WO2014009216A1 - Spurhalteverfahren und -system mit situationsabhängigem unterstützungsgrad - Google Patents

Spurhalteverfahren und -system mit situationsabhängigem unterstützungsgrad Download PDF

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Melanie GUGEL
Tobias Rentschler
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Robert Bosch Gmbh
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    • B60W2554/40—Dynamic objects, e.g. animals, windblown objects
    • B60W2554/408—Traffic behavior, e.g. swarm

Definitions

  • Driver assistance system of a motor vehicle with a power-assisted steering known. This includes the steps:
  • Detecting or estimating environmental data of a traffic situation detecting or estimating movement data of the motor vehicle and comparing the detected or estimated environmental data with the movement data of the motor vehicle and
  • the invention relates to a method for lane keeping assistance for a vehicle, in which the lanes are detected on the road and a
  • a traffic situation class is selected from a number of predefined, different traffic situation classes and assigned to the vehicle, and - Based on the assigned traffic situation class at least one parameter for the driver-independent intervention in the steering system is set.
  • the invention is based on the fact that the most diverse
  • Traffic situation classes or traffic situation types in a kind of catalog or a database.
  • suitable sensors in particular video sensors or sensor combinations, it is possible to determine the current traffic situation class in which the vehicle is currently located. If this traffic situation class is known, then the driver-independent interventions of the lane keeping system can be adapted to the steering system.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that for the driver-independent steering intervention in each case at least one parameter for the engagement speed and / or the engagement strength and / or the engagement time is set.
  • Engagement strength and the time of intervention are those variables which significantly characterize the sense of comfort of a lane keeping system.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that in the definition of the speed of engagement additionally enters a driving style or the driving behavior of the driver characterizing size.
  • this embodiment of the invention is characterized in that in the driving style of the driver characterizing the lane change behavior of the driver and / or the flashing behavior of the driver and / or the
  • Lane keeping system to adapt to the driving style of the driver.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that enter into the traffic situation class at least the number of lanes and the Abbiegerened the respective lanes.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that at least the vehicle speed is received in the vehicle movement state.
  • An advantageous embodiment of the invention is characterized in that it is in the traffic situation classes about a city traffic traffic situations classes and that the method is performed only during a city traffic.
  • the invention further includes a device, in particular a control device, which contains means, in particular the software code, which are designed to carry out the methods according to the invention.
  • Fig. 1 shows in block diagram form the logical concept of the invention.
  • the invention relates to a method for tracking, which is particularly suitable for the lower speed range in urban areas.
  • a static level of assistance as present in today's lane keeping systems, is not optimal for driver assistance, especially in urban environments. Therefore, according to the invention, the different traffic situations typical for the urban area are classified, i. E. divided into classes. Examples of such traffic situation classes are
  • Traffic situation class 1 Three lanes with vehicles in a traffic flow direction, the own vehicle drives on the middle lane
  • Traffic situation class 2 Standing vehicle column at a traffic light
  • Traffic situation class 3 multi-lane road with the lanes "turn left", "straight ahead” and "turn right"
  • Traffic situation class 4 road junction of two
  • the vehicle is assigned exactly one of these fixed predetermined traffic situation classes at any time. This clearly indicates that the vehicle is going through a sequence of traffic situation classes during the journey, analogous to a sequence of
  • Lane keeping interventions also classified and classified into clusters or intervention classes. For example, these engagement classes look like this:
  • Intervention class 1 Strong interventions, high steering wheel positioning speed, continuous steering intervention without intervention-free area
  • Intervention class 2 Medium intervention, average steering wheel positioning speed, small intervention-free area
  • each traffic situation class is assigned an intervention class. If the vehicle is in the traffic situation class i, this includes the engagement class j of the lane keeping system. With this assignment, it is permissible for several traffic situation classes to be assigned the same engagement class.
  • the engagement classes can also be used as parameter sets for the
  • Lane keeping system whose parameters are e.g. specify the engagement strength, the engagement speed and the engagement time of the lane keeping system.
  • FIG. 1 The structure of the invention is shown in the form of a block diagram in FIG.
  • Block 100 conditions such as lanes, objects, traffic signs, pedestrians, other vehicles, etc. are detected by means of a video camera.
  • the urban one is found in block 101
  • Situation detection takes place and, depending on this, in block 102 the appropriate or associated traffic situation class is selected.
  • Block 109 identifies the engagement class associated with the traffic situation class and includes blocks 104, 105 and 106.
  • Block 104 includes the engagement speed associated with the engagement class, block 105 the engagement level associated with the engagement class, and block 106 the engagement time associated with the engagement class.
  • Rate of intervention also depends on the driver's activity.
  • the values for the engagement speed, the engagement strength and the engagement time, which are determined in blocks 104, 105 and 106, are fed to the lateral guidance system or lane keeping system 107, which outputs these in block 108, which determines the
  • Steering represents, as steering intervention converts.
  • the number of the engagement class or cluster number is plotted in the abscissa direction, in the ordinate direction the parameters engagement strength, engagement speed and engagement time are plotted.
  • engagement strength is understood to mean the maximum steering assistance, which may be set up independently of the driver as part of the lane keeping system, i. the maximum steering assist torque which may be superimposed on the driver independently of the steering torque given by the driver.
  • the engagement speed describes the speed at which said steering assist torque is built up.
  • Engagement time indicates how large the deviation between the desired and actual steering angle may be before the lane keeping system supports the driver steering intervention by a steering assist torque.
  • the transition between the different engagement classes does not necessarily have to be sudden, but can advantageously also be carried out by a low-pass filtering, so that a continuous

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spurhalteunterstützung für ein Fahrzeug, bei dem die Fahrspuren auf der Fahrbahn erkannt werden und ein fahrerunabhängiger Eingriff in das Lenksystem des Fahrzeugs im Sinne einer Spurhaltung erfolgt. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass - der momentane Fahrzeugbewegungszustand sowie die Fahrzeugumgebung erfasst wird, - anhand dieser Daten eine Verkehrssituationsklasse aus einer Anzahl vorgegebener, unterschiedlicher Verkehrssituationsklassen ausgewählt und dem Fahrzeug zugeordnet wird und - anhand der zugeordneten Verkehrssituationsklasse wenigstens ein Parameter für den fahrerunabhängigen Eingriff in das Lenksystem festgelegt wird.

Description

Beschreibung Titel
Spurhalteverfahren und -System mit situationsabhängigem Unterstützungsgrad Stand der Technik
Aus der DE 101 37 292 AI ist ein Verfahren zum Betreiben eines
Fahrerassistenzsystems eines Kraftfahrzeugs mit einer servounterstützten Lenkung bekannt. Dieses umfasst die Schritte:
Erfassen oder Abschätzen von Umgebungsdaten einer Verkehrssituation, Erfassen oder Abschätzen von Bewegungsdaten des Kraftfahrzeugs und Vergleichen der erfassten oder abgeschätzten Umgebungsdaten mit den Bewegungsdaten des Kraftfahrzeugs und
Änderung der Unterstützung einer Lenkhandhabe nach Maßgabe des Vergleichs.
Die Merkmale der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche sind der DE 101 37 292 AI entnommen.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spurhalteunterstützung für ein Fahrzeug, bei dem die Fahrspuren auf der Fahrbahn erkannt werden und ein
fahrerunabhängiger Eingriff in das Lenksystem des Fahrzeugs im Sinne einer Spurhaltung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass
- der momentane Fahrzeugbewegungszustand sowie die Fahrzeugumgebung erfasst werden,
- anhand dieser Daten eine Verkehrssituationsklasse aus einer Anzahl vorgegebener, unterschiedlicher Verkehrssituationsklassen ausgewählt und dem Fahrzeug zugeordnet wird und - anhand der zugeordneten Verkehrssituationsklasse wenigstens ein Parameter für den fahrerunabhängigen Eingriff in das Lenksystem festgelegt wird.
Die Erfindung basiert darauf, dass die unterschiedlichsten
Verkehrssituationsklassen bzw. Verkehrssituationsarten in einer Art von Katalog bzw. einer Datenbank zusammengestellt sind. Durch geeignete Sensorik, insbesondere Videosensorik oder Sensorkombinationen, ist es möglich, die aktuelle Verkehrssituationsklasse zu ermitteln, in welcher sich das Fahrzeug momentan befindet. Ist diese Verkehrssituationsklasse bekannt, dann können die fahrerunabhängigen Eingriffe des Spurhaltesystems in das Lenksystem daran angepasst werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass für den fahrerunabhängigen Lenkeingriff jeweils wenigstens ein Parameter für dessen Eingriffsgeschwindigkeit und/oder dessen Eingriffsstärke und/oder dessen Eingriffszeitpunkt festgelegt wird. Die Eingriffsgeschwindigkeit, die
Eingriffsstärke und der Eingriffszeitpunkt sind diejenigen Größen, welche das Komfortempfinden eines Spurhaltesystems maßgeblich charakterisieren.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in die Festlegung der Eingriffsgeschwindigkeit zusätzlich eine den Fahrstil bzw. das Fahrverhalten des Fahrers kennzeichnende Größe eingeht. Insbesondere ist diese Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in die den Fahrstil des Fahrers kennzeichnende Größe das Spurwechselverhalten des Fahrers und/oder das Blinkverhalten des Fahrers und/oder das
Längsdynamikverhalten des Fahrers eingeht. Damit ist es möglich, das
Spurhaltesystem an den Fahrstil des Fahrers anzupassen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einer durch einen Wechsel der zugeordneten Verkehrssituationsklasse bedingten Änderung des wenigstens einen Parameters für den
fahrerunabhängigen Eingriff in das Lenksystem die Änderung des
Parameterwertes nicht sprungartig, sondern als zeitliche Rampe erfolgt.
Dadurch werden abrupte Eingriffsänderungen vermieden, was sich
komforterhöhend für den Fahrer auswirkt. Die Zeitdauer der Rampe kann dabei sogar abhängig von der aktuell vorliegenden Verkehrssituationsklasse sein. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in die Verkehrssituationsklasse wenigstens die Anzahl der Fahrspuren und die Abbiegerichtungen der jeweiligen Fahrspuren eingehen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in den Fahrzeugbewegungszustand wenigstens die Fahrzeuggeschwindigkeit eingeht.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Verkehrsituationsklassen um einen Stadtverkehr betreffende Verkehrssituationsklassen handelt und dass das Verfahren nur während eines Stadtverkehrs durchgeführt wird.
Weiter umfasst die Erfindung eine Vorrichtung, insbesondere ein Steuergerät, welche Mittel, insbesondere den Softwarecode, enthält, die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet sind.
Die Zeichnung umfasst die Figuren 1 und 2.
Fig. 1 zeigt in Form eines Blockdiagramms das logische Konzept der Erfindung.
Fig. 2 die Parameterwerte des Spurhaltesystems als Funktion der Eingriffsklasse in Kennlinienform.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spurführung, welches insbesondere für den unteren Geschwindigkeitsbereich in städtischen Bereichen geeignet ist. Ein statischer Unterstützungsgrad, wie er in heutigen Spurhaltesystemen vorliegt, ist für eine Fahrerassistenz insbesondere in städtischer Umgebung nicht optimal. Deshalb werden gemäß der Erfindung die unterschiedlichen, für den städtischen Bereich typischen Verkehrssituationen klassifiziert, d.h. in Klassen eingeteilt. Beispiele für solche Verkehrssituationsklassen sind
Verkehrssituationsklasse 1: Drei Fahrspuren mit Fahrzeugen in einer Verkehrsflussrichtung, das eigene Fahrzeug fährt auf der mittleren Spur Verkehrssituationsklasse 2: Stehende Fahrzeugkolonne an einer Ampel Verkehrssituationsklasse 3: Mehrspurige Straße mit den Fahrspuren "links abbiegend", "geradeaus" und "rechts abbiegend"
Verkehrssituationsklasse 4: Fahrbahnzusammenführung von zwei
Fahrbahnen zu einer Fahrbahn
- usw.
Während einer Stadtfahrt wird dem Fahrzeug zu jedem Zeitpunkt genau eine dieser fest vorgegebenen bzw. festgelegten Verkehrssituationsklassen zugewiesen. Das bedeutet anschaulich, dass das Fahrzeug während der Fahrt eine Folge von Verkehrssituationsklassen durchläuft, analog einer Folge von
Zuständen.
Analog zur Klassifikation der Verkehrssituation werden die möglichen
Spurhalteeingriffe ebenfalls klassifiziert und in Cluster bzw. Eingriffsklassen eingeteilt. Diese Eingriffsklassen sehen beispielsweise folgendermaßen aus:
Eingriffsklasse 1: Starke Eingriffe, hohe Lenkradstellgeschwindigkeit, kontinuierlicher Lenkeingriff ohne eingriffsfreien Bereich
Eingriffsklasse 2: Mittelstarke Eingriffe, mittlere Lenkradstellgeschwindigkeit, kleiner eingriffsfreier Bereich
USW.
Nun wird jeder Verkehrssituationsklasse eine Eingriffsklasse zugeteilt. Befindet sich das Fahrzeug in der Verkehrssituationsklasse i, dann gehört dazu die Eingriffsklasse j des Spurhaltesystems. Bei dieser Zuordnung ist es erlaubt, dass mehreren Verkehrssituationsklassen dieselbe Eingriffsklasse zugeordnet wird.
Die Eingriffsklassen kann man sich auch als Parametersätze für das
Spurhaltesystem vorstellen, deren Parameter z.B. die Eingriffsstärke, die Eingriffsgeschwindigkeit und den Eingriffszeitpunkt des Spurhaltesystems vorgeben.
Der Aufbau der Erfindung ist in Form eines Blockdiagramms in Fig. 1 dargestellt.
In Block 100 werden mittels einer Videokamera Gegebenheiten wie Fahrspuren, Objekte, Verkehrsschilder, Fußgänger, Fremdfahrzeuge usw. erfasst. Anhand dieser erfassten Gegebenheiten findet in Block 101 die städtische Situationserkennung statt und abhängig davon wird in Block 102 die passende bzw. zugehörige Verkehrssituationsklasse ausgewählt. Block 109 kennzeichnet die der Verkehrssituationsklasse zugehörige Eingriffsklasse und umfasst die Blöcke 104, 105 und 106. Dabei enthält Block 104 die der Eingriffsklasse zugeordnete Eingriffsgeschwindigkeit, Block 105 die der Eingriffsklasse zugeordnete Eingriffsstärke und Block 106 den der Eingriffsklasse zugeordneten Eingriffszeitpunkt.
Dabei ist zu beachten, dass in die Ermittlung der Eingriffsgeschwindigkeit in Block 104 noch das durch Block 103 repräsentierte Fahrerverhalten eingeht. Eine hohe Aktivität des Fahrers am Lenkrad beeinflusst die Dynamik des Unterstützungsverhaltens zusätzlich. Eine hohe Eigendynamik des Fahrers z.B. durch Spurwechsel, Blinkverhalten oder Längsdynamikverhalten beeinflusst die Schnelligkeit des Aufbaus des Unterstützungsmomentes, d.h. die
Eingriffsgeschwindigkeit hängt zusätzlich von der Fahreraktivität ab. Die in den Blöcken 104, 105 und 106 ermittelten Werte für die Eingriffsgeschwindigkeit, die Eingriffsstärke und den Eingriffszeitpunkt werden dem Querführungssystem bzw. Spurhaltesystem 107 zugeführt, welches diese in Block 108, welcher die
Lenkung darstellt, als Lenkeingriffe umsetzt.
In Fig. 2 ist in Abszissenrichtung die Nummer der Eingriffsklasse bzw. Cluster- Nummer aufgetragen, in Ordinatenrichtung sind die Größen Eingriffsstärke, Eingriffsgeschwindigkeit und Eingriffszeitpunkt aufgetragen. Die der
entsprechenden Eingriffsklasse zugeordnete Eingriffsstärke sind durch einen Punkt gekennzeichnet, die Eingriffsgeschwindigkeit durch ein Rechtecksymbol und der Eingriffszeitpunkt durch ein Rautensymbol.
Unter dem Begriff der Eingriffsstärke wird dabei die maximale Lenkunterstützung verstanden, welche im Rahmen des Spurhaltesystems fahrerunabhängig aufgebaut werden darf, d.h. das maximale Lenkunterstützungsmoment, welches fahrerunabhängig dem vom Fahrer vorgegebenen Lenkmoment überlagert werden darf. Die Eingriffsgeschwindigkeit beschreibt die Geschwindigkeit, mit welcher das genannte Lenkunterstützungsmoment aufgebaut wird. Der
Eingriffszeitpunkt gibt an, wie groß die Abweichung zwischen Soll- und Ist- Lenkwinkel sein darf, bevor das Spurhaltesystem den Fahrerlenkeingriff durch ein Lenkunterstützungsmoment unterstützt. Der Übergang zwischen den verschiedenen Eingriffsklassen muss nicht zwangsläufig sprungartig erfolgen, sondern er kann vorteilhafterweise auch durch eine Tiefpassfilterung durchgeführt werden, so dass ein kontinuierlicher
Übergang entsteht. Die verwendete Zeit der Tiefpassfilterung, d.h. die
Filterzeitkonstante, kann dabei sogar abhängig von der vorliegenden
Verkehrssituationsklasse gewählt werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Spurhalteunterstützung für ein Fahrzeug, bei dem die Fahrspuren auf der Fahrbahn erkannt werden und ein fahrerunabhängiger Eingriff in das
Lenksystem des Fahrzeugs im Sinne einer Spurhaltung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass
- der momentane Fahrzeugbewegungszustand sowie die Fahrzeugumgebung erfasst werden (101),
- anhand dieser Daten eine Verkehrssituationsklasse aus einer Anzahl
vorgegebener, unterschiedlicher Verkehrssituationsklassen ausgewählt und dem Fahrzeug zugeordnet wird (102) und
- abhängig von der zugeordneten Verkehrssituationsklasse wenigstens ein
Parameter (104, 105, 106) für den fahrerunabhängigen Eingriff in das Lenksystem (108) festgelegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für den
fahrerunabhängigen Lenkeingriff (108) jeweils wenigstens ein Parameter für dessen Eingriffsgeschwindigkeit (104) und/oder dessen Eingriffsstärke (105) und/oder dessen Eingriffszeitpunkt (106) festgelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Festlegung der Eingriffsgeschwindigkeit (104) zusätzlich eine den Fahrstil des Fahrers kennzeichnende Größe (103) eingeht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in die den Fahrstil des Fahrers kennzeichnende Größe (103) das Spurwechselverhalten des Fahrers und/oder das Blinkverhalten des Fahrers und/oder das Längsdynamikverhalten des Fahrers eingehen.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer durch einen Wechsel der zugeordneten Verkehrssituationsklasse bedingten Änderung des wenigstens einen Parameters für den fahrerunabhängigen Eingriff in das Lenksystem die Änderung des Parameterwertes nicht sprungartig, sondern als zeitliche Rampe erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer der Rampe abhängig von der Verkehrssituationsklasse ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Wahl der Verkehrssituationsklasse (102) wenigstens die Anzahl der Fahrspuren und die Abbiegerichtungen der jeweiligen Fahrspuren eingehen.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den
Fahrzeugbewegungszustand wenigstens die Fahrzeuggeschwindigkeit eingeht.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei den Verkehrsituationsklassen (102) um einen Stadtverkehr betreffende
Verkehrssituationsklassen handelt und dass das Verfahren nur während eines Stadtverkehrs durchgeführt wird.
10. Vorrichtung, enthaltend Mittel, die zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ausgestaltet sind.
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