DE102014213019A1

DE102014213019A1 - Kontaktanaloge Anzeige von Ausweichkorridoren für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102014213019A1
Application number: DE102014213019.0A
Authority: DE
Inventors: Matthias Kaufmann; Lutz Lorenz
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-07-04
Filing date: 2014-07-04
Publication date: 2016-01-07

Abstract

Offenbart wird ein Verfahren zum Darstellen eines Ausweichkorridors zur Kollisionsvermeidung für ein Fahrzeug; wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Bereitstellen von Sensormessungen des Umfeldes des Fahrzeugs; Ermitteln, ob eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis droht; Bestimmen jeweils einer Trajektorie für die frühtestmögliche und die letztmögliche Variante eines Fahrmanövers für das Fahrzeug, die dazu geeignet ist, eine Kollision mit dem Hindernis zu vermeiden; Kontaktanaloges Anzeigen eines Ausweichkorridors, nämlich den Bereich des Umfelds zwischen den Trajektorien der frühtestmöglichen und letztmöglichen Variante des Fahrmanövers, durch die Darstellung einer Fläche.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Darstellen eines Ausweichkorridors und eine Vorrichtung zu demselben Zweck.
Beim Betrieb eines Fahrzeugs, wie einem PKW, Bus oder LKW, kommt es häufig zu Fahrsituationen in denen der Fahrer das Fahrzeug um ein Hindernis herum steuern muss, um diesem auszuweichen. Dabei besteht die Gefahr, dass der Fahrer schnell Lenkentscheidungen trifft und dabei den rückwärtigen Verkehr nicht beachtet. Das Fahrzeug kann dann gegebenenfalls mit einem anderen sich rückwärts nähernden Fahrzeug kollidieren.
Ferner werden heutzutage prototypische Fahrzeuge entwickelt, die ihr Umfeld mithilfe von Sensoren wie Radar, Lidar, Ultraschallsensoren oder Kameras erfassen und Trajektorien und Fahrmanöver bestimmen, mit denen das Fahrzeug unfallfrei bewegt werden kann.
Weiterhin sind heutzutage sogenannte kontaktanaloge Anzeigen bekannt. Diese umfassen meist eine halbtransparente Anzeige, mit der einem Betrachter graphische oder textbasierte Darstellungen angezeigt werden können. Die Darstellungen werden derart angezeigt, dass sie dem Betrachter einem Ort oder Objekt in der Umgebung räumlich zugeordnet erscheinen und diese Zuordnung auch bei Bewegung des Betrachters beibehalten. Dies wird manchmal auch als augmented reality bezeichnet. Technisch werden diese Anzeigen häufig über Head-up Displays realisiert, wie sie derzeit schon in Fahrzeugen Verwendung finden, oder beispielsweise Head-mounted Displays wie Datenbrillen. Um eine korrekte Kontaktanalogie zu ermöglichen wird häufig auch die Position des Kopfes des Betrachters oder die Position der Augen bestimmt.
Aus der Druckschrift DE 10 2012 214 829 A1 ist ein Verfahren bekannt, in dem für ein Fahrzeug eine Ausweichtrajektorie zur Umfahrung eines Hindernisses bestimmt wird. Diese Ausweichtrajektorie wird berechnet und angezeigt, sofern ein Auffahrunfall durch eine Bremsung nicht vermeidbar ist. Die Anzeige der Trajektorie findet durch deren Einblendung in der Windschutzscheibe statt, die für den Fahrer perspektivisch wie auf der Fahrbahn liegend dargestellt wird.
Das genannte Verfahren der DE 10 2012 214 829 A1 hat den Nachteil, dass dem Fahrer in allerletzter Sekunde, also wenn kein Bremsmanöver mehr möglich ist, ein Ausweichtrajektorie angezeigt wird, die der Fahrer dann sofort ausführen muss. Das Ausweichmanöver findet also in engen zeitlichen Grenzen statt und verlangt sofortiges Handeln vom Fahrer. Dies kann zu einer fehlerhaften Ausführung des Fahrmanövers führen, wodurch wiederum Unfälle verursacht werden.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt ist es somit, Ausweichmanöver derart dem Fahrer zu empfehlen, dass dieser nicht unter Zeitdruck Fahrentscheidungen und Fahrmanöver durchführen muss.
Die Aufgabe wird durch das Verfahren und die Vorrichtung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Darstellen eines Ausweichkorridors zur Kollisionsvermeidung für ein Fahrzeug; wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Bereitstellen von Sensormessungen des Umfeldes des Fahrzeugs; Ermitteln, ob eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis droht; Bestimmen jeweils einer Trajektorie für die frühtestmögliche und die letztmögliche Variante eines Fahrmanövers für das Fahrzeug, die dazu geeignet ist, eine Kollision mit dem Hindernis zu vermeiden und auch Kollisionen mit weiteren Hindernissen oder anderen Verkehrsteilnehmern (insbesondere rückwärtig heranfahrenden Verkehrsteilnehmern) zu vermeiden; Kontaktanaloges Anzeigen eines Ausweichkorridors, nämlich den Bereich des Umfelds zwischen den Trajektorien der frühtestmöglichen und letztmöglichen Variante des Fahrmanövers, durch die Darstellung einer Fläche. Ein Fahrmanöver kann ein Spurwechsel, ein Überholvorgang, ein Abbiegen oder eine freie Fahrt ohne Beachtung der Fahrspuren sein; ggf. auch eine Kombination der genannten elementaren Fahrmanöver. Eine Variante eines Fahrmanövers betrifft eine andere Ausführung des Fahrmanövers, bei einem Spurwechsel beispielsweise eine frühere oder spätere Ausführung des Spurwechsels oder bei einem Abbiegen der kleinste und größte Kurven- bzw. Bahnradius. Insbesondere erhält eine Variante eines Fahrmanövers die Reihenfolge der Verkehrsteilnehmer auf der Zielfahrspur des Fahrmanövers in der Umgebung des Fahrzeugs. Die frühestmögliche Variante eines Fahrmanövers bezieht sich auf die zeitlich oder räumlich nächstmögliche Ausführung des Fahrmanövers. Die letztmögliche Variante bezieht sich auf die zeitlich oder räumlich letzte mögliche Ausführung des Fahrmanövers. Zwischen der frühestmöglichen und letztmöglichen Variante eines Fahrmanövers kann eine unendliche Anzahl weiterer Varianten liegen, d.h. es gibt einen Bereich im Umfeld des Fahrzeugs, in dem das Fahrmanöver ausgeführt werden kann. Die letztmögliche Variante des Fahrmanövers kann die gemäß der Fahrphysik letztmögliche Variante sein oder auch eine Variante, die das Fahrvermögen typischer Fahrer oder des aktuellen Fahrers oder weitere Komfort- oder Sicherheitsaspekte berücksichtigt, und somit nicht die fahrphysikalisch letztmögliche Variante darstellt.
Hierin wird also vorgeschlagen, vor der letztmöglichen Variante eines Ausweichmanövers bereits frühere Varianten des Ausweichmanövers anzuzeigen. Auf diese Weise kann sich der Fahrer darauf vorbereiten, das Manöver auszuführen und kann eine der (ggf. unendlichen Anzahl an) Varianten ausführen. Dem Fahrer werden Möglichkeiten der Ausführung des Fahrmanövers angeboten. Der Fahrer muss nicht sofort reagieren und kann das Fahrmanöver dann ausführen, wenn er bereit dafür ist, was die Gefahr fehlerhafter Ausführungen des Fahrmanövers und damit verbundene Unfallgefahren verringert. Gleichzeitig kann durch die Umfeldsensorik des Fahrzeugs auch der rückwärtige Bereich des Fahrzeugs überwacht werden und Kollisionen mit diesen Fahrzeugen vermieden werden.
Die Erfindung ist auch im Rahmen einer Übernahmesituation vom hochautomatisierten Fahren zum manuellen (also vom Fahrer gesteuerten) Fahren einsetzbar. In der Übernahmesituation kann der Fahrer durch die Anzeige eines freien Korridors bzgl. seiner Handlung unterstützt werden. In dieser Situation bleibt dem Fahrer wenig Zeit, so dass die Unterstützung durch die Anzeige des Ausweichkorridors besonders hilfreich ist. Der Fahrer kann so schneller und sicherer die richtige Entscheidung zum Handeln treffen.
Es kann vorgesehen sein, dass als frühestmögliche Variante des Fahrmanövers, eine Variante bestimmt wird, deren Beginn höchstens um 2 s, 3 s oder 5 s (also um eine vorbestimmte Zeitdauer) vor dem Zeitpunkt liegt, zu dem die letztmögliche Variante des Fahrmanövers ausgeführt werden muss. Auf diese Weise wird vermieden dem Fahrer unnötig früh auf notwendige Manöver hinzuweisen.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Farbe der Flächendarstellung geändert wird, sobald ein Abbremsen des Fahrzeugs nicht mehr zu einer Kollisionsvermeidung führen kann. Die Farbänderung kann bereits vor Erreichen der Position zur Ausführung des letztmöglichen Fahrmanövers vorgenommen werden, da ein letztmögliches Bremsmanöver und ein letztmögliches Ausweichmanöver gegebenenfalls an unterschiedlichen Positionen begonnen werden müssen.
Die kontaktanaloge Anzeige wird vorteilhafterweise auf einer Datenbrille oder einem Head-up Display vorgenommen.
In einer vorteilhaften Implementierung wird beim Ermitteln, ob eine Kollision droht, die derzeit erwartete zukünftige Trajektorie des Fahrzeugs berücksichtigt; sofern das Hindernis ein anderer Verkehrsteilnehmer ist, wird auch die erwartete zukünftige Trajektorie des Hindernisses berücksichtigt. Zur Ermittlung einer Kollisionsgefahr werden somit Annahmen über die zukünftige Fahrtstrecke des Fahrzeugs und sich bewegender anderer Verkehrsteilnehmer gemacht. Die erwartete zukünftige Trajektorie kann durch Steuergeräte des Fahrzeugs zur Fahrtplanung – oder Fahrtbeobachtung bereitgestellt werden. Beispielsweise können diese Steuergeräte dazu dienen, den Fahrer auf Fahrtfehler, wie das fehlende Setzten eines Blinkers oder das potentielle Nicht-Gewähre einer Vorfahrt aufmerksam zu machen.
Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend: ein Steuergerät und eine Anzeige zum Ausführen eines der oben dargestellten Verfahren
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 zeigt eine kontaktanaloge Darstellung eines Ausweichkorridors wie sie sich dem Fahrer eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel bietet.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
1 zeigt eine kontaktanaloge Darstellung eines Ausweichkorridors wie sie sich dem Fahrer eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel bietet.
Das Ego-Fahrzeug auf der Autobahn 1 verfügt über Radar- und Kamerasensorik, die dazu eingesetzt wird, das Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen. Hierzu sind im Stand der Technik Verfahren bekannt. Die Umfelderfassung dient dazu den Fahrer vor drohenden Kollisionen zu warnen. Hierin wird das erfasste Umfeld weiterhin dazu verwendet Ausweichmanöver zu errechnen, falls erwartet wird, dass das Ego-Fahrzeug mit einem Hindernis kollidiert.
Vorliegend wird erkannt, dass ein Fahrzeug 2 auf der rechten Fahrspur (der Fahrspur des Ego-Fahrzeugs) steht und eine Kollision mit diesem in ca. 4 s droht. Das Ego-Fahrzeug errechnet deshalb ein Fahrmanöver zum Ausweichen und berücksichtigt dabei andere Hindernisse und Verkehrsteilnehmer im Umfeld (vor, neben und hinter dem Ego-Fahrzeug). Das Ausweichmanöver besteht in einem Spurwechsel auf die mittlere Fahrspur. Für dieses Ausweichmanöver wird die frühestmögliche und letztmögliche Variante errechnet. Die letztmögliche Variante wird derart bestimmt, dass auf der entstehenden Fahrtrajektorie noch ein Sicherheitsabstand zum Fahrzeug 2 gewahrt wird, was dem Sicherheitsempfinden vieler Fahrer entspricht. Ferner wird bei der Berechnung der letztmöglichen Trajektorie auch das Fahrvermögen typischer Fahrer berücksichtigt und Komfortbedürfnisse hinsichtlich der akzeptablen Querbeschleunigung. Die letztmögliche Variante bildet die Begrenzung 4 der in 1 gezeigten Fläche 3. Ferner errechnet das Ego-Fahrzeug eine frühestmögliche Variante des Fahrmanövers, deren Ausführungsbeginn nicht früher als 3 s vor dem Ausführungsbeginn der letztmöglichen Variante liegen darf. Auch für diese Variante werden Fahrkönnen und Komfortanforderungen berücksichtigt. Die sich ergebende Variante bildet die Begrenzung 5 der Fläche 3. Für die beiden errechneten Varianten des Fahrmanövers wird eine kontaktanaloge Darstellung auf einer Datenbrille errechnet, die der Fahrer trägt. Die sich zwischen den Darstellungen der frühest- und spätmöglichsten Variante des Fahrmanövers ergebende Fläche (inklusive der beiden errechneten Varianten) wird kontaktanalog auf der Datenbrille angezeigt und symbolisiert einen Korridor. Dabei werden die Stirnseiten (Anfang und Ende des Ausweichkorridors) als zur Fahrtrichtung senkrechter Abschluss kontaktanalog korrekt angezeigt (vgl. 1).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012214829 A1 [0005, 0006]

Claims

Verfahren zum Darstellen eines Ausweichkorridors zur Kollisionsvermeidung für ein Fahrzeug; wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: Bereitstellen von Sensormessungen des Umfeldes des Fahrzeugs; Ermitteln, ob eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Hindernis droht; Bestimmen jeweils einer Trajektorie für die frühtestmögliche und die letztmögliche Variante eines Fahrmanövers für das Fahrzeug, die dazu geeignet ist, eine Kollision mit dem Hindernis zu vermeiden; Kontaktanaloges Anzeigen eines Ausweichkorridors, nämlich den Bereich des Umfelds zwischen den Trajektorien der frühtestmöglichen und letztmöglichen Variante des Fahrmanövers, durch die Darstellung einer Fläche.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die frühestmögliche Variante des Fahrmanövers derart bestimmt wird, dass sie nicht früher als eine vorbestimmte Zeitdauer oder vorbestimmte Fahrtstrecke vor der letztmöglichen Variante liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Farbe der Flächendarstellung geändert wird, sobald erkannt wird, dass ein Abbremsen des Fahrzeugs nicht mehr zur Vermeidung der Kollision mit dem Hindernis führen würde.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die kontaktanaloge Anzeige auf einer Datenbrille oder einem Head-up Display vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die frühestmögliche Variante die zeitlich am nächsten liegende Variante des Fahrmanövers ist und wobei die letztmögliche Variante die zeitlich am spätesten liegende Variante des Fahrmanövers ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Varianten eines Fahrmanövers zu derselben Reihenfolge der Verkehrsteilnehmer auf der Zielfahrspur des Fahrmanövers in der Umgebung des Fahrzeugs führen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das kontaktanaloge Anzeigen derart ausgestaltet ist, dass der Ausweichkorridor dem Fahrer im dem Ausweichkorridor entsprechenden Bereich des Umfeldes erscheint.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei beim Ermitteln, ob eine Kollision droht, die derzeit erwartete zukünftige Trajektorie des Fahrzeugs berücksichtigt wird; sofern das Hindernis ein anderer Verkehrsteilnehmer, ist wird auch die erwartete zukünftige Trajektorie des Hindernisses berücksichtigt.
Vorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend: ein Steuergerät und eine Anzeige zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Anzeige eine Datenbrille und/oder ein Head-up Displays umfasst.