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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungsbahn für ein Fahrzeug sowie eine entsprechende Vorrichtung und ein Fahrzeug mit der Vorrichtung. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere in Verfahren zum assistierten oder autonomen Folgen eines nichtstetigen Fahrbahnrandes.
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Bei Fahrzeugen, wie zum Beispiel Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, werden zunehmend Systeme eingesetzt, welche den Fahrer bei der Fahrzeugführung unterstützen oder spezielle Fahrmanöver erleichtern. Eine Funktion dieser Systeme ist die Querführungsunterstützung, welche das Fahrzeug entlang einer automatisch berechneten Bewegungsbahn auf einer zu befahrenden Fahrspur halten soll. Aufgrund der bestimmten Bewegungsbahn kann das System in das Lenkungssystem des Fahrzeugs eingreifen, um den Fahrer durch ein zusätzliches Lenkdrehmoment zu unterstützen oder um eine völlig autonome Querführung durchzuführen, welche keinen weiteren Eingriff des Fahrers mehr erfordert.
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In dem Stand der Technik sind verschiedene Systeme und Verfahren zur Bewegungsbahnplanung bekannt, insbesondere für vereinfachte Umgebungen, wie zum Beispiel Autobahnen mit geringen Bahnkrümmungen und gut ausgeprägten Fahrbahnmarkierungen. Derartige Systeme planen im Allgemeinen eine möglichst glatte Bewegungsbahn in der Mitte der Fahrspur. Häufig verwenden derartige Systeme und Verfahren nicht nur Fahrzeugeigene Sensorik, sondern auch beispielsweise Informationen von globalen Positionsbestimmungssystemen (GPS) in Verbindung mit detaillierten Karteninformationen, wodurch weiterführende Informationen über den genauen Verlauf der Fahrspur bereitstehen, welche zur Bewegungsbahnplanung verwendet werden können.
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In diesem Zusammenhang ist beispielsweise aus der
DE 102 18 010 A1 ein Verfahren zur Querführungsunterstützung bei Kraftfahrzeugen bekannt. Bei dem Verfahren wird ein Sollwert für die Querposition des Fahrzeugs bestimmt und eine Ist-Position des Fahrzeugs relativ zu den Grenzen der befahrenen Spur mit einer Sensoreinrichtung erfasst. Durch einen Soll-Ist-Vergleich wird ein Ausgangssignal für die Querführungsunterstützung berechnet. Auf mindestens einer Nebenspur werden Objekte geortet und der Sollwert für die Querposition in Abhängigkeit von Ortungsdaten dieser Objekte variiert.
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Die
DE 10 2006 034 254 A1 betrifft ein Verfahren zum Durchführen eines Ausweichmanövers vor einem im Umfeld befindlichen Objekt, mit welchem sich das Fahrzeug auf einem Kollisionskurs befindet. Um eine möglichst einfache Bestimmung der Ausweichbahn zu ermöglichen und um eine möglichst einfache Parametrierung der Bahn zu ermöglichen, ist die Ausweichbahn durch eine Sigmoide gegeben, deren Gestalt durch wenigstens einen Parameter bestimmt wird, welcher in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder einer gewünschten Manöverbreite des Ausweichmanövers ermittelt wird.
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Die
EP 2 116 440 A1 offenbart ein Verfahren zur Führung eines Nutzfahrzeugs auf einer Fahrbahn. Ein Fahrerassistenzsystem führt das Fahrzeug innerhalb der Fahrbahn auf einer vorgegebenen Fahrspur und ein Navigationssystem steuert den Verlauf der Fahrbahnführung bei. Bei einer Annäherung des Fahrzeugs an ein die Fahrbahnbreite beeinträchtigendes Hindernis und/oder an eine Änderung der Fahrbahnführung zu einer Kurve lässt das Fahrerassistenzsystem ein Abweichen des Fahrzeugs von der Fahrspur durch Lenkmaßnahmen oder durch Lenkeingriffe des Fahrers zu. Nach Passieren des Hindernisses und/oder zum Ausgang der Kurve wird das Fahrzeug wieder auf die Fahrspur zurückgeführt. Zur Realisierung dieser Funktion können abhängig von Straßen- und Umgebungsparametern Stützpunkte erzeugt werden. Die Stützpunkte können mittels eines Polynomansatzes derart verbunden werden, dass eine Funktion mit stetigem Krümmungsverlauf entsteht.
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Die
EP 1 286 181 A1 betrifft ein Verfahren zur Führung von Kraftfahrzeugen, bei welchem mittels eines an einem Fahrzeug angebrachten optoelektronischen Sensors der in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug liegende Vorbereich und bezogen auf die Fahrzeuggeschwindigkeit im Wesentlichen gleichzeitig wenigsten ein seitlich des Fahrzeugs gelegener Seitenbereich abgetastet wird. Das Fahrzeug wird in Abhängigkeit von durch die Abtastung des Vorbereichs und des Seitenbereichs gewonnenen Informationen geführt.
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Die
WO 2007/065923 A1 betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer in einer zweidimensionalen Ebene verlaufenden Bahnlinie eines Kraftfahrzeugs für eine geführte Bewegung des Kraftfahrzeugs mit Hilfe eines Fahrerassistenzsystems. Ein Anfangszustand wird mit einem Endzustand durch eine Bahnlinie verbunden. Jeder Zustand entlang der Bahnlinie wird durch vier Zustandskoordinaten charakterisiert, welche die kartesischen Koordinaten des Punktes, einen Richtungswinkel einer Tangente der Bahnlinie des Punktes und die Krümmung der Bahnlinie im Punkt umfassen. Die Bahnlinie wird aus einer Anzahl elementarer Bahnlinien, welche sich in Anschlusspunkten aneinander anschließen, in der Weise zusammengesetzt, dass die vier Zustandskoordinaten des Zustands in den Anschlusspunkten einen stetigen Übergang besitzen.
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Bei autonomen Fahrten in unstrukturierten Umgebungen ohne so genanntes a priori-Wissen, beispielsweise aus Positions- und Karteninformationen, stehen nur Informationen der Fahrzeugeigenen Sensorik zur Verfügung. Speziell auf Straßen ohne Fahrbahnmarkierung können nur der rechte Fahrbahnrand und eventuell Hindernisse erkannt werden, um den Fahrspurverlauf zu ermitteln. Ohne Fahrbahnmarkierungen ist eine Bestimmung der linken Grenze der Fahrspur meist nicht möglich. Darüber hinaus wird in Städten der Fahrbahnrand durch Einbuchtungen, parkende Fahrzeuge, Bushaltestellen und Abbiegespuren repräsentiert. Daraus ergibt sich ein sehr sprunghafter und unstetiger Verlauf des Fahrbahnrands. Insbesondere wenn die linke Begrenzung der Fahrspur nicht bekannt ist, sollte die Planung der Bewegungsbahn möglichst nahe am rechten Fahrbahnrand erfolgen, ohne diesen dabei zu überschreiten oder mit Hindernissen am Fahrbahnrand zu kollidieren. Insbesondere bei einem unstetigen Verlauf des Fahrbahnrandes, wie zum Beispiel in Städten, können sich weitere Probleme und Randbedingungen ergeben. Beispielsweise sollte die Bahnplanung dem Fahrbahnrand so schnell wie möglich folgen. Ein Einscheren nach rechts sollte mit möglichst großen Lenkwinkeln so schnell wie möglich erfolgen, um den nachfolgenden Verkehr nicht länger als nötig zu behindern und um die Fahrspur nicht zu verlassen. Ein Ausscheren nach links, beispielsweise um Hindernissen auszuweichen, sollte nur eingeschränkt mit geringen Lenkwinkeln erfolgen, um andere Verkehrsteilnehmer durch das spontane Manöver nicht zu gefährden. Bei der Bahnplanung muss weiterhin sichergestellt werden, dass ein Führen des Fahrzeugs entlang der geplanten Bahn mit nicht holonomen Fahrzeugen möglich ist, das heißt, die geplante Bahn sollte mit stetigen Lenkwinkeländerungen eines einachsig gelenkten Fahrzeugs möglich sein.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Bewegungsbahnplanung für ein Fahrzeug bereitzustellen, welche die zuvor genannten Bedingungen erfüllt und insbesondere in Umgebungen mit einem unstetigen Fahrbahnrand auf der einen Seite und einem nicht bekannten Fahrbahnrand auf der anderen Seite zuverlässig arbeitet.
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Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung durch ein Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungsbahn für ein Fahrzeug nach Anspruch 1, eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Bewegungsbahn für ein Fahrzeug nach Anspruch 11 und ein Fahrzeug nach Anspruch 13 gelöst. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Bewegungsbahn für ein Fahrzeug bereitgestellt. Bei dem Verfahren wird zunächst eine Fahrbahnbegrenzung bestimmt. Vorzugsweise wird bei Rechtsverkehr eine rechte Fahrbahnbegrenzung und bei Linksverkehr eine linke Fahrbahnbegrenzung aus Sicht des Fahrzeugs bei einer Vorwärtsfahrt des Fahrzeugs bestimmt. Dadurch ist das Verfahren sowohl für Rechtsverkehr als auch für Linksverkehr verwendbar. Weiterhin werden mehrere mögliche Bewegungsbahnen für das Fahrzeug bestimmt. Die mehreren möglichen Bewegungsbahnen können beispielsweise so weit geplant werden, wie die Fahrbahnbegrenzung zuvor bestimmt werden konnte. Die Bestimmung der Fahrbahnbegrenzung kann beispielsweise mit Hilfe von fahrzeugeigenen Sensoren durchgeführt werden, wie zum Beispiel einer Kamera, Ultraschallsensoren und/oder Laserabstandssensoren. Schließlich wird eine Bewegungsbahn aus den mehreren möglichen Bewegungsbahnen in Abhängigkeit von Abstandsflächengrößen ausgewählt. Jeder der mehreren möglichen Bewegungsbahnen ist eine entsprechende Abstandsflächengröße zugeordnet. Die jeweilige Abstandsflächengröße ist ein Flächeninhalt einer jeweiligen Abstandsfläche, welche durch die Fahrbahnbegrenzung und die jeweilige Bewegungsbahn begrenzt ist. Beispielsweise kann diejenige Bewegungsbahn aus den mehreren möglichen Bewegungsbahnen ausgewählt werden, welche die kleinste Abstandsflächengröße aufweist. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Fahrzeug auch bei einem unstetigen Verlauf der Fahrbahnbegrenzung sehr dicht der Fahrbahnbegrenzung folgt.
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Gemäß einer Ausführungsform wird die Fahrbahnbegrenzung bestimmt, indem eine. Umgebungsinformation mit einem Umgebungssensor des Fahrzeugs erfasst wird. Die Umgebungsinformation umfasst einen Fahrbahnrand und/oder Hindernisse auf der Fahrbahn. Die Fahrbahnbegrenzung wird dann in Abhängigkeit von der Umgebungsinformation bestimmt. Der Umgebungssensor kann beispielsweise eine an dem Fahrzeug angebrachte Videokamera, eine Stereovideokamera und Abstandssensoren wie zum Beispiel Ultraschallsensoren oder Lasersensoren umfassen. Für das Verfahren ist es ausreichend, dass eine Fahrbahnbegrenzung auf einer Seite der Fahrbahn bestimmt wird, das heißt, dass nur ein Fahrbahnrand und Hindernisse an diesem einen Fahrbahnrand erfasst werden müssen. Vorzugsweise wird die Fahrbahnbegrenzung auf der rechten Seite bei Rechtsverkehr und auf der linken Seite bei Linksverkehr erfasst. Da die Bewegungsbahn letztendlich auf der Grundlage der Abstandsfläche zwischen der Fahrbahnbegrenzung und der jeweiligen Bewegungsbahn ausgewählt wird, ist eine Bestimmung der Fahrbahnbegrenzung auf der anderen Seite der Fahrbahn nicht erforderlich, das heißt, eine Bestimmung der linken Fahrbahnbegrenzung ist bei Rechtsverkehr und eine Bestimmung der rechten Fahrbahnbegrenzung ist bei Linksverkehr nicht erforderlich. Dadurch ist das Verfahren insbesondere in Umgebungen ohne Fahrbahnmarkierungen und innerhalb geschlossener Ortschaften, wo beispielsweise bei Rechtsverkehr die linke Fahrbahnbegrenzung nur schwer bestimmbar ist, geeignet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die mehreren möglichen Bewegungsbahnen mittels stetig differenzierbarer Funktionen bestimmt. Dadurch kann erreicht werden, dass ein übliches Fahrzeug mit beispielsweise einer Vorderradlenkung der ausgewählten Bewegungsbahn folgen kann. Die stetig differenzierbaren Funktionen können veränderliche Parameter aufweisen und die mehreren möglichen Bewegungsbahnen können bestimmt werden, indem die Parameter verändert werden. Die Parameter können beispielsweise in Abhängigkeit einer Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs oder in Abhängigkeit von beispielsweise einem einstellbaren Mindestabstand zu dem Fahrbahnrand oder Hindernissen verändert werden. Durch Verändern der Parameter können eine Vielzahl unterschiedlicher Bewegungsbahnen bestimmt werden und daraus eine Bewegungsbahn ausgewählt werden, welche beispielsweise die geringste Abstandsflächengröße aufweist. Zum Bestimmen der Bewegungsbahn mittels einer stetig differenzierbaren Funktion können beispielsweise in dem Stand der Technik bekannte Funktionen verwendet werden, wie zum Beispiel eine B-Spline-Kurve, eine Klothoide oder eine S-förmige Kurve, wie zum Beispiel eine Sigmoide. Eine Klothoide kann insbesondere zum Durchfahren von Kurven verwendet werden, da diese Kurvenform von Insassen des Fahrzeugs im Allgemeinen als besonders angenehm empfunden wird. Eine S-förmige Kurve kann insbesondere zum Ausweichen von Hindernissen verwendet werden, um beispielsweise einem an dem Fahrbahnrand parkenden Fahrzeug auszuweichen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zusätzlich für jede der mehreren möglichen Bewegungsbahnen jeweils eine frei befahrbare Länge bestimmt. Das Auswählen der Bewegungsbahn erfolgt in diesem Fall in Abhängigkeit von den frei befahrbaren Längen und den Abstandsflächengrößen. Die Bewegungsbahn kann beispielsweise mittels einer Kostenfunktion in Abhängigkeit von den frei befahrbaren Längen und den Abstandsflächengrößen ausgewählt werden. Beispielsweise können Bewegungsbahnen mit großen frei befahrbaren Längen über die Kostenfunktion bevorzugt werden, um eine weit vorausschauende Bewegungsbahnplanung zu erhalten. Darüber hinaus können Bewegungsbahnen, welche an einem Hindernis enden, mittels der Kostenfunktion frühzeitig ausgeschlossen werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die jeweiligen Abstandsflächengrößen der jeweiligen Abstandsflächen in Abhängigkeit von der Fahrbahnbegrenzung, der jeweiligen Bewegungsbahn und der jeweiligen frei befahrbaren Länge bestimmt. Die Abstandsfläche kann beispielsweise als Integral über den Abstand der jeweiligen Bewegungsbahn und der Fahrbahnbegrenzung entlang der jeweiligen frei befahrbaren Länge bestimmt werden. Alternativ kann die Abstandsflächengröße als integral über den Abstand zwischen der jeweiligen Bewegungsbahn und der Fahrbahnbegrenzung entlang einer vorgegebenen Strecke in Fahrtrichtung des Fahrzeugs bestimmt werden, wobei die vorbestimmte Strecke beispielsweise durch eine Reichweite der Umgebungssensoren vorgegeben wird und beispielsweise in einem Bereich von 25–150 Metern, vorzugsweise in einem Bereich von 25–50 Metern liegt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das zuvor beschriebene Verfahren kontinuierlich und iterativ durchgeführt. Bei den mehreren möglichen Bewegungsbahnen wird zusätzlich die im Iterationsschritt zuvor ausgewählte Bewegungsbahn des Fahrzeugs mit einbezogen. Diese zuvor ausgewählte Bewegungsbahn kann mittels geeigneter Gewichtungsfaktoren derart in die Kostenfunktion eingehen, dass diese zuvor ausgewählte Bewegungsbahn eine Bevorzugung gegenüber den übrigen möglichen Bewegungsbahnen erhält, so dass nicht unnötig von einem bereits eingeschlagenen Weg abgewichen wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Bewegungsbahn für ein Fahrzeug bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Verarbeitungseinheit, welche ausgestaltet ist, eine Fahrbahnbegrenzung zu bestimmen, mehrere mögliche Bewegungsbahnen für das Fahrzeug zu bestimmen, und eine Bewegungsbahn aus den mehreren möglichen Bewegungsbahnen in Abhängigkeit von Abstandsflächengrößen von Abstandsflächen für jede der mehreren möglichen Bewegungsbahnen auszuwählen. Die jeweilige Abstandsfläche wird durch die Fahrbahnbegrenzung und die jeweilige Bewegungsbahn begrenzt. Die jeweilige Abstandsflächengröße ist der Flächeninhalt der jeweiligen Abstandsfläche. Die Vorrichtung ist somit zur Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens geeignet und umfasst daher auch die zuvor beschriebenen Vorteile.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein Fahrzeug mit der zuvor beschriebenen Vorrichtung und einer Fahrerassistenzvorrichtung bereitgestellt. Die Fahrerassistenzvorrichtung ist mit der Vorrichtung zum Bestimmen einer Bewegungsbahn für das Fahrzeug gekoppelt und ausgestaltet, das Fahrzeug entlang der ausgewählten Bewegungsbahn zu führen. Alternativ oder zusätzlich kann die Fahrerassistenzvorrichtung in ein Lenksystem des Fahrzeugs eingreifen, um den Fahrer durch ein zusätzliches Lenkdrehmoment dahingehend zu unterstützen, dass der Fahrer im Wesentlichen der ausgewählten Bewegungsbahn folgt. Somit kann das Fahrzeug autonom einem Fahrbahnrand, insbesondere einem nicht stetigen Fahrbahnrand folgen oder einen Fahrer des Fahrzeugs bei einem Folgen des Fahrbahnrandes unterstützen, wodurch Kollisionen mit Hindernissen oder ein Verlassen der Fahrbahn verhindert werden kann und somit die Verkehrssicherheit erhöht werden kann.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung im Detail beschrieben werden.
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1 zeigt ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt schematisch eine mögliche Bewegungsbahn für ein Fahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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3 zeigt schematisch eine Bewegungsbahn für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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4 zeigt schematisch eine Bewegungsbahn, welche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus mehreren möglichen Bewegungsbahnen ausgewählt wurde.
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1 zeigt ein Fahrzeug 10 mit einer Fahrerassistenzvorrichtung 13, welche beispielsweise über einen (nicht gezeigten) Aktor in ein Lenkungssystem des Fahrzeugs 10 eingreifen kann, um den Fahrer durch ein zusätzliches Lenkdrehmoment zu unterstützen oder um eine autonome Querführung des Fahrzeugs 10 durchzuführen. Eine Bewegungsbahn, welche der Fahrerassistenzvorrichtung 13 als Grundlage für den Eingriff in das Lenkungssystem des Fahrzeugs 10 dient, wird der Fahrerassistenzvorrichtung 13 von einer Vorrichtung 11 zum Bestimmen einer Bewegungsbahn für das Fahrzeug 10 bereitgestellt. Die Vorrichtung 11 ist mit Sensoren 12 zum erfassen einer Umgebungsinformation des Fahrzeugs 10 gekoppelt. Die Sensoren 12 können beispielsweise eine Videokamera und Abstandssensoren umfassen. Die Arbeitsweise der Vorrichtung 11 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 2–4 im Detail erläutert werden.
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Die Vorrichtung 11 zum Bestimmen einer Bewegungsbahn für das Fahrzeug 10 arbeitet kontinuierlich, das heißt, die nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte werden kontinuierlich nacheinander oder parallel von einer Verarbeitungseinheit der Vorrichtung 11 ausgeführt, um kontinuierlich die Bewegungsbahn für das Fahrzeug 10 zu bestimmen und auf aktuelle Änderungen in der Umgebung des Fahrzeugs 10, welche mittels der Sensoren 12 erfasst werden, zu reagieren. In jedem Durchgang dieser kontinuierlichen Verarbeitung wird eine Menge von möglichen Bewegungsbahnen berechnet. Hierzu zählen verschiedene parametrisierbare Klothoide, B-Spline-Kurven und S-Kurven, wie zum Beispiel Sigmoide. Dieser Menge von möglichen Bewegungsbahnen wird die im vorherigen Durchgang ausgewählte Bewegungsbahn hinzugefügt. Dadurch kann verhindert werden, dass unnötig von einem bereits eingeschlagenen Weg abgewichen wird. Die Länge aller Bewegungsbahnen dieser Menge wird soweit beschränkt, dass eine kollisionsfreie Fahrt auf diesen möglich ist. Darüber hinaus können die Längen der Bewegungsbahnen auf eine vorgegebene maximale Länge beschränkt werden, welche beispielsweise in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10 eingestellt wird oder in Abhängigkeit von den verwendeten Sensoren 12 des Fahrzeugs 10 vorgegeben sein kann.
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In 2 sind exemplarisch drei mögliche Bewegungsbahnen 21–23 gezeigt. Eine Fahrbahnbegrenzung wird an einer in Fahrtrichtung 24 des Fahrzeugs 10 rechten Seite erfasst. Die Fahrbahnbegrenzung umfasst einerseits einen Fahrbahnrand 25, 26 einer Fahrbahn, auf welcher sich das Fahrzeug 10 bewegt, und darüber hinaus Hindernisse, wie zum Beispiel ein parkendes Fahrzeug 27. Die Länge der möglichen Bewegungsbahn 21 wird aufgrund einer möglichen Kollision mit dem Fahrzeug 27 auf die Entfernung x1 beschränkt. Die Längen der Bewegungsbahnen 22 und 23 werden auf die Entfernung xmax beschränkt, welche beispielsweise aufgrund der verwendeten Sensoren 12 oder fest vorgegeben ist. Ein Abstand, welcher zu Hindernissen 27 und zum Fahrbahnrand 25, 25 eingehalten werden soll, kann parametrisierbar sein.
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Die Auswahl einer Bewegungsbahn, welcher das Fahrzeug 10 letztendlich folgen soll, erfolgt anhand einer Kostenfunktion, welche die frei befahrbare Länge der Bewegungsbahn und das Integral über den Abstand zwischen der jeweiligen Bewegungsbahn 21–23 und dem Fahrbahnrand 25, 26 bzw. dem Hindernis 27 berücksichtigt. Die Berücksichtigung der frei befahrbaren Länge ist nötig, um Triviallösungen auszuschließen, wie beispielsweise die Bewegungsbahn 21, welche das Fahrzeug 10 nicht an dem Hindernis 27 vorbeisteuert, obwohl dies prinzipiell möglich wäre. in anderen Fällen kann es möglich sein, dass alle Bewegungsbahnen an einem Hindernis enden. in diesem Fall wird der längsten Bewegungsbahn der Vorzug gegeben und das Fahrzeug automatisch über die Assistenzvorrichtung 13 vor dem Hindernis angehalten. Die Berücksichtigung des Integrals über den Abstand zwischen der Bewegungsbahn 21–23 und dem Fahrbahnrand/Hindernis 25–27 ermöglicht, dass das Fahrzeug so wert wie möglich rechts dem Fahrbahnrand 25, 26 folgt. Ziel ist es daher, das Integral minimal zu halten und gleichzeitig möglichst weit zu planen. Das integral über den Abstand zwischen der Bewegungsbahn 22 und dem Fahrbahnrand/Hindernis 25–27 ist in 2 exemplarisch schraffiert dargestellt. In dem in 2 gezeigten Beispiel würde die Bewegungsbahn 22 aus den Bewegungsbahnen 21–23 ausgewählt werden, da diese Bewegungsbahn 22 den geringsten Flächeninhalt bei maximal frei befahrbarer Länge xmax aufweist.
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In der vorhergehenden Beschreibung wurde eine Situation dargestellt, in welcher sich das Fahrzeug 10 in einem Rechtsverkehr bewegt. Demzufolge wurde eine rechte Fahrbahnbegrenzung erfasst und zur Orientierung verwendet. Die möglichen Bewegungsbahnen 21–23 werden daher in Abhängigkeit von der Fahrbahnbegrenzung 25–27 bestimmt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf Rechtsverkehr begrenzt, sondern in vergleichbarer Art und Weise auch für ein Fahrzeug im Linksverkehr verwendbar. Es ist klar, dass in diesem Fall eine linke Fahrbahnbegrenzung zu bestimmen ist und dementsprechend Abstandsflächen bzw. integrale zwischen der linken Fahrbahnbegrenzung und den Bewegungsbahnen zu bestimmen sind, um eine geeignete Bewegungsbahn auszuwählen.
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In den 3 und 4 wird eine weitere Situation gezeigt, in welcher das Fahrzeug 10 auf einer Straße mit einem unstetigen Fahrbahnrand 30 fährt. 3 zeigt eine erste mögliche Bewegungsbahn 31 für das Fahrzeug 10 und 4 zeigt eine zweite mögliche Bewegungsbahn 32 für das Fahrzeug 10. Beide mögliche Bewegungsbahnen 31, 32 führen das Fahrzeug 10 von der Ausgangsposition zu der Position 10'. Die mögliche Bewegungsbahn 31 ist beispielsweise eine B-Spline-Kurve und die mögliche Bewegungsbahn 32 beispielsweise eine Sigmoide. Da die schraffierte Fläche zwischen der Fahrbahnbegrenzung 30 und der Bewegungsbahn 31 größer ist als die schraffierte Fläche zwischen der Fahrbahnbegrenzung 30 und der Bewegungsbahn 32, wird die Vorrichtung 13 die Bewegungsbahn 32 auswählen, und diese an die Assistenzvorrichtung 13 übermitteln, damit das Fahrzeug 10 der Bewegungsbahn 32 folgt. Dadurch kann beispielsweise insbesondere in Städten erreicht werden, dass das Fahrzeug 10 dem sprunghaften unstetigen Verlauf des Fahrbahnrandes 30 sehr gut folgt.
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Die Kostenfunktion, welche eine Bewegungsbahn aus den mehreren möglichen Bewegungsbahnen auswählt, kann weitere Parameter berücksichtigen, beispielsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10. Bei niedrigen Geschwindigkeiten kann beispielsweise die Abstandsfläche zwischen der Bewegungsbahn und der Fahrbahnbegrenzung minimiert werden, wohingegen bei höheren Geschwindigkeiten maximale Lenkwinkeländerungen berücksichtigt werden können. Dadurch könnte beispielsweise bei höheren Geschwindigkeiten bei dem Beispiel der 3 und 4 die Bewegungsbahn 31 ausgewählt werden, wohingegen bei niedrigen Geschwindigkeiten die Bewegungsbahn 32 ausgewählt wird. Darüber hinaus kann auch ein Abstand der Bewegungsbahn zu dem Fahrbahnrand oder einem Hindernis parametrisiert werden, beispielsweise in Abhängigkeit einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10218010 A1 [0004]
- DE 102006034254 A1 [0005]
- EP 2116440 A1 [0006]
- EP 1286181 A1 [0007]
- WO 2007/065923 A1 [0008]