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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Assistenzsystems zur Unterstützung eines Fahrbetriebes eines Fahrzeuges bei einem Passieren einer Lichtsignalanlage, wobei eine momentane Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges, eine verbleibende Distanz bis zu der Lichtsignalanlage und eine verbleibende Zeitdauer bis zur nächsten Phase der Lichtsignalanlage ermittelt werden und basierend auf diesen Informationen ein empfohlenes Fahrverhalten ermittelt wird.
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Im Allgemeinen ist ein Verfahren zum Betrieb eines Assistenzsystems zur Unterstützung eines Fahrzeuges bei einem Passieren einer Lichtsignalanlage bekannt.
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Darüber hinaus beschreibt die
DE 20 2014 001 053 U1 ein Fahrerassistenzsystem und ein Fahrzeug. Das Fahrerassistenzsystem umfasst eine Anzeigevorrichtung, zumindest eine Ermittlungsvorrichtung zur Ermittlung von die Umgebung des Fahrzeuges betreffenden Informationen, eine Recheneinheit und ein Computerprogrammprodukt, das, wenn es auf der Recheneinheit ausgeführt wird, die Recheneinheit anleitet. Dabei leitet das Computerprogrammprodukt die Recheneinheit an, zu ermitteln, ob zumindest eine Lichtsignalanlage im Bereich einer momentanen Umgebung des Fahrzeuges angeordnet ist, basierend auf von der Ermittlungsvorrichtung ermittelten Informationen. Falls ermittelt wird, dass zumindest eine Lichtsignalanlage im Bereich der momentanen Umgebung des Fahrzeuges angeordnet ist, wird eine momentane Geschwindigkeit des Fahrzeuges ermittelt. Zudem wird ein Abstand des Fahrzeuges zu der zumindest einen Lichtsignalanlage ermittelt und es wird eine Phase der zumindest einen Lichtsignalanlage basierend auf von der Ermittlungsvorrichtung ermittelten Informationen ermittelt. Weiterhin wird ein empfohlenes Fahrverhalten zum Passieren der zumindest einen Lichtsignalanlage ermittelt und es werden die Phase der zumindest einen Lichtsignalanlage betreffende Informationen und das empfohlene Fahrverhalten betreffende Informationen mittels der Anzeigevorrichtung angezeigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Betrieb eines Assistenzsystems zur Unterstützung eines Fahrbetriebes eines Fahrzeuges bei einem Passieren einer Lichtsignalanlage anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Verfahren zum Betrieb eines Assistenzsystems zur Unterstützung eines Fahrbetriebes eines Fahrzeuges bei einem Passieren einer Lichtsignalanlage sieht vor, dass eine momentane Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeuges, eine verbleibende Distanz bis zu der Lichtsignalanlage und eine verbleibende Zeitdauer bis zur nächsten Phase der Lichtsignalanlage ermittelt werden und basierend auf diesen Informationen ein empfohlenes Fahrverhalten für das Fahrzeug ermittelt wird. Erfindungsgemäß wird die verbleibende Zeitdauer bis zum Umschalten auf eine nächste Phase der Lichtsignalanlage, welche diese verbleibende Zeitdauer mittels einer Anzeigeeinheit anzeigt, mittels Bilderkennung im Fahrzeug erfasst und eine Längsbewegung des Fahrzeuges wird mittels des Assistenzsystems gemäß dem empfohlenen Fahrverhalten automatisch geregelt.
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Durch Anwendung des Verfahrens ist ein energieeffizienterer Fahrbetrieb, insbesondere durch Vorausschau aufgrund einer sogenannten intelligenten Gelbphase, mittels Anzeigen der verbleibenden Zeitdauer auf der Anzeigeeinheit der Lichtsignalanlage möglich.
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Fährt das Fahrzeug im autonomen Fahrbetrieb, so kann mittels des Verfahrens eine Kreuzungs-Annäherungs-Trajektorie in Bezug auf longitudinale Parameter, wie Verzögerung und Beschleunigung, optimiert werden. Insbesondere kann die Kreuzungs-Annäherungs-Trajektorie komfortorientiert für ein möglichst konstantes Fahren oder zeitorientiert ausgelegt sein, um durch Beschleunigen noch innerhalb einer Grünphase eine einer Fahrspur des Fahrzeuges zugeordnete Haltelinie zu überfahren.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
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Dabei zeigen:
- 1 schematisch einen Personenkraftwagen als Fahrzeug mit einem Assistenzsystem zur Unterstützung eines Fahrbetriebes des Fahrzeuges zum Passieren einer Lichtsignalanlage,
- 2 schematisch einen Bus als Fahrzeug mit einem Assistenzsystem zur Unterstützung eines Fahrbetriebes des Fahrzeuges zum Passieren einer Lichtsignalanlage,
- 3 schematisch eine Draufsicht eines auf eine Haltelinie einer Lichtsignalanlage zufahrenden Fahrzeuges und
- 4 schematisch eine Steuereinheit des Assistenzsystems.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein als Personenkraftwagen P ausgeführtes Fahrzeug 1 und in 2 ist ein Bus B als Fahrzeug 1 dargestellt, wobei sowohl der Personenkraftwagen P als auch der Bus B ein Assistenzsystem A mit einer Steuereinheit 2 zur Unterstützung eines Fahrbetriebes zum Passieren einer Lichtsignalanlage 3 aufweisen. Die Steuereinheit 2 des Assistenzsystems A ist beispielhaft zudem in 3 dargestellt.
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Zukünftig werden sowohl teilautonom fahrende Fahrzeuge 1 als auch autonom fahrende Fahrzeuge 1 eine zunehmend größere Rolle im Straßenverkehr einnehmen.
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Darüber hinaus gibt es in verschiedenen Ländern verschiedene infrastrukturelle Verkehrsregelmechanismen, beispielsweise auch unterschiedliche Ausprägungen von Lichtsignalanlagen 3. Üblicherweise weist eine Lichtsignalanlage 3 drei Phasen auf, wobei eine jeweilige Phase mittels einer Farbe angezeigt wird.
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Die Farbe Rot beschreibt die Phase, in der keine Einfahrerlaubnis besteht, Gelb als angezeigte Phase der Lichtsignalanlage 3 bedeutet, auf die nächste Phase zu warten und Grün als Phase signalisiert, dass der Verkehr freigegeben ist, die Fahrzeuge 1 die Lichtsignalanlage 3 also passieren können.
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Zudem gibt es Lichtsignalanlagen 3 mit einer Anzeigeeinheit 4, wobei anstelle der Phase Gelb oder zusätzlich zur angezeigten gelben Phase eine verbleibende Zeitdauer tc bis zu einem Phasenwechsel der Lichtsignalanlage 3 angezeigt wird. Dabei stellt die angezeigte verbleibende Zeitdauer tc eine detaillierte Information in Bezug auf den anstehenden Phasenwechsel der Lichtsignalanlage 3 dar.
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Im Allgemeinen ist bekannt, dass heutige Fahrzeuge 1 über eine sogenannte Lichtsignalanlagenerkennung verfügen, wobei zum energieeffizienten Fahrbetrieb der Fahrzeuge 1 und/oder zur Optimierung einer Kreuzungs-Annäherungs-Trajektorie eines autonom fahrenden Fahrzeuges 1 ein im Folgenden beschriebenes Verfahren vorgesehen ist.
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Das Assistenzsystem A umfasst eine Kamera 5, die mit der Steuereinheit 2 des Assistenzsystems A verbunden ist und eine dem Fahrzeug 1 vorausliegende Umgebung und somit auch die Lichtsignalanlage 3 in ihrem Erfassungsbereich E erfasst.
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Die in den 1 und 2 dargestellte Lichtsignalanlage 3 weist eine Anzeigeeinheit 4 auf, mittels welcher die verbleibende Zeitdauer tc bis zu einer nächsten Phase angezeigt wird. In 1 wird auf der Anzeigeeinheit 4 eine 13 dargestellt, was bedeutet, dass die Lichtsignalanlage 3 noch 13 Sekunden Grün als Phase anzeigt.
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In 2 wird auf der Anzeigeeinheit 4 eine 7 angezeigt, so dass die Fahrzeuge 1 darüber informiert sind, dass die verbleibende Zeitdauer tc bis zum Umschalten der Lichtsignalanlage 3 von Rot auf eine nächste Phase, nämlich Gelb, 7 Sekunden beträgt.
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Das Fahrzeug 1 fährt auf die Lichtsignalanlage 3 zu, wobei anhand vorliegender Daten einer digitalen Karte K des Fahrzeuges 1 ermittelt wird, dass die Lichtsignalanlage 3 eine solche Anzeigeeinheit 4 zur Anzeige der verbleibenden Zeitdauer tc aufweist.
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Alternativ oder zusätzlich wird die Anzeigeeinheit 4 und insbesondere die angezeigte verbleibende Zeitdauer tc anhand erfasster Bilddaten der Kamera 5 ermittelt.
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Insbesondere werden die Kamera 5 und die angezeigte verbleibende Zeitdauer tc bei einer Bildverarbeitung der erfassten Bilddaten ermittelt.
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Die Anzeige der verbleibenden Zeitdauer tc wird mittels der Bildverarbeitung verfolgt und semantisch analysiert, d. h. die verbleibende Zeitdauer tc wird erfasst.
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In Abhängigkeit der angezeigten verbleibenden Zeitdauer tc wird eine Längsbewegung des Fahrzeuges 1, insbesondere eine Trajektorie bei einem autonom fahrenden Fahrzeug 1, in Bezug auf eine optimale Annäherung an eine Kreuzung, auf die das Fahrzeug 1 zufährt, angepasst.
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Die Optimierung kann entsprechend eines Gesamtzustandes verschieden konfiguriert sein. In Bezug auf eine Zeitoptimierung wird ein schnellstmögliches Vorankommen angestrebt. Hinsichtlich auf Insassen des Fahrzeuges 1 wirkender Kräfte werden Verzögerungen und Beschleunigungen minimiert, um den Insassen 1 und/oder um einer mit dem Fahrzeug 1 transportierten Fracht einen optimalen Komfort und/oder Schutz zukommen zu lassen.
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Ein dem Fahrzeug 1 vorausfahrendes weiteres, nicht näher dargestelltes Fahrzeug kann einen Beschleunigungsverlauf des Fahrzeuges 1 in Bezug auf die Trajektorienplanung und Optimierung einschränken, wobei zudem eine erlaubte Höchstgeschwindigkeit die Trajektorienplanung hinsichtlich eines Beschleunigungsverlaufes einschränken kann.
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Das in 3 gezeigte Fahrzeug 1 fährt mit seiner Fahrgeschwindigkeit v auf die Lichtsignalanlage 3 zu, die Grün als Phase anzeigt. Eine verbleibende Zeitdauer tc bis die Lichtsignalanlage 3 auf Gelb umschaltet, beträgt 13 Sekunden.
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Fährt das Fahrzeug 1 mit einer konstanten Fahrgeschwindigkeit v auf die Lichtsignalanlage 3, insbesondere eine Haltelinie H, zu, dann wird eine Fahrzeit zum Zurücklegen einer Distanz d bis zur Haltelinie H durch Bildung eines Quotienten aus der Distanz d und der Fahrgeschwindigkeit v des Fahrzeuges 1 ermittelt.
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Wird ermittelt, dass eine Fahrzeit des Fahrzeuges 1 bis zum Erreichen der Haltelinie H größer ist als die angezeigte verbleibende Zeitdauer tc , wobei die Fahrgeschwindigkeit v geringer oder gleich einer zulässigen Maximalgeschwindigkeit ist, dann wird eine Trajektorie des Fahrzeuges 1 durch Abbremsen angepasst. Das Fahrzeug 1 hält an der Haltelinie H und passiert die Lichtsignalanlage 3 nicht.
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Die Haltelinie H ist also innerhalb der verbleibenden Zeitdauer tc nicht erreichbar, so dass ein Stopp des Fahrzeuges 1 an der Haltelinie H zwingend ist und das Fahrzeug 1 dementsprechend abgebremst wird.
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Wird ermittelt, dass eine weitere Fahrzeit des Fahrzeuges 1, geringer ist als die Fahrzeit, bei welcher das Fahrzeug 1 abgebremst wird, wird das Fahrzeug 1 unter Einhaltung der zulässigen Maximalgeschwindigkeit beschleunigt, so dass das Fahrzeug 1 die Haltelinie H innerhalb der verbleibenden Zeitdauer tc passieren kann. Die Trajektorie des Fahrzeuges 1 wird also durch Beschleunigen angepasst.
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Ist die Fahrzeit bis zum Erreichen der Haltelinie H größer als die verbleibende Zeitdauer tc erfolgt also eine Zielbremsung des Fahrzeuges 1 in Bezug auf die Haltelinie H.
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Wird ermittelt, dass die Fahrzeit bis zur Haltelinie H geringer ist als die verbleibende Zeitdauer tc , wird überprüft, ob die angezeigte verbleibende Zeitdauer tc kleiner ist als die Fahrzeit, wenn das Fahrzeug 1 mit konstanter Fahrgeschwindigkeit v fährt. Ist dies der Fall, wird das Fahrzeug 1 beschleunigt, um die Haltelinie H bei Grün zu überqueren.
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Ist die verbleibende Zeitdauer tc nicht geringer als die Fahrzeit, wenn das Fahrzeug 1 mit konstanter Fahrgeschwindigkeit v auf die Haltelinie H zufährt, so behält das Fahrzeug 1 seine Fahrgeschwindigkeit v bei und passiert die Haltelinie H mit konstanter Fahrgeschwindigkeit v.
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Fährt das Fahrzeug 1 auf eine Rot anzeigende Lichtsignalanlage 3 zu, deren Anzeigeeinheit 4 beispielsweise anzeigt, dass die Phase Rot noch 7 Sekunden andauert, wird die Fahrzeit ermittelt, bei welcher das Fahrzeug 1 mit konstanter Fahrgeschwindigkeit v die Haltelinie H erreicht.
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Wird ermittelt, dass die Fahrzeit des Fahrzeuges 1 größer ist als die verbleibende Zeitdauer tc , dann wird die Trajektorie des Fahrzeuges 1 durch Abbremsen derart angepasst, dass das Fahrzeug 1 an der Haltelinie H steht.
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Wird hingegen ermittelt, dass die Fahrzeit des Fahrzeuges 1 geringer ist als die verbleibende Zeitdauer tc , wird anschließend ermittelt, ob die Fahrzeit bis zum Erreichen der Haltelinie H bei konstanter Fahrgeschwindigkeit v des Fahrzeuges 1 größer ist als die angezeigte verbleibende Zeitdauer tc . Ist die verbleibende Zeitdauer tc größer als die Fahrzeit bei konstanter Fahrgeschwindigkeit v, wird das Fahrzeug 1 abgebremst, um die Haltelinie H bei Grün zu überqueren.
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Ist die verbleibende Zeitdauer tc nicht kleiner als die Fahrzeit bei konstanter Fahrgeschwindigkeit v, wird die Fahrgeschwindigkeit v beibehalten, um die Haltelinie H bei angezeigtem Grün der Lichtsignalanlage 3 zu überqueren.
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In 4 ist die Steuereinheit 2 des Assistenzsystems A des Fahrzeuges 1 beispielhaft dargestellt.
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In die Steuereinheit 2 ist ein Bildverarbeitungsmodul 6 mit einem Lichtsignalanlagen-Erkennungsmodul 7, ein Fusions-und Lokalisierungsmodul 8, die digitale Karte K und ein Fahrverhalten-Planungsmodul 9 integriert. Das Fahrverhalten-Planungsmodul 9 umfasst ein Modul 10 zur Situationsanalyse und Planung mit einem Kreuzungs-Anfahrtmodul 11 und einem Trajektoriengenerator 12, der mit einer Aktuatorik 13 datentechnisch verbunden ist. Mittels der Aktuatorik 13 kann eine Lenkung, ein Antriebsstrang und eine Bremsanlage des Fahrzeuges 1 gesteuert werden.
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Wie oben beschrieben, wird mittels der Kamera 5 eine dem Fahrzeug 1 vorausliegende Umgebung und somit auch die Lichtsignalanlage 3, auf die das Fahrzeug 1 zufährt, erfasst, wobei die erfassten Bilddaten dem Bildverarbeitungsmodul 6 zur Auswertung und Verarbeitung zugeführt werden.
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Mittels des Lichtsignalanlagen-Erkennungsmoduls 7 wird die Lichtsignalanlage 3 sowie die Anzeigeeinheit 4 zur Anzeige der verbleibenden Zeitdauer tc in den aufgenommenen Bilddaten erkannt, wobei ein Status der Lichtsignalanlage 3 interpretiert und die verbleibende Zeitdauer tc bis zur Änderung der angezeigten Phase als solche erfasst wird.
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Die somit ermittelten Informationen werden dem Fusions-und Lokalisierungsmodul 8 zugeführt, dem ebenfalls erfasste Signale einer fahrzeugseitigen Sensorik 14 zugeführt und gegebenenfalls mit den erfassten Bilddaten fusioniert werden.
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Das Fahrzeug 1 weist zudem eine nicht näher dargestellte Positionsbestimmungseinheit auf, deren ermitteltes Positionssignal PS der digitalen Karte K zugeführt wird. Auch die ermittelten Informationen des Fusions- und Lokalisierungsmoduls 8 werden der digitalen Karte K zugeführt.
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Informationen des Lichtsignalanlagen-Erkennungsmoduls 7 werden dem Kreuzungs-Anfahrtmodul 11 zugeführt, wobei Informationen des Fusions- und Lokalisierungsmoduls 8 und der digitalen Karte K dem Modul 10 zur Situationsanalyse und Planung zugeführt werden.
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Die verarbeiteten Informationen des Moduls 10 zur Situationsanalyse und Planung sowie des Kreuzungs-Anfahrtmoduls 11 werden dem Trajektoriengenerator 12 zugeführt, mittels dessen in Abhängigkeit der jeweiligen Trajektorienplanung die Aktuatorik 13 angesteuert wird.
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In dem Kreuzungs-Anfahrtmodul 11 wird in Abhängigkeit der angezeigten Phase der Lichtsignalanlage 3 und in Abhängigkeit eines Vorhandenseins einer Anzeigeeinheit 4 zur Anzeige der verbleibenden Zeitdauer tc bis zum Wechsel der Phase ein oben beschriebener jeweiliger Algorithmus zur Ermittlung einer Trajektorienanpassungsempfehlung durchgeführt.
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Das Verfahren kann sowohl im manuellen Fahrbetrieb als auch im autonomen Fahrbetrieb des Fahrzeuges 1 angewendet werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Steuereinheit
- 3
- Lichtsignalanlage
- 4
- Anzeigeeinheit
- 5
- Kamera
- 6
- Bildverarbeitungsmodul
- 7
- Lichtsignalanlagen-Erkennungsmodul
- 8
- Fusions- und Lokalisierungsmodul
- 9
- Fahrverhalten-Planungsmodul
- 10
- Modul
- 11
- Kreuzungs-Anfahrtmodul
- 12
- Trajektoriengenerator
- 13
- Aktuatorik
- 14
- Sensorik
- A
- Assistenzsystem
- B
- Bus
- E
- Erfassungsbereich
- H
- Haltelinie
- K
- digitale Karte
- P
- Personenkraftwagen
- PS
- Positionssignal
- d
- Distanz
- tc
- verbleibende Zeitdauer
- v
- Fahrgeschwindigkeit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202014001053 U1 [0003]