle driving pattern in relation to the road
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2420/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60W2420/40—Photo or light sensitive means, e.g. infrared sensors
    • B60W2420/403—Image sensing, e.g. optical camera
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/20—Steering systems
    • B60W2710/202—Steering torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units, or advanced driver assistance systems for ensuring comfort, stability and safety or drive control systems for propelling or retarding the vehicle
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18163—Lane change; Overtaking manoeuvres

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for adjusting an engagement torque of a steering assistance system, in particular in a required lane change of a vehicle.
  • Lane Departure Warning in which the driver of a motor vehicle is warned acoustically or haptically before leaving the lane, are commercially available.
  • Lane Keeping Support Systems In addition to these LDW systems, Lane Keeping Support Systems (LKS) are also in series, actively supporting the driver by providing directional guiding moments while keeping the vehicle in the lane. The latest generation of line detection works with a look-ahead range of up to 80 m. Detected are yellow and white lines.
  • DE 101 37 292 A1 discloses a driver assistance system of a vehicle, in which a steering of the vehicle is influenced in order to keep the vehicle within a roadway course.
  • a roadway merge is usually characterized early and announced by at least one road marking.
  • Such lane marking may be recognized and used to control a steering assist system by which the driver of a vehicle is actively assisted by directional guiding moments or moments of engagement in keeping the vehicle in lane.
  • the engagement torques may be changed to alert the driver to lane merging, to guide the vehicle to the oncoming lane, or to transmit the driving task to the driver. This allows a predictive ramp down, ie a transfer strategy of the driving task to the driver, to increase the safety in a steering assistance system.
  • the present invention provides a method for adjusting an engagement torque of a steering assist system to a steering of a vehicle in a required lane change, the method comprising the steps of: adjusting a magnitude of the engagement torque in response to a detected lane change
  • a steering assistance system can be understood as meaning a device for assisting the driver of the vehicle, which helps the driver to
  • the steering assistance system via the engagement torque can affect the steering of the vehicle passively or actively.
  • the steering assistance system can counteract a steering input of the driver via the engagement torque if this would cause a deviation of the vehicle from a desired trajectory. That's how it works
  • Engagement torque can be provided by the steering assist system to the Steering input of the driver counteract.
  • the steering assistance system can also generate via the engagement torque a steering pulse via the steering to the steerable wheels of the vehicle to keep the vehicle on a target trajectory or due to the target trajectory.
  • a steering torque acting on the steering can thus result from an addition of the engagement torque and a steering torque applied by the driver.
  • a lane change can be understood as leaving a current lane on a currently traveled road in the direction of an adjacent lane on the same road and on the adjacent lane.
  • a lane junction may cause the currently traveled lane in front of the vehicle is no longer passable or ends. For example, an obstacle, such as a construction site, may block or constrict a lane.
  • a lane consolidation means that one lane ends and is merged with an adjacent lane. If the vehicle is on the lane which is not continuing, a lane change is required.
  • the beginning of lane merging may be characterized by the beginning of a taper of a width of the lane. After the start of lane merging, the width of the lane may further decrease and a centerline to a further adjacent lane may terminate.
  • the start of lane merging may be detected by an evaluation of a lane-line-borderline trail.
  • the mark which points to the lane merge in advance, may be a lane marking, for example a directional arrow, a sign or any other hint source. Marking announces a lane change required due to the upcoming lane merge.
  • the marker is positioned with respect to the direction of travel prior to the start of the lane consolidation and spaced at least several meters from the beginning of the lane line merge.
  • the marker is not part of a line implementing the lane merge.
  • the lane marking can be arranged more than 50 m before the start of lane merging and thus also before an actual end of the lane.
  • the magnitude of the engagement torque may define a force that counteracts steering intervention by the driver.
  • the engagement torque can be reduced.
  • the size can be reduced by adjusting continuously or gradually.
  • the adaptation can take place over a longer period, determined by an actual or assumed distance between the vehicle and the lane junction.
  • the engagement torque can be lowered depending on the direction. For example, the engagement torque in the direction of the lane change can be reduced. On the opposite side, the engagement torque can be maintained or even increased. Thereby, a direction of the lane change can be set. Alternatively, the engagement torque to the opposite side can also be reduced.
  • the method may include a step of evaluating a recording of an environment detection device of the vehicle to detect the marking.
  • the surroundings detection device may be a camera, for example a monocular video camera.
  • the marking can be recognized in the recording.
  • the mark may have standardized dimensions or a standardized shape, whereby the recognition is facilitated.
  • the recording itself can be supplied to a device implementing the method via a suitable interface.
  • the marker may be a directional arrow. Accordingly, a classification of the directional arrow can be performed in the step of evaluating. If a plurality of successive markers are used to announce the lane merge, then the adapting step may be adjusted only in response to a predetermined number of recognized markers, for example after recognizing the second mark in sequence.
  • a characteristic angle can be formed by the tip of the arrow.
  • the shaft of the arrow can also have a characteristic angle. In particular, the angle at the top may indicate in a direction to be traveled, such as in the direction of the adjacent lane, and thus announce an end of the preceding lane.
  • the gray value transition can be caused by a light-dark transition, between a road marking, such as a white or yellow arrow, and the road surface.
  • a recognized lane marking can be compared with stored typical lane markings.
  • the stored lane markings can each have a Be assigned function. Thus, it can be determined by the classification that a recognized mark indicates a lane change.
  • the engagement torque may be for guiding the vehicle on a target trajectory on a current lane of the vehicle.
  • a profile of the target trajectory can be approximated to an adjacent traffic lane which is merged with the current traffic lane during the lane merge.
  • a desired trajectory can be understood as a preceding path for the vehicle determined by the steering assistance system.
  • the desired trajectory can be arranged centrally between a right and a left edge of the lane.
  • the magnitude of the engagement torque may be adjusted depending on a look ahead range of a lane junction start detection means.
  • the device for detecting may be an environment detection device, for example a camera. It can be the same device used to detect the mark.
  • the look-ahead range can be limited by parameters of the device for detecting, by weather influences a course of the lane. An actual value regarding the look-ahead range can be provided to the method.
  • the size of the engagement torque can already be reduced to a greater extent, even though the start of the lane merging itself is not yet recognized. Otherwise, with a large foresight and an unrecognized one
  • the size of the engagement torque can be reduced within a predetermined period of time by a predetermined value when the look-ahead width is smaller than a predetermined minimum width. That way too then a comfortable handover strategy can be ensured if the actual start of the lane merge, for example due to reduced visibility, is detected at relatively short notice.
  • the magnitude of the engagement torque may be continuously adjusted according to a distance from the beginning of the lane merging.
  • the engagement torque may be continuously reduced with decreasing distance to the beginning of the lane merging or to another characteristic portion of the lane junction merge.
  • the magnitude of the engagement torque may be proportional to a distance to the
  • Beginning of the lane merge can be reduced. This allows a continuous transfer of the driving task of the lane change to the driver.
  • a maximum distance can be predetermined by the look-ahead range.
  • the beginning of lane merging may be detected based on a narrowing of the current lane of the vehicle. For this purpose, a comparison can be made between a lane width at the level of the vehicle and at the end of the look-ahead range. Also, the start of lane merging may be detected based on an end of a dividing line between the current lane and the continuing lane.
  • the method may include a step of providing information about the required lane change in response to the detected mark.
  • the information can be output visually, acoustically or haptically.
  • the driver can be made to perform the lane change independently. If an active steering intervention of the driver is recognized for performing the lane change, the engagement torque can be reduced within a short time.
  • the present invention further provides an apparatus for adjusting an engagement torque of a steering assist system on a steering of a vehicle in a required lane change, with the following feature: means for adjusting a magnitude of the engagement torque in response to a detected mark announcing the same in advance of a start of a lane merging.
  • the device may be part of a steering assistance system.
  • the present invention further provides a steering assist system with a device according to the invention for adjusting the engagement torque of the steering assistance system.
  • a device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control signals in dependence thereon.
  • the control unit may have an interface, which may be formed in hardware and / or software.
  • the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains a wide variety of functions of the device.
  • the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components.
  • the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.
  • a computer program product with program code which can be stored on a machine-readable carrier such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and is used to carry out the method according to one of the embodiments described above if the program is on a computer corresponding to a computer is also of advantage Device is running.
  • FIG. 1 is a schematic illustration of a vehicle having a steering assist system according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a flowchart of a method for adjusting an engagement torque of a steering assist system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a model structure of a system according to the invention
  • FIG. 4 is an illustration of a situation of a lane merge according to an embodiment of the present invention.
  • Figures 6a - 6c illustrations of directional arrows.
  • a steering assist system 104 is configured to apply an engagement torque to the steering 102.
  • a magnitude of the engagement torque is adjusted by an engagement torque adjusting device 104 when a flag indicating a forward lane merge is detected.
  • the device 104 can provide an appropriate control signal or an adjustment value for the engagement torque to the steering assistance system 104 via an interface.
  • the marking can be detected and recognized by an environment detection device 108. Corresponding information about the detected mark can be provided to the device 104 via an interface.
  • a marker is identified, which is arranged, for example, on the lane to announce a subsequent end of the lane due to a lane merge.
  • the steering assistance system After a corresponding marking can be searched continuously, if the steering assistance system is activated. After the marking has been recognized, the size of the engagement torque is adjusted in a step 204.
  • the adaptation of the magnitude of the engagement torque can be carried out in accordance with adaptation regulations, as described with reference to the following exemplary embodiments. Thus, depending on the look-ahead range of the assistance system, the engagement torque can be gradually reduced in different ways.
  • the system comprises a line detection 202, an environment model 310, a trajectory planning 312, a steering assistance system control 104 and an intervention control 106.
  • the line detection 202 can be used to detect lines ahead of the vehicle and markings on the traffic lane.
  • the environment model 310 the environment of the vehicle can be modeled based on the lines recognized by the line detection 202.
  • a target trajectory can be determined by means of the trajectory planning 312, which specifies a further travel path of the vehicle.
  • the steering assistance system control 104 may specify engagement torques that influence the steering of the vehicle such that the vehicle follows the target trajectory.
  • the information obtained by the environment model 310 may be employed by the engagement controller 106 to determine defaults for the steering assist system control 104.
  • an intervention torque of the steering assist system control 104 may be changed by the engagement controller 106 when the environment model 310 indicates a lane merge.
  • the driver assistance system has a detection area with a detection range or range of coverage 420.
  • the coverage area covers a portion of the traffic lane ahead of the vehicle 100.
  • the anticipation range 420 may be less than a distance between two lane marking arrows 422, 423.
  • the lane marking arrows 422 are arranged on a current lane, which is delimited by a right lane marking 424 and a left lane marking 426.
  • the vehicle 100 drives on the current lane. Due to a lane merge the current lane ends.
  • a start of lane merging is characterized by a tapering of the current lane, which is initiated by swiveling in the left lane marking 426 in the direction of the right lane marking 424. Approximately at the beginning of the taper, the left lane marker 424 terminates. Due to lane merging, lane change of the vehicle 100 from the current lane to the adjacent right lane is required. The lane marker arrows 422 indicate the adjacent right lane. The vehicle 100 is guided by the driver assistance system on an original target trajectory 430. The original target trajectory 430 runs approximately along the middle of the current lane. Due to the lane merging, the original desired trajectory 430 and the associated engagement torque can not be maintained.
  • An adaptation is required to be performed according to this embodiment when the vehicle 100 reaches the line 432 indicating an adaptation start.
  • the adaptation start is triggered by a recognition of the lane marking arrow 422.
  • the lane marker arrow 422 may already be the second directional arrow indicating the lane junction merge.
  • an adapted target trajectory is determined which runs in the direction of the right-hand lane marking 424 offset from the original target trajectory 310 within the current lane.
  • the directional arrows marked on the lane are recognized and their direction is classified.
  • This information is used in the environmental model of an LCS system for the predictive introduction of a specific lane-end transfer strategy.
  • the detection and the classification of the lane direction arrows can be performed according to an embodiment only with a monocular video camera.
  • the embodiment of the specific ramp down function according to the invention leads to a high driver acceptance. This function is embedded in the overall system. In this way it can be avoided that the
  • An LKS system provides increased safety in driving on highways and highways.
  • the LKS system as shown for example in FIG. 3, has a high degree of automation.
  • a video camera on whose images the LKS system touches down, works with a typical look-ahead of up to 80m.
  • several directional arrows are spaced at intervals larger than the camera preview.
  • a ramp down in the form according to the invention can be initiated long before the end of the merge.
  • the detection and classification of the directional arrows can be carried out in the module "line detection.” The detection and classification of the directional arrows will be described with reference to FIGS.
  • the target position of the system is adjusted.
  • the adjustment is made by changing the lateral target deviation by a defined value Y A da P t, which may be in the range of 10-40 cm. Since a lane change from a driver to the secondary lane is necessary in a road junction, the Sollablage is adapted in exactly this direction to sensitize the driver. As a result, the vehicle moves in the direction of the lane to be changed and thus the driver is made aware of the lane change to be executed, as shown in FIG. 4.
  • Y (s) son Ym «e + YA dapt + x * ⁇ ? D is defined as "+ 0-5x 2 * K So // + 0.125 * x 3 * K.
  • a predictive ramp down is performed by the LCS system.
  • the predictive ramp down is performed in several stages.
  • an optical indication e.g. in the form of a flashing directional arrow, for example in a combination instrument or a head-up display, or in the form of other symbols, e.g. a flashing line, shown to the driver. This prompts the driver to take over the driving task.
  • a level 2 is initiated when the lane end of the lane is detected. This is achieved based on a comparison of the left and right marks.
  • the lane width is calculated. Likewise, the width is calculated directly in front of the vehicle. If there is a reduction in width at the forward look-up point, the look-ahead range is stored as the maximum look-ahead and used as the normalization value l Nor m. The engagement torque is now shut down depending on the changing look-ahead, the line just marked, indicated in FIG. 4 by the reference numeral 424.
  • L v is the anticipated width of the line 424 in FIG. 4, M E ingnff the engagement torque without road junction and M Ram pDown applied to the steering wheel engagement torque.
  • level 2 is only used if there is a look-ahead range of eg> 60m when level 1 occurs.
  • a phase A of the ramp Down immediately initiated. In this case, the engagement torque is immediately reduced to half the current value. This happens in a given time of eg 2s. Until the end of the marking (level 2) is detected, the halved engagement torque is applied by the system. If, as described in step 2, the end of the marker is recognized, then in a phase B the further ramp becomes
  • step 2 Down as described in step 2, performed in a forward-looking manner.
  • the engagement torque is lowered to zero in a defined time.
  • the assumption of the vehicle guidance by the driver can be recognized on the basis of predetermined criteria.
  • the approach according to the invention can represent a decisive building block for safe LKS operation on motorways. This is why it can be used for line detection and lane keeping support.
  • FIG. 5 shows a representation of recognized gray value transitions of a directional arrow with a stem 540 and an arrow head having a characteristic angle 542.
  • the directional arrow represents a straight line arrow. The lines defined by the gray value transitions can be recognized and evaluated.
  • Figures 6a-6c illustrate images 650 of directional arrows that may, for example, have been taken by a video camera and may be evaluated to detect a lane marker indicative of a lane junction merge. Transitions between light and dark in the images 650 forms lines, as shown in Fig. 5.
  • the arrow shown in FIG. 6a points to a straight-ahead right-turn track
  • the arrow shown in FIG. 6b points to a straight-ahead left-hand lane
  • the arrow shown in FIG. 6c points to a straight-line lane.
  • directional arrows The detection and classification of directional arrows is performed in the image due to the characteristic shape, color and location. Only directional arrows that are in front of the vehicle are relevant for the system. These are typically bright (line color) on dark background (asphalt of the road). Based on the arrangement of the detected gray value transitions (gradients), which can be calculated, for example, by a Sobel filter, an arrow can be recognized and classified.
  • gradients which can be calculated, for example, by a Sobel filter
  • FIGS. 6a to 6c show different arrows.
  • the arrows have gradients to the road surface.
  • the arrows are searched in the middle of the lower half of the picture.
  • one criterion is the angle of the detected gradients at the top of the arrow and the decreasing "root" of the arrow from the width.
  • the classification of the arrow for example left, right or straight, can be determined on the basis of the orientation of the angle.
  • the shape of the arrow is standardized in typical countries, so that in Germany, all arrows look the same, in other countries there may be other forms, these can then be detected due to another Wnkel strain criterion.
  • country information can be obtained from additional data sources, e.g. be used in a navigation system.
  • the classification of the arrow on the basis of the above-mentioned features has over other known from image processing methods, such as. a template matching, the advantage that also includes arrows with non-ideal marking or slight deviations from the standard, e.g. if arrows are only slightly different in Austria than those in Germany, they can be recognized and classified.
  • a determination of the 3-dimensional position of the arrow is not necessary for the inventive method, since only the time of occurrence is relevant.
  • the lane detected in the system can still be used.
  • Relevant arrows are always between the left and right EgoSpur markings.
  • the classified directional arrows are passed to the environment model shown in FIG. From there, they are passed on to the intervention control, which generates a ramp-down behavior and to the trajectory planning, which generates a setpoint trajectory.
  • the embodiments described and shown in the figures are chosen only by way of example. Different embodiments may be combined together or in relation to individual features. Also, an embodiment can be supplemented by features of another embodiment. Furthermore, method steps according to the invention can be repeated as well as carried out in a sequence other than that described.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen eines Eingriffsmoments eines Lenkassistenzsystems auf eine Lenkung eines Fahrzeugs (100) bei einem erforderlichen Spurwechsel, wobei das Verfahren einen Schritt des Anpassens einer Größe des Eingriffsmoments, ansprechend auf eine erkannte Markierung umfasst, die im Vorfeld eines Beginns einer Fahrspurzusammenführung dieselbe ankündigt.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen eines Eingriffsmoments eines Lenkas- sistenzsvstems
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen eines Eingriffsmoments eines Lenkassistenzsystems, insbesondere bei einem erforderlichen Spurwechsel eines Fahrzeugs.
Systeme zur Spurverlassenswarnung (LDW = Lane Departure Warning), bei denen der Fahrer eines Kraftfahrzeugs akustisch oder haptisch vor dem Verlassen der Fahrspur gewarnt wird, sind kommerziell verfügbar. Neben diesen LDW- Systemen sind auch Lenkassistenzsysteme (LKS = Lane Keeping Support) in Serie, die den Fahrer durch gerichtete Führungsmomente beim Halten des Fahrzeugs in der Fahrspur aktiv unterstützen. Die neueste Generation der Linienerkennung arbeitet mit einer Vorausschauweite bis zu 80 m . Detektiert werden gelbe und weiße Linien.
DE 101 37 292 A1 offenbart ein Fahrerassistenzsystem eines Fahrzeugs, bei dem eine Lenkung des Fahrzeugs beeinflusst wird, um das Fahrzeug innerhalb eines Fahrbahnverlaufs zu halten.
Offenbarung der Erfindung
Vor diesem Hintergrund wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen eines Eingriffsmoments eines Lenkassistenzsystems sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogrammprodukt gemäß den unabhängigen Patentansprüchen vorgestellt. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
Bei einer Fahrbahnzusammenführung werden zumindest zwei Fahrspuren einer mehrspurigen Straße zusammengeführt, so dass zumindest eine der Fahrspuren endet und die Straße somit mit einer geringeren Anzahl von Fahrspuren weitergeführt wird. Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine Fahrbahnzusammenführung in der Regel frühzeitig durch zumindest eine Straßenmarkierung gekennzeichnet und angekündigt wird. Eine solche Fahrbahnmarkierung kann erkannt und eingesetzt werden, um ein Lenkassistenzsystem zu steuern, mittels dem der Fahrer eines Fahrzeugs durch gerichtete Führungsmomente oder Eingriffsmomente beim Halten des Fahrzeugs in der Fahrspur aktiv unterstützt wird. So können basierend auf der erkannten Fahrbahnmarkierung die Eingriffsmomente so geändert werden, dass der Fahrer auf die Fahrbahnzusammenführung aufmerksam gemacht wird, das Fahrzeug zu der weiterführenden Fahrspur hingeführt wird oder die Fahraufgabe an den Fahrer übertragen wird. Dies ermöglicht einen prädiktiven Ramp Down, also eine Übergabestrategie der Fahraufgabe an den Fahrer, zur Erhöhung der Sicherheit in einem Lenkassistenzsystem.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Einstellen eines Eingriffsmoments eines Lenkassistenzsystems auf eine Lenkung eines Fahrzeugs bei einem erforderlichen Spurwechsel, wobei das Verfahren die folgenden Schritte um- fasst: Anpassen einer Größe des Eingriffsmoments, ansprechend auf eine erkannte
Markierung, die im Vorfeld eines Beginns einer Fahrspurzusammenführung dieselbe ankündigt.
Unter einem Lenkassistenzsystem kann eine Einrichtung zur Unterstützung des Fahrers des Fahrzeugs verstanden werden, die dem Fahrer dabei hilft, eine
Fahraufgabe sicher und effizient zu erfüllen. Dabei kann das Lenkassistenzsystem über das Eingriffsmoment die Lenkung des Fahrzeugs passiv oder aktiv beeinflussen. Beispielsweise kann das Lenkassistenzsystem über das Eingriffsmoment einer Lenkeingabe des Fahrers entgegenwirken, wenn diese eine Abwei- chung des Fahrzeugs von einer Solltrajektorie hervorrufen würde. So kann das
Eingriffsmoment von dem Lenkassistenzsystem bereitgestellt werden, um der Lenkeingabe des Fahrers entgegenzuwirken. Das Lenkassistenzsystem kann auch über das Eingriffsmoment einen Lenkimpuls über die Lenkung an die lenkbaren Räder des Fahrzeugs erzeugen, um das Fahrzeug auf einer Solltrajektorie zu halten oder es auf die Solltrajektorie zurückzuführen. Ein auf die Lenkung wir- kendes Lenkmoment kann sich somit aus einer Addition des Eingriffsmoments und eines durch den Fahrer aufgebrachten Lenkmoments ergeben. Unter einem Spurwechsel kann ein Verlassen einer gegenwärtigen Fahrspur auf einer gegenwärtig befahrenen Straße in Richtung einer benachbarten Fahrspur auf der gleichen Straße und ein Einordnen auf der benachbarten Fahrspur verstanden werden. Eine Fahrspurzusammenführung kann dazu führen, dass die gegenwärtig befahrene Fahrspur vor dem Fahrzeug nicht mehr befahrbar ist oder endet. Beispielsweise kann ein Hindernis, wie eine Baustelle eine Fahrspur versperren, oder einengen. Allgemein bedeutet eine Fahrspurzusammenführung, dass eine Fahrspur endet und mit einer benachbarten Fahrspur zusammengeführt wird. Be- findet sich das Fahrzeug auf der nicht weiterführenden Fahrspur so ist ein Spurwechsel erforderlich. Der Beginn der Fahrspurzusammenführung kann durch einen Beginn einer Verjüngung einer Breite der Fahrspur gekennzeichnet sein. Nach dem Beginn der Fahrspurzusammenführung kann sich die Breite der Fahrspur weiter verringern und eine Mittellinie zu einer weiterführenden benachbarten Fahrspur kann enden. Der Beginn der Fahrspurzusammenführung kann durch eine Auswertung eines Verlaufs von die Fahrspur begrenzenden Seitenlinie erkannt werden. Die Markierung, die im Vorfeld auf die Fahrspurzusammenführung hinweist, kann eine Fahrbahnmarkierung, beispielsweise ein Richtungspfeil, ein Hinweisschild oder eine beliebig andere Hinweisquelle sein. Durch die Markie- rung wird ein aufgrund der bevorstehenden Fahrspurzusammenführung erforderlicher Spurwechsel ankündigt. Die Markierung ist in Bezug auf die Fahrtrichtung vor dem Beginn der Fahrspurzusammenführung angeordnet und zumindest mehrere Meter von dem Beginn der Fahrspurzusammenführung beabstandet. Insbesondere ist die Markierung nicht Teil einer die Fahrspurzusammenführung um- setzenden Linie. Beispielsweise kann die Fahrbahnmarkierung mehr als 50 m vor dem Beginn der Fahrspurzusammenführung und somit auch vor einem tatsächlichen Ende der Fahrspur angeordnet sein. Die Größe des Eingriffsmoments kann eine Kraft definieren, die einem Lenkeingriff des Fahrers entgegenwirkt. Durch das Anpassen der Größe des Eingriffsmoments kann das Eingriffsmoment redu- ziert werden. Die Größe kann durch das Anpassen kontinuierlich oder schrittweise reduziert werden. Das Anpassen kann über einen längeren Zeitraum erfolgen, der durch eine tatsächliche oder angenommene Entfernung zwischen dem Fahrzeug und der Fahrspurzusammenführung bestimmt wird. Das Eingriffsmoment kann richtungsabhängig abgesenkt werden. Beispielsweise kann das Eingriffsmoment in Richtung des Spurwechsels verringert werden. Zur Gegenseite kann das Eingriffsmoment aufrechterhalten oder sogar vergrößert werden. Dadurch kann eine Richtung des Spurwechsels vorgegeben werden. Alternativ kann das Eingriffsmoment zur Gegenseite auch verringert werden.
Das Verfahren kann einen Schritt des Auswertens einer Aufnahme einer Umfelderfassungseinrichtung des Fahrzeugs umfassen, um die Markierung zu erkennen. Bei der Umfelderfassungseinrichtung kann es sich um eine Kamera, beispielsweise eine monokulare Videokamera handeln. Mittels einer geeigneten Auswertung kann die Markierung in der Aufnahme erkannt werden. Die Markierung kann genormte Abmessungen oder eine genormte Form aufweisen, wodurch das Erkennen erleichtert wird. Die Aufnahme selbst kann einer das Verfahren umsetzenden Vorrichtung über eine geeignete Schnittstelle zugeführt werden.
Beispielsweise kann es sich bei der Markierung um einen Richtungspfeil han- dein. Demnach kann im Schritt des Auswertens eine Klassifikation des Richtungspfeils durchgeführt werden. Werden mehrere aufeinanderfolgende Markierungen zum Ankündigen der Fahrspurzusammenführung eingesetzt, so kann der Schritt des Anpassens erst ansprechend auf eine vorbestimmten Anzahl erkannter Markierungen, beispielsweise nach Erkennen der zweiten Markierung in Fol- ge, angepasst werden. Zur Erkennung eines Richtungspfeils kann nach einem charakteristischen Winkel zwischen zumindest zwei detektierten Grauwertübergängen in der Aufnahme gesucht werden. Der charakteristische Winkel kann durch die Spitze des Pfeils gebildet werden. Auch der Schaft des Pfeils kann einen charakteristischen Winkel aufweisen. Insbesondere der Wnkel an der Spitze kann in eine zu fahrende Richtung, wie in Richtung der benachbarten Fahrspur weisen, und so ein Ende der vorausliegenden Fahrspur ankündigen. Der Grauwertübergang kann durch einen Hell-Dunkel-Übergang, zwischen einer Fahrbahnmarkierung, beispielsweise einem weißen oder gelben Pfeil, und der Fahrbahnoberfläche hervorgerufen sein. Durch die Klassifikation kann eine erkannte Fahrbahnmarkierung mit abgespeicherten typischen Fahrbahnmarkierungen verglichen werden. Den abgespeicherten Fahrbahnmarkierungen kann jeweils eine Funktion zugeordnet sein. Somit kann durch die Klassifikation festgestellt werden, dass eine erkannte Markierung auf einen Spurwechsel hindeutet.
Gemäß einer Ausführungsform kann das Eingriffsmoment zum Führen des Fahr- zeugs auf einer Solltrajektorie auf einer aktuellen Fahrspur des Fahrzeugs dienen. Im Schritt des Anpassens kann ein Verlauf der Solltrajektorie einer benachbarten Fahrspur angenähert werden, die bei der Fahrspurzusammenführung mit der aktuellen Fahrspur zusammengeführt wird. Unter einer Soll-Trajektorie kann ein von dem Lenkassistenzsystem ermittelter vorausliegender Pfad für das Fahr- zeug verstanden werden. Dabei kann die Soll-Trajektorie mittig zwischen einem rechten und einem linken Rand der Fahrspur angeordnet sein. Durch eine Veränderung der Soll-Trajektorie in Richtung der angrenzenden Fahrspur kann der Fahrer auf den bevorstehenden Spurwechsel aufmerksam gemacht werden. Dabei kann die Soll-Trajektorie so verändert werden, dass das Fahrzeug innerhalb der Fahrspur, also innerhalb der Fahrbahnmarkierung, verbleibt. Das Eingriffsmoment kann dahingehend verändert werden, dass der Fahrer zum Folgen des Verlaufs der Soll-Trajektorie angeregt wird.
Ferner kann die Größe des Eingriffsmoments abhängig von einer Vorausschau- weite einer Einrichtung zum Erkennen des Beginns der Fahrspurzusammenführung angepasst werden. Bei der Einrichtung zum Erkennen kann es sich um eine Umfelderfassungseinrichtung, beispielsweise eine Kamera handeln. Es kann sich um dieselbe Einrichtung handeln, die auch zum Erkennen der Markierung eingesetzt wird. Die Vorausschauweite kann durch Parameter der Einrichtung zum Er- kennen, durch Witterungseinflüsse einen Verlauf der Fahrspur eingeschränkt sein. Ein aktueller Wert bezüglich der Vorausschauweite kann an das Verfahren bereitgestellt werden. Bei einer geringen Vorausschauweite kann die Größe des Eingriffsmoments vorsichtshalber bereits stärker reduziert werden, obwohl der Beginn der Fahrspurzusammenführung selbst noch nicht erkannt wird. Andern- falls kann bei einer großen Vorausschauweite und einem noch nicht erkannten
Beginn der Fahrspurzusammenführung die Anpassung des Eingriffsmoments aufgeschoben oder in einem geringen Maße durchgeführt werden.
So kann die Größe des Eingriffsmoments innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer um einen vorbestimmten Wert reduziert werden, wenn die Vorausschauweite kleiner als eine vorbestimmte Mindestweite ist. Auf diese Weise kann auch dann eine komfortable Übergabestrategie gewährleistet werden, wenn der tatsächliche Beginn der Fahrspurzusammenführung, beispielsweise aufgrund reduzierter Sicht, relativ kurzfristig erkannt wird. Auch kann die Größe des Eingriffsmoments fortlaufend entsprechend einem Abstand zu dem Beginn der Fahrspurzusammenführung angepasst werden. Somit kann das Eingriffsmoment mit sich verringernden Abstand zu dem Beginn der Fahrspurzusammenführung oder zu einem anderen charakteristischen Abschnitt der Fahrspurzusammenführung kontinuierlich verringert werden. Beispielsweise kann die Größe des Eingriffsmoments proportional zu einem Abstand zu dem
Beginn der Fahrspurzusammenführung reduziert werden. Dies ermöglicht eine kontinuierliche Übergabe der Fahraufgabe des Spurwechsels an den Fahrer. Ein maximaler Abstand kann durch die Vorausschauweite vorgegeben sein. Beispielsweise kann in einem Schritt des Erkennens der Beginn der Fahrspurzusammenführung basierend auf einer Verengung der aktuellen Fahrspur des Fahrzeugs erkannt werden. Dazu kann ein Vergleich zwischen einer Fahrspurbreite auf Höhe des Fahrzeugs und am Ende der Vorausschauweite durchgeführt werden. Auch kann der Beginn der Fahrspurzusammenführung basierend auf ei- nem Ende einer Trennlinie zwischen der aktuellen Fahrspur und der weiterführenden Fahrspur erkannt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens einer Information über den erforderli- chen Spurwechsel, ansprechend auf die erkannte Markierung, umfassen. Die Information kann optisch, akustisch oder haptisch ausgegeben werden. Durch die Information kann der Fahrer veranlasst werden, den Spurwechsel selbständig auszuführen. Wird ein aktiver Lenkeingriff des Fahrers zum Durchführen des Spurwechsels erkannt, so kann das Eingriffsmoment innerhalb kurzer Zeit redu- ziert werden.
Die vorliegende Erfindung schafft ferner eine Vorrichtung zum Einstellen eines Eingriffsmoments eines Lenkassistenzsystems auf eine Lenkung eines Fahrzeugs bei einem erforderlichen Spurwechsel, mit folgendem Merkmal: einer Einrichtung zum Anpassen einer Größe des Eingriffsmoments, ansprechend auf eine erkannte Markierung, die im Vorfeld eines Beginns einer Fahrspurzusammenführung dieselbe ankündigt. Die Vorrichtung kann Teil eines Lenkassistenzsystems sein. Somit schafft die vorliegende Erfindung ferner ein Lenkassistenzsystem mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Einstellen des Eingriffsmoments des Lenkassistenzsystems.
Unter einer Vorrichtung kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuersignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen der Vorrichtung beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.
Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, wenn das Programm auf einem, einem Computer entsprechenden Gerät ausgeführt wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: eine schematisch Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Lenkassistenzsystem, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Einstellen eines Eingriffsmoments eines Lenkassistenzsystems gemäß einem Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine Modellstruktur eines erfindungsgemäßen Systems;
Fig. 4 eine Darstellung einer Situation einer Fahrspurzusammenführung, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine Darstellung erkannter Grauwertübergänge eines Richtungspfeils; und
Figuren 6a - 6c Abbildungen von Richtungspfeilen.
In der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.
Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug 100 mit einer Lenkung 102, die auf zwei Räder des Fahrzeugs 100 einwirkt. Ein Lenkassistenzsystem 104 ist ausgebildet, um die Lenkung 102 mit einem Eingriffsmoment zu beaufschlagen. Durch ein oder mehrere gerichtete Eingriffsmomente kann der Fahrer des Fahrzeugs beim Halten des Fahrzeugs in der Fahrspur aktiv unterstützt werden. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird eine Größe des Eingriffsmoments durch eine Vorrichtung 104 zum Einstellen des Eingriffsmoments angepasst, wenn eine Markierung erkannt wird, die eine vorausliegende Fahrspurzusammenführung ankündigt. Dazu kann die Vorrichtung 104 über eine Schnittstelle ein entsprechendes Steuersignal oder einen Einstellwert für das Eingriffsmoment an das Lenkassistenzsystem 104 bereitstellen. Die Markierung kann durch eine Umfelderfassungseinrichtung 108 er- fasst und erkannt werden. Eine entsprechende Information über die erkannte Markierung kann über eine Schnittstelle an die Vorrichtung 104 bereitgestellt werden. Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Einstellen eines Eingriffsmoments eines Lenkassistenzsystems gemäß einem Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Dabei wird in einem Schritt 202 eine Markierung erkannt, die beispielsweise auf der Fahrspur angeordnet ist, um ein nachfolgendes Ende der Fahrspur aufgrund einer Fahrspurzusammenführung anzukündigen.
Nach einer entsprechende Markierung kann fortlaufend gesucht werden, wenn das Lenkassistenzsystem aktiviert ist. Nach dem Erkennen der Markierung wird in einem Schritt 204 die Größe des Eingriffsmoments angepasst. Das Anpassen der Größe des Eingriffsmoments kann gemäß Anpassungsvorschriften durchge- führt werden, wie sie anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele beschrieben sind. So kann je nach Vorausschauweite des Assistenzsystems das Eingriffsmoment auf unterschiedliche Weise schrittweise reduziert werden.
Fig. 3 zeigt eine Modellstruktur eines Systems zum Einstellen eines Eingriffsmoments eines Lenkassistenzsystems, gemäß einem Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Das System umfasst eine Linienerkennung 202, ein Umfeldmodell 310, eine Trajektorienplanung 312, eine Lenkassistenzsystem- Regelung 104 und eine Eingriffssteuerung 106. Über die Linienerkennung 202 können vor dem Fahrzeug liegende Linien und Markierungen auf der Fahrspur erkannt werden. Mittels des Umfeldmodells 310 kann das Umfeld des Fahrzeugs basierend auf den von der Linienerkennung 202 erkannten Linien modelliert werden. Basierend darauf kann mittels der Trajektorienplanung 312 eine Solltrajekto- rie bestimmt werden, die einen weiteren Fahrweg des Fahrzeugs vorgibt. Entsprechend der Solltrajektorie kann die Lenkassistenzsystem-Regelung 104 Eingriffsmomente vorgeben, die die Lenkung des Fahrzeugs so beeinflussen, dass das Fahrzeug der Solltrajektorie folgt. Zusätzlich können die durch das Umfeldmodell 310 gewonnenen Informationen von der Eingriffssteuerung 106 eingesetzt werden, um Vorgaben für die Lenkassistenzsystem-Regelung 104 zu bestimmen. So kann ein Eingriffsmoment der Lenkassistenzsystem-Regelung 104 durch die Eingriffsteuerung 106 geändert werden, wenn das Umfeldmodell 310 auf eine Fahrspurzusammenführung hindeutet.
Fig. 4 zeigt eine Darstellung einer Situation einer Fahrspurzusammenführung für ein Fahrzeug 100, das mit einem Fahrerassistenzsystem gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Das Fahrerassistenzsystem hat einen Erfassungsbereich mit einer Erfassungsreichweite oder Vor- ausschaureichweite 420. Der Erfassungsbereich deckt einen vor dem Fahrzeug 100 liegenden Abschnitt der Fahrspur ab. Dabei kann die Vorausschaureichweite 420 geringer sein, als ein Abstand zwischen zwei Fahrbahnmarkierungspfeilen 422, 423. Die Fahrbahnmarkierungspfeile 422 sind auf einer aktuellen Fahrspur angeordnet, die durch eine rechte Fahrbahnmarkierung 424 und eine linke Fahrbahnmarkierung 426 begrenzt wird. Das Fahrzeug 100 fährt auf der aktuellen Fahrspur. Aufgrund einer Fahrspurzusammenführung endet die aktuelle Fahrspur. Ein Beginn Fahrspurzusammenführung ist durch eine Verjüngung der aktuellen Fahrspur gekennzeichnet, die durch ein Einschwenken der linken Fahr- bahnmarkierung 426 in Richtung der rechten Fahrbahnmarkierung 424 eingeleitet wird. Ungefähr auf Höhe des Beginns der Verjüngung endet die linke Fahrbahnmarkierung 424. Aufgrund der Fahrspurzusammenführung ist ein Spurwechsel des Fahrzeugs 100 von der aktuellen Fahrspur auf die benachbarte rechte Fahrspur erforderlich. Die Fahrbahnmarkierungspfeile 422 weisen auf die benachbarte rechte, weiterführende Fahrspur hin. Das Fahrzeug 100 wird durch das Fahrerassistenzsystem auf einer Original Solltrajektorie 430 geführt. Die Original Solltrajektorie 430 verläuft in etwa entlang der Mitte der aktuellen Fahrspur. Aufgrund der Fahrspurzusammenführung kann die Original Solltrajektorie 430 und das dazugehörige Eingriffsmoment nicht beibehalten werden. Es ist eine Adaption erforderlich, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgeführt wird, wenn das Fahrzeug 100 die Linie 432 erreicht, die einen Adaptionsstart kennzeichnet. Der Adaptionsstart wird durch ein erkennen des Fahrbahnmarkierungspfeil 422 ausgelöst. Bei dem Fahrbahnmarkierungspfeil 422 kann es sich bereits um den zweiten Richtungspfeil handeln, der auf die Fahrspurzusammenführung hindeutet. Zur Adaption wird eine adaptierte Solltrajektorie bestimmt, die in Richtung der rechten Fahrbahnmarkierung 424 versetzt zu der Original Solltrajektorie 310 innerhalb der aktuellen Fahrspur verläuft. Durch eine Anpassung des Eingriffsmoments auf die Lenkung des Fahrzeugs 100 kann das Fahrzeug 100 auf die adaptierte Solltrajektorie 434 einschwenken.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel werden die auf der Fahrbahn markierten Richtungspfeile erkannt und es wird deren Richtung klassifiziert. Diese Information wird in dem Umfeldmodell eines LKS-Systems zur prädiktiven Einleitung einer spezifischen Übergabestrategie (Ramp Down) für das Fahrspurende genutzt. Die Erkennung sowie die Klassifizierung der Fahrbahnrichtungspfeile kann gemäß einem Ausführungsbeispiel nur mit einer monokularen Videokamera durchgeführt werden. Die Ausgestaltung der erfindungsgemäßen spezifischen Ramp Down Funktion führt zu einer hohen Fahrerakzeptanz. Diese Funktion wird in das Gesamtsystem eingebettet. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass die
Fahrbahnzusammenführung sehr spät erkannt wird, so dass eine zeitlich komfortable Übergabestrategie an den Fahrer möglich ist.
Ein LKS-System gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bietet eine erhöhte Sicherheit im Fahrbetrieb auf Autobahnen und Landstraßen. Das LKS-System, wie es beispielsweise in Fig. 3 gezeigt ist, weist einen hohen Automatisierungsgrad auf. Eine Videokamera, auf deren Bilder das LKS-System aufsetzt, arbeitet mit einer typischen Vorausschau von bis zu 80m. Im Bereich der Fahrspurzusammenführung sind mehrere Richtungspfeile in Abständen angebracht, die größer sind als die Kameravorausschau. Durch Erkennung und Klassifizierung der Richtungspfeile kann ein RampDown in der erfindungsgemäßen Form schon weit vor dem Ende der Zusammenführung eingeleitet werden. Die Erkennung und Klassifizierung der Richtungspfeile kann in dem Modul„Linienerkennung" durchgeführt werden. Die Detektion und Klassifiaktion der Richtungspfeile wird anhand der Figuren 5 und 6 beschrieben.
In der in Fig. 3 gezeigten Trajektorienplanung wird, nachdem ein Richtungspfeil zweimal erkannt wird, die Sollposition des Systems angepasst. Die Anpassung erfolgt durch Änderung der lateralen Sollablage um einen definierten Wert YAdaPt, der in dem Wertebereich von 10-40 cm liegen kann. Da bei einer Fahrbahnzusammenführung ein Spurwechsel vom Fahrer auf die Nebenspur nötig ist, wird zur Sensibilisierung des Fahrers die Sollablage in genau diese Richtung adaptiert. Dies führt dazu, dass das Fahrzeug sich in die Richtung der zu wechselnden Spur bewegt und damit der Fahrer sanft auf den auszuführenden Spurwech- sei hingewiesen wird, wie es in Fig. 4 gezeigt ist.
Die Solltrajektorie wird mit der vorliegenden Erfindung zu
Y(s)son = Ym«e + YAdapt + x * <?Dso„+ 0-5x2 * KSo// + 0,125 * x3 * K definiert. Gleichzeitig wird in der in Fig. 3 gezeigten Eingriffssteuerung ein prädiktiver Ramp Down vom LKS-System durchgeführt.
Im Gegensatz zu einem Ramp Down, der ein graduelles Absenken des Eingriffsmomentes auf Null in einer Zeit von 0-2s durchführt, wird hier der prädiktive Ramp Down mehrstufig durchgeführt.
In einer Stufe 1 wird nach der Erkennung eines zweiten Richtungspfeiles ein optischer Hinweis, z.B. in Form eines blinkenden Richtungspfeiles, beispielsweise in einem Kombiinstrument oder einem Head Up Display, oder auch in Form andere Symbole, z.B. einer blinkenden Linie, dem Fahrer dargestellt. Dadurch wird der Fahrer zur Übernahme der Fahraufgabe aufgefordert.
Eine Stufe 2 wird initiiert, wenn das Markierungsende der Fahrspur erkannt wird. Dies wird auf Basis eines Vergleiches der linken und rechten Markierung erreicht. An der maximalen Vorausschau wird die Fahrspurbreite berechnet. Ebenso wird die Breite direkt vor dem Fahrzeug berechnet. Zeigt sich eine Breitenverringerung am Vorausschaupunkt, so wird die Vorausschauweite als maximale Vorausschau gespeichert und als Normierungswert lNorm verwendet. Das Eingriffsmoment wird nun abhängig von der sich ändernden Vorausschauweite, der noch gerade markierten Linie, in Fig. 4 mit dem Bezugszeichen 424 versehen, heruntergefahren.
Es gilt:
RampDown j Eingriff
Norm
Dabei ist Lv die Vorausschauweite der Linie 424 in Fig. 4, MEingnff das Eingriffsmoment ohne Fahrbahnzusammenführung und MRampDown das am Lenkrad aufgebrachte Eingriffsmoment.
Diese Variante der Stufe 2 wird nur benutzt wenn bei Eintritt von Stufe 1 eine Vorausschauweite von z.B. > 60m vorliegt. Alternativ wird eine Phase A des Ramp Down sofort eingeleitet. Hierbei wird sofort das Eingriffsmoment auf die Hälfte des aktuellen Wertes abgesenkt. Dies geschieht in einer vorgegebenen Zeit von z.B. 2s. Bis zum Erkennen des Markierungsendes (Stufe 2) wird das halbierte Eingriffsmoment durch das System aufgebracht. Wird, wie in Stufe 2 beschrie- ben, das Markierungsende erkannt, so wird in einer Phase B das weitere Ramp
Down wie in Stufe 2 beschrieben, vorausschauabhängig durchgeführt.
Übernimmt der Fahrer die Fahrzeugführung durch Lenken, z.B. durch Einleitung eines Spurwechsels, so wird das Eingriffsmoment in einer definierten Zeit auf Null abgesenkt. Die Übernahme der Fahrzeugführung durch den Fahrer kann anhand vorbestimmter Kriterien erkannt werden.
Der erfindungsgemäße Ansatz kann einen entscheidenden Baustein für einen sicheren LKS Betrieb auf Autobahnen darstellen. Deshalb bietet sich eine Verwen- dung bei der Linienerkennung und dem Lane Keeping Support an.
Fig. 5 zeigt eine Darstellung erkannter Grauwertübergänge eines Richtungspfeils mit einem Stamm 540 und einem Pfeilkopf der einen charakteristischen Wnkel 542 aufweist. Der Richtungspfeil stellt einen Geradeauspfeil dar. Die durch die Grauwertübergänge definierten Linien können erkannt und ausgewertet werden.
Über den charakteristischen Winkel 542 und dessen Ausrichtung in Bezug zu dem Stamm 540 kann die Richtung erkannt werden, in die der Richtungsfeil zeigt. Die Figuren 6a bis 6c stellen Bilder 650 von Richtungspfeilen dar, die beispielsweise von einer Videokamera aufgenommen worden sein können und ausgewertet werden können, um eine Fahrbahnmarkierung zu erkennen, die auf eine Fahrspurzusammenführung hindeutet. Übergänge zwischen hell und dunkel in den Bildern 650 Formen Linien, wie sie in Fig. 5 gezeigt sind. Der in Fig. 6a ge- zeigte Pfeil weist auf eine Geradeaus-Rechtsabbiegerspur hin, der in Fig. 6b gezeigte Pfeil weist auf eine Geradeaus-Linksabbiegerspur hin und der in Fig. 6c gezeigte Pfeil weist auf eine Geradeausspur hin.
Die Detektion und Klassifikation der Richtungspfeile wird im Bild aufgrund der charakteristischen Form, Farbe und der Lage durchgeführt. Für das System relevant sind nur Richtungspfeile, die sich vor dem Fahrzeug befinden. Diese sind typischerweise hell (Linienfarbe) auf dunklem Hintergrund (Asphalt der Straße). Anhand der Anordnung der detektierten Grauwertübergänge (Gradienten), die z.B. durch einen Sobelfilter berechnet werden können, kann ein Pfeil erkannt und klassifiziert werden.
Die Figuren 6a bis 6c zeigen verschiedene Pfeile. Am Rand weisen die Pfeile Gradienten zur Fahrbahnoberfläche auf. Die Pfeile werden in der Mitte der unteren Bildhälfte gesucht. Dabei ist ein Kriterium der Winkel der erkannten Gradienten an der Spitze des Pfeiles und der von der Breite abnehmende„Stamm" des Pfeils.
Die Klassifikation des Pfeiles, beispielswiese links, rechts oder geradeaus, kann aufgrund der Orientierung des Winkels bestimmt werden. Die Form des Pfeils ist ländertypisch genormt, so dass in Deutschland alle Pfeile gleich aussehen, in anderen Ländern gibt es ggf. andere Formen, diese können dann aufgrund eines anderen Wnkel-Stamm Kriteriums detektiert werden. Um Fehlklassifikationen zu minimieren kann eine Länderinformation aus zusätzlichen Datenquellen, wie z.B. einem Navigationssystem verwendet werden.
Die Klassifikation des Pfeiles aufgrund der oben genannten Merkmale hat gegenüber andern aus der Bildverarbeitung bekannten Verfahren, wie z.B. einem Template-Matching, den Vorteil, das auch Pfeile mit nicht idealer Markierung oder leichten Abweichungen vom Standard, z.B. wenn Pfeile in Österreich nur leicht anders sind als welche in Deutschland, erkannt und klassifiziert werden können.
Eine Bestimmung der 3-dimensionalen Position des Pfeiles ist für das erfindungsgemäße Verfahren nicht notwendig, da lediglich der Zeitpunkt des Auftretens relevant ist.
Zur Plausibilisierung der Lage kann noch die in dem System detektierte Fahrspur benutzt werden. Relevante Pfeile befinden sich immer zwischen der linken und rechten EgoSpur Markierung. Die klassifizierten Richtungspfeile werden an das in Fig. 3 gezeigte Umfeldmodell übergeben. Von dort werden sie der Eingriffs- Steuerung, die ein Ramp Down Verhalten erzeugt und an die Trajektorienpla- nung, die eine Solltrajektorie erzeugt, weitergeben. Die beschriebenen und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. Unterschiedliche Ausführungsbeispiele können vollständig oder in Bezug auf einzelne Merkmale miteinander kombiniert werden. Auch kann ein Ausführungsbeispiel durch Merkmale eines weiteren Ausführungsbeispiels ergänzt werden. Ferner können erfindungsgemäße Verfahrensschritte wiederholt sowie in einer anderen als in der beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden.

Claims

Verfahren zum Einstellen eines Eingriffsmoments eines Lenkassistenzsystems (104) auf eine Lenkung eines Fahrzeugs (100) bei einem erforderlichen Spurwechsel, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Anpassen (204) einer Größe des Eingriffsmoments, ansprechend auf eine erkannte Markierung (422), die im Vorfeld eines Beginns einer Fahrspurzusammenführung dieselbe ankündigt.
Verfahren gemäß Anspruch 1 , mit einem Schritt des Auswertens einer Aufnahme (650) einer Umfelderfassungseinrichtung (108) des Fahrzeugs, um die Markierung (422) zu erkennen.
Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei es sich bei der Markierung (422) um einen Richtungspfeil handelt und bei dem im Schritt des Auswertens eine Klassifikation des Richtungspfeils durchgeführt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Eingriffsmoment zum Führen des Fahrzeugs (100) auf einer Solltrajektorie (430) auf einer aktuellen Fahrspur des Fahrzeugs dient und bei dem im Schritt des Anpassens (204) ein Verlauf der Solltrajektorie einer benachbarten Fahrspur angenähert wird, die bei der Fahrspurzusammenführung mit der aktuellen Fahrspur zusammengeführt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Größe des Eingriffsmoments abhängig von einer Vorausschauweite (420) einer Einrichtung zum Erkennen des Beginns der Fahrspurzusammenführung ange- passt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem die Größe des Eingriffsmoments innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer um einen vorbestimmten Wert redu- ziert wird, wenn die Vorausschauweite (420) kleiner als eine vorbestimmte Mindestweite ist.
7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Größe des Eingriffsmoments fortlaufend entsprechend einem Abstand zu dem Beginn der Fahrspurzusammenführung angepasst wird.
8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Schritt des Erkennens des Beginns der Fahrspurzusammenführung basierend auf einer Verengung der aktuellen Fahrspur des Fahrzeugs (100).
9. Vorrichtung (106) zum Einstellen eines Eingriffsmoments eines Lenkassistenzsystems auf eine Lenkung eines Fahrzeugs (100) bei einem erforderlichen Spurwechsel, mit folgendem Merkmal: einer Einrichtung zum Anpassen einer Größe des Eingriffsmoments, ansprechend auf eine erkannte Markierung (422), die im Vorfeld eines Beginns einer Fahrspurzusammenführung dieselbe ankündigt.
10. Computer-Programmprodukt mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Programm auf einem Informationssystem ausgeführt wird.
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