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Dynamische Routenplanung unter Beachtung von Objekten im Seitenraum von Fahrzeugen - Dokument DE102005008266A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE102005008266A1 24.08.2006
Titel Dynamische Routenplanung unter Beachtung von Objekten im Seitenraum von Fahrzeugen
Anmelder DaimlerChrysler AG, 70567 Stuttgart, DE
Erfinder Gehring, Ottmar, Dr., 71394 Kernen, DE;
Holzmann, Frederic, Dipl.-Ing., 70597 Stuttgart, DE;
Paasche, Sascha, Dr.-Ing., 73732 Esslingen, DE;
Schwarzhaupt, Andreas, Dr.-Ing., 76829 Landau, DE;
Spiegelberg, Gernot, Dr.-Ing., 71296 Heimsheim, DE;
Sulzmann, Armin, Dr.-Ing., 68723 Oftersheim, DE
DE-Anmeldedatum 22.02.2005
DE-Aktenzeichen 102005008266
Offenlegungstag 24.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse G08G 1/16(2006.01)A, F, I, 20060606, B, H, DE
IPC-Nebenklasse G01C 21/34(2006.01)A, L, I, 20060606, B, H, DE   
Zusammenfassung Das erhöhte Aufkommen im Straßenverkehr führt dazu, dass der Führer eines Straßenfahrzeuges in gefährlichen Situationen, insofern er diese überhaupt zu erkennen in der Lage ist, nicht mehr rechtzeitig und in Bezug auf ein unfallvermeidendes Fahrverhalten richtig reagieren kann. Deshalb wird vorgeschlagen, eine dynamische Routenplanung bei Straßenfahrzeugen so zu gestalten, dass mittels Sensoren Daten der Umgebung vor und hinter dem Straßenfahrzeug erfasst werden. Aus der auf Grundlage der erfassten Umgebungsdaten gewonnenen Information werden Steuerparameter zur Steuerung des Fahrverhaltens des Straßenfahrzeuges erzeugt. In erfinderischer Weise ermittelt das Straßenfahrzeug mittels Sennsoren zusätzzlich Umgebungsdaten aus Bereichen im direkten Seitenraum des Straßenfahrzeuges. Im Rahmen Verarbeitung der so gewonnenen Sensordaten wird dann auf eine Gefahrensituation geschlossen, wenn Objekte in diesem direkten Seitenraum des Straßenfahrzeuges erkannt werden, welche in der erfassten Umgebungsinformation zuvor nicht als vor oder hinter dem Straßenfahrzeug befindlich erkannt wurden. In Folge einer erkannten Gefahrensituation wird das Straßenfahrzeug so gesteuert, dass es in Richtung der in Bezug auf das erkannte Objekt gegenüberliegende Straßenseite ausweicht, falls dies unfallvermeidend möglich ist. Auf diese Weise wird es in besonders vorteilhafter Weise möglich, durch Ausweichen einen Zusammenstoß mit einem plötzlich auf die Fahrbahn tretenden Fußgänger oder mit bei ...

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dynamischen Routenplanung bei Straßenfahrzeugen, unter Beachtung von Objekten in dessen Seitenraum nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Das erhöhte Aufkommen im Straßenverkehr führt dazu, dass der Führer eines Straßenfahrzeuges in gefährlichen Situationen, insofern er diese überhaupt zu erkennen in der Lage ist, nicht mehr rechtzeitig und in Bezug auf ein unfallvermeidendes Fahrverhalten richtig reagieren kann.

Aus der DE 30 28 077 C2 ist ein Verfahren zur Warnung des Führers eines Straßenfahrzeuges vor einem auf dessen Momentanspur fahrenden Fahrzeuges bekannt. Hierbei wird das Verkehrsumfeld vor dem Straßenfahrzeug mittels eines Radargerätes nach dem Vorhandensein eines vorausfahrenden Fahrzuges überwacht und der Abstand des eigenen Fahrzeuges zu einem detektierten vorausfahrenden Fahrzeug, sowie dessen Relativgeschwindigkeit bestimmt. Abhängig von diesen Parametern und der eigenen Fahrzeuggeschwindigkeit, sowie gegebenenfalls weiteren Parametern, wie Fahrbahn- und Bremszustand, wird ein Sicherheitsabstand zwischen den beiden Fahrzeugen berechnet, der dann mit dem gemessenen Abstand verglichen wird. Wenn der gemessene Abstand geringer als der Sicherheitsabstand ist, wird ein Warnsignal erzeugt und das Risiko eines Zusammenstoßes auf einem optischen Anzeigefeld dargestellt. In einer Variante des bekannten Verfahrens wird die Umfelderfassung auch auf den jeweiligen Rückraum benachbarter Fahrbahnen ausgedehnt, so dass auch im Vorfeld eines geplanten Fahrspurwechsels das zu erwartende Unfallrisiko bestimmt werden kann.

In der DE 101 08 646 A1 wird eine Gefahrentscheidungsvorrichtung für ein Straßenfahrzeug beschrieben, bei welcher mittels Sensoren der sich auf Grund des Straßenverlaufes ändernde Verkehrsfluss erfasst wird. Insbesondere verfügt das Straßenfahrzeug über im vorderen seitlichen Bereich angebrachte Sensoren, durch welche schon frühzeitig bei Einfahrt in eine Straßeneinmündung oder Straßenkreuzung sich seitlich herannahende Fahrzeuge erkannte werden können. Aus den Sensordaten wird die von einem erkannten Fahrzeug ausgehende Gefahr für einen Aufprall auf das Straßenfahrzeug abgeschätzt, um hierauf angebracht reagieren zu können.

Aufgabe der Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Erkennung von gefährlichen Verkehrssituationen so zu verbessern, dass rechtzeitig unfall-vermeidend darauf reagiert werden kann.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zur dynamischen Routenplanung bei Straßenfahrzeugen, unter Beachtung von Objekten in dessen Seitenraum, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden durch die Unteransprüche beschrieben.

Bei dem Verfahren zur dynamischen Routenplanung bei Straßenfahrzeugen, unter Beachtung von Objekten in dessen Seitenraum, werden mittels Sensoren Daten der Umgebung vor und hinter dem Straßenfahrzeuges erfasst. Aus der auf Grundlage der erfassten Umgebungsdaten gewonnenen Information werden Steuerparameter zur Steuerung des Fahrverhaltens des Straßenfahrzeuges erzeugt. In erfinderischer Weise ermittelt das Straßenfahrzeug mittels Sensoren zusätzlich Umgebungsdaten aus Bereichen im direkten Seitenraum des Straßenfahrzeuges. Im Rahmen Verarbeitung der so gewonnenen Sensordaten wird dann auf eine Gefahrensituation geschlossen, wenn Objekte in diesem direkten Seitenraum des Straßenfahrzeuges erkannt werden, welche in der erfassten Umgebungsinformation zuvor nicht als vor oder hinter dem Straßenfahrzeug befindlich erkannt wurden. In Folge einer erkannten Gefahrensituation wird das Straßenfahrzeug so gesteuert, dass es in Richtung der in Bezug auf das erkannte Objekt gegenüberliegende Straßenseite ausweicht, falls dies unfall-vermeidend möglich ist. Auf diese Weise wird es in besonders vorteilhafter Weise möglich, durch Ausweichen einen Zusammenstoß mit einem plötzlich auf die Fahrbahn tretenden Fußgänger oder mit bei Ausfahrten, Einmündungen oder Kreuzungen unerwartet seitlich herannahenden Fahrzeugen zu vermeiden. Da sich diese im seitlich eines Straßenfahrzeuges plötzlich in Erscheinung tretenden Objekte sich oft im Totwinkel des Blickfeldes des Fahrzeugführers befinden, kann sie dieser ohne technische Hilfsmittel oft nicht wahrnehmen, geschweige denn schnell und unfall-vermeidend auf diese Gefahrensituation reagieren.

Nachfolgend wird die Erfindung insbesondere mit Hilfe von Figuren im Detail erläutert. Hierbei zeigt

1 die für die Generierung Steuerparameter aus den Umgebungsdaten relevanten Bereiche um des Straßenfahrzeug und

2 beispielhafte Sensoranordnung zur Erfassung der Umgebung um das Straßenfahrzeug.

Wie in 1 dargestellt, kann das seitliche Umfeld eines Straßenfahrzeuges 1, welches sich auf einer Straße in Fahrtrichtung 2 bewegt, im wesentlichen in 6 Bereiche eingeteilt werden. Hierbei befinden sich die Bereiche 10 und 13 seitlich links bzw. rechts vor dem Straßenfahrzeug, während sich die Bereiche 12 und 15 jeweils seitlich links bzw. rechts hinter dem Fahrzeug befinden. Im direkten Seitenraum des Straßenfahrzeuges finden sich die Bereiche 11 und 14. Eine derartige Bereichsaufteilung ist unabhängig von der Art der Straße (einspurig oder mehrspurig) oder der von der Breite der durch das Straßenfahrzeug befahrenen Fahrspur.

Um plötzlich im direkten Seitenraum (11, 14) des Straßenfahrzeug auftretenden Objekte (Personen oder Fahrzeuge) erkennen und hieraus eine Gefahrensituation ableiten zu können, ist das Straßenfahrzeug so mit Sensoren auszustatten, dass zumindest auf einer seiner Seiten die drei Bereiche vor und hinter ihm, sowie direkt seitlich (10, 11, 12 oder 13, 14, 15) überwacht werden können. In 2 wird eine derartige Minimalkonfiguration an Sensoren aufgezeigt, deren Erfassungsbereiche 21, 22 und 23 einen seitlichen Bereich (13, 14, 15) des Straßenfahrzeuges erfassen können. Unter der Annahme eines vorherrschenden Rechtsfahrgebots sind hier beispielhaft die Sensoren in dem in Bezug auf die Fahrtrichtung 2 rechts am Straßenfahrzeug 2 angebrachten Außenspiegel 3 integriert. Hierdurch kann bei Fahrt entlang einer einspurigen Fahrbahn gewinnbringend der Bereich hin zu Fußgängerwegen oder zu Straßeneinmündungen überwacht werden. In besonders vorteilhafter Weise wird das Straßenfahrzeug 1 jedoch auf beiden Seiten mit entsprechenden Umfeldsensoren ausgestattet.

Durch die kontinuierliche Überwachung der drei seitlichen Teilbereiche (10, 11, 12 oder 13, 14, 15) des Straßenfahrzeuges 1 kann festgestellt werden, ob ein Objekt im direkten Seitenraum (11, 14) plötzlich dort aufgetreten ist, oder ob es dorthin auf Grund des dynamischen Fahrverhaltens des Objekts bzw. des Straßenfahrzeuges aus anderen Bereichen seitlich vor oder hinter dem Fahrzeug gewandert ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Fahrzeug auf einer benachbarten Fahrspurhandeln, welches soeben überholt wird, oder welches selbst das Straßenfahrzeug 1 überholt. Auch wird ein auf der Straße befindlicher Gegenstand bei Herannahen des Straßenfahrzeuges 1 von einem seitlich vor dem Straßenfahrzeug liegenden Bereich 10, 13 in einen direkten seitlichen Bereich 11, 14 wandern.

Tritt im direkten Seitenraum 11, 14 des Straßenfahrzeuges 1 plötzlich ein Objekt auf, ohne erkennbar von anderen Bereichen (10, 12, 13, 15) dorthin gewandert zu sein, wird auf eine Gefahrensituation geschlossen. Um diese Gefahrensituation besser einschätzen zu können wird vorgeschlagen, das plötzlich aufgetretene Objekt zu klassifizieren. Hierdurch wird es möglich basierend auf dem Klassifikationsergebnis ein von diesem Objekt ausgehendes Gefährdungspotential abzuleiten und auf dieser Grundlage das zukünftige Fahrverhalten des Straßenfahrzeugs 1 zu steuern. Das Gefährdungspotential ist dabei umso größer je schneller und schwerer das plötzlich auftretende Objekt ist. Auch ist es von Bedeutung ob es sich um einen harten (Fahrzeug) oder eine weichen (Fußball) Körper handelt.

In besonderer Weise ist es denkbar ein mehrstufiges Ausweichkonzept zu nutzen. Hierbei wird ausgehend von der Einschätzung des Gefährdungspotentials erst geprüft, ob bereits ein unfall-vermeidendes Ausweichen möglich ist, ohne dass das Straßenfahrzeug 1 seine Fahrspur verlässt. Ist das Gefährdungspotential aber zu hoch und/oder ist die Fahrspur für ein Ausweichen zu schmal, so sollte durch Auswertung von Umgebungsinformation von der benachbarten Fahrspur, auf welche gewechselt werden soll, geprüft werden, ob dorthin ein Wechsel unfall-vermeidend möglich ist. Beispielhaft sei hier auf die in der deutschen Patentschrift DE 43 13 568 C1 beschriebene Leithilfe für einen Fahrspurwechsel eines Kraftfahrzeuges verwiesen. Hierbei werden für einen unfall-vermeidenden Fahrspurwechsel zu beachtende Beurteilungs- und Entscheidungsparameter eingehend diskutiert. Diese Parameter sind auch auf die vorliegende Erfindung übertragbar, insbesondere hinsichtlich der Erfassung von Lücken im Verkehrsfluss auf der benachbarten Fahrspur und die geschwindigkeitsgeregelte Führung des Straßenfahrzeuges.

Insbesondere kann bei mehrspurigen Fahrbahnen im Rahmen des mehrstufigen Ausweichkonzepts, dann wenn das Gefährdungspotential ein gewisses Maß übersteigt, ein Ausweichen auch unter Nichtbeachtung der Straßenverkehrsordnung erfolgen, falls dies unfall-vermeidend möglich bzw. notwendig ist. Hierbei wäre es beispielsweise denkbar, das Straßenverkehrsfahrzeug beim Fahrspurwechsel auf eine Geschwindigkeit zu beschleunigen, welche eine gegebene Geschwindigkeitsbegrenzung überschreitet. Auch wäre es denkbar unter Beachtung der anderen Verkehrsteilnehmer ein Überholverbot (beispielsweise eine durchgezogene Fahrspurmarkierung) zu missachten oder ein auf der eigenen Fahrspur vorausfahrendes Fahrzeug auf einer zum Überholen nicht zugelassenen Fahrspur zu überholen (beispielsweise auf dem Pannenstreifen einer Autobahn oder auf der benachbarten linken Fahrspur bei gegebenem Rechtsfahrgebot).

In vorteilhafter Weise kann die Funktionalität des Verfahrens zur dynamischen Routenplanung bei Straßenfahrzeugen dadurch erweitert werden, indem auch Objekte, welche sich aus Bereichen seitlich vor oder hinter dem Straßenfahrzeug in einen der Bereichen im direkten Seitenraum 11, 14 des Straßenfahrzeuges 1 bewegt haben einer eingehenden Beobachtung unterzogen werden. Dies insbesondere dann wenn diese Objekte sich kontinuierlich über einen längeren Zeitraum in diesem Bereich 11, 14 aufhalten. Hierdurch wird es möglich auch Gefahrensituationen zu erkennen, welche sich daraus ergeben, dass sich diese beobachteten Objekte über ein bestimmtes Maß hinaus auf das Fahrzeug zu bewegen. Bei diesen Objekten kann es sich beispielsweise um andere Kraftfahrzeuge oder Fahrräder handeln. So kann insbesondere auf Autobahnen Unfällen vorgebeugt werden, welche durch das plötzliche Einscheren von Fahrzeugen von der benachbarten auf die eigene Fahrspur herrühren. Oft haben die diese Unfälle verursachenden Fahrzeugführer, das schon längere Zeit auf gleicher Höhe parallel fahrende Fahrzeug vergessen und haben es bei Einleitung ihres Einschervorgangs nicht gesehen, da es sich im Totwinkelbereich ihres Rückspiegel befand. Auch kommt es immer wieder zu Unfällen, da Radfahrer, welche beim Halt des Straßenfahrzeuges an Ampeln auf Höhe dessen rechter Seite herangefahren sind, beim Losfahren das Gleichgewicht verlieren und in Richtung des Fahrwegs des Straßenfahrzeuges fahren. Aus diesem Grunde ist es auch gewinnbringend, wenn ergänzend oder alternativ ein Objekt im direkten Seitenbereich 11, 14 des Straßenfahrzeuges 1 auch während eines bestimmten Zeitraums während des Losfahrens des Straßenfahrzeugs 1 besonders überwacht wird.

Dann wenn ein Unfall durch geeignetes Ausweichen des Straßenverkehrsfahrzeuges 1 nicht mehr möglich ist, bietet es sich an das Straßenfahrzeug in einen Pre-Save-Modus zu versetzen, bei welchem es den bevorstehenden Unfall vorbereitet und hierdurch die Unfallfolgen mindert. In diesem Fall kann versucht werden, das Straßenfahrzeug 1 maximal abzubremsen und es so an den Unfall heranzuführen, dass der verursachte Schaden minimiert wird. Hierbei ist es insbesondere auch denkbar frühzeitig die passiven Insassenschutzsysteme zu aktivieren oder Schutzmechanismen für andere Verkehrsteilnehmer auszulösen.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur dynamischen Routenplanung bei Straßenfahrzeugen, unter Beachtung von Objekten in dessen Seitenraum,

    bei welchem mittels Sensoren Daten der Umgebung vor und hinter dem Straßenfahrzeug 1 erfasst werden,

    und bei welchem auf Grundlage der aus den erfassten Umgebungsdaten gewonnenen Information, Steuerparameter zur Steuerung des Fahrverhaltens des Straßenfahrzeuges 1 erzeugt werden,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass das Straßenfahrzeug 1 mittels Sensoren zusätzlich Umgebungsdaten aus Bereichen im direkten Seitenraum 11, 14 des Straßenfahrzeuges 1 ermittelt,

    dass dann auf eine Gefahrensituation geschlossen wird, wenn Objekte in diesem direkten Seitenraum 11, 14 des Straßenfahrzeuges 1 erkannt werden, welche in der erfassten Umgebungsinformation zuvor nicht als vor oder hinter dem Straßenfahrzeug 1 befindlich erkannt wurden,

    und dass das Fahrverhalten des Straßenfahrzeugs 1 bei einer Gefahrensituation so gesteuert wird, dass dieses in Richtung der in Bezug auf das erkannte Objekt gegenüberliegende Straßenseite ausweicht, falls dies unfall-vermeidend möglich ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erkannte Objekt klassifiziert wird, und dass basierend auf dem Klassifikationsergebnis ein von diesem Objekt ausgehendes Gefährdungspotential abgeleitet wird, auf dessen Grundlage die Steuerung des zukünftigen Fahrverhaltens erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehrspurigen Straßen, dann wenn das Gefährdungspotential ein gewisses Maß übersteigt, ein Ausweichen auch unter Nichtbeachtung der Straßenverkehrsordnung erfolgt, wenn dies unfall-vermeidend möglich ist.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

    dadurch gekennzeichnet,

    dass dann, wenn sich Objekte aus Bereichen seitlich vor (10, 13) oder hinter (12, 15) dem Straßenfahrzeug in einen der Bereichen (11, 14) im direkten Seitenraum des Straßenfahrzeuges 1 bewegt haben und dort kontinuierlich länger als einen bestimmten Zeitraum verbleiben, diese Objekte einer besonderen Beobachtung unterzogen werden,

    und dass dann auf eine Gefahrensituation geschlossen wird, wenn sich diese besonders beobachteten Objekte über ein bestimmtes Maß hinaus auf das Straßenfahrzeug 1 zu bewegen.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Erkennen einer Gefahrensituation das Straßenfahrzeug 1 abgebremst wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenn ein unfall-vermeidendes Abbremsen oder Ausweichen nicht möglich ist, das Straßenfahrzeug 1 einen Pre-Save-Modus auslöst, um den bevorstehenden Unfall vorzubereiten.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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