EP4272199A1 - Verfahren und elektronisches kontrollsystem zur ermittlung einer beeinträchtigenden verkehrssituation - Google Patents

Verfahren und elektronisches kontrollsystem zur ermittlung einer beeinträchtigenden verkehrssituation

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Publication number
EP4272199A1
EP4272199A1 EP21851589.8A EP21851589A EP4272199A1 EP 4272199 A1 EP4272199 A1 EP 4272199A1 EP 21851589 A EP21851589 A EP 21851589A EP 4272199 A1 EP4272199 A1 EP 4272199A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
road user
covariance matrix
uncertainty
traffic situation
information
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Withdrawn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
EP21851589.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Sturma
Richard Scherping
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.)
Aumovio Germany GmbH
Original Assignee
Continental Automotive Technologies 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 Continental Automotive Technologies GmbH filed Critical Continental Automotive Technologies GmbH
Publication of EP4272199A1 publication Critical patent/EP4272199A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/161—Decentralised systems, e.g. inter-vehicle communication
    • G08G1/163—Decentralised systems, e.g. inter-vehicle communication involving continuous checking
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G1/00—Traffic control systems for road vehicles
    • G08G1/16—Anti-collision systems
    • G08G1/166—Anti-collision systems for active traffic, e.g. moving vehicles, pedestrians, bikes

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining an adverse traffic situation and a corresponding electronic control system.
  • the position of a road user can, for example, by means of a collective attention message (CAM, "Cooperative Awareness Message”), according to ETSI EN 302 637-2, and / or an elementary safety message (BSM, "Basic Safety Message”), according to SAE J2735, to others Road users are transmitted, in particular to avoid potentially safety-critical traffic situations, such as collisions, or to be able to make cooperative driving maneuvers.
  • CAM collective attention message
  • BSM Basic Safety Message
  • V2X vehicle to X
  • SAE vehicle to X
  • ETSI vehicle to X
  • accuracy estimates of Position or the uncertainty of the position detection by means of V2X messages by the three values of the main axis ("MajorAxis"), minor axis ("MinorAxis”) and orientation ("Orientation") of the ellipse describing the uncertainty of the position determination of a specified probability of presence threshold value.
  • the reference point of the vehicle e.g. depending on the standard with a 95 percent or 68 percent probability.
  • a method for determining an impairing traffic situation of a first road user with a second road user which has the steps:
  • the underlying idea is that uncertainty information determined by the first road user to describe an uncertainty in the position detection of the first road user is converted into a covariance matrix, in particular using a closed formula.
  • the position detection serves to determine position information for describing a position of the first road user.
  • uncertainty information received from a second road user is converted into a covariance matrix, in particular using a closed formula, to describe an uncertainty in the position detection of the second road user.
  • the uncertainty information of the second road user can be determined by the second road user in a manner comparable to that of the first road user.
  • the use of covariance matrices is expedient and advantageous in particular when normally distributed errors are present.
  • the determination of whether there is an adverse traffic situation between the first road user and the second road user is extremely resource-efficient and can be designed in a variety of application- and situation-specific ways by defining relevant parameters.
  • storing, transmitting and calculating using such matrices leads to a general standardization and improvement in data quality vehicle's own environment sensors as part of the sensor data fusion are hereby considerably simplified or made possible in the first place.
  • An impairing traffic situation is understood to mean, in particular, a traffic situation which has or can have effects that endanger or influence safety, comfort and/or driving efficiency for the first road user and/or the second road user and/or a third party.
  • Safety-impairing effects can be, for example, personal injury and/or property damage.
  • a traffic situation that can or would have safety-impairing effects is referred to below as a safety-critical traffic situation, where, for example, a collision or an imminent collision or falling below a certain distance between the first road user and the second road user comes into consideration.
  • the first and the second covariance matrix can thus be used to determine a collision probability of the first road user and the second road user.
  • the method is intended in particular for execution by an electronic control system or a computing device for data processing of the first road user.
  • the covariance matrices determined on the basis of the uncertainty information describe, in connection with the respective positions of the first or second road user, in particular the probability of the first or second road user being present for a relevant area.
  • This probability of being present can, for example, be in the form of a multidimensional normal distribution over the area in question, with the maximum of the normal distribution being the highest probability of being present for the first or second road user describes.
  • the position of the respective maximum of the uncertainty information of the first road user and/or the second road user as position information for determining the position of the first or second road user, in particular in relation to a respective reference point of the first or second to use road users.
  • a covariance matrix basically represents a mathematical representation of a multidimensional normal distribution, with the covariance matrices of the uncertainty information of the first road user and the uncertainty information of the second road user using the respective positions of the first and second road user expediently in the same, for example global, coordinate system, such as WGS84. Accordingly, the position information for describing a position of the second road user can be sent or received, for example represented in a global coordinate system such as WGS 84.
  • position information is also recorded to determine a position of the first road user and position information is recorded to determine a position of the second road user.
  • the position is detected by the first road user and/or the second road user using a global satellite navigation system (GNSS) such as GPS, Glonass, Galileo, etc., for which the first road user or the second road user expediently has one each corresponding GNSS receiver for determining an own position.
  • GNSS global satellite navigation system
  • the first road user has computing means for determining the uncertainty information for determining a Uncertainty of a position detection of the first road user and the second road user has computing means for determining the uncertainty information for determining an uncertainty of a position detection of the second road user.
  • the uncertainty information of the first road user and/or the second road user describes a dimension of a main axis, a dimension of a secondary axis and an orientation, in particular with regard to the global coordinate system, of an area that reflects the uncertainty of the position detection of the first road user or the second road user .
  • the reference point of the relevant road user is located within this ellipse describing the uncertainty when determining the position of the road user concerned, e.g. depending on the standard with a probability of 95 percent or 68 percent.
  • the ellipse is expediently defined by a center point or the position in a global coordinate system, the dimensions of a main axis, the dimensions of a secondary axis and the orientation.
  • the position information and uncertainty information transmitted by the second road user is received by a vehicle-to-X communication device of the first road user.
  • the second road user can also have a vehicle-to-X communication device and transmit the position information and the uncertainty information, with the position information and the uncertainty information being able to be received directly or indirectly. Under direct in this sense is an immediate transmission from the communication device of the second road user understood to the first road user.
  • Indirect is understood to mean an indirect transmission from the communication device of the second road user to the first road user in such a way that, for example, at least one further reception and retransmission process of the uncertainty information is carried out by a communication device, for example of another road user, a so-called roadside unit and /or a mobile radio base station, between transmission by the second road user and reception by the first road user.
  • a location-dependent superimposition of the local whereabouts described by the first covariance matrix and the second covariance matrix in connection with the respective positions of the first and second road user is used - Probabilities of the first road user and the second road user made.
  • the result of a matrix operation comprising the first covariance matrix and the second covariance matrix, is used to determine the presence of an adverse traffic situation between the first road user and the second road user.
  • the matrix operation is a linear combination of the first covariance matrix and the second covariance matrix.
  • it is an addition or subtraction of the first covariance matrix and the second covariance matrix. Linear combinations or coordinate transformations can be represented particularly resource-efficiently using matrix operations.
  • the determination of the existence of an adverse traffic situation is made using correlation assumptions to describe a measure of the correlation of the uncertainty of the position detection of the first road user and the uncertainty of the position detection of the second road user.
  • the degree of correlation of the uncertainties describes, for example, correlated effects or effects that reduce a correlation that can be expected for a specific situation on the position detection of the first and second road user.
  • a correlated effect can be seen, for example, in the case of atmospheric influences, which can usually be assumed to be essentially the same for both road users for an area that is relevant as in the present case. Environmental influences can also cause a greater or lesser correlation in this regard.
  • the correlation assumptions can be designed to be adaptive.
  • a danger area is determined for describing an area affecting the first road user, with an evaluation being carried out exclusively within the risk area in order to determine the presence of a traffic situation affecting the vehicle.
  • the location-dependent superimposition of probabilities of presence of the first road user and the second road user described by the first covariance matrix and the second covariance matrix taking into account the respective positions of the first road user and the second road user within the hazard area.
  • the location-dependent superimposition is thereby in particular using the result calculated from the described matrix operation from the covariance matrices of the first and second road user.
  • the danger area corresponds to an environment detection device for providing local environment information to an assistance and/or automation function of the first road user.
  • the risk area thus describes in particular an evaluation area that is relevant for the execution of the method and for which the existence of an adverse traffic situation is determined.
  • the danger area can have a rectangular shape, with the first road user being located within this rectangle and with the distance between the first road user and the borders of the rectangle describing in particular a safety distance.
  • the shape as well as distances between the limits of the shape can be designed to be adaptive depending on the situation, which can be designed depending on the current driving dynamics values of the first road user, for example.
  • a scalar probability value is determined using the location-dependent superimposition of the probabilities of presence of the first road user and the second road user within the danger zone described by the first covariance matrix and the second covariance matrix.
  • the scalar probability value is determined by means of univariate conditioning.
  • the presence of an adverse traffic situation between the first road user and the second road user is recognized, if the probability value is equal to or greater than a predetermined threshold value.
  • a control signal is output to a man-machine interface, an electronic control device of a driver assistance function and/or an automated driving control function.
  • a control signal is output to a man-machine interface, an electronic control device of a driver assistance function and/or an automated driving control function.
  • different measures can be taken to eliminate the impairing traffic situation.
  • an electronic control system for a first road user for determining an adverse traffic situation of the first road user with a second road user, comprising a computing device for data processing, the computing device being configured with position information for determining a position of the first road user and uncertainty information for determining an uncertainty of a position detection of the first road user and to capture position information for determining a position of the second road user and uncertainty information for determining an uncertainty of a position detection of a second road user, and the uncertainty information of the first road user in a first covariance matrix for describing a location-dependent probability of presence of the first road user ers in connection with the position of the first road user and to convert the uncertainty information of the second road user into a second covariance matrix for describing a location-dependent probability of the second road user being present in Convert connection to the position of the second road user and use the first and the second covariance matrix for determining the presence of an adverse traffic situation between the first road user and the second road user.
  • the electronic control system is set up to carry out a method according to at least one of the described embodiments.
  • the electronic control system is comprised by a vehicle.
  • vehicle can be a motor vehicle, in particular a passenger vehicle, a truck, a motorcycle, an electric vehicle or a hybrid vehicle, a watercraft or an aircraft.
  • a computing device can be any device that is designed to process at least one of the signals mentioned.
  • the computing device can be a processor, for example an ASIC, an FPGA, a digital signal processor, a main processor (CPU: "Central Processing Unit"), a multi-purpose processor (MPP: "Multi Purpose Processor”) or the like .
  • CPU Central Processing Unit
  • MPP Multi Purpose Processor
  • the system has storage hardware which is designed for data transmission with the computing device.
  • the specified method is stored in the memory in the form of a computer program and the computing device is provided for executing the method when the computer program is loaded from the memory into the computing device.
  • a computer terprogram program code means to perform all steps of one of the specified methods when the computer program is run on a computer or one of the specified devices.
  • a computer program product contains a program code which is stored on a computer-readable data medium and which, when it is executed on a data processing device, carries out one of the specified methods.
  • 1a/b shows an exemplary adverse traffic situation at a roadway crossing 180 to explain the exemplary embodiment of the method 200 according to FIG. 2 and the electronic control system 300 according to FIG. 3,
  • FIG. 2 shows an embodiment of a method 200 according to a first aspect of the disclosure
  • FIG 3 shows an embodiment of an electronic control system 300 according to another aspect of the disclosure.
  • FIG. 1a and 1b show an exemplary adverse traffic situation at a roadway crossing 180, with a first road user or first vehicle 100 having an embodiment of the electronic control system 300 (not shown in Fig. 1a/b) with a vehicle-to-X communication device 310 and a second road user or second vehicle 140 with a vehicle-to-X communication device (not shown in FIG. 1a/b) move in the direction of the intersection 180.
  • the uncertainty in the position detection 110 by a position detection device 360, in particular by means of a GNSS receiver, of the first road user 100 and the uncertainty in the position detection 150 of the second road user 140 each describe an ellipse 110 and 150, which are defined by the position, main axis, secondary axis and ori- entities are writable.
  • the reference point of the road user is located within this ellipse, which describes the uncertainty in determining the position of the road user in question, e.g. with a probability of 95 percent or 68 percent, depending on the standard. road user 100 and the second road user 140.
  • the probability distribution 160 of the relative position is determined from the linear combination of the covariance matrices for describing the whereabouts probabilities 110 and 150 in connection with the respective position. For the sake of clarity, the location probabilities 110 and 150 are not shown again in FIG. 1b.
  • a step-by-step prediction of the movements of the first road user 100 and the second road user 140 and evaluation with regard to the presence of an adverse traffic situation, for example the collision probability, in particular either in each prediction step or for the Prediction step take place before the determined distances between the road users increase again or the probability of an adverse traffic situation decreases again.
  • the respective current movement values can be taken as a basis for the prediction and the movement profiles can be predicted for a predetermined period of time based on this.
  • the length of the specified period of time for the prediction can be made dependent in particular on the current movement values.
  • the movement dynamics of the road users can fundamentally be taken into account as part of the prediction steps and/or by adapting the size of the hazard zone 120 .
  • 2 shows an embodiment of the method 200 for determining whether there is an adverse traffic situation between the first road user and the second road user impairing traffic situation occurs if, taking into account the current driving dynamics values of the first road user 100 and the second road user 140, a collision would occur or the second road user 140 is within a danger area 120 of the first road user 100 or is moving within it becomes.
  • a step 202 position information for determining a position of the first road user and uncertainty information for determining an uncertainty 110 of a position detection of the first road user 100 is recorded.
  • a step 204 position information for determining a position of the second road user and uncertainty information for determining an uncertainty 150 of a position detection of the second road user 140 are recorded.
  • a step 206 the uncertainty information of the first road user 100 in a first covariance matrix for describing a location-dependent presence probability of the first road user 100 in connection with the position of the first road user and the uncertainty information of the second road user 140 in a second covariance matrix for describing a location-dependent probability of presence of the second road user 140 converted in connection with the position of the second road user.
  • the first covariance matrix and the second covariance matrix are used to determine the presence of an adverse traffic situation between the first road user 100 and the second road user 140 .
  • a location-dependent superimposition of the first covariance matrix and the second covariance matrix in connection with the respective positions described probabilities of the first road user 100 and the second Road user 140 made. This is determined in particular by the result of a matrix operation, comprising the first covariance matrix and the second covariance matrix, wherein the matrix operation can be designed as an addition or subtraction of the first covariance matrix and the second covariance matrix. Correlation assumptions are made in accordance with at least one embodiment the uncertainty of the position detection of the first road user 100 and the uncertainty of the position detection of the second road user 140 are taken as a basis.
  • a risk area 120 for describing an area affecting the first road user is determined, and to determine the presence of an adverse traffic situation, an evaluation of the location-dependent superimposition of by the first covariance matrix and the second Covariance matrix described probabilities in connection with the respective positions of the first road user 100 and the second road user 140 within the hazard zone 130 made.
  • the hazard area 120 corresponds to a detection area of an assistance and/or automation function of the first road user 100.
  • the Fig. 3 shows an embodiment of an electronic control system 300 of the first road user 100 to determine an adverse traffic situation of the first road user 100 with the second road user 140.
  • the electronic control system 300 includes a computing device 320 with a processor 322 for data processing, where computing device 320 is configured to acquire position information for determining a position of the first road user and uncertainty information for determining an uncertainty of a position detection 110 of the first road user 100 and position information for determining a position of the second road user and uncertainty information for determining an uncertainty of a To detect position detection 150 of a second road user 140, and the uncertainty information of the first road user 100 in a first covariance matrix for the description to convert a location-dependent probability of presence of the first road user 100 in connection with the position of the first road user 100 and to convert the uncertainty information of the second road user 140 into a second covariance matrix for describing a location-dependent probability of presence of the second road user 140 in connection with the position of the second road user 140 and the to use the first and the second covariance matrix to determine
  • the system 300 has a data memory 324, which is designed for data transmission with the computing device 320 or processor 322, the specified method being stored in the form of a computer program in the memory 324 and the processor 322 provided for executing the method when the computer program is loaded from the memory 324 into the processor 322.
  • the electronic control system 300 also has a vehicle X communication device 310 with an antenna 312 for receiving the position information for determining a position of the second road user 140 and uncertainty information 314 for determining an uncertainty of a position detection 150 of the second road user 140 .
  • the uncertainty information can be included in a vehicle to X message.
  • the electronic control system 300 has a position detection device 360 for detecting the position of the first road user 100, in particular by means of a GNSS system. Based on the position detection, the position information for determining a position of the first road user and uncertainty information for determining an uncertainty in the position detection 110 of the first road user 100 is performed in particular by the computing device 320 . Alternatively, a further computing device can be used for this purpose, which can be included as such by the position detection device 360, for example.
  • the electronic control system 300 has a driving dynamics detection device 370 for providing driving dynamics information 372, which can be used in particular to support the position detection of the first road user, e.g. as part of dead reckoning, and thus provides an improved information basis for the determination of the existence of an impairing traffic situation with the second road user can be provided.
  • electronic control system 300 has an environment detection device 380 for providing local environment information 382 to computing device 320 .
  • the hazard area 120 corresponds to a detection area of the surroundings detection device 380. The determination of the presence of an adverse traffic situation between the first road user 100 and the second road user 140 is limited to the hazard area 120 according to at least one embodiment.
  • electronic control system 300 has a signal interface 330 for outputting control signals 332 depending on the presence of an adverse traffic situation, for example to a man-machine interface 340 included in vehicle 100 with a display 342 and an audio device 344 for information a user of the vehicle 100.
  • control signals 332 to an electronic Control device of a driver assistance function and / or an automated driving control function are issued.
  • Accuracy estimates of the position can be transmitted from the second road user 140 to the first road user 100 by means of V2X communication using the three values major axis MajorAxis, secondary axis MinorAxis and orientation cp of the ellipse 150 describing an uncertainty of the position determination and by an electronic control system 300 of the first road user 100 be converted into a covariance matrix CovM2.
  • the procedure for obtaining a covariance matrix CovM1 is corresponding, for example, for the position information 362 detected by the position detection device 360 and the uncertainty information of the first road user 100 determined based thereon.
  • X2 (MinorAxis/ChiSquare) 2 ; for the respective covariance matrices CovMl and CovM2, the values of the major axis MajorAxis and minor axis MinorAxis of the ellipse describing the uncertainty of the position determination of the first road user or the second road user are divided by the Chi-Square value.
  • the Chi-Square value is used here as a scaling value with regard to the exemplary 95% confidence interval and can accordingly be 2.4477. The quotient is then squared to obtain the eigenvalues AI and X2.
  • orientation c is usually determined in degrees
  • a conversion into a value 0 in radians can be provided, with multiplication being carried out in a manner known per se by the quotient of the circular number n and 180°.
  • the covariance matrix CovM is a 2x2 matrix, which is determined using the above values as follows: pH 0121
  • 012 (XI • tan(0) - X2 • tan (0)) / (tan(0) 2 + 1)
  • o21 (AI • tan(0) - X2 • tan (0)) / (tan(0) 2 + 1)
  • o22 (AI • tan(0) 2 + X2) / (tan(0) 2 + 1)
  • the determination of the existence of an adverse traffic situation is carried out according to at least one embodiment using correlation assumptions CorrCoeff_XX and CorrCoeff_YY of the uncertainty of the position detection of the first road user 100 and the uncertainty of the position detection of the second road user 140 .
  • the example correlation coefficients have a value range from 0 to 1, with a value equal to 0 assuming no correlation when detecting the position and a value equal to 1 corresponding to assuming complete correlation when detecting the position of the first road user and the second road user. Correlations of this type can result, for example, from an influence on the position detection that is to be expected for a relevant area and has an essentially identical effect on both road users.
  • CorrCoeff_XX describes a correlation coefficient with respect to an X-axis, for example a local Cartesian coordinate system of the first road user, in particular with the point 0.0 in the reference point of the first road user
  • CorrCoeff_YY describes a correlation coefficient with respect to a Y-axis of precisely this coordinate system team.
  • Dist_Cov_new Dist_Cov - 2 • Helpl_Matrix
  • the approximation of the scalar probability value P_coll takes place in particular by means of univariate conditioning, taking into account the limits of the danger area 120 of the first road user 100.
  • the collision probability describes, in particular, the proportion of the two-dimensional described by the covariance matrix Dist_Cov and the mean vector mu Probability distribution 160, which is within the hazard area 120 is.
  • the probability distribution 160 is a multiplication of the probabilities in the x-direction and in the y-direction of the probability distribution 160 of the relative position of the first road user 100 and the second road user 140. However, it is only a multiplication if the main axes of the probability - coincide with the axes of the hazard zone 120, which is shaped as a rectangle. According to the exemplary situation according to FIG. 1b, the probability distribution 160 shown is opposite the axes of the hazard zone, which is why univariate conditioning is used.
  • conditional expected value must therefore be calculated, which can be reproduced below using the MATLAB® programming syntax for a brief description, with the parameters lower and upper specifying the limits of the danger zone 120 and mu the mean value of the probability distribution 160 with the covariance matrix Dist_Cov reproduces.
  • the covariance matrix Dist Cov is converted into a lower triangular matrix.
  • interval_adj_1 [lower (1)/C (1,1), upper (1)/C (1,1)]
  • the first part of the probability value PI is determined from the difference between the cumulative distribution functions of the standard normal distribution of the determined interval limits:
  • PI normcdf(interval_adj_1(2)) - normcdf(interval_adj_1(1))
  • vehicle-to-X communication means, in particular, direct communication between vehicles and/or between vehicles and infrastructure facilities.
  • it can be vehicle-to-vehicle communication or vehicle-to-infrastructure communication. If reference is made to communication between vehicles in the context of this application, this can in principle take place, for example, in the context of vehicle-to-vehicle communication, which can typically be done with or without mediation through a cellular network or similar external infrastructure.
  • vehicle-to-X communication can take place using the standards IEEE 802.11p, IEEE 1609.4, ETSI ITS-G5, 3GPP LTE-V2X PC5, 5G NR or 5G in general.
  • Vehicle-to-X communication can also be referred to as C2X communication or V2X communication.
  • the sub-areas can be referred to as C2C (Car-to-Car), V2V (Vehicle-to-Vehicle) or C2I
  • V2I Vehicle-to-Infrastructure

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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren (200) zur Ermittlung einer beeinträchtigenden Verkehrssituation eines ersten Verkehrsteilnehmers (100) mit einem zweiten Verkehrsteilnehmer (140), aufweisend die Schritte: - Erfassen (202) von Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des ersten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers (100), - Erfassen (204) von Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung (150) des zweiten Verkehrsteilnehmers (140), - Umwandeln (206) der Unsicherheitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers in eine erste Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit (110) des ersten Verkehrsteilnehmers in Verbindung mit der Position des ersten Verkehrsteilnehmers, - Umwandeln (206) der Unsicherheitsinformationen des zweiten Verkehrsteilnehmers in eine zweite Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit (150) des zweiten Verkehrsteilnehmers in Verbindung mit der Position des zweiten Verkehrsteilnehmers, und - Heranziehen (208) der ersten Kovarianzmatrix und der zweiten Kovarianzmatrix für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer (100) und dem zweiten Verkehrsteilnehmer (140). Weiterhin ist ein korrespondierendes elektronisches Kontrollsystem für einen ersten Verkehrsteilnehmer beschrieben.

Description

[Titel]
Verfahren und elektronisches Kontrollsystem zur Ermittlung einer beeinträchtigenden Verkehrssituation
[TECHNISCHES GEBIET]
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer beeinträchtigenden Verkehrssituation und ein korres- pondierendes elektronisches Kontrollsystem.
[TECHNISCHER HINTERGRUND]
Die Position eines Verkehrsteilnehmers kann beispielsweise mittels einer kollektiven Aufmerksamkeitsnachricht (CAM, „Cooperative Awareness Message"), gemäß ETSI EN 302 637-2, und/oder einer elementaren Sicherheitsnachricht (BSM, „Basic Safety Message"), gemäß SAE J2735, an weitere Verkehrsteilnehmer übermittelt werden, insbesondere um potentiell sicher- heitskritische Verkehrssituationen, wie Kollisionen, zu ver- meiden oder kooperative Fahrmanöver vornehmen zu können.In Folge der Standardisierung von Fahrzeug zu X (V2X)Nachrichten, wie zum Beispiel durch SAE oder ETSI, werden Genauigkeitsschätzungen der Position bzw. die Unsicherheit der Positionserfassung mittels V2X Nachrichten durch die drei Werte Hauptachse („MajorAxis"), Nebenachse („MinorAxis") und Orientierung („Orientation") der die Unsicherheit der Positionsermittlung beschreibenden Ellipse eines vorgegebenen Aufenthaltswahrscheinlichkeitsschwellwerts übermittelt. Innerhalb dieser Ellipse befindet sich der Re- ferenzpunkt des Fahrzeugs, z.B.in Abhängigkeit des Standardsmit 95-prozentiger oder 68-prozentiger Wahrscheinlichkeit. Somit stehen mit gegenwärtig üblichen Systemen bei Betrachtung der Unsicherheit der Positionserfassung eines Verkehrsteilnehmers lediglich diese drei Werte zur Verfügung, ohne hierbei die tatsächliche Position des betreffenden Verkehrsteilnehmers zu kennen. Zum Beispiel im Hinblick auf die Berechnung von Kol- lisionswahrscheinlichkeiten zwischen mehreren Verkehrsteil- nehmern bestehen mit diesbezüglichen Systemen somit erhebliche Nachteile.
Als Aufgabe der Erfindung kann es angesehen werden ein Mittel bereitzustellen, durch das die Ermittlung einer beeinträch- tigenden Verkehrssituation eines Verkehrsteilnehmers mit einem anderen Verkehrsteilnehmer in verbesserter Weise realisiert werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der Offenbarung wird ein Verfahren zur Ermittlung einer beeinträchtigenden Verkehrssituation eines ersten Verkehrsteilnehmers mit einem zweiten Verkehrsteilnehmer beschrieben, welches die Schritte aufweist:
- Erfassen von Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des ersten Verkehrsteilnehmers insbesondere in einem globalen Koordinatensystem und Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers,
- Erfassen von Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers insbesondere in dem globalen Koordinatensystem und Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers,
- Umwandeln der Unsicherheitsinformationen des ersten Ver- kehrsteilnehmers in eine erste Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit des ersten Verkehrsteilnehmers in Verbindung mit der Position des ersten Verkehrsteilnehmers,
- Umwandeln der Unsicherheitsinformationen des zweiten Ver- kehrsteilnehmers in eine zweite Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit des zweiten Verkehrsteilnehmers in Verbindung mit der Position des zweiten Verkehrsteilnehmers, und Heranziehen der ersten Kovarianzmatrix und der zweiten Kovarianzmatrix für die Ermittlung des Vorliegens einer be- einträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Ver- kehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer.
Der zugrundeliegende Gedanke ist, dass durch den ersten Ver- kehrsteilnehmer ermittelte Unsicherheitsinformationen zur Beschreibung einer Unsicherheit der Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers insbesondere mit einer geschlossenen Formel in eine Kovarianzmatrix umgewandelt werden. Die Posi- tionserfassung dient dabei der Ermittlung von Positionsin- formationen zur Beschreibung einer Position des ersten Ver- kehrsteilnehmers. In gleicher Weise werden von einem zweiten Verkehrsteilnehmer empfangene Unsicherheitsinformationen zur Beschreibung einer Unsicherheit der Positionserfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers insbesondere mit einer geschlos- senen Formel in eine Kovarianzmatrix umgewandelt. Die Unsi- cherheitsinformationen des zweiten Verkehrsteilnehmers können hierbei durch den zweiten Verkehrsteilnehmer in vergleichbarer Weise wie bei dem ersten Verkehrsteilnehmer ermittelt werden.Die Verwendung von Kovarianzmatrizen ist insbesondere bei Vorliegen normalverteilter Fehler zweckmäßig und vorteilhaft. Die Er- mittlung, ob eine beeinträchtigende Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer vorliegt, ist hierbei äußerst ressourceneffizient und kann durch Festlegen relevanter Parameter vielfältig anwendungs- und situationsspezifisch ausgestaltet werden. Insbesondere das Abspeichern, Übermitteln und Rechnen unter Verwendung solcher Matrizen führt zu einer generellen Vereinheitlichung und Verbesserung der Datenqualität.Koordinatentransformationen und die Handhabung auch von Unsicherheitsinformationen und/oder Positionsinformationen einer Mehrzahl von Verkehrsteilnehmern sowie die Fusion mit Daten aus anderen Quellen, insbesondere fahrzeugeigener Umfeldsensoren im Rahmen der Sensordatenfusion, werden hiermit erheblich vereinfacht bzw. erst ermöglicht.
Unter einer beeinträchtigenden Verkehrssituation sei insbe- sondere eine Verkehrssituation verstanden, welche für den ersten Verkehrsteilnehmer und/oder den zweiten Verkehrsteilnehmer und/oder einen Dritten die Sicherheit, den Komfort und/oder die Fahreffizienz gefährdende oder beeinflussende Auswirkungen hat oder haben kann. Die Sicherheit beeinträchtigende Auswirkungen können beispielsweise ein Personenschaden und/oder ein Sach- schaden sein. Eine Verkehrssituation, welche die Sicherheit beeinträchtigende Auswirkungen haben kann oder würde, wird im weiteren als sicherheitskritische Verkehrssituation bezeichnet, wobei hierbei beispielsweise eine Kollision oder eine drohende Kollision oder die Unterschreitung eines bestimmten Abstandes zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und im zweiten Ver- kehrsteilnehmer in Betracht kommt.Beispielsgemäß kann somit die erste und die zweite Kovarianzmatrix zur Ermittlung einer Kollisionswahrscheinlichkeit des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers herangezogen werden.
Das Verfahren ist insbesondere zur Ausführung durch ein elektronisches Kontrollsystem bzw. eine Recheneinrichtung zur Datenverarbeitung des ersten Verkehrsteilnehmers vorgesehen.
Die anhand der Unsicherheitsinformationen ermittelten Kova- rianzmatrizen beschreiben in Verbindung mit den jeweiligen Positionen des ersten bzw. zweiten Verkehrsteilnehmers ins- besondere die Aufenthaltswahrscheinlichkeit des ersten bzw. des zweiten Verkehrsteilnehmers für ein betreffendes Gebiet. Diese Aufenthaltswahrscheinlichkeit kann beispielsweise als mehr- dimensionale Normalverteilung über dem betreffenden Gebiet ausgebildet sein, wobei das Maximum der Normalverteilung die höchste Aufenthaltswahrscheinlichkeit des ersten bzw. zweiten Verkehrsteilnehmers beschreibt. Grundsätzlich kann vorgesehen sein, die Position des jeweiligen Maximums der Unsicher- heitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers und/oder des zweiten Verkehrsteilnehmers als Positionsinformation zur Be- stimmung der Position des ersten bzw. zweiten Verkehrsteil- nehmers insbesondere bezogen auf einen jeweiligen Referenzpunkt des ersten bzw. zweiten Verkehrsteilnehmers heranzuziehen.
Eine Kovarianzmatrix stellt grundsätzlich eine mathematische Darstellung einer mehrdimensionalen Normalverteilung dar, wobei die Kovarianz-Matrizen der Unsicherheitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers und der Unsicherheitsinformationen des zweiten Verkehrsteilnehmers mittels der jeweiligen Posi- tionen des ersten und zweiten Verkehrsteilnehmers zweckmäßi- gerweise in demselben beispielsweise globalen Koordinaten- system, wie WGS84, wiedergegeben sind. Dementsprechend können die Positionsinformationen zur Beschreibung einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers beispielsweise dargestellt in einem globalen Koordinatensystem, wie WGS 84, ausgesandt bzw. emp- fangen werden.
Wie beschrieben erfolgt außerdem eine Erfassung von Positi- onsinformationen zur Bestimmung einer Position des ersten Verkehrsteilnehmers sowie eine Erfassung von Positionsinfor- mationen zur Bestimmung einer Position des zweiten Verkehrs- teilnehmers. Die Positionserfassung durch den ersten Ver- kehrsteilnehmer und/oder den zweiten Verkehrsteilnehmer erfolgt insbesondere unter Verwendung eines Globalen Satellitennavi- gationssystems (GNSS), wie beispielsweise GPS, Glonass, Galileo etc, wofür der erste Verkehrsteilnehmer bzw. der zweite Ver- kehrsteilnehmer zweckmäßigerweise jeweils einen entsprechenden GNSS-Empfänger zur Ermittlung einer Eigenposition umfasst. Weiterhin weist der erste Verkehrsteilnehmer Rechenmittel zur Ermittlung der Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung des ersten Verkehrs- teilnehmers auf und der zweite Verkehrsteilnehmer weist Re- chenmittel zur Ermittlung der Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers auf.
Entsprechend zumindest einer Ausführungsform beschreiben die Unsicherheitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers und/oder des zweiten Verkehrsteilnehmers eine Abmessung einer Hauptachse, eine Abmessung einer Nebenachse und eine Orien- tierung insbesondere bezüglich des globalen Koordinatensystems eines die Unsicherheit der Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers bzw. des zweiten Verkehrsteilnehmers wiedergebenden Gebiets.Wie Eingangs beschrieben, befindet sich innerhalb dieser die Unsicherheit bei der Positionsermittlung beschreibenden Ellipse des betreffenden Verkehrsteilnehmers der Referenzpunkt des Verkehrsteilnehmers, z.B. in Abhängigkeit des Standards mit 95-prozentiger oder 68-prozentiger Wahrschein- lichkeit. Die Ellipse wird demnach zweckmäßigerweise durch einen Mittelpunkt bzw. die Position in einem globalen Koordinaten- system, die Abmessung einer Hauptachse, die Abmessung einer Nebenachse sowie der Orientierung definiert.
Entsprechend zumindest einer Ausführungsform werden die durch den zweiten Verkehrsteilnehmer ausgesandten Positionsinfor- mationen und Unsicherheitsinformationen durch eine Fahr- zeug-zu-X Kommunikationsvorrichtung des ersten Verkehrsteil- nehmers empfangen. Entsprechend kann der zweite Verkehrs- teilnehmer ebenso eine Fahrzeug-zu-X Kommunikationsvorrichtung aufweisen und die Positionsinformationen und die Unsicher- heitsinformationen aussenden, wobei der Empfang der Positi- onsinformationen und der Unsicherheitsinformationen direkt oder indirekt erfolgen kann. Unter direkt in diesem Sinne sei eine unmittelbare Übermittlung von der Kommunikationsvorrichtung des zweiten Verkehrsteilnehmers an den ersten Verkehrsteilnehmer verstanden. Unter indirekt sei eine mittelbare Übermittlung von der Kommunikationsvorrichtung des zweiten Verkehrsteilnehmers an den ersten Verkehrsteilnehmer in der Weise verstanden, dass beispielsweise zumindest ein weiterer Empfangs- und Wieder- aussendungsvorgang der Unsicherheitsinformationen durch eine Kommunikationsvorrichtung beispielsweise eines weiteren Ver- kehrsteilnehmers, einer sogenannten Road Side Unit und/oder einer Mobilfunk-Basisstation, zwischen der Aussendung durch den zweiten Verkehrsteilnehmer und dem Empfang durch den ersten Verkehrsteilnehmer erfolgt.
Entsprechend zumindest eine Ausführungsform wird zur Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Ver- kehrsteilnehmer eine ortsabhängige Überlagerung der durch die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix in Ver- bindung mit den jeweiligen Positionen des ersten und zweiten Verkehrsteilnehmers beschriebenen örtlichen Aufenthaltswahr- scheinlichkeiten des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers vorgenommen.
Entsprechend zumindest einerAusführungsform wird zur Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Ver- kehrsteilnehmer das Ergebnis einer Matrizenoperation, umfassend die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix, herangezogen. Weiterbildungsgemäß handelt es sich bei der Matrizenoperation um eine Linearkombination der ersten Kova- rianzmatrix und der zweiten Kovarianzmatrix. Weiterbildungs- gemäß handelt es sich um eineAddition oder Subtraktion der ersten Kovarianzmatrix und der zweiten Kovarianzmatrix. Linearkom- binationen bzw. Koordinatentransformationen lassen sich durch Matrizenoperationen besonders ressourceneffizient darstellen. Entsprechend zumindest einerAusführungsform wird die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation unter Anwendung von Korrelationsannahmen zur Beschreibung eines Maßes der Korrelation der Unsicherheit der Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers und der Unsicherheit der Positi- onserfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers vorgenommen. Das Maß der Korrelation der Unsicherheiten beschreibt beispielsweise für eine bestimmte Situation erwartbare korrelierte oder eine Korrelation verringernde Auswirkungen auf die Positionser- fassung des ersten und zweiten Verkehrsteilnehmers. Eine korrelierte Auswirkung kann z.B.bei atmosphärischen Einflüssen gesehen werden, welche üblicherweise für ein wie vorliegend relevantes Gebiet als im wesentliche für beide Verkehrsteil- nehmer im Wesentlichen gleich angenommen werden kann. Auch umgebungsabhängige Einflüsse können eine diesbezügliche größere oder geringere Korrelation hervorrufen. Entsprechend können die Korrelationsannahmen adaptiv ausgebildet sein.
Entsprechend zumindest einer Ausführungsform wird ein Ge- fährdungsbereich zur Beschreibung eines für den ersten Ver- kehrsteilnehmer beeinträchtigenden Gebiets ermittelt, wobei für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Ver- kehrssituation eine Auswertung insbesondere ausschließlich innerhalb des Gefährdungsbereichs vorgenommen wird. Insbe- sondere wird zur Ermittlung einer beeinträchtigenden Ver- kehrssituation die ortsabhängige Überlagerung von durch die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix unter Berücksichtigung der jeweiligen Positionen des ersten Ver- kehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers be- schriebenen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten des ersten Ver- kehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers innerhalb des Gefährdungsbereichs bewertet. Die ortsabhängige Überla- gerung wird dabei insbesondere unter Heranziehung des Ergeb- nisses der beschriebenen Matrizenoperation aus den Kovari- anzmatrizen des ersten und zweiten Verkehrsteilnehmers be- rechnet.
Entsprechend zumindest einer Weiterbildung entspricht der Gefährdungsbereich einer Umfelderfassungseinrichtung zur Be- reitstellung von örtlichen Umfeldinformationen an eine As- sistenz- und/oder Automatisierungsfunktion des ersten Ver- kehrsteilnehmers. Der Gefährdungsbereich beschreib somit insbesondere einen für die Ausführung des Verfahrens relevanten Auswertungsbereich, für den das Vorliegen einer beeinträch- tigenden Verkehrssituation ermittelt wird. Beispielsweise kann der Gefährdungsbereich eine Rechteckform aufweisen, wobei der erste Verkehrsteilnehmer sich innerhalb dieses Rechtecks be- findet und wobei der Abstand zwischen dem ersten Verkehrs- teilnehmer und den Grenzen des Rechtecks insbesondere ein Sicherheitsabstand beschreiben. Die Form sowie Abstände der Grenzen der Form können situationsabhängig adaptiv ausgeführt sein, was beispielsweise abhängig von aktuellen Fahrdynamik- werten des ersten Verkehrsteilnehmers ausgestaltet sein kann.
Entsprechend zumindest einer Ausführungsform wird ein skalarer Wahrscheinlichkeitswert unter Heranziehung der ortsabhängigen Überlagerung der durch die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix beschriebenen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteil- nehmers innerhalb des Gefährdungsbereichs ermittelt.
Weiterbildungsgemäß erfolgt die Ermittlung des skalaren Wahrscheinlichkeitswerts mittels univariater Konditionierung.
Entsprechend zumindest einer Ausführungsform wird das Vorliegen einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer erkannt, wenn der Wahrscheinlichkeitswert gleich oder größer einem vorgegebenen Schwellwert ist.
Entsprechend zumindest einer Ausführungsform wird in Abhän- gigkeit des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssi- tuation ein Steuersignal an eine Mensch-Maschine Schnittstelle, eine elektronische Kontrollvorrichtung einer Fahrerassis- tenzfunktion und/oder eine automatisierte Fahrkontrollfunktion ausgegeben. In Abhängigkeit eines ermittelten Grades und/oder der Art einer vorliegenden beeinträchtigenden Verkehrssituation können hierbei unterschiedliche Maßnahmen zur Beseitigung der beeinträchtigenden Verkehrssituation ergriffen werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung wird ein elekt- ronisches Kontrollsystem für einen ersten Verkehrsteilnehmers zur Ermittlung einer beeinträchtigenden Verkehrssituation des ersten Verkehrsteilnehmers mit einem zweiten Verkehrsteilnehmer beschrieben, umfassend eine Recheneinrichtung zur Datenver- arbeitung, wobei die Recheneinrichtung konfiguriert ist Po- sitionsinformationen zur Bestimmung einer Position des ersten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformation zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung des ersten Ver- kehrsteilnehmers zu erfassen und Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformation zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung eines zweiten Verkehrsteilnehmers zu erfassen, und die Unsicherheitsinformationen des ersten Ver- kehrsteilnehmers in eine erste Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit des ersten Verkehrsteilnehmers in Verbindung mit der Position des ersten Verkehrsteilnehmers umzurechnen und die Unsicherheitsinfor- mationen des zweiten Verkehrsteilnehmers in eine zweite Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Auf- enthaltswahrscheinlichkeit des zweiten Verkehrsteilnehmers in Verbindung mit der Position des zweiten Verkehrsteilnehmer umzurechnen und die erste und die zweite Kovarianzmatrix für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrs- situation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer heranzuziehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist das elektronische Kontrollsystem eingerichtet, ein Verfahren nach wenigstens einem der be- schriebenen Ausführungsformen durchzuführen.
Das elektronische Kontrollsystem ist entsprechend zumindest einer Ausführungsform durch ein Fahrzeug umfasst. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftfahrzeug, ein Lastkraftfahrzeug, ein Motorrad, ein Elektrokraftfahrzeug oder ein Hybridkraftfahrzeug, ein Wasserfahrzeug oder ein Luftfahrzeug sein.
Eine Recheneinrichtung kann jedwede Einrichtung sein, die ausgebildet ist, um zumindest eines der genannten Signale zu verarbeiten. Insbesondere kann die Recheneinrichtung ein Prozessor, beispielsweise ein ASIC, ein FPGA, ein digitaler Signalprozessor, ein Hauptprozessor (CPU von engl.: „Central Processing Unit"), ein Multizweckprozessor (MPP von engl.: „Multi Purpose Prozessor") oder Ähnliches sein.
In einer Weiterbildung des angegebenen elektronischen Kon- trollsystems weist das System Speicherhardware auf, welche zur Datenübertragung mit der Recheneinrichtung ausgebildet ist. Dabei ist das angegebene Verfahren in Form eines Computer- programms in dem Speicher hinterlegt und die Recheneinrichtung zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computer- programm aus dem Speicher in die Recheneinrichtung geladen ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Compu- terprogramm Programmcodemittel, um alle Schritte eines der angegebenen Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer der angegebenen Vorrichtungen ausgeführt wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Compu- terprogrammprodukt einen Programmcode, der auf einem compu- terlesbaren Datenträger gespeichert ist und der, wenn er auf einer Datenverarbeitungseinrichtung ausgeführt wird, eines der angegebenen Verfahren durchführt.
[BESCHREIBUNG DER FIGUREN]
Einige besonders vorteilhafteAusgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Weitere bevorzugte Ausfüh- rungsformen ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen an Hand von Figuren.
In schematischer Darstellung zeigen:
Fig. la/b eine beispielhafte beeinträchtigende Verkehrssitu- ation an einer Fahrbahnkreuzung 180 zur Erläuterung desAusführungsbeispiels des Verfahrens 200 gemäß Fig. 2 und des elektronischen Kontrollsystems 300 gemäß Fig. 3,
Fig. 2 eine Ausführungsform eines Verfahrens 200 gemäß einem ersten Aspekt der Offenbarung, und
Fig. 3 eine Ausführungsform eines elektronischen Kon- trollsystems 300 gemäß einem weiteren Aspekt der Offenbarung.
[DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER FIGUREN] Um eine kurze und einfache Beschreibung der Ausführungsbeispiele zu ermöglichen, werden im Wesentlichen gleich wirkende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Fig. la und 1b zeigen eine beispielhafte beeinträchtigende Verkehrssituation an einer Fahrbahnkreuzung 180, wobei ein erster Verkehrsteilnehmer bzw. erstes Fahrzeug 100, aufweisend eine Ausführungsform des elektronischen Kontrollsystems 300 (nicht in Fig. la/b dargestellt) mit einer Fahrzeug zu X Kommunikationsvorrichtung 310 und ein zweiter Verkehrsteil- nehmer bzw. zweites Fahrzeug 140 mit einer Fahrzeug zu X Kommunikationsvorrichtung (nicht in Fig. la/b dargestellt) sich in Richtung der Kreuzung 180 bewegen.
Die Unsicherheit bei der Positionserfassung 110 durch eine Positionserfassungseinrichtung 360 insbesondere mittels GNSS-Empfänger des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und die Unsicherheit bei der Positionserfassung 150 des zweiten Ver- kehrsteilnehmers 140 beschreiben jeweils eine Ellipse 110 und 150, welche durch Position, Hauptachse, Nebenachse und Ori- entierung beschreibbar sind. Innerhalb dieser die Unsicherheit bei der Positionsermittlung beschreibenden Ellipse des be- treffenden Verkehrsteilnehmers befindet sich der Referenzpunkt des Verkehrsteilnehmers, z.B. in Abhängigkeit des Standards mit 95-prozentiger oder 68-prozentiger Wahrscheinlichkeit.Insofern repräsentieren die Ellipsen 110 und 150 Höhenlinien einer Aufenthaltswahrscheinlichkeitsverteilung des ersten Ver- kehrsteilnehmers 100 und des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 dar.
In Fig.1b ist darüber hinaus in beispielhafter rechteckiger Form um den ersten Verkehrsteilnehmer 100 ein Gefährdungsbereich 120 zur Beschreibung eines für den ersten Verkehrsteilnehmer be- einträchtigenden Gebiets sowie die Wahrscheinlichkeitsver- teilung 160 der Relativposition des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 aus der Bewertung des ersten Verkehrsteilnehmers 100 zu einem bestimmten Zeitpunkt dargestellt. Die Wahrscheinlichkeitsverteilung 160 der Rela- tivposition wird aus der Linearkombination der Kovarianzmatrizen zur Beschreibung derAufenthaltswahrscheinlichkeiten 110 und 150 in Verbindung mit der jeweiligen Position ermittelt. Auf die nochmalige Darstellung der Aufenthaltswahrscheinlichkeiten 110 und 150 wurde der Übersichtlichkeit halber in Fig. 1b verzichtet.
Entsprechend zumindest einer Ausführungsform kann eine schrittweise Prädiktion der Bewegungen des ersten Verkehrs- teilnehmers 100 und des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 und Auswertung im Hinblick auf das Vorliegen einer beeinträchti- genden Verkehrssituation, beispielsweise der Kollisionswahr- scheinlichkeit, insbesondere entweder bei jedem Prädiktions- schritt oder für den Prädiktionsschritt erfolgen, bevor die ermittelten Abstände zwischen den Verkehrsteilnehmer sich wieder vergrößern oder die Wahrscheinlichkeit einer beeinträchtigenden Verkehrssituation wieder abnimmt. Für die Prädiktion können dabei die jeweils aktuellen Bewegungswerte zugrunde gelegt werden und für eine vorgegebene Zeitdauer hierauf basierend die Bewegungsverläufe prädiziert werden. Die Länge der vorgegebenen Zeitdauer zur Prädiktion kann insbesondere von den aktuellen Bewegungswerten abhängig gemacht werden.
Die Bewegungsdynamik der Verkehrsteilnehmer kann grundsätzlich im Rahmen der Prädiktionsschritte und/oder über ein Anpassen der Größe des Gefährdungsbereichs 120 Berücksichtigung finden.
Bei den Ausführungen zum Verfahren 200 sowie der elektronischen Kontrollvorrichtung 300 wird im Weiteren spezifischer hierauf eingegangen . Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des Verfahrens 200 zur Ermittlung, ob eine beeinträchtigende Verkehrssituation zwi- schen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Ver- kehrsteilnehmer vorliegt.Beispielsgemäß erfolgt die Ausführung des Verfahrens durch ein elektronisches Kontrollsystem 300 des ersten Verkehrsteilnehmers 100. Insbesondere liegt eine be- einträchtigende Verkehrssituation dann vor, wenn unter Be- rücksichtigung der aktuellen Fahrdynamikwerte des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 eine Kollision beider eintreten würde oder der zweite Ver- kehrsteilnehmer 140 sich innerhalb eines Gefahrenbereichs 120 des ersten Verkehrsteilnehmers 100 befindet oder in diesen bewegen wird.
In einem Schritt 202 erfolgt ein Erfassen von Positionsin- formationen zur Bestimmung einer Position des ersten Ver- kehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit 110 einer Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers 100.
In einem Schritt 204 erfolgt ein Erfassen von Positionsin- formationen zur Bestimmung einer Position des zweiten Ver- kehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit 150 einer Positionserfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers 140. Die Unsicherheitsinformationen werden weiterbildungsgemäß mittels einer Fahrzeug zu X Kommunikati- onsvorrichtung 312 empfangen.
In einem Schritt 206 werden die Unsicherheitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers 100 in eine erste Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlich- keit des ersten Verkehrsteilnehmers 100 in Verbindung mit der Position des ersten Verkehrsteilnehmers und die Unsicher- heitsinformationen des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 in eine zweite Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 in Verbindung mit der Position des zweiten Verkehrsteil- nehmers umgewandelt.
In einem Schritt 208 werden die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer 100 und dem zweiten Verkehrsteilnehmer 140 herangezogen .
Entsprechend zumindest einerAusführungsform wird zur Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer 100 und dem zweiten Verkehrsteilnehmer 140 eine ortsabhängige Überlagerung von durch die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix in Verbindung mit den jeweiligen Positionen beschriebenen Auf- enthaltswahrscheinlichkeiten des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 vorgenommen. Diese wird insbesondere durch das Ergebnis einer Matrizenoperation, um- fassend die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianz- matrix, ermittelt, wobei die Matrizenoperation als eine Addition oder Subtraktion der ersten Kovarianzmatrix und der zweiten Kovarianzmatrix ausgebildet sein kann.Dabei werden entsprechend zumindest einer Ausführungsform Korrelationsannahmen der Un- sicherheit der Positionserfassung des ersten Verkehrsteil- nehmers 100 und der Unsicherheit der Positionserfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 zugrunde gelegt.
Ein Gefährdungsbereich 120 zur Beschreibung eines für den ersten Verkehrsteilnehmer beeinträchtigenden Gebiets wird ermittelt und für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation wird eine Bewertung der ortsabhängigen Überlagerung von durch die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix beschriebenen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten in Verbindung mit den jeweiligen Positionen des ersten Ver- kehrsteilnehmers 100 und des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 innerhalb des Gefährdungsbereichs 130 vorgenommen.
Entsprechend zumindest einer Ausführungsform entspricht der Gefährdungsbereich 120 dabei einem Erfassungsbereich einer Assistenz- und/oder Automatisierungsfunktion des ersten Ver- kehrsteilnehmers 100.
Die Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform eines elektronischen Kontrollsystems 300 des ersten Verkehrsteilnehmers 100 zur Ermittlung einer beeinträchtigenden Verkehrssituation des ersten Verkehrsteilnehmers 100 mit dem zweiten Verkehrsteil- nehmer 140. Das elektronische Kontrollsystem 300 umfasst eine Recheneinrichtung 320 mit einem Prozessor 322 zur Datenver- arbeitung, wobei die Recheneinrichtung 320 konfiguriert ist Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des ersten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformationen zur Be- stimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung 110 des ersten Verkehrsteilnehmers 100 zu erfassen und Positionsin- formationen zur Bestimmung einer Position des zweiten Ver- kehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformation zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung 150 eines zweiten Verkehrsteilnehmers 140 zu erfassen, und die Unsicher- heitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers 100 in eine erste Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit des ersten Verkehrsteilnehmers 100 in Verbindung mit der Position des ersten Verkehrsteilnehmers 100 umzurechnen und die Unsicherheitsinformationen des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 in eine zweite Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlich- keit des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 in Verbindung mit der Position des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 umzurechnen und die erste und die zweite Kovarianzmatrix zur Ermittlung einer Kollisionswahrscheinlichkeit des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 heranzuziehen.
In einer Weiterbildung des angegebenen elektronischen Kon- trollsystems 300 weist das System 300 einen Datenspeicher 324 auf, welcher zur Datenübertragung mit der Recheneinrichtung 320 bzw. Prozessor 322 ausgebildet ist, wobei das angegebene Verfahren in Form eines Computerprogramms in dem Speicher 324 hinterlegt und der Prozessor 322 zur Ausführung des Verfahrens vorgesehen, wenn das Computerprogramm aus dem Speicher 324 in den Prozessor 322 geladen ist.
Das elektronische Kontrollsystem 300 weist entsprechend we- nigstens einer Ausführungsform zudem eine Fahrzeug zu X Kom- munikationsvorrichtung 310 mit einer Antenne 312 zum Empfang der Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 und Unsicherheitsinformationen 314 zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung 150 des zweiten Verkehrsteilnehmers 140.Die Unsicherheitsinformationen können dabei durch eine Fahrzeug zu X Nachricht umfasst sein.Die Unsicherheitsinformationen 314 werden der Recheneinrichtung 320 bereitgestellt.
Das elektronische Kontrollsystem 300 weist entsprechend we- nigstens einer Ausführungsform eine Positionserfassungsein- richtung 360 zur Positionserfassung des ersten Verkehrsteil- nehmers 100 insbesondere mittels eines GNSS Systems auf. Auf Grundlage der Positionserfassung erfolgt insbesondere eine Erfassung der Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des ersten Verkehrsteilnehmers und Unsicher- heitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit bei der Positionserfassung 110 des ersten Verkehrsteilnehmers 100 insbesondere durch die Recheneinrichtung 320 vorgenommen werden. Alternativ kann hierfür eine weitere Recheneinrichtung her- angezogen werden, welche beispielsweise durch die Positions- erfassungseinrichtung 360 als solches umfasst sein kann.
Das elektronische Kontrollsystem 300 weist entsprechend we- nigstens einer Ausführungsform eine Fahrdynamik Erfassungs- einrichtung 370 zur Bereitstellung von Fahrdynamikinformationen 372 auf, welche insbesondere unterstützend für die Positi- onserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers, z.B. im Rahmen einer Koppelnavigation herangezogen werden kann und womit eine verbesserte Informationsgrundlage für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation mit dem zweiten Verkehrsteilnehmer bereitgestellt werden kann.
Das elektronische Kontrollsystem 300 weist entsprechend we- nigstens einerAusführungsform eine Umfelderfassungseinrichtung 380 zur Bereitstellung von örtlichen Umfeldinformationen 382 an die Recheneinrichtung 320 auf. Der Gefährdungsbereich 120 entspricht dabei entsprechend zumindest einer Ausführungsform einem Erfassungsbereich der Umfelderfassungseinrichtung 380. Die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Ver- kehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer 100 und dem zweiten Verkehrsteilnehmer 140 wird dabei entsprechend zumindest einer Ausführungsform auf den Gefährdungsbereich 120 beschränkt .
Das elektronische Kontrollsystem 300 weist entsprechend we- nigstens einer Ausführungsform eine Signalschnittstelle 330 zur Ausgabe von Steuersignalen 332 in Abhängigkeit des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation beispielsweise an eine von Fahrzeug 100 umfasste Mensch-Maschine Schnittstelle 340 mit einem Display 342 und einer Audioeinrichtung 344 zum In- formieren eines Nutzers des Fahrzeugs 100. Alternativ oder in Ergänzung können die Steuersignale 332 an eine elektronische Kontrollvorrichtung einer Fahrerassistenzfunktion und/oder eine automatisierte Fahrkontrollfunktion ausgegeben werden.
Nachfolgend wird eine beispielsgemäße Ausführungsform des Verfahrens anhand zugrundeliegender Berechnungen veranschau- licht.
Genauigkeitsschätzungen der Position können durch die drei Werte Hauptachse MajorAxis, Nebenachse MinorAxis und Orientierung cp der eine Unsicherheit der Positionsermittlung beschreibenden Ellipse 150 mittels V2X Kommunikation von dem zweiten Ver- kehrsteilnehmer 140 an den ersten Verkehrsteilnehmer 100 übermittelt und durch ein elektronisches Kontrollsystem 300 des ersten Verkehrsteilnehmers 100 in eine Kovarianzmatrix CovM2 umgewandelt werden. Entsprechend wird beispielsgemäß für die mittels der Positionserfassungseinrichtung 360 erfassten Po- sitionsinformationen 362 und darauf basierend ermittelten Unsicherheitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers 100 zum Erhalt einer Kovarianzmatrix CovMl vorgegangen.
1.Transformation Ellipse in eine Kovarianzmatrix durch eine geschlossene Formel
Zur Berechnung der Eigenwerte XI und X2:
AI = (MajorAxis/Chi-Square)2;
X2 = (MinorAxis/Chi-Square)2; für die jeweiligen Kovarianzmatrizen CovMl und CovM2 werden die Werte der Hauptachse MajorAxis und Nebenachse MinorAxis der die Unsicherheit der Positionsermittlung beschreibenden Ellipse des ersten Verkehrsteilnehmers oder des zweiten Verkehrsteilnehmers durch den Wert Chi-Square geteilt. Der Wert Chi-Square dient hierbei als Skalierungswert bezüglich des beispielhaften 95% Vertrauensintervalls und kann dementsprechend 2,4477 betragen. Der Quotient wird zum Erhalt der Eigenwerte AI und X2 anschließend quadriert.
Da die Orientierung cpüblicherweise in Grad ermittelt wird, kann eine Umrechnung in einen Wert 0 in Radiant vorgesehen sein, wobei in an sich bekannter Weise mit dem Quotient aus Kreiszahl n und 180° multipliziert wird.
0[rad] = <p[grad] • n/180
Beispielsgemäß handelt es sich bei der Kovarianzmatrix CovM um eine 2x2 Matrix, welche unter Heranziehung oben genannter Werte folgendermaßen ermittelt wird: pH 0121
CovM
ICT21 O22-I mit: oll = (X2 • tan(0)2 + AI) / (tan(0)2 + 1)
012 = (XI • tan(0) - X2 • tan (0)) / (tan(0)2 + 1) o21 = (AI • tan(0) - X2 • tan (0)) / (tan(0)2 + 1) o22 = (AI • tan(0)2 + X2) / (tan(0)2 + 1)
2.Korrelationsannahmen: Es wird die Summe Dist_Cov der Kovarianzmatrizen des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 gebildet:
Dist_Cov = CovMl + CovM2
Die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Ver- kehrssituation wird wenigstens einer Ausführungsform ent- sprechend unter Anwendung von Korrelationsannahmen CorrCoeff_XX und CorrCoeff_YY der Unsicherheit der Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und der Unsicherheit der Po- sitionserfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers 140 vorge- nommen. Die beispielsgemäßen Korrelationskoeffizienten weisen hierbei einen Wertebereich von 0 bis 1 auf, wobei ein Wert gleich 0 der Annahme keiner Korrelation bei der Positionserfassung und ein Wert gleich 1 einer Annahme einer vollständigen Korrelation bei der Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers entspricht. Derartige Korre- lationen können beispielsweise durch eine für ein betreffendes Gebiet zu erwartende sich auf beide Verkehrsteilnehmer im wesentlichen gleich auswirkende Beeinflussung bei der Posi- tionserfassung ergeben. Entsprechend können die Korrelati- onsannahmen bzw. die zugrunde gelegten Werte adaptiv ausgeführt sein. mit: α21 = 0 α22 = CorrCoeff_YY •
CorrCoeff_XX beschreibt einen Korrelationskoeffizienten be- züglich einer X-Achse beispielsweise eines lokalen kartesischen Koordinatensystems des ersten Verkehrsteilnehmers, insbesondere mit dem Punkt 0,0 im Referenzpunkt des ersten Verkehrsteil- nehmers, und CorrCoeff_YY beschreibt einen Korrelationskoef- fizienten bezüglich einer Y-Achse ebendieses Koordinatensys- tems.
Beispielsgemäße Anwendung der Korrelationsannahmen auf Dist Cov:
Dist_Cov_new = Dist_Cov - 2 • Helpl_Matrix;
Weiterhin kann zweckmäßigerweise die Orientierung von Dist_Cov beibehalten werden: mit: ß22 = 1 und Multiplikation der korrespondierenden Elemente von Dist_Cov_new und Help2_Matrix:
3.Approximation der Kollisionswahrscheinlichkeit
Die Approximation des skalaren Wahrscheinlichkeitswert P_coll erfolgt entsprechend wenigstens einer Ausführungsform insbe- sondere mittels univariater Konditionierung unter Berück- sichtigung der Grenzen des Gefährdungsbereichs 120 des ersten Verkehrsteilnehmers 100. Die Kollisionswahrscheinlichkeit beschreibt veranschaulicht dabei insbesondere den Anteil der durch die Kovarianzmatrix Dist_Cov und des Mittelwertvektors mu beschriebenen zweidimensionalen Wahrscheinlichkeitsverteilung 160, welcher sich innerhalb des Gefährdungsbereichs 120 be- findet.
Grundsätzlich handelt es sich um eine Multiplikation der Wahrscheinlichkeiten in x-Richtung und in y-Richtung der Wahrscheinlichkeitsverteilung 160 der Relativposition des ersten Verkehrsteilnehmers 100 und des zweiten Verkehrsteil- nehmers 140. Jedoch handelt es sich lediglich dann um eine Multiplikation, wenn die Hauptachsen der Wahrscheinlich- keitsverteilung mit den Achsen des als Rechteck ausgeformten Gefährdungsbereichs 120 zusammenfallen. Entsprechend der beispielhaften Situation gemäß Fig. 1b ist die dargestellte Wahrscheinlichkeitsverteilung 160 gegenüber den Achsen des Gefährdungsbereichs verdreht, weshalb univariate Konditio- nierung angewandt wird.
Zugrundeliegender Gedanke der Approximation ist die Aufteilung der Berechnung des Wahrscheinlichkeitswerts entsprechend
P_coll = P(a1 < X < b1, a2 < Y < b2) = P(a1 < X < b1) • P(a2 < Y < b2 : a1 < X < b1)
Es hat somit eine Berechnung eines bedingten Erwartungswerts zu erfolgen, welche nachfolgend zur knappen Darstellung unter Verwendung der Programmiersyntax von MATLAB® nachvollzogen werden kann,wobei die Parameter lower und upper die Begrenzungen des Gefährdungsbereichs 120 angeben und mu den Mittelwert der Wahrscheinlichkeitsverteilung 160 mit der Kovarianzmatrix Dist_Cov wiedergibt.
Der Mittelwert der Wahrscheinlichkeitsverteilung 160 wird auf 0 gesetzt, um den Integrationsbereich anzupassen: lower (1) = lower (1) - mu(1); lower (2) = lower (2) - mu(2); upper (1) = upper (1) - mu(1); upper (2) = upper (2) - mu(2);
Mittels Cholesky-Zerlegung erfolgt eine Umwandlung der Kova- rianzmatrix Dist Cov in eine untere Dreiecksmatrix.
C = chol (Dist_Cov) '
Für die Integraltransformation erfolgt eine Anpassung der
Intervalle : intervall_adj_1 = [lower (1)/C (1,1), upper (1)/C (1,1)] Der erste Teil des Wahrscheinlichkeitswerts PI wird bei- spielsgemäß aus der Differenz der kumulierten Verteilungs- funktionen der Standardnormalverteilung der ermittelten In- tervallgrenzen ermittelt:
PI = normcdf (intervall_adj_1 (2)) - normcdf (intervall_adj_1 (1))
Transformation : y1 =
(normcdf (intervall_adj_1 (1))-normcdf (intervall_adj_1 (2)))/PI; g = C(2,1) * y1; interval1_adj_2 = [(lower (2)- g)/C (2,2) , (upper (2)-g)/C (2r2) ];
Zweiter Teil des Wahrscheinlichkeitswerts P2:
P2 = normcdf (intervall_adj_2 (2)) - normcdf (intervall_adj_2 (1));
Ermittlung des Wahrscheinlichkeitswerts P_coll:
P coll = P1 * P2;
Sofern sich im Laufe des Verfahrens herausstellt, dass ein Merkmal oder eine Gruppe von Merkmalen nicht zwingend nötig ist, so wird anmelderseitig bereits jetzt eine Formulierung zumindest eines unabhängigen Anspruchs angestrebt, welcher das Merkmal oder die Gruppe von Merkmalen nicht mehr aufweist. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Unterkombination eines am An- meldetag vorliegenden Anspruchs oder um eine durch weitere Merkmale eingeschränkte Unterkombination eines am Anmeldetag vorliegenden Anspruchs handeln. Derartige neu zu formulierende Ansprüche oder Merkmalskombinationen sind als von der Offen- barung dieser Anmeldung mit abgedeckt zu verstehen.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass Ausgestaltungen,Merkmale und Varianten der Erfindung, welche in den verschiedenen Ausführungen oder Ausführungsbeispielen beschriebenen und/oder in den Figuren gezeigt sind, beliebig untereinander kombinierbar sind. Einzelne oder mehrere Merkmale sind beliebig gegeneinander austauschbar. Hieraus entstehende Merkmalskombinationen sind als von der Offenbarung dieser Anmeldung mit abgedeckt zu verstehen.
Rückbezüge in abhängigen Ansprüchen sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Diese Merkmale können auch beliebig mit anderen Merkmalen kombiniert werden.
Merkmale, die lediglich in der Beschreibung offenbart sind oder Merkmale, welche in der Beschreibung oder in einem Anspruch nur in Verbindung mit anderen Merkmalen offenbart sind, können grundsätzlich von eigenständiger erfindungswesentlicher Be- deutung sein. Sie können deshalb auch einzeln zur Abgrenzung vom Stand der Technik in Ansprüche aufgenommen werden.
Allgemein sei darauf hingewiesen, dass unter Fahrzeug-zu-X Kommunikation insbesondere eine direkte Kommunikation zwischen Fahrzeugen und/oder zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur- einrichtungen verstanden wird. Beispielsweise kann es sich also um Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation oder um Fahr- zeug-zu-Infrastruktur Kommunikation handeln. Sofern im Rahmen dieser Anmeldung auf eine Kommunikation zwischen Fahrzeugen Bezug genommen wird, so kann diese grundsätzlich beispielsweise im Rahmen einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug Kommunikation erfolgen, welche typischerweise mit oder ohne Vermittlung durch ein Mobilfunknetz oder eine ähnliche externe Infrastruktur erfolgen kann. Beispielsweise kann eine Fahrzeug-zu-X Kommunikation unter Verwendung der Standards IEEE 802.11p, IEEE 1609.4, ETSI ITS-G5, 3GPP LTE-V2X PC5, 5G NR oder allgemein 5G erfolgen. Eine Fahrzeug-zu-X Kommunikation kann auch als C2X-Kommunikation oder V2X-Kommunikation bezeichnet werden.Die Teilbereiche können als C2C (Car-to-Car), V2V (Vehicle-to-Vehicle) oder C2I
(Car-to-Infrastructure), V2I (Vehicle-to-Infrastrukture) be- zeichnet werden.
Eine Reihe möglicher Implementierungen wurden beschrieben. Dennoch wird davon ausgegangen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und vom Umfang der Offenlegung abzuweichen. Dementsprechend fallen andere Um- setzungen ebenfalls in den Anwendungsbereich der folgenden Ansprüche.

Claims

29 Patentansprüche
1. Verfahren (200) zur Ermittlung einer beeinträchtigenden Verkehrssituation eines ersten Verkehrsteilnehmers (100) mit einem zweiten Verkehrsteilnehmer (140), aufweisend die Schritte:
- Erfassen (202) von Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des ersten Verkehrsteilnehmers und Unsi- cherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers (100),
- Erfassen (204) von Positionsinformationen zur Bestimmung einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers und Unsi- cherheitsinformationen zur Bestimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers (140),
- Umwandeln (206) der Unsicherheitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers in eine erste Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrschein- lichkeit (110) des ersten Verkehrsteilnehmers in Verbindung mit einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers, -Umwandeln (206) der Unsicherheitsinformationen des zweiten Verkehrsteilnehmers in eine zweite Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrschein- lichkeit (150)des zweiten Verkehrsteilnehmers in Verbindung mit einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers, und
- Heranziehen (208) der ersten Kovarianzmatrix und der zweiten Kovarianzmatrix für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer (100) und dem zweiten Ver- kehrsteilnehmer (140).
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei zur Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation 30 zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer eine ortsabhängige Überlagerung der durch die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovari- anzmatrix in Verbindung mit den jeweiligen Positionen des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteil- nehmers beschriebenen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteil- nehmers vorgenommen wird. Verfahren gemäß zumindest einem der vorhergehenden An- sprüche, wobei zur Ermittlung des Vorliegens einer be- einträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer das Ergebnis einer Matrizenoperation, umfassend die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix, herange- zogen wird. Verfahren gemäß zumindest einem der vorhergehenden An- sprüche, wobei zur Ermittlung des Vorliegens einer be- einträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer das Ergebnis einer Linearkombination der ersten Kovarianzmatrix und der zweiten Kovarianzmatrix oder eine Addition oder Subtraktion der ersten Kovarianzmatrix und der zweiten Kovarianzmatrix herangezogen wird. Verfahren gemäß zumindest einem der vorhergehenden An- sprüche, wobei die Ermittlung des Vorliegens einer be- einträchtigenden Verkehrssituation unter Anwendung von Korrelationsannahmen der Unsicherheit der Positionser- fassung des ersten Verkehrsteilnehmers und der Unsicherheit der Positionserfassung des zweiten Verkehrsteilnehmers vorgenommen wird. Verfahren gemäß zumindest einem der vorhergehenden An- sprüche, wobei ein Gefährdungsbereich zur Beschreibung eines für den ersten Verkehrsteilnehmer beeinträchtigenden Ge- biets ermittelt wird und für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation eine Bewertung der ortsabhängigen Überlagerung der durch die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix in Verbindung mit den jeweiligen Positionen beschriebenen Aufenthalts- wahrscheinlichkeiten des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers innerhalb des Gefährdungsbe- reichs vorgenommen wird. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei entspricht der Gefähr- dungsbereich einem Erfassungsbereich einer Umfelderfas- sungseinrichtung des ersten Verkehrsteilnehmers. Verfahren gemäß zumindest einem der vorhergehenden An- sprüche, wobei ein skalarer Wahrscheinlichkeitswert unter Heranziehung der ortsabhängigen Überlagerung der durch die erste Kovarianzmatrix und die zweite Kovarianzmatrix in Verbindung mit den jeweiligen Positionen des ersten Ver- kehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers be- schriebenen Aufenthaltswahrscheinlichkeiten des ersten Verkehrsteilnehmers und des zweiten Verkehrsteilnehmers innerhalb des Gefährdungsbereichs ermittelt wird. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Ermittlung des skalaren Wahrscheinlichkeitswerts mittels univariater Konditionierung erfolgt. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei das Vorliegen einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer und dem zweiten Verkehrsteilnehmer erkannt wird, wenn der skalare Wahr- scheinlichkeitswert gleich oder größer einem vorgegebenen Schwellwert ist. Verfahren gemäß zumindest einem der vorhergehenden An- sprüche, wobei in Abhängigkeit des Vorliegens einer be- einträchtigenden Verkehrssituation ein Steuersignal an eine Mensch-Maschine Schnittstelle, eine elektronische Kon- trollvorrichtung einer Fahrerassistenzfunktion und/oder eine automatisierte Fahrkontrollfunktion ausgegeben wird. Elektronisches Kontrollsystem (300) für einen ersten Verkehrsteilnehmer zur Ermittlung einer beeinträchtigenden Verkehrssituation des ersten Verkehrsteilnehmers (100) mit einem zweiten Verkehrsteilnehmer (140), umfassend eine Recheneinrichtung (320) zur Datenverarbeitung, wobei die Recheneinrichtung (320) konfiguriert ist Positionsinfor- mationen zur Bestimmung einer Position des ersten Ver- kehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformation zur Be- stimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung des ersten Verkehrsteilnehmers (100) zu erfassen und Positi- onsinformationen zur Bestimmung einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers und Unsicherheitsinformation zur Be- stimmung einer Unsicherheit einer Positionserfassung eines zweiten Verkehrsteilnehmers (140) zu erfassen, und die Unsicherheitsinformationen des ersten Verkehrsteilnehmers (100) in eine erste Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit (110) des ersten Verkehrsteilnehmers (100) in Verbindung mit der Position des ersten Verkehrsteilnehmers umzurechnen und die Unsicherheitsinformationen des zweiten Verkehrsteilnehmers (140) in eine zweite Kovarianzmatrix zur Beschreibung einer ortsabhängigen Aufenthaltswahrscheinlichkeit (150) des zweiten Verkehrsteilnehmers in Verbindung mit der Position des zweiten Verkehrsteilnehmers umzurechnen und die erste 33 und die zweite Kovarianzmatrix für die Ermittlung des Vorliegens einer beeinträchtigenden Verkehrssituation zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer (100) und dem zweiten Verkehrsteilnehmer (140) heranzuziehen. Elektronisches Kontrollsystem gemäß Anspruch 12, konfi- guriert ein Verfahren gemäß zumindest einem der Ansprüche 1 bis 11 auszuführen.
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