DE10307848A1 - Determination of the movement situation of a traffic object within the vicinity of a vehicle by measuring relative movement values and inputting the values to a computer mathematical model - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Bestimmung des Bewegungszustandes eines Verkehrsobjektes in der Umgebung eines Fahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 13.The invention relates to a Method and device for determining the state of motion a traffic object in the vicinity of a vehicle after the The preamble of claim 1 or 13.
Aus der Druckschrift
Der Wert der Beschleunigung kann
zwar bei Systemen wie in der
Problematisch ist jedoch, dass verschiedene Sensorsysteme für die Messung der Geschwindigkeiten bzw. der Beschleunigungen eingesetzt werden müssen. Hierbei können zeitliche Phasenverschiebungen zwischen den verschiedenen Sensorsystemen auftreten, die durch die numerische Differenziation noch verstärkt werden. Die Phasenverschiebungen stellen eine zusätzliche Fehlerquelle dar, die die Werte für die Geschwindigkeit und die Beschleunigung verschlechtern und die Fahrsicherheit beeinträchtigen können.However, the problem is that different sensor systems for the Measurement of the speeds or accelerations used Need to become. Here you can temporal phase shifts between the different sensor systems occur, which are reinforced by the numerical differentiation. The phase shifts represent an additional source of error that the values for the speed and the acceleration worsen and the Impair driving safety can.
Von diesem Stand der Technik ausgehend liegt der Erfindung das Problem zugrunde, den Bewegungszustand eines Verkehrsobjektes in der Umgebung eines Fahrzeuges mit hoher Genauigkeit zu ermitteln.Starting from this state of the art the invention is based on the problem, the state of motion of a traffic object in the vicinity of a vehicle with high accuracy.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. 13 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.This problem is inventively with the Characteristics of claim 1 or 13 solved. The subclaims give appropriate training on.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung des Bewegungszustandes eines Verkehrsobjektes in der Umgebung eines Fahrzeuges werden als Messgrößen die Beschleunigung des Fahrzeuges, der Relativabstand zwischen Fahrzeug und Verkehrsobjekt sowie zumindest eine Geschwindigkeitsgröße – insbesondere die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeuges und/oder die Relativgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug und Verkehrsobjekt – gemessen bzw. ermittelt. Bei Kenntnis dieser Größen können anschließend in einer Recheneinheit unter Zugrundelegung eines mathematischen Modells, insbesondere mittels eines Beobachtermodells, als Zustandsgröße wenigstens eine die Längsdynamik des Verkehrsobjektes beschreibende Größe wie z.B. dessen Fahrgeschwindigkeit und/oder dessen Beschleunigung als Absolutwerte berechnet werden. Mit Hilfe eines geeigneten Beobachtermodells werden die Messdaten aus den unterschiedlichen Messeinrichtungen fusioniert und es kann das unterschiedliche zeitliche Messverhalten der Messeinrichtungen über das dynamische Beobachtermodell korrigiert werden.In the method according to the invention for determining the state of motion of a traffic object in The surroundings of a vehicle are measured as the acceleration of the vehicle, the relative distance between the vehicle and the traffic object and at least a speed variable - especially the intrinsic speed of the vehicle and / or the relative speed between vehicle and traffic object - measured or determined. With knowledge of these sizes can subsequently in a computing unit based on a mathematical model, in particular by means of an observer model, as a state variable at least one the longitudinal dynamics the traffic object descriptive size such. its driving speed and / or its acceleration are calculated as absolute values. With With the help of a suitable observer model, the measured data will be displayed fused the different measuring equipment and it can do that different temporal measuring behavior of the measuring devices over the be corrected dynamic observer model.
Die die Längsdynamik des Verkehrsobjektes beschreibende Größe – insbesondere Fahrgeschwindigkeit bzw. Beschleunigung des Verkehrsobjekts – werden im Unterschied zu aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren nicht mehr algebraisch durch Addition der Eigengeschwindigkeit bzw. Eigenbeschleunigung des Fahrzeuges mit einem zugeordneten Relativwert zwischen Fahrzeug und Verkehrsobjekt berechnet, sondern im Beobachtermodell als absolute Größen ausgegeben. Hieraus ergibt sich der Vorteil, dass keine Phasenverschiebungen aus verschiedenen Messanordnungen in die berechneten Zustandsgrößen des Verkehrsobjektes einfließen, wodurch präzisere Ergebnisse für die Zustandsgrößen des Verkehrsobjektes erreicht werden können. Insbesondere durch numerische Differenziation erzeugte Störgrößen wie numerisches Rauschen können vermieden werden.The descriptive of the longitudinal dynamics of the traffic object Size - in particular Driving speed or acceleration of the traffic object - be in contrast to known from the prior art method no longer algebraic by adding the own velocity or Acceleration of the vehicle with an associated relative value calculated between vehicle and traffic object, but in the observer model issued as absolute sizes. This results in the advantage that no phase shifts from different measuring arrangements into the calculated state variables of Incorporate traffic object, which is more precise results for the state variables of Traffic object can be achieved. In particular by numerical Differentiation generated disturbances like numerical noise can be avoided.
Grundsätzlich reicht es aus, die Eigengeschwindigkeit sowie Eigenbeschleunigung des Fahrzeuges sowie den Relativabstand zum Verkehrsobjekt zu kennen, um mit Hilfe des Beobachtermodells die Fahrgeschwindigkeit und die Beschleunigung des Verkehrsobjektes zu ermitteln. Ein derartiges System ist beobachtbar.Basically, it is enough, the airspeed as well as the vehicle's own acceleration and the relative distance to the vehicle Traffic object to know, with the help of the observer model the Driving speed and the acceleration of the traffic object to determine. Such a system is observable.
Anstelle der Eigengeschwindigkeit des Fahrzeuges kann auch die Relativgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug und bewegtem Verkehrsobjekt gemessen bzw. ermittelt und dem mathematischen Beobachtermodell zugrunde gelegt werden. Desweiteren können sowohl die Eigengeschwindigkeit als auch die Relativgeschwindigkeit in das Beobachtermodell einfließen. Sowohl in alternativer als auch in kumulativer Formulierung ist das System beobachtbar.Instead of the vehicle's own speed, the relative speed between the vehicle and the moving traffic object can also be measured or determined and the mathematical Be model of care. Furthermore, both the airspeed and the relative velocity can be included in the observer model. In both alternative and cumulative formulations, the system is observable.
In das mathematische Modell eines Beobachters geht eine Beobachter- bzw. Verstärkungsmatrix ein, die die Güte der Approximation des Beobachterzustandes an den Systemzustand maßgebend bestimmt. Diese Verstärkungsmatrix kann gemäß einer ersten zweckmäßigen Ausführung durch Eigenwertvorgabe des Beobachtermodells festgelegt werden, wobei durch eine entsprechende Wahl der Eigenwerte das Beobachtermodell stabil gehalten werden kann. Alternativ kann die Verstärkungsmatrix des Beobachtermodells auch mit Hilfe eines Kalman-Filters ermittelt werden; hierfür können unter Berücksichtigung von vorzugebenden Matrizen für Messrauschen sowie für Systemrauschen rekursive, aus dem Stand der Technik bekannte Beziehungen zur Ermittlung der Verstärkungsmatrix eingesetzt werden.In the mathematical model of a Observers enter an observer or gain matrix, which determines the quality of the approximation of the observer state to the system state determines determined. This gain matrix can according to a first appropriate execution by Eigenwertvorgabe the observer model are set, where through an appropriate choice of eigenvalues the observer model can be kept stable. Alternatively, the gain matrix of the observer model also determined using a Kalman filter become; therefor can considering of prescribing matrices for Measurement noise as well as for System noise recursive relationships known in the art for determining the gain matrix be used.
Die Kenntnis des vollständigen Systemzustandes des Verkehrsobjektes, bei dem es sich insbesondere um ein vorausfahrendes oder um ein nachfolgendes Fahrzeug handelt, kann in Fahrerassistenzsystemen eingesetzt werden, derart, dass der Fahrer über die aktuelle Fahrsituation informiert wird und/oder der Fahrzustand des eigenen Fahrzeuges unter Berücksichtigung des Fahrzustandes des Verkehrsobjektes beeinflusst bzw. nach vorgegebenen Optimierungskriterien angepasst werden kann. Bei derartigen Fahrerassistenzsystemen handelt es sich beispielsweise und Notbremssysteme oder Abstandsregelsysteme, bei denen Fahrzeuge in geringem Abstand hintereinander fahren.The knowledge of the complete system state of the traffic object, which is in particular a preceding vehicle or a subsequent vehicle may be in driver assistance systems be used, such that the driver on the current driving situation is informed and / or the driving condition of their own vehicle consideration the driving condition of the traffic object influenced or according to predetermined optimization criteria can be adjusted. In such driver assistance systems act For example, and emergency braking systems or proximity control systems, in which vehicles drive a short distance behind each other.
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfasst eine Messeinrichtung, über die zumindest die eigene Beschleunigung des Fahrzeuges, der Relativabstand zwischen Fahrzeug und Verkehrsobjekt sowie mindestens eine Geschwindigkeitsgröße bestimmt werden kann. Des Weiteren ist der Einrichtung eine Recheneinheit zugeordnet, in der ein mathematisches Beobachtermodell abgelegt ist, in welchem unter Berücksichtigung der gemessenen Größen die Fahrgeschwindigkeit und die Beschleunigung des Verkehrsobjektes zu berechnen sind.The inventive device for carrying out the Method includes a measuring device on which at least one's own Acceleration of the vehicle, the relative distance between the vehicle and traffic object as well as at least one speed variable can be. Furthermore, the device is a computing unit in which a mathematical observer model is stored is in which considering the measured sizes the Driving speed and the acceleration of the traffic object to be calculated.
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:Further advantages and expedient designs are the further claims, the figure description and the drawings. Show it:
Die in
Mit Hilfe der Einrichtung
Die Einrichtung
Das in der Recheneinheit
Der zu schätzende Zustandsvektor x ist zweckmäßig als 4x1-Vektor aufgebaut und umfasst die Elemente wobei aobj die Beschleunigung und vobj die Geschwindigkeit des Verkehrsobjekts, vFz Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs und dobj den Relativabstand zwischen Fahrzeug und Verkehrsobjekt bezeichnet. Bei einem in dieser Weise aufgebauten Zustandsvektor nimmt die Systemmatrix A die Dimension 4x4 ein und besitzt folgenden Aufbau: The state vector x to be estimated is expediently constructed as a 4x1 vector and comprises the elements where a obj denotes the acceleration and v obj the speed of the traffic object , v Fz own vehicle speed and d obj the relative distance between the vehicle and the traffic object . In a state vector constructed in this way, the system matrix A occupies the dimension 4x4 and has the following structure:
Die Eingangsmatrix B besitzt die Dimension 4x1: The input matrix B has the dimension 4x1:
Der Eingangsvektor u hat die Dimension
1x1 und ist mit der gemessenen – oder
aus Messgrößen abgeleiteten – Beschleunigung
aFz des Fahrzeugs identisch:
Der Ausgangs- oder Messvektor y umfasst den Relativabstand dobj und mindestens eine der Geschwindigkeitsgrößen vFz (Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs) und vrel,obj (Relativgeschwindigkeit zwischen Fahrzeug und Verkehrsobjekt). Damit ist es möglich, den geschätzten Zustandsvektor k auf der Grundlage von Messwerten für die Beschleunigung aFz des Fahrzeugs, für den Relativabstand dobj und für wenigstens eine Geschwindigkeitsgröße zu berechnen.The output or measuring vector y comprises the relative distance d obj and at least one of the speed variables v Fz (vehicle's own speed) and v rel, obj (relative speed between vehicle and traffic object ). It is thereby possible to calculate the estimated state vector k on the basis of measured values for the acceleration a Fz of the vehicle, for the relative distance d obj and for at least one speed variable.
In der der Einrichtung nach
Daraus ergibt sich folgender Aufbau für die Ausgangsmatrix C mit der Dimension 2x4: sowie folgender Aufbau für die Verstärkungsmatrix K mit der Dimension 4x2: This results in the following structure for the output matrix C with the dimension 2x4: and the following structure for the gain matrix K with the dimension 4x2:
In der Einrichtung gemäß
In der der Einrichtung nach
Die Ausgangsmatrix C mit der Dimension 2x4 besitzt folgende Struktur: The starting matrix C with dimension 2x4 has the following structure:
Die Verstärkungsmatrix K mit der Dimension 4x2 besitzt den gleichen Aufbau wie im ersten Ausführungsbeispiel: The gain matrix K with the dimension 4x2 has the same construction as in the first embodiment:
Die Einrichtung nach
In der der Einrichtung nach
Dementsprechend besitzt die Ausgangsmatrix C nun die Dimension 3x4 mit folgendem Aufbau: Accordingly, the output matrix C now has the dimension 3x4 with the following structure:
Die Verstärkungsmatrix K hat jetzt die Dimension 4x3 mit folgendem Aufbau: The gain matrix K now has the dimension 4x3 with the following structure:
In allen drei Ausführungen
gemäß den
Bei der Methode der Eigenwertvorgabe
werden die Eigenwerte β1, β2, β3, β4 der Matrix
Gegebenenfalls kann in den vorbeschriebenen
Ausführungsbeispielen
auf die Fahrbeschleunigungs-Messeinrichtung
Claims (13)
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|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006081897A1 (en) * | 2005-02-02 | 2006-08-10 | Robert Bosch Gmbh | Safety system |
| DE102005043471A1 (en) * | 2005-09-13 | 2007-03-15 | Daimlerchrysler Ag | Vehicle-sided traffic-adaptive assistance system controlling method for use in control device, involves evaluating two spatially and/or temporally sections of road from environment information and selecting parameters for controlling system |
| DE102009050777A1 (en) | 2009-10-27 | 2010-06-17 | Daimler Ag | Method for determining parameter characterizing motor vehicle or condition of vehicle, involves determining control parameter influencing driving direction of motor vehicle, where parameter regulates steered wheel of vehicle |
-
2003
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006081897A1 (en) * | 2005-02-02 | 2006-08-10 | Robert Bosch Gmbh | Safety system |
| US8108107B2 (en) | 2005-02-02 | 2012-01-31 | Robert Bosch Gmbh | Safety system |
| DE102005043471A1 (en) * | 2005-09-13 | 2007-03-15 | Daimlerchrysler Ag | Vehicle-sided traffic-adaptive assistance system controlling method for use in control device, involves evaluating two spatially and/or temporally sections of road from environment information and selecting parameters for controlling system |
| DE102009050777A1 (en) | 2009-10-27 | 2010-06-17 | Daimler Ag | Method for determining parameter characterizing motor vehicle or condition of vehicle, involves determining control parameter influencing driving direction of motor vehicle, where parameter regulates steered wheel of vehicle |
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