EP2788239A1 - Verfahren und system zur verminderung von unfallschäden bei einer kollision zwischen zwei fahrzeugen - Google Patents

Verfahren und system zur verminderung von unfallschäden bei einer kollision zwischen zwei fahrzeugen

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EP2788239A1
EP2788239A1 EP12787414.7A EP12787414A EP2788239A1 EP 2788239 A1 EP2788239 A1 EP 2788239A1 EP 12787414 A EP12787414 A EP 12787414A EP 2788239 A1 EP2788239 A1 EP 2788239A1
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EP
European Patent Office
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vehicle
collision
control device
data
approaching
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP12787414.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Philipp Lehner
Michael Schumann
Volker Niemz
Pascal KANTER
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2788239A1 publication Critical patent/EP2788239A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/095—Predicting travel path or likelihood of collision
    • B60W30/0956—Predicting travel path or likelihood of collision the prediction being responsive to traffic or environmental parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60K28/00—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions
    • B60K28/10—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle 
    • B60K28/14—Safety devices for propulsion-unit control, specially adapted for, or arranged in, vehicles, e.g. preventing fuel supply or ignition in the event of potentially dangerous conditions responsive to conditions relating to the vehicle  responsive to accident or emergency, e.g. deceleration, tilt of vehicle
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    • B60W10/188—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of braking systems with wheel brakes hydraulic brakes
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    • B60W30/085—Taking automatic action to adjust vehicle attitude in preparation for collision, e.g. braking for nose dropping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60W30/08—Active safety systems predicting or avoiding probable or impending collision or attempting to minimise its consequences
    • B60W30/09—Taking automatic action to avoid collision, e.g. braking and steering

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for reducing accident damage in the event of a collision between a first vehicle and a second vehicle approaching the first vehicle from behind.
  • DE 10 2009 025607 A1 shows a method and a device for avoiding a collision of a moving vehicle, wherein an environment behind the vehicle is monitored and it is judged whether a rear-end collision can occur due to an object approaching from behind. When a critical situation is identified, a reaction is automatically initiated to avoid the collision.
  • the document describes a situation at the end of a traffic jam in which a driver endeavors to bring his own vehicle to a halt as early as possible, thereby cutting a snowfall! moving vehicle in the remaining space can no longer brake.
  • Collision avoidance includes a targeted release of the brake, so that it can be moved as close as possible to the vehicle in front and an automatically initiated evasive movement in clearances to the side of the vehicle.
  • the follow-up vehicle can only be detected late due to poor visibility conditions or due to unforeseen traffic events such as, for example, a surprising lane change of the approaching vehicle or even during a sharp turn.
  • the evasive movement of the vehicle is only a successful measure against the collision, if sufficient time remains before the rear-end collision to take all necessary measures.
  • the measures include releasing the brake, engaging a gear and a subsequent one
  • the invention provides a solution to a problem occurring, for example, at a tail end, in which a fast-approaching vehicle encounters a slowly rolling or already stationary vehicle.
  • the invention provides a departure from the teaching that, even in the situation of the imminent collision evasive movement of the vehicle is set, although not enough time remains for it. Rather, the invention specifies what measures are to be taken to effectively reduce the accident damage.
  • a collision monitoring device of the first vehicle detects an unavoidable collision and the
  • Collision monitoring device of the first vehicle information about the inevitable collision, d. H. the inevitable rear-end collision or, in the following also rear-end crash, to a control device of the first vehicle passes and the
  • Control device of the first vehicle decouples the engine of the first vehicle and a brake, in particular all brakes of the first vehicle triggers.
  • the decoupling of the gear can be done using the clutch or without the use of the clutch.
  • a use of the coupling can be made, for example, if it has been determined that sufficient time remains for this. If the gear is released without the use of the clutch, then it comes to a wear on the clutch, the decoupling, however, takes place faster.
  • an environment of the vehicle is detected.
  • the environment detection can be done for example by a radar system, an ultrasound system, a laser system, a video camera system, a lidar system or by a combination of systems.
  • a clearance may be defined as a train accessible location, that is, the vehicle may be transferred into the clearance from a current position without any pre-setting and resetting.
  • a determined free space can be assigned an escape direction, which can be defined as the direction in which the vehicle must first move in order to be able to be transferred into the determined free space.
  • control device of the first vehicle upon detection of an unavoidable rear crash aligns the wheels in an evasion direction.
  • an intervention is made in the steering system of the vehicle, so that the tires are aligned in the direction of a determined free space.
  • the wheels are preferably aligned straight ahead. If a free space on the left or right side determined, the wheels are aligned accordingly to the left or to the right. In the case when in front of the vehicle, both left and in the middle and on the right everything is free, preferably the way is chosen straight ahead and / or made no interference with the wheel position. In the event that the driver assistance system determines that a
  • the wheels are preferably aligned in the right direction of evasion, where usually can be expected with less traffic flow, to avoid any further collisions.
  • Lane assistants and / or information from a digital road map used are examples of Lane assistants and / or information from a digital road map used.
  • Direction of avoidance can be prevented that the vehicle is involved in a multiple collision, for example, it is squeezed between a leading vehicle and the fast approaching from the rear of the vehicle. This situation is particularly to be avoided, as this directly consecutive multiple opposing accelerations act on the bodies of the occupants, so they very easily carry serious injuries.
  • the free space monitoring device takes into account the expected impact force and the thereby expected speed absorption of the first vehicle when determining the free space. In the case of a very rapidly approaching vehicle, a very large space may be needed to bring the vehicle to a stop after the impact.
  • the control device of the first vehicle sets a turn signal of the first vehicle in an evasion direction.
  • the turn signal is set at the moment when an orientation of the wheels in the direction of evasion, so that the driver of the fast approaching vehicle is signaled in which
  • the decoupling of the engine, in particular without intervention in the clutch, and the release of the brakes are executable within a very short time. These measures mean for the vehicle first measures to prepare for the impending collision.
  • the method according to the invention is particularly preferably used if a TTC ("time to collision"), ie a time to the imminent collision, is less than 3 seconds, more preferably less than 2 seconds or less than 1 second, in which case the decoupling becomes of the engine and releasing the brake preferably within 3
  • the TTC can be periodically calculated at short time intervals of between 0.1 sec. To 1 sec. And the action can be triggered when the TTC falls below a specified critical value, for example 3 seconds, 2 seconds or 1 second. A value can then be considered critical if one
  • the criticality of the TTC may depend on the relative speed of the approaching vehicle with respect to the stationary or slowly moving vehicle.
  • a TTC that is less than 10 seconds but greater than 5 seconds or greater than 4 seconds or greater than 3 seconds may be considered uncritical.
  • the collision monitor forwards information to the controller, the controller executing the evasive maneuver.
  • the evasive maneuver preferably comprises a transfer of the first vehicle into a preferred free space. If an evasive movement is spatially and temporally possible, this is preferred in any case.
  • the evasive movement is thereby preferably by releasing the brake, then an engagement of a gear and a subsequent
  • the TTC is further periodically monitored by the stationary or slowly moving vehicle during an initiated evasive movement and executed the measures, ie the engine decoupled, the brake released, the wheels aligned in a direction of evasion and a turn signal set once falls below a predetermined critical TTC value and is below a predetermined value of, for example, 3 seconds, 2 seconds or 1 second.
  • An evasive maneuver may cause an acceleration shock, i. include a gas shock. This can be achieved that the relative speed of the vehicles
  • the subsequent vehicle is transferred to the stationary or slow moving vehicle.
  • the subsequent vehicle does not hit the stationary or slow moving vehicle head-on, but slightly offset laterally, i. Ideally, it does not transmit its momentum completely, but part of the speed after impact with another
  • a side traffic it is taken into account whether a side traffic is possible. If a side traffic is possible, the measures according to the invention are not carried out, d. H. The engine is not decoupled, the brake is not released, the wheels are not aligned in a direction of evasion and the turn signals are not set. For example, this can be done by determining whether the first vehicle is outside a traffic intersection. For example, if the first vehicle is in front of a traffic light, the risk of accidents could increase if the vehicle is encountered at a busy intersection. In one embodiment of the invention, the method is only on
  • Information about the traffic and / or information about GPS may be known.
  • a side traffic is detected by the first vehicle, whereby the environmental monitoring data may be used to determine a lateral traffic criticality.
  • the measures according to the invention can then also be carried out in the area of intersections if it is ensured that no potentially dangerous side traffic exists.
  • the driver is notified that a collision is imminent, so that the latter himself takes the measures required in his view can take.
  • the action of the driver assistance system is overridden, ie, in particular, that a gear can be engaged and the orientation of the wheels can be overridden by the driver in a direction favorable to the system.
  • the flashing direction of the driver's reaction is adjusted, ie in particular that the turn signal is converted, if the driver decides in another favorable direction than the system.
  • the TTC is calculated by evaluating a scaling change of the approaching vehicle in a sequence of video images of a rear camera.
  • the evaluation of the scaling change is preferably based on evaluation of a pixel magnification of the image of the approaching vehicle.
  • a tracking module is used
  • a computer program is also proposed according to which one of the methods described herein is performed when the computer program is executed on a programmable computer device.
  • the computer device can be, for example, a module for implementing a
  • the computer program may be stored on a machine-readable storage medium, such as on a permanent or rewritable storage medium or in association with a computer device or on a removable CD-ROM, DVD or USB stick. Additionally or alternatively, the computer program may be provided on a computing device, such as a server for downloading, e.g. A data network such as the Internet or a communication connection such as a telephone line or a wireless connection.
  • a driver assistance system for carrying out one of the methods described herein, which has a device for monitoring the rear space, and which also includes a component for determining a risk of collision from data of the device for monitoring back space, ie a collision monitoring device Kollisionsüberwachungsmodui, and which has a control device which is designed to make an intervention in the vehicle control depending on data of the component for determining a risk of collision, in particular to decouple a motor and to release a brake.
  • the controller may also align the wheels and operate the turn signal.
  • the controller may also align the wheels and operate the turn signal.
  • control device also carries out an acceleration by means of a gas shock and carries out a transfer of the vehicle into a previously detected free space, ie. take over the steering of the vehicle during a gas shock.
  • acceleration by means of a gas shock
  • carries out a transfer of the vehicle into a previously detected free space ie. take over the steering of the vehicle during a gas shock.
  • Rear space monitoring can also be designed as an ultrasound system, laser system or lidar system or comprise a combination of the systems.
  • the driver assistance system preferably includes a free space monitoring module.
  • the free space monitoring module preferably has access to data of a device for detecting the surroundings, for example a camera system, ultrasound system, laser system or lidar system or a combination of the systems. If, for example, a free space monitoring module is already used in a parking assistant, then corresponding calculation modules can be reused, which reduces the implementation costs.
  • the driver assistance system includes or has access to a module for processing GPS data.
  • the driver assistance system also includes or has access to a track information processing module, i. a lane assistance module.
  • the data of the lane information and the GPS data may be used by the free space monitoring module to determine free spaces in the environment. Data of the
  • Track information and the GPS data can also be used by the tracking module to detect and to determine the movement of the following vehicle.
  • at least one brake is released by the control device and the motor is decoupled before the data of the free space monitoring module are checked as to whether there is free space, so that a reaction can take place independently of the calculations of the free space monitoring module.
  • the component for determining a risk of collision from data of the device for monitoring back space may be a collision monitoring module, which
  • a backover avoidance module i. a module for avoiding collisions during reset
  • a back-up avoidance module exists, corresponding calculation modules can be reused for a driver assistance according to the invention, which reduces the implementation costs.
  • Fig. 1 shows a device for carrying out the method according to the invention
  • Fig. 2 is a present at a jam end situation in plan view with a
  • Fig. 3 is an image of a reversing camera of an approaching vehicle
  • Fig. 1 shows an apparatus for carrying out the method according to the invention.
  • the device comprises components for detecting an environment of a vehicle, which may include, for example, a rear camera 1, a back ultrasound system 2, a front camera 3 and a side camera 4, the signals of which
  • Data processing device 5 are supplied.
  • the front camera 3 and the rear camera 3 are supplied.
  • Side camera 4 which may be designed, for example, as a “side view assistant camera”, hereinafter also referred to as an SVA camera, or as a “surround view system” camera, also referred to below as an SVS camera, are particularly suitable for a free space monitoring, which is provided according to an advantageous embodiment of the invention.
  • an in-vehicle data processing device 5 comprising a signal processing module 6, in which the signals of the environmental sensors 1, 2, 3, received and processed.
  • the signal processing module 6 comprises submodules in the form of a tracking module 7 and a data fusion module 8.
  • the tracking module 7 is suitable for classifying objects and for tracking them over time in order to detect an intrinsic movement of the objects.
  • the tracking module 7 recognizes subsequent vehicles, which are received by the skirts camera 1, for example.
  • the data of the rear camera 1 are combined with the data of the back ultrasound system 2 and other detection systems of the back environment such as laser or lidar systems in the data fusion module 8. The goal is to obtain the most accurate possible determination of the distances and the relative speeds of the detected objects, especially approaching vehicles.
  • This information namely the position of the object on the image and the distance of the object to the ego vehicle at certain times become one
  • Collision monitoring module 9 supplied.
  • the collision monitoring module 9 also receives data from a self-data module 10, which serve to supplement the data of the environmental sensors and a statement about relative distances and
  • the collision monitoring module 9 comprises a TTC module, which calculates a time TTC from the data of the rear sensor system and from the own data until an imminent collision, as soon as an approaching vehicle has been detected by the signal processing module 6.
  • the collision monitoring module 9 determines that a critical TTC has been detected or has fallen below during periodic measurement
  • the collision monitoring module transmits corresponding information to a control device 11, which in turn can actively intervene in vehicle systems.
  • a critical TTC can be 3 seconds, 2 seconds, or 1 second.
  • the collision monitoring module 9 calculates whether side traffic is possible. This can be the
  • Collision monitoring module 9 receives data of a digital map of a navigation system 18, such as information about the location and orientation of the vehicle. Furthermore, a free-space monitoring module 17 is provided which can receive data from the signal processing module 6 and from the self-data module 10. The clearance monitoring module 17 may also be coupled to a lane assist module, which has already processed information about the environment of the vehicle. Furthermore, the free space monitoring module 17 may receive data of a digital map of the
  • Navigation system 18 such as receiving information about the location and orientation of the vehicle.
  • Free space monitoring module 17 are taken into account.
  • control device 11 which data from the
  • Collision monitoring module 9 and can receive from the free space monitoring module 17.
  • the control device 1 1 controls a braking device 12, and an engine clutch 13, a steering device 14, a flash device 15 and a
  • a measure taken by the controller 11 depends on the situations described by the collision monitor module 9 and the free space monitor module 17, i. from the data given to the controller 11, which classify themselves in situations.
  • the controller 11 decouples the engine, releases the brake, aligns the wheels in the direction of evasion and sets the turn signal accordingly.
  • the control device 1 1 perform an evasive maneuver. The avoidance direction is indicated by the data of the free space monitoring module 17.
  • Fig. 2 shows a typical situation at a jam end on a highway in plan view.
  • a first located at a jam end vehicle 30, which is equipped with a device shown in FIG. 1 for carrying out the method according to the invention is located at a jam end as the last vehicle in a middle lane 31.
  • the highway is formed in three lanes and the middle track 31st lies between a left track 32 and a right track 33, which on the right side by a
  • Speed from behind the vehicle 30, wherein the relative speed of the vehicles 30, 35 is represented by an arrow 36.
  • a crash ie a rear-end collision is imminent.
  • the speed 36 of the approaching Vehicle 35 is too large for the vehicle 35 to come to a stop in front of the first vehicle 30.
  • the approaching vehicle 35 is recorded and transmitted the digital images of the data processing device 5 of the first vehicle 30.
  • the collision monitoring module 9 of the first vehicle 30 calculates approximately one of the received image data and / or further data
  • a front camera 37 and two side cameras 38, 39 are provided on the first vehicle 30, which determine data about the lateral and front surroundings of the vehicle 30.
  • the detection area of the front camera 37 is represented by a light cone 40
  • the detection areas of the side cameras 38, 39 are represented by two further light cones 41, 42.
  • the images acquired by the front camera 37 and the side cameras 38, 39 are transmitted to the signal processing module 6 of the data processing device 5 of the first vehicle 30, which extracts information about the objects arranged in the environment, in particular lane information and information about other vehicles.
  • the front camera 37 in the situation shown in Figure 2 in the middle track 31 at least one in front of the vehicle vehicle 43 and possibly, if the perspective allows, another vehicle 44 recorded and another vehicle 45 in the left lane 32 and another vehicle 47 in the right vehicle lane 33.
  • the data of the cameras 37, 38, 39 are combined in the data fusion module 8, so that there is sufficient certainty about the location and speed of the detected vehicles 44, 45, 47. in the
  • Free space monitoring module 17 are extracted from the data extracted by the signal processing module 6 and using further o.g. Information free spaces determined. Two free spaces which have been detected by the free space monitoring module are shown in dashed lines by the reference numerals 48 and 52. A first clearance 48 is located in the left lane 32 in front of the vehicle 30, and a second clearance 52 is located in the right lane 33 in front of the vehicle 30
  • a module associated, for example, with the clearance monitoring module 17 calculates a transfer route 49 from the current position of the vehicle 30 to the fret space 48. If the collision monitoring module 9 calculates a TTC that is above a certain threshold, say, above 10 seconds, 9 seconds, 8 seconds, 7 seconds, 6 seconds, 5 seconds, 4 seconds, 3 seconds, then controls the
  • Control device 11 the brake device 12, engine clutch 13, steering direction 14,
  • Flashing direction 15 and gas device 16 such that a transfer of the vehicle takes place on the preferred free space 52.
  • the movement can be overridden and interrupted by the driver of the vehicle at any time, so that he always retains complete control of his vehicle 30.
  • a TTC is below a certain threshold, for example 3 seconds, 2 seconds or 1 second
  • the controller will control the braking device 12 to decouple the engine and release the brakes.
  • the control device will moreover control the steering device 14 in such a way that the tires, which are schematically shown here by the reference numeral 50, point in the direction of the preferred detected free space 52.
  • the controller will also control the flashing device 15 so that a right turn signal is set to indicate to the driver of the approaching vehicle 35 that the vehicle has selected a rightward evasion direction. If the driver of the approaching vehicle 35 reacts correctly, then he will steer the vehicle 35 to the left, so that he still evades or so that at least the direction of momentum transfer to the first vehicle 30 as possible coincides with the orientation of the tires 50.
  • FIG. 3 shows a photograph of a rear camera 36 of the approaching vehicle 35 at a point in time T1, for example in the situation illustrated in FIG. 2. Also shown are lane markings 62, 63 of the traffic lane 31 in which the first vehicle 30 is located.
  • FIG. 4 shows an image 61 which is taken by the rear camera 36 at a somewhat later time. In the picture 61 The vehicle 35 appears larger by a scaling factor, since the vehicle 35 has now come closer.
  • a first apparent width si of the approaching vehicle 35 can be extracted from the first image 60 and a second apparent width s 2 from the second image 61.
  • the method according to the invention can comprise the method described in DE 10 2007 049 706 A for determining the TTC, which allows a very accurate calculation of the TTC using the Gaussian theorem. Instead of or beyond, according to the invention, a calculation is also performed on the count of pixels of a particular color in an environment after object classification has taken place.
  • the headlights 64 of the vehicle 35 have a different color than their surroundings.
  • an apparent size of the headlight can be determined and from the evaluation of multiple images the TTC can be calculated.
  • the lanes 62, 63 picked up by the rear camera 36 may be used to match the approaching vehicle 35 on the images. It is assumed that the vehicle 35 is located in successive images, probably in the same lane 31, so that an evaluation of the images can initially limit itself to the track 31, in which the vehicle 35 has been located on a previous image. If the vehicle 35 has been detected in the same lane 31, the tracking module may abort the object search, otherwise further image areas will be scanned. This allows a faster calculation of the TTC.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung von Unfallschäden bei einer Kollision zwischen einem ersten Fahrzeug (30) und einem sich von hinten dem ersten Fahrzeug (30) nähernden zweiten Fahrzeug (35). Eine Kollisionsüberwachungseinrichtung (9) im ersten Fahrzeug (30) stellt eine unvermeidbare Kollision fest, und gibt diese an eine Steuereinrichtung (11) des ersten Fahrzeugs (30) weiter. Wenn ausreichend Zeit bis zum Aufprall (TTC) des zweiten Fahrzeugs (35) bleibt, weicht das erste Fahrzeug (30) in einen Freiraum aus. Ansonsten entkoppelt die Steuereinrichtung (11) den Motor des ersten Fahrzeugs (30) und löst eine Bremse des ersten Fahrzeugs (30). Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrerassistenzsystem zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Beschreibung Titel
Verfahren und System zur Verminderung von Unfallschäden bei einer Kollision zwischen zwei Fahrzeugen
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Verminderung von Unfallschäden bei einer Kollision zwischen einem ersten Fahrzeug und einem sich dem ersten Fahrzeug von hinten nähernden zweiten Fahrzeug. DE 10 2009 025607 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermeidung einer Kollision eines sich bewegenden Fahrzeugs, wobei eine Umgebung hinter dem Fahrzeug überwacht und wobei beurteilt wird, ob es durch ein sich von hinten näherndes Objekt zu einer Heckkollision kommen kann. Bei der Feststellung einer kritischen Situation wird zur Vermeidung der Kollision automatisch eine Reaktion eingeleitet. Das Dokument beschreibt eine an einem Stauende vorliegende Situation, bei der ein Fahrer bestrebt ist, das eigene Fahrzeug möglichst früh zum Stehen zu bringen, wodurch ein zu schnei! fahrendes Fahrzeug im verbleibenden Raum nicht mehr abbremsen kann. Die Maßnahmen zur
Kollisionsvermeidung umfassen ein gezieltes Nachlassen der Bremse, damit so nah wie möglich an das vorausfahrende Fahrzeug herangefahren werden kann und eine automatisch eingeleitete Ausweichbewegung in Freiräume zur Seite des Fahrzeugs.
In vielen Fällen kann das Nachfolgefahrzeug jedoch aufgrund schlechter Sichtverhältnisse oder aufgrund unvorhergesehener Verkehrsvorkommnisse wie beispielsweise einem überraschenden Spurwechsel des heranfahrenden Fahrzeugs oder auch bei einer scharfen Kurve erst spät erkannt werden. Die Ausweichbewegung des Fahrzeugs ist nur dann eine erfolgreiche Maßnahme gegen die Kollision, wenn vor der Heckkollision ausreichend Zeit dazu verbleibt, alle hierfür erforderlichen Maßnahmen zu treffen. Die Maßnahmen umfassen ein Lösen der Bremse, eine Einkupplung eines Gangs und einen nachfolgenden
Beschleunigungsstoß mit einem gezielten Lenken in einen zuvor detektierten Freiraum. Oft verbleibt zu wenig Zeit, um diese Reaktionen auszuführen. In dem Fall, dass zu einer Ausweichbewegung angesetzt wird und diese nicht vollständig ausgeführt wird, trifft das herannahende Fahrzeug auf das sich langsam bewegende Fahrzeug. Das Fahrzeug erfährt beim Auftreffen eine starke Deformation in seinem Heckbereich, da ein großer Teil der kinetischen Energie des herannahenden Fahrzeugs unelastisch in Verformungsenergie umgewandelt wird. Die Erschütterungen durch die Verformung wirken unmittelbar auf den Insassen des ersten Fahrzeugs.
Es besteht ein besonderes Interesse daran, alternative Maßnahmen für den Fall einer unausweichlichen Kollision zwischen einem ersten Fahrzeug und einem sich dem ersten Fahrzeug von hinten nähernden zweiten Fahrzeug zu entwickeln, welche Unfallschäden bei den Insassen der Fahrzeuge und an den betreffenden Fahrzeugen vermindern.
Offenbarung der Erfindung Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach dem Anspruch 1 und durch ein Fahrerassistenzsystem mit den Merkmalen nach dem Anspruch 10. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die Erfindung bietet eine Lösung für ein beispielsweise an einem Stauende auftretendes Problem, bei welchem ein schnell auffahrendes Fahrzeug auf ein langsam rollendes oder bereits stehendes Fahrzeug trifft. Die Erfindung sieht eine Abkehr von der Lehre vor, dass auch in der Situation der unmittelbar bevorstehenden Kollision eine Ausweichbewegung des Fahrzeugs angesetzt wird, obwohl nicht genug Zeit dafür verbleibt. Vielmehr wird erfindungsgemäß angegeben, welche Maßnahmen zu treffen sind, um die Unfallschäden effektiv zu vermindern.
Demnach ist vorgesehen, dass eine Kollisionsüberwachungseinrichtung des ersten Fahrzeugs eine unvermeidbare Kollision feststellt und die
Kollisionsüberwachungseinrichtung des ersten Fahrzeugs eine Information über die unvermeidliche Kollision, d. h. den unvermeidlichen Auffahrunfall oder im Folgenden auch Heckcrash, an eine Steuereinrichtung des ersten Fahrzeugs weitergibt und die
Steuereinrichtung des ersten Fahrzeugs den Motor des ersten Fahrzeugs entkoppelt und eine Bremse, insbesondere alle Bremsen des ersten Fahrzeugs löst. Vorteile der Erfindung
Im Vergleich mit einem Fahrzeug, welches mit angezogenen Bremsen und/oder mit eingelegtem Gang von einem auffahrenden Fahrzeug getroffen wird, bedeutet eine
Entkopplung und ein Lösen der Bremse, dass die Wucht des Aufpralls verringert wird, indem ein Teil der kinetischen Energie des nachfolgenden Fahrzeugs nach den Regeln des elastischen Stoßes in kinetische Energie des stehenden bzw. langsam sich fortbewegenden ersten Fahrzeugs umgewandelt wird, d.h. von diesem aufgenommen wird. Das
herannahende Fahrzeug wird nach dem Aufprall weniger stark abgebremst als wenn es auf Fahrzeug mit angezogenen Bremsen und/oder mit eingelegtem Gang trifft und führt unter besonders günstigen Umständen nach dem Aufprall einen Teil seiner kinetischen Energie von vor dem Aufprall mit. Je nach Ausführungsform der Erfindung kann die Entkopplung des Gangs unter Gebrauch der Kupplung erfolgen oder ohne Gebrauch der Kupplung. Ein Gebrauch der Kupplung kann beispielsweise dann erfolgen, wenn ermittelt wurde, dass hierfür genügend Zeit verbleibt. Wird der Gang ohne Gebrauch der Kupplung gelöst, dann kommt es zu einem Verschleiß an der Kupplung, die Entkopplung erfolgt dagegen schneller.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Umgebung des Fahrzeugs erfasst wird. Die Umgebungserfassung kann dabei beispielsweise durch ein Radarsystem, ein Ultraschallsystem, ein Lasersystem, ein Videokamerasystem, ein Lidar- System oder durch eine Kombination der Systeme erfolgen.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass Freiräume in der erfassten Umgebung des Fahrzeugs ermittelt werden. Ein Freiraum kann als ein in einem Zug erreichbarer Ort definiert sein, d.h., dass das Fahrzeug ohne Vor- und Rücksetzen von einer aktuellen Position in den Freiraum überführt werden kann. Einem ermittelten Freiraum kann eine Ausweichrichtung zugeordnet sein, welche als die Richtung definiert sein kann, in welche sich das Fahrzeug zuerst bewegen muss, um in den ermittelten Freiraum überführt werden zu können.
In einer Ausführungsform der Erfindung richtet die Steuereinrichtung des ersten Fahrzeugs bei Detektion eines unvermeidlichen Heckcrashes die Räder in eine Ausweichrichtung aus. Dabei wird ein Eingriff in das Lenksystem des Fahrzeugs vorgenommen, so dass die Reifen in die Richtung eines ermittelten Freiraums ausgerichtet werden.
In dem Fall, dass geradeaus vor dem Fahrzeug ein Freiraum ermittelt wurde, werden die Räder bevorzugt geradeaus ausgerichtet. Wird ein Freiraum linksseitig oder rechtsseitig ermittelt, so werden die Räder entsprechend nach links oder nach rechts ausgerichtet. In dem Fall, wenn vor dem Fahrzeug sowohl links als auch in der Mitte als auch rechts alles frei ist, wird bevorzugt der Weg geradeaus gewählt und/oder kein Eingriff in die Räderstellung vorgenommen. In dem Fall, dass das Fahrerassistenzsystem feststellt, dass eine
Ausweichung nach rechts und nach links, jedoch nicht nach vorne möglich ist, werden die Räder bevorzugt in die rechte Ausweichrichtung ausgerichtet, wo üblicherweise mit weniger Verkehrsfluss gerechnet werden kann, zur Vermeidung eventueller weiterer Kollisionen. Bevorzugt werden bei der Ermittlung der Ausweichrichtung Informationen eines
Spurassistenten und/oder Informationen aus einer digitalen Straßenkarte verwendet.
Durch die Einstellung der Räder in eine günstige Richtung, d. h. in die bevorzugte
Ausweichrichtung kann verhindert werden, dass das Fahrzeug in eine Mehrfachkollision verwickelt wird, wobei es beispielsweise zwischen einem voranfahrenden Fahrzeug und dem sich schnell von hinten nähernden Fahrzeug eingequetscht wird. Diese Situation ist besonders zu vermeiden, da hierdurch unmittelbar aufeinanderfolgend mehrere einander entgegengesetzte Beschleunigungen auf die Körper der Insassen wirken, so dass sie sehr leicht ernsthafte Verletzungen davontragen.
In einer Ausführungsform berücksichtigt die Freiraumüberwachungseinrichtung die zu erwartende Wucht des Aufpralls und die dadurch zu erwartende Geschwindigkeitsaufnahme des ersten Fahrzeugs bei der Ermittlung des Freiraums. Im Falle eines sich sehr schnell herannahenden Fahrzeugs kann ein sehr großer Freiraum nötig sein, um das Fahrzeug nach dem Aufprall zum Stehen zu bringen. In einer Ausführungsform der Erfindung setzt die Steuereinrichtung des ersten Fahrzeugs einen Blinker des ersten Fahrzeugs in eine Ausweichrichtung. Bevorzugt wird der Blinker in dem Moment gesetzt, wenn eine Ausrichtung der Räder in die Ausweichrichtung erfolgt, so dass dem Fahrer des schnell heranfahrenden Fahrzeugs signalisiert wird, in welche
Richtung das erste Fahrzeug ausgerichtet ist und ausweichen wird. Es wird erwartet, dass der Fahrer des heranfahrenden Fahrzeugs daraufhin als Reflex mit seinem Lenkrad die entgegengesetzte Richtung einschlägt, so dass es zu einer möglichst geringen Kollision, d.h. zu einem möglichst geringen Impulsübertrag zwischen den Fahrzeugen kommt und ein Frontalcrash vermieden wird. Die Entkopplung des Motors, insbesondere ohne Eingriff in die Kupplung, und das Lösen der Bremsen sind innerhalb sehr kurzer Zeit ausführbar. Diese Maßnahmen bedeuten für das Fahrzeug erste Maßnahmen zur Vorbereitung auf die bevorstehende Kollision. Besonders bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren angewendet, wenn eine TTC („time to collision"), d.h. eine Zeit bis zur bevorstehenden Kollision kleiner als 3 Sekunden, besonders bevorzugt kleiner als 2 Sekunden oder kleiner als 1 Sekunde ist. In diesem Fall wird die Entkopplung des Motors und das Lösen der Bremse vorzugsweise innerhalb von 3
Sekunden, besonders bevorzugt innerhalb von 2 Sekunden oder innerhalb von 1 Sekunde ausgeführt. Die TTC kann in kurzen Zeitintervallen von einer Dauer zwischen 0,1 s bis 1 s periodisch berechnet werden und die Maßnahme kann dann ausgelöst werden, wenn die TTC einen festgelegten, als kritisch geltenden Wert unterschreitet, beispielsweise 3 Sekunden, 2 Sekunden oder 1 Sekunde. Ein Wert kann dann als kritisch gelten, wenn eine
Ausweichmöglichkeit des nachfolgenden Fahrzeugs nicht mehr möglich ist, wobei die Kritikalität der TTC von der Relativgeschwindigkeit des auffahrenden Fahrzeugs bezüglich des stehenden oder sich langsam fortbewegenden Fahrzeugs abhängen kann.
Beispielsweise kann eine TTC, die kleiner als 10 Sekunden aber größer als 5 Sekunden oder größer als 4 Sekunden oder größer als 3 Sekunden ist, als unkritisch angesehen werden. In einer Ausführungsform der Erfindung gibt die Kollisionsüberwachungseinrichtung in einem Fall, dass ausreichend Zeit für ein Ausweichmanöver verbleibt, eine Information an die Steuereinrichtung weiter, wobei die Steuereinheit das Ausweichmanöver ausführt. Das Ausweichmanöver umfasst bevorzugt eine Überführung des ersten Fahrzeugs in einen präferierten Freiraum. Falls eine Ausweichbewegung räumlich und zeitlich möglich ist, wird diese also in jedem Fall vorgezogen. Die Ausweichbewegung wird dabei bevorzugt durch ein Lösen der Bremse, dann eine Einkupplung eines Gangs und einen nachfolgenden
Beschleunigungsstoß mit einem gezielten Lenken in den zuvor ermittelten Freiraum ausgeführt. Wenn mehrere Freiräume zur Verfügung stehen, wird ein Freiraum präferiert, d. h. aus den mehreren ausgewählt. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird während einer eingeleiteten Ausweichbewegung die TTC weiter periodisch von dem stehenden bzw. langsam fahrenden Fahrzeug überwacht und die Maßnahmen ausgeführt, d. h. der Motor entkoppelt, die Bremse gelöst, die Räder in eine Ausweichrichtung ausgerichtet und ein Blinker gesetzt, sobald ein vorgegebener kritischer TTC-Wert unterschritten wird und unterhalb eines festgelegten Wertes von beispielsweise 3 Sekunden, 2 Sekunden oder 1 Sekunde liegt.
Ein Ausweichmanöver kann einen Beschleunigungsstoß, d.h. einen Gasstoß umfassen. Hierdurch kann erreicht werden, dass die Relativgeschwindigkeit der Fahrzeuge
untereinander verringert wird, so dass beim Aufprall ein geringerer Impuls vom
nachfolgenden Fahrzeug auf das stehende oder langsam fahrende Fahrzeug übertragen wird. Bei einer Ausweichbewegung in einen seitlichen Freiraum wird darüberhinaus erreicht, dass das nachfolgende Fahrzeug das stehende oder langsam fahrende Fahrzeug nicht frontal trifft, sondern etwas seitlich versetzt, d.h. im Idealfall seinen Impuls nicht vollständig überträgt, sondern einen Teil der Geschwindigkeit nach dem Aufprall in eine andere
Richtung davonträgt.
Nach einer Ausführungsform des Verfahrens wird berücksichtigt, ob ein Seitenverkehr möglich ist. Falls ein Seitenverkehr möglich ist, werden die erfindungsgemäßen Maßnahmen nicht ausgeführt, d. h. der Motor nicht entkoppelt, die Bremse nicht gelöst, die Räder nicht in eine Ausweichrichtung ausgerichtet und die Blinker nicht gesetzt. Beispielsweise kann dies dadurch geschehen, dass festgestellt wird, ob sich das erste Fahrzeug außerhalb einer Verkehrskreuzung befindet. Wenn beispielsweise das erste Fahrzeug vor einer Ampel steht, könnte sich die Unfallgefahr erhöhen, wenn das Fahrzeug auf eine befahrene Kreuzung gestoßen wird. In einer Ausführungsform der Erfindung wird das Verfahren nur auf
Autobahnen angewendet und bevorzugt in Stausituationen, was beispielsweise aus
Informationen über den Verkehr und/oder Information über GPS bekannt sein kann. In einer alternativen Ausführungsform wird ein Seitenverkehr vom ersten Fahrzeug delektiert, wobei dabei die Daten einer Umgebungsüberwachung verwendet werden können, um eine Kritikalität des Seitenverkehrs zu bestimmen. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen können dann auch im Bereich von Kreuzungen ausgeführt werden, wenn sichergestellt ist, dass kein potentiell gefährlicher Seitenverkehr existiert.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird dem Fahrer angezeigt, dass eine Kollision unmittelbar bevorsteht, so dass dieser selbst die aus seiner Sicht erforderlichen Maßnahmen ergreifen kann. In dem Fall, dass der Fahrer sich zu einem Ausweichmanöver entschließt, ist die Aktion des Fahrerassistenzsystems übersteuerbar, d.h. insbesondere, dass ein Gang eingelegt werden kann und die Ausrichtung der Räder in eine dem System günstig erscheinende Richtung vom Fahrer übersteuert werden kann. Bei einer Übersteuerung der Ausweichausrichtung der Räder durch den Fahrer wird außerdem die Blinkrichtung der Reaktion des Fahrers angepasst wird, d.h. insbesondere, dass der Blinker umgesetzt wird, wenn der Fahrer sich für eine andere günstige Richtung entschließt als das System.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt eine Berechnung der TTC durch eine Auswertung einer Skalierungsänderung des sich nähernden Fahrzeugs in einer Folge von Videobildern einer Rückkamera. Die Auswertung der Skalierungsänderung basiert bevorzugt auf Auswertung einer Pixelvergrößerung des Bildes des sich nähernden Fahrzeugs. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform verwendet ein Trackingmodul
Fahrspurinformationen beim Matching des sich nähernden Fahrzeugs in der Folge von Videobildern der Rückkamera.
Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Computerprogramm vorgeschlagen, gemäß dem eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird. Bei der Computereinrichtung kann es sich beispielsweise um ein Modul zur Implementierung eines
Fahrerassistenzsystems oder eines Subsystems hiervon in einem Fahrzeug handeln. Das Computerprogramm kann auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert werden, etwa auf einem permanenten oder wiederbeschreibbaren Speichermedium oder in Zuordnung zu einer Computereinrichtung oder auf einer entfernbaren CD-ROM, DVD oder einem USB-Stick. Zusätzlich oder alternativ kann das Computerprogramm auf einer Computereinrichtung wie etwa einem Server zum Herunterladen bereitgestellt werden, z. B. ein Datennetzwerk wie etwa das Internet oder eine Kommunikationsverbindung wie etwa eine Telefonleitung oder eine drahtlose Verbindung.
Weiterhin ist ein Fahrerassistenzsystem zur Durchführung eines der hierin beschriebenen Verfahren vorgesehen, welches eine Einrichtung zur Rückraumüberwachung aufweist, und welches eine Komponente zur Bestimmung einer Kollisionsgefahr aus Daten der Einrichtung zur Rückraumüberwachung, d. h. eine Kollisionsüberwachungseinrichtung, auch ein Kollisionsüberwachungsmodui, aufweist und welches eine Steuerungseinrichtung aufweist, welche ausgebildet ist, in Abhängigkeit von Daten der Komponente zur Bestimmung einer Kollisionsgefahr einen Eingriff in die Fahrzeugsteuerung vorzunehmen, insbesondere einen Motor zu entkoppeln und eine Bremse zu lösen. Bevorzugt kann die Steuerungseinrichtung auch die Räder ausrichten und den Blinker betätigen. Besonders bevorzugt kann die
Steuerungseinrichtung zusätzlich auch eine Beschleunigung durch einen Gasstoß ausführen und eine Überführung des Fahrzeugs in einen zuvor detektierten Freiraum ausführen, d.h. während eines Gasstoßes die Lenkung des Fahrzeugs übernehmen. Bei bereits vorhandenen Rückfahrkameras sind zur Implementierung der Erfindung prinzipiell keine zusätzlichen Hardwarekomponenten erforderlich. Die Einrichtung zur
Rückraumüberwachung kann aber auch als Ultraschallsystem, Lasersystem oder Lidar- System ausgebildet sein oder eine Kombination der Systeme umfassen. Bevorzugt umfasst das Fahrerassistenzsystem ein Freiraumüberwachungsmodul. Bevorzugt hat das Freiraumüberwachungsmodul Zugriff auf Daten einer Einrichtung zur Erfassung der Umgebung, beispielsweise ein Kamerasystem, Ultraschallsystem, Lasersystem oder Lidar- System oder eine Kombination der Systeme. Wird ein Freiraumüberwachungsmodul beispielsweise schon bei einem Parkassistenten verwendet, so können entsprechende Berechnungsmodule wiederverwendet werden, was die Implementierungskosten verringert.
Das Fahrerassistenzsystem umfasst oder hat Zugriff auf ein Modul zur Verarbeitung von GPS-Daten. Das Fahrerassistenzsystem umfasst außerdem oder hat Zugriff auf ein Modul zur Verarbeitung von Spurinformationen, d.h. ein Spurassistenzmodul. Die Daten der Spurinformation und die GPS-Daten können von dem Freiraumüberwachungsmodul zur Bestimmung von Freiräumen in der Umgebung verwendet werden. Daten der
Spurinformation und die GPS-Daten können vom Trackingmodul auch zur Detektion und zur Bestimmung der Bewegung des nachfolgenden Fahrzeugs verwendet werden. Bevorzugt wird durch die Steuerungseinrichtung zumindest eine Bremse gelöst und der Motor entkoppelt, bevor die Daten des Freiraumüberwachungsmoduls überprüft werden, ob ein Freiraum besteht, so dass eine Reaktion unabhängig von den Berechnungen des Freiraumüberwachungsmoduls unmittelbar erfolgen kann. Die Komponente zur Bestimmung einer Kollisionsgefahr aus Daten der Einrichtung zur Rückraumüberwachung kann ein Kollisionsüberwachungsmodul sein, welches
beispielsweise auch von einem Backover-Avoidance-Modul, d.h. ein Modul zur Vermeidung von Kollisionen beim Rücksetzen, verwendet werden kann. Wenn ein Backover-Avoidance- Modul besteht, so können entsprechende Berechnungsmodule für eine erfindungsgemäße Fahrerassistenz wiederverwendet werden, was die Implementierungskosten verringert.
Weitere Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung ersichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
Fig. 2 eine an einem Stauende vorliegende Situation in Draufsicht mit einem
stehenden Fahrzeug und einem sich nähernden schnell fahrenden Fahrzeug,
Fig. 3 ein Bild einer Rückfahrkamera von einem sich nähernden Fahrzeug und
Fig. 4 ein weiteres Bild einer Rückfahrkamera des sich nähernden Fahrzeug zu einem späteren Zeitpunkt. Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Vorrichtung umfasst Komponenten zur Erfassung einer Umgebung eines Fahrzeugs, welche hier beispielsweise eine Rückkamera 1, ein Rückultraschallsystem 2, eine Frontkamera 3 und eine Seitenkamera 4 umfassen können, deren Signale einer
Datenverarbeitungseinrichtung 5 zugeführt werden. Die Frontkamera 3 und die
Seitenkamera 4, welche beispielsweise als„Side-View-Assistant-Kamera", im Folgenden auch als SVA-Kamera bezeichnet, oder als„Surround-View-System "-Kamera, im Folgenden auch als SVS-Kamera bezeichnet, ausgebildet sein kann, eignen sich besonders bei einer Freiraumüberwachung, welche gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist.
Kernstück der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist eine im Fahrzeug angeordnete Datenverarbeitungsvorrichtung 5, die ein Signalverarbeitungsmodul 6 umfasst, in welchem die Signale der Umgebungssensorik 1, 2, 3, empfangen und verarbeitet werden.
Das Signalverarbeitungsmodul 6 umfasst Untermodule in Form eines Trackingmoduls 7 und eines Datenfusionsmoduls 8. Das Trackingmodul 7 ist dazu geeignet, Objekte zu klassifizieren und über die Zeit zu verfolgen, um eine Eigenbewegung der Objekte zu erkennen. Insbesondere erkennt das Trackingmodul 7 nachfolgende Fahrzeuge, welche beispielsweise durch die Röckkamera 1 aufgenommen werden. Um die Objektplausibilisierung zu erhöhen, werden die Daten der Rückkamera 1 mit den Daten des Rückultraschallsystems 2 und weiterer Erfassungssysteme der rückwärtigen Umgebung wie Laser- oder Lidar-Systeme im Datenfusionsmodul 8 zusammengeführt. Ziel ist es, eine möglichst genaue Bestimmung der Abstände und der Relativgeschwindigkeiten der detektierten Objekte, insbesondere auffahrender Fahrzeuge zu erhalten.
Diese Informationen, nämlich die Lage des Objekts auf dem Bild und der Abstand des Objekts zu dem Ego-Fahrzeug zu bestimmten Zeitpunkten werden einem
Kollisionsüberwachungsmodul 9 zugeführt. Das Kollisionsüberwachungsmodul 9 empfängt darüber hinaus Daten aus einem Eigendatenmodul 10, welche dazu dienen, die Daten der Umgebungssensorik zu ergänzen und eine Aussage über Relativabstände und
Relativgeschwindigkeiten zwischen den Fahrzeugen zu plausibilisieren.
Das Kollisionsüberwachungsmodul 9 umfasst ein TTC-Modul, welches aus den Daten der Hecksensorik und aus den Eigendaten eine Zeit TTC bis zu einer bevorstehenden Kollision errechnet, sobald ein sich näherndes Fahrzeug durch das Signalverarbeitungsmodul 6 detektiert wurde. In dem Fall, dass das Kollisionsüberwachungsmodul 9 feststellt, dass eine kritische TTC festgestellt oder bzw. bei periodischer Messung unterschritten wurde, gibt das Kollisionsüberwachungsmodul eine entsprechende Information an eine Steuereinrichtung 11 weiter, welche ihrerseits aktiv in Fahrzeugsysteme eingreifen kann. Eine kritische TTC kann beispielsweise 3 Sekunden, 2 Sekunden oder 1 Sekunde sein. Weiterhin berechnet das Kollisionsüberwachungsmodul 9, ob Seitenverkehr möglich ist. Hierzu kann das
Kollisionsüberwachungsmodul 9 Daten einer digitalen Karte eines Navigationssystems 18, wie beispielsweise Informationen über den Ort und die Ausrichtung des Fahrzeugs empfangen. Weiterhin ist ein Freiraumüberwachungsmodul 17 vorgesehen, welches Daten von dem Signalverarbeitungsmodul 6 und von dem Eigendatenmodul 10 empfangen kann. Das Freiraumüberwachungsmodul 17 kann außerdem an ein Spurassistenzmodul gekoppelt sein, welches bereits Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs verarbeitet hat. Weiterhin kann das Freiraumüberwachungsmodul 17 Daten einer digitalen Karte des
Navigationssystems 18, wie beispielsweise Informationen über den Ort und die Ausrichtung des Fahrzeugs empfangen. Die aus der digitalen Karte verfügbare Information über die Straßenart, insbesondere darüber, ob eine Autobahn, eine Schnellstraße, eine einspurige Straße oder eine mehrspurige Straße befahren wird, kann von dem
Freiraumüberwachungsmodul 17 berücksichtigt werden.
Weiterhin ist eine Steuerungseinrichtung 11 vorgesehen, welche Daten von dem
Kollisionsüberwachungsmodul 9 und von dem Freiraumüberwachungsmodul 17 empfangen kann. Die Steuerungseinrichtung 1 1 steuert eine Bremseinrichtung 12 an, sowie eine Motorkupplung 13, eine Lenkeinrichtung 14, eine Blinkeinrichtung 15 und eine
Gaseinrichtung 16 und greift in hierdurch aktiv in das Fahrzeug system ein. Welche
Maßnahme die Steuerungseinrichtung 11 ergreift, hängt von den Situationen ab, welche durch das Kollisionsüberwachungsmodul 9 und das Freiraumüberwachungsmodul 17 beschrieben werden, d.h. von den der Steuereinrichtung 11 übergebenen Daten, welche sich in Situationen klassifizieren. Bei einer kritischen TTC mit einem unmittelbar bevorstehenden Aufprall entkuppelt die Steuerungseinrichtung 11 den Motor, löst die Bremse, richtet die Räder in die Ausweichrichtung aus und setzt den Blinker entsprechend. Bei einer nicht kritischen TTC kann die Steuerungseinrichtung 1 1 ein Ausweichmanöver durchführen. Die Ausweich richtung wird durch die Daten des Freiraumüberwachungsmoduls 17 angegeben.
Fig. 2 zeigt eine typische, an einem Stauende auf einer Autobahn vorliegende Situation in Draufsicht. Ein erstes an einem Stauende befindliches Fahrzeug 30, welches mit einer gemäß Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgestattet ist, befindet sich an einem Stauende als letztes Fahrzeug in einer mittleren Spur 31. Die Autobahn ist dreispurig ausgebildet und die mittlere Spur 31 liegt zwischen einer linker Spur 32 und einer rechten Spur 33, welche rechtsseitig weiter durch einen
Seitenstreifen 34 begrenzt wird. Ein weiteres Fahrzeug 35 nähert sich mit großer
Geschwindigkeit von hinten dem Fahrzeug 30, wobei die Relativgeschwindigkeit der Fahrzeuge 30, 35 durch einen Pfeil 36 dargestellt ist. In der dargestellten Situation steht ein Crash, d. h. ein Auffahrunfall unmittelbar bevor. Die Geschwindigkeit 36 des herannahenden Fahrzeugs 35 ist zu groß, als dass das Fahrzeug 35 vor dem ersten Fahrzeug 30 zum Stehen kommen könnte.
Durch eine ückkamera 36 des ersten Fahrzeugs 30 wird das heranfahrende Fahrzeug 35 aufgenommen und die digitalen Bilder der Datenverarbeitungseinrichtung 5 des ersten Fahrzeugs 30 übermittelt. Das Kollisionsüberwachungsmodul 9 des ersten Fahrzeugs 30 berechnet aus den empfangenen Bilddaten und/oder weiteren Daten etwa eines
rückwärtigen Ultraschallsystems und/oder weiteren Daten eines rückwärtig angeordneten Radarsystems und/ oder Lidar-Systems eine TTC, d. h. eine Zeit bis zur Kollision.
Weiterhin sind an dem ersten Fahrzeug 30 eine Frontkamera 37 sowie zwei Seitenkameras 38, 39 vorgesehen, welche Daten über die seitliche und vordere Umgebung des Fahrzeugs 30 ermitteln. Der Erfassungsbereich der Frontkamera 37 ist durch einen Lichtkegel 40 dargestellt, die Erfassungsbereiche der Seitenkameras 38, 39 sind durch zwei weitere Lichtkegel 41 , 42 dargestellt. Die von der Frontkamera 37 und den Seitenkameras 38, 39 erfassten Bilder werden dem Signalverarbeitungsmodul 6 der Datenverarbeitungseinrichtung 5 des ersten Fahrzeugs 30 übermittelt, welches daraus Informationen über die in der Umgebung angeordneten Objekte, insbesondere Fahrspurinformationen und Informationen über weitere Fahrzeuge extrahiert. Durch die Frontkamera 37 werden in der in Figur 2 beispielhaft dargestellten Situation in der mittleren Spur 31 zumindest ein vor dem Fahrzeug befindliches Fahrzeug 43 und unter Umständen, falls die Perspektive das erlaubt, ein weiteres Fahrzeug 44 aufgenommen sowie ein weiteres Fahrzeug 45 in der linken Spur 32 und ein weiteres Fahrzeug 47 in der rechten Fahrzeugspur 33. Im Erfassungsberetch 41 der Seitenkamera 38 befindet sich kein Fahrzeug. Im Erfassungsbereich 42 der rechten Seitenkamera 39 befindet sich ebenfalls kein Fahrzeug. Die Daten der Kameras 37, 38, 39 werden im Datenfusionsmodul 8 zusammengefasst, so dass hinreichende Sicherheit über den Ort und Geschwindigkeit der erfassten Fahrzeuge 44, 45, 47 besteht. Im
Freiraumüberwachungsmodui 17 werden aus den von dem Signalverarbeitungsmodul 6 extrahierten Daten und unter Verwendung weiterer o.g. Informationen Freiräume ermittelt. Zwei Freiräume, weiche durch das Freiraumüberwachungsmodui ermittelt wurden, sind in gestrichelten Linien mit den Bezugszeichen 48 und 52 dargestellt. Ein erster Freiraum 48 befindet sich in der linken Spur 32 vor dem Fahrzeug 30 und ein zweiter Freiraum 52 befindet sich in der rechten Spur 33 vor dem Fahrzeug 30. Das
Freiraumüberwachungsmodui erstellt eine Präferenzliste der ermittelten Freiräume 48, 52 und übergibt dem Steuerungsmodul einen präferierten Freiraum. Im dargestellten Fall kann das beispielsweise der Freiraum 52 in der rechten Spur 33 sein, da von dem Freiraum ausgehend der Seitenstreifen 34 leicht zu erreichen ist.
Ein beispielsweise dem Freiraumüberwachungsmodul 17 zugeordnetes Modul berechnet einen Überführungsweg 49 von der aktuellen Position des Fahrzeugs 30 auf den Fretraum 48. Wenn das Kollisionsüberwachungsmodul 9 eine TTC errechnet, welche oberhalb eines bestimmten Grenzwerts liegt, etwa oberhalb von 10 Sekunden, 9 Sekunden, 8 Sekunden, 7 Sekunden, 6 Sekunden, 5 Sekunden, 4 Sekunden, 3 Sekunden, dann steuert die
Steuereinrichtung 11 die Bremseinrichtung 12, Motorkupplung 13, Lenkrichtung 14,
Blinkrichtung 15 und Gaseinrichtung 16 derart, dass eine Überführung des Fahrzeugs auf den präferierten Freiraum 52 erfolgt. Die Bewegung ist jederzeit vom Fahrer des Fahrzeugs übersteuerbar und unterbrechbar, so dass dieser jederzeit die vollkommene Kontrolle über sein Fahrzeug 30 behält. Wird von dem Kollisionsüberwachungsmodul 9 festgestellt wurde, dass eine TTC unterhalb eines bestimmten Grenzwertes liegt, beispielsweise 3 Sekunden, 2 Sekunden oder 1 Sekunde, dann wird die Steuereinrichtung die Bremseinrichtung 12 so steuern, dass der Motor entkoppelt wird und die Bremsen gelöst werden. Die Steuereinrichtung wird darüber hinaus die Lenkeinrichtung 14 derart steuern, dass die Reifen, welche hier schematisch mit dem Bezugszeichen 50 dargestellt sind, in Richtung des präferierten detektierten Freiraums 52 zeigen. Die Steuereinrichtung wird darüber hinaus die Blinkeinrichtung 15 steuern, so dass ein rechter Blinker gesetzt wird, um dem Fahrer des sich näherenden Fahrzeugs 35 anzuzeigen, dass das Fahrzeug eine Ausweichrichtung nach rechts gewählt hat. Wenn der Fahrer des sich nähernden Fahrzeugs 35 richtig reagiert, dann wird er das Fahrzeug 35 nach links lenken, so dass er noch ausweicht oder so dass zumindest die Richtung des Impulsübertrags auf das erste Fahrzeug 30 möglichst mit der Ausrichtung der Reifen 50 übereinstimmt.
Anhand der Fig. 3 und 4 soll erläutert werden, wie anhand der Daten des rückwärtigen Videosystems die TTC berechnet wird. Fig. 3 zeigt eine Aufnahme einer Rückkamera 36 des sich herannahenden Fahrzeugs 35 zu einem Zeitpunkt T1, beispielsweise in der in der Fig. 2 dargestellten Situation. Weiterhin dargestellt sind Fahrspurmarkierungen 62, 63 der Fahrspur 31 , in welcher sich das erste Fahrzeug 30 befindet. Fig. 4 zeigt ein Bild 61 , welches zu einem etwas späteren Zeitpunkt von der Rückkamera 36 aufgenommen wird. In dem Bild 61 erscheint das Fahrzeug 35 um einen Skalierungsfaktor größer, da das Fahrzeug 35 inzwischen nähergekommen ist.
Durch digitale Bildverarbeitung kann aus dem ersten Bild 60 eine erste scheinbare Breite s-i des herannahenden Fahrzeugs 35 extrahiert werden und aus dem zweiten Bild 61 eine zweite scheinbare Breite s2. Aus der DE 10 2007 049 706 A1 ist bekannt, wie sich ausgehend von den beiden Bildern die TTC zu Trrc = at-St/(s2-s-i) berechnet, wobei Dt die Zeit zwischen den zwei Bildaufnahmezeitpunkten bemisst. Das erfindungsgemäße Verfahren kann das in der DE 10 2007 049 706 A beschriebene Verfahren zur Bestimmung der TTC umfassen, welches unter Anwendung des Gaußschen Satzes eine sehr genaue Berechnung der TTC erlaubt. Anstelle dessen oder darüber hinaus wird erfindungsgemäß auch eine Berechnung auf der Zählung von Pixeln einer bestimmten Farbe in einer Umgebung durchgeführt, nachdem eine Objektklassifizierung erfolgt ist.
Beispielsweise haben die Frontscheinwerfer 64 des Fahrzeugs 35 eine verschiedene Farbe als ihre Umgebung. Durch Auszählen der Pixel mit der gleichen oder einer ähnlichen Farbe eines typischen Pixels innerhalb des Frontscheinwerfers kann eine scheinbare Größe des Frontscheinwerfers bestimmt werden und aus der Auswertung mehrerer Bilder die TTC berechnet werden. Gleiches gilt für weitere Objekte in der Silhouette des Fahrzeugs 35, beispielsweise die Reifen 66 oder die Windschutzscheibe 65, welche in den Bildern 60, 61 sichtbar sind.
Bei der Objektklassifizierung können die durch die Rückkamera 36 aufgenommenen Fahrspuren 62, 63 zum Matching des herannahenden Fahrzeugs 35 auf den Bildern verwendet werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass sich das Fahrzeug 35 in aufeinander folgenden Bildern wahrscheinlich in der selben Spur 31 befindet, so dass eine Auswertung der Bilder sich zunächst auf die Spur 31 beschränken kann, in welcher das Fahrzeug 35 auf einem vorigen Bild befunden hat. Wenn das Fahrzeug 35 in derselben Spur 31 detektiert wurde, kann das Tracktngmodul die Objektsuche abbrechen, andernfalls werden weitere Bildbereiche gescannt. Hierdurch wird eine schnellere Berechnung der TTC ermöglicht.

Claims

Ansprüche 1. Verfahren zur Verminderung von Unfallschäden bei einer Kollision zwischen einem ersten Fahrzeug (30) und einem sich dem ersten Fahrzeug von hinten nähernden zweiten Fahrzeug (35),
wobei eine Kollisionsüberwachungseinrichtung (9) des ersten Fahrzeugs (30) eine unvermeidbare Kollision feststellt,
wobei die Kollisionsüberwachungseinrichtung (9) des ersten Fahrzeugs (30) eine Information über die unvermeidbare Kollision an eine Steuereinrichtung (11) des ersten Fahrzeugs (30) weitergibt und
wobei die Steuereinrichtung (11) des ersten Fahrzeugs (30) den Motor des ersten Fahrzeugs (30) entkoppelt und eine Bremse des ersten Fahrzeugs (30) löst.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (11) des ersten Fahrzeugs (30) die Räder (50) des ersten Fahrzeugs (30) in eine
Ausweichrichtung ausrichtet.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (11) des ersten Fahrzeugs (30) einen Blinker des ersten Fahrzeugs (30) in eine Ausweich richtung setzt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kollisionsüberwachungseinrichtung (9) in einem Fall, dass ausreichend Zeit für ein
Ausweichmanöver verbleibt, eine Information an die Steuereinrichtung (11) weitergibt, wobei die Steuereinheit (11) das Ausweichmanöver ausführt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausweichmanöver eine Überführung (51 ) des ersten Fahrzeugs (30) in einen präferierten Freiraum (52) umfasst.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass berücksichtigt wird, ob ein Seitenverkehr möglich ist.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine TTC-Berechnung durch eine Auswertung einer Skalierungsänderung des sich nähernden Fahrzeugs (35) in einer Folge von Videobildern (60, 61) erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung der Folge von Videobildern (60, 61) ein Trackingmodul (7) Fahrspurinformationen verwendet.
9. Computerprogramm zur Durchführung eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird.
10. Fahrerassistenzsystem zur Durchführung eines der Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis 8, aufweisend die folgenden Komponenten:
- einer Einrichtung (1 , 2) zur Rückraumüberwachung,
- einer Komponente (9) zur Bestimmung einer Kollisionsgefahr aus Daten der Einrichtung (1, 2) zur Rückraumüberwachung,
- einer Steuern ngseinrichtung (11), welche ausgebildet ist, in Abhängigkeit von Daten der Komponente (9) zur Bestimmung der Kollisionsgefahr einen Eingriff in die Fahrzeugsteuerung vorzunehmen, insbesondere einen Motor zu entkoppeln und eine Bremse zu lösen.
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