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GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein aktives System für ein Fahrzeug und insbesondere auf ein aktives Fahrzeugsystem, das das Verhalten eines oder mehrerer Fahrzeuge in der Umgebung überwacht und den Betrieb eines Host-Fahrzeugs dementsprechend ändert, anpasst und/oder steuert.
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HINTERGRUND
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Beim Fahren eines Fahrzeugs kann das Verhalten der Fahrzeuge in der Umgebung manchmal als Vorschau oder Warnung hinsichtlich unbemerkter Gefahren auf der Straße fungieren. Wenn beispielsweise ein vorausfahrendes Fahrzeug plötzlich ausschert, um einem großen Schlagloch oder einer Verschmutzung auf der Straße auszuweichen, kann dies als Warnung für nachfolgende Fahrzeuge, dass eine unbemerkte Gefahr vorliegt, für die Vorbereitungen getroffen werden sollten, auch wenn sich die Gefahr aktuell nicht in dem Sichtfeld der nachfolgenden Fahrzeuge befindet, fungieren. Es gibt auch andere Beispiele, bei denen das Verhalten der Fahrzeuge in der Umgebung - seien es vorausfahrende Fahrzeuge vor einem Host-Fahrzeug oder Fahrzeuge auf den Seiten, die ein Host-Fahrzeug umgeben - nützlich sein kann, um bevorstehende Situationen vorherzusagen und vorzubereiten, die nicht direkt durch das Host-Fahrzeug erfasst werden können. Dies kann insbesondere gelten, wenn das Host-Fahrzeug in einem Typ von autonomem oder semiautonomem Fahrmodus betrieben wird, wie beispielsweise einem, der durch Systeme eines adaptiven Tempomaten, Spurmittenführungssysteme, Systeme eines automatischen Spurwechsels, Systeme eines auf Schnellstraßen beschränkten autonomen Fahrens etc. eingesetzt wird.
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US 2003 / 0 187 578 A1 offenbart ein Verfahren zur Verbesserung der Fahrzeugbedienerunterstützung. Hierbei werden Daten des Fahrzeugs und Daten bezüglich Beziehungen zu anderen Fahrzeugen erfasst. Die Daten werden verarbeitet, um Variablen für eine Bewertung zu erhalten. Anhand der Variablen wird ein Steuereingang empfohlen. Zudem erfolgt eine Simulation bzw. Vorhersage bezüglich des zukünftigen Verhaltens verschiedener Hindernisfahrzeuge für verschiedene mögliche Steuereingänge für das Fahrzeug im Hinblick auf verschiedene vom Fahrer gewünschte Fahrweisen. Weiterer Stand der Technik ist aus
DE 10 2005 051 597 A1 ,
DE 101 59 658 A1 und
DE 10 2010 012 954 A1 bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Steuern eines Host-Fahrzeugs bereitzustellen.
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Zur Lösung der Aufgabe ist ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgesehen. Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Steuern eines Host-Fahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren kann die Schritte umfassen, dass: (a) Zielfahrzeugauslesungen von einem oder mehreren Zielfahrzeugsensor(en) empfangen werden, der/die einen Bereich um das Host-Fahrzeug herum überwacht/überwachen; (b) die Zielfahrzeugauslesungen verwendet werden, um zu ermitteln, ob sich ein oder mehrere Zielfahrzeug(e) aktuell in dem Bereich um das Host-Fahrzeug herum befindet/befinden; (c) wenn sich aktuell mehrere Zielfahrzeuge in dem Bereich um das Host-Fahrzeug herum befinden, die Zielfahrzeugauslesungen verwendet werden, um das Verhalten der Zielfahrzeuge zu bewerten; und (d) das bewertete Verhalten der Zielfahrzeuge verwendet wird, um einer Gefahr auf dem bevorstehenden Straßensegment auszuweichen, ohne die Gefahr direkt mit dem einen oder den mehreren Zielfahrzeugsensor(en) zu erfassen. Schritt (c) umfasst ferner, dass das Verhalten mehrerer vorausfahrender Zielfahrzeuge bewertet wird, die sich vor dem Host-Fahrzeug befinden, indem Manöver der vorausfahrenden Zielfahrzeuge identifiziert werden, wobei die Manöver der vorausfahrenden Zielfahrzeuge in der Form identifiziert werden, dass die vorausfahrenden Zielfahrzeuge ausscheren, um einem Objekt auf dem bevorstehenden Straßensegment auszuweichen. Schritt (d) umfasst ferner, dass die Manöver der vorausfahrenden Zielfahrzeuge verwendet werden, um eine präventive Reaktion zu entwickeln, die der Gefahr auf dem bevorstehenden Straßensegment ausweicht, wobei die präventive Reaktion bewirkt, dass das Host-Fahrzeug automatisch die Manöver der vorausfahrenden Zielfahrzeuge kopiert, nachahmt oder auf andere Weise nachbildet, sodass das Host-Fahrzeug dem Objekt ebenfalls ausweicht, und wobei die präventive Reaktion hinsichtlich eines Durchschnitts der Bewegungen der vorausfahrenden Zielfahrzeuge modelliert wird.
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Ein Verfahren zum Steuern eines Host-Fahrzeugs kann die Schritte umfassen, dass: (a) Zielfahrzeugauslesungen von einem oder mehreren Zielfahrzeugsensor(en) verwendet werden, um einen Beobachtungsbereich um das Host-Fahrzeug herum herzustellen; (b) das Verhalten eines oder mehrerer Zielfahrzeugs/e in dem Beobachtungsbereich durch Identifizieren eines oder mehrerer Fahrzeugmanöver analysiert wird; (c) das/die Fahrzeugmanöver entweder als Vorausfahrmanöver oder als Umgebungsmanöver kategorisiert wird/werden, wobei ein Vorausfahrmanöver ein Manöver von einem Zielfahrzeug, das sich vor dem Host-Fahrzeug befindet, betrifft und ein Umgebungsmanöver ein Manöver von einem Zielfahrzeug, das sich auf einer Seite des Host-Fahrzeugs befindet, betrifft; und (d) eine präventive Reaktion für das Host-Fahrzeug auf der Grundlage der Fahrzeugmanöverkategorie erzeugt wird, wobei die präventive Reaktion eine automatische Beschleunigung, Geschwindigkeitsverringerung und/oder Lenkung des Host-Fahrzeugs bewirkt, während das Host-Fahrzeug in einem autonomen oder semiautonomen Modus gefahren wird.
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Ein Verfahren zum Steuern eines Host-Fahrzeugs kann die Schritte umfassen, dass: (a) Zielfahrzeugauslesungen von einem oder mehreren Zielfahrzeugsensor(en) verwendet werden, um einen Beobachtungsbereich um das Host-Fahrzeug herum herzustellen; (b) das Verhalten mehrerer Zielfahrzeuge in dem Beobachtungsbereich analysiert wird, wobei sich zumindest einige der Zielfahrzeuge auf den Seiten des Host-Fahrzeugs befinden; (c) das Verhalten der mehreren Zielfahrzeuge verwendet wird, um eine präventive Reaktion für das Host-Fahrzeug zu entwickeln, wobei die präventive Reaktion automatisch die seitliche und/oder Längsposition des Host-Fahrzeugs steuert und entworfen ist, um das Host-Fahrzeug in die mehreren Zielfahrzeuge zu integrieren; und (d) Befehlssignale, die die präventive Reaktion darstellen, an ein oder mehrere Steuermodul(e) in dem Host-Fahrzeug gesendet werden, so dass die seitliche und/oder Längsposition des Host-Fahrzeugs automatisch gesteuert werden kann.
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Figurenliste
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Hierin nachfolgend werden bevorzugte beispielhafte Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:
- 1 eine schematische Ansicht ist, die ein Host-Fahrzeug zeigt, das ein beispielhaftes aktives Fahrzeugsystem umfasst und von verschiedenen anderen Fahrzeugen umgeben ist;
- 2 ein Flussdiagramm ist, das einige der Schritte eines beispielhaften Verfahrens darstellt, das verwendet werden kann, um ein Host-Fahrzeug, wie beispielsweise das in 1 gezeigte, zu steuern; und
- 3 - 7 schematische Ansichten sind, die eine Anzahl von verschiedenen Situationen oder Szenarien demonstrieren, die die Verwendung des in 2 gezeigten Verfahrens erfordern können.
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BESCHREIBUNG
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Das hierin beschriebene aktive Fahrzeugsystem kann an einem Host-Fahrzeug eingebaut sein und kann das Verhalten eines oder mehrerer Fahrzeuge in der Umgebung überwachen, um eine bevorstehende Gefahr auf der Straße vorherzusagen oder vorauszusehen - sei es ein Objekt auf der Straße oder ein Verkehrsereignis oder irgendetwas anderes - und um auf solch eine Gefahr zu reagieren, auch in Situationen, in denen die Gefahr nicht direkt durch das Host-Fahrzeug erfasst werden kann. Bei einer beispielhaften Ausführungsform überwacht das aktive Fahrzeugsystem einen Bereich um das Host-Fahrzeug herum, während es gefahren wird, und sucht es nach dem Vorhandensein eines oder mehrerer Zielfahrzeuge. Wenn Zielfahrzeuge detektiert werden, kann das aktive Fahrzeugsystem deren Verhalten bewerten, deren Verhalten in eine mehrerer Kategorien klassifizieren, und unter der Annahme, dass deren Verhalten einen Typ von bevorstehender Gefahr andeutet, kann das aktive Fahrzeugsystem eine geeignete präventive Reaktion entwickeln. Diese Reaktion kann das Nachahmen, Kopieren und/oder Integrieren des Verhaltens der Zielfahrzeuge in der Umgebung gemäß sogenannten „Schwarm“-Techniken, um die Auswirkungen der ansonsten unbemerkten Gefahr zu vermeiden oder zumindest zu vermindern, umfassen.
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Mit Bezug auf 1 ist eine allgemeine und schematische Ansicht eines beispielhaften aktiven Fahrzeugsystems 10 gezeigt, das in einem Host-Fahrzeug 12 eingebaut ist, wobei das System das Verhalten eines oder mehrerer Zielfahrzeuge 14, 16 in der Umgebung detektiert, überwacht und/oder bewertet und auf deren Verhalten dementsprechend reagiert. Es sei angemerkt, dass, auch wenn 1 nur zwei Zielfahrzeuge zeigt, das aktive Fahrzeugsystem 10 in anderen Situationen verwendet werden kann, die Situationen mit mehr oder weniger Zielfahrzeugen und Situationen umfassen, bei denen sich die Zielfahrzeuge vor dem, auf einer oder beiden Seiten des und/oder hinter dem Host-Fahrzeug(s) befinden. Es sei auch angemerkt, dass das vorliegende System mit einem beliebigen Typ von Fahrzeug einschließlich herkömmlicher Fahrzeuge, Hybridelektrofahrzeuge (HEVs), Elektrofahrzeuge mit verlängerter Reichweite (EREVs), Batterieelektrofahrzeuge (BEVs), Motorräder, Personenkraftwagen, Geländefahrzeuge (SUVs), Crossover-Fahrzeuge, Lastkraftwagen, Lieferwagen, Busse, Freizeitfahrzeuge (RVs) etc. verwendet werden kann. Dies sind lediglich einige der möglichen Anwendungen, da das hierin beschriebene System und Verfahren nicht auf die in 1 - 7 gezeigten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt sind und auf eine beliebige Anzahl von verschiedenen Arten realisiert werden könnten.
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Gemäß einem Beispiel umfasst das aktive Fahrzeugsystem 10 Host-Fahrzeugsensoren 20 - 28, Zielfahrzeugsensoren 30 - 36, ein Navigationsmodul 40 und ein Steuermodul 50 und ist es entworfen, um mit einem Motorsteuermodul 70, einem Bremssteuermodul 80 und/oder einem Lenksteuermodul 90 in Interaktion zu stehen.
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Eine beliebige Anzahl von verschiedenen Sensoren, Komponenten, Einrichtungen, Modulen, Systemen etc. kann dem aktiven Fahrzeugsystem 10 eine Information oder einen Eingang bereitstellen, die oder der durch das vorliegende Verfahren verwendet werden kann. Diese umfassen beispielsweise die beispielhaften in 1 gezeigten Sensoren sowie andere Sensoren, die in der Technik bekannt sind, jedoch hier nicht gezeigt sind. Es sei angemerkt, dass die Host-Fahrzeugsensoren 20 - 28, die Zielfahrzeugsensoren 30 - 36 sowie jeder andere Sensor, der Teil des Systems 10 ist und/oder durch dieses verwendet wird, in Hardware, Software, Firmware oder einer Kombination hiervon ausgeführt sein können. Diese Sensoren können die Zustände, für die sie vorgesehen sind, direkt erfassen oder messen, oder sie können solche Zustände auf der Grundlage einer Information, die durch andere Sensoren, Komponenten, Einrichtungen, Module, Systeme, etc. bereitgestellt wird, indirekt bewerten. Ferner können diese Sensoren direkt mit dem Steuermodul 50 gekoppelt sein, indirekt über andere elektronische Einrichtungen, einen Fahrzeugkommunikationsbus, ein Netzwerk etc. gekoppelt sein oder gemäß einer anderen in der Technik bekannten Anordnung gekoppelt sein. Diese Sensoren können in einer anderen Fahrzeugkomponente, einer anderen Fahrzeugeinrichtung, einem anderen Fahrzeugmodul, einem anderen Fahrzeugsystem etc. integriert sein (z.B. Sensoren, die bereits Teil eines Motorsteuermoduls (ECM), Traktionssteuersystems (TCS), elektronischen Stabilitätssteuersystems (ESC-Systems), Antiblockiersystems (ABS) etc. sind), sie können (wie schematisch in 1 gezeigt) selbständige Komponenten sein oder sie können gemäß einer anderen Anordnung bereitgestellt sein. Es ist möglich, dass irgendeine der verschiedenen nachstehend beschriebenen Sensorauslesungen durch eine andere Komponente, eine andere Einrichtung, ein anderes Modul, ein anderes System etc. in dem Host-Fahrzeug 12 bereitgestellt wird, anstatt direkt durch ein tatsächliches Sensorelement bereitgestellt zu werden. In einigen Fällen könnten mehrere Sensoren eingesetzt werden, um einen einzelnen Parameter zu erfassen (z.B. um eine Redundanz bereitzustellen). Es sei angemerkt, dass die vorstehenden Szenarien lediglich einige der Möglichkeiten darstellen, da das aktive Fahrzeugsystem 10 nicht auf irgendeinen bestimmten Sensor oder irgendeine bestimmte Sensoranordnung beschränkt ist und eine beliebige geeignete Ausführungsform verwendet werden kann.
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Die Host-Fahrzeugsensoren 20 - 28 stellen dem aktiven Fahrzeugsystem 10 Host-Fahrzeugauslesungen oder eine andere Information bereit, die das Host-Fahrzeug 12 betrifft und durch das vorliegende Verfahren verwendet werden kann. Bei einer Ausführungsform erzeugen die Host-Fahrzeugsensoren 20 - 26 Auslesungen, die die Position, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Host-Fahrzeugs 12 darstellen, während der Host-Fahrzeugsensor 28 Auslesungen bereitstellt, die eine Fahrzeugdynamik wie Querbeschleunigung, Gierrate etc. darstellen. Die Host-Fahrzeugsensoren 20 - 28 können eine Vielzahl von verschiedenen Sensoren und Erfassungstechniken verwenden, die jene umfassen, die die Raddrehzahl, die Geschwindigkeit über dem Boden, die Fahrpedalstellung, die Gangwahlhebelauswahl, den Tachometer, die Motordrehzahl, die Motorausgabe und die Drosselklappenstellung, nur um einige zu nennen, verwenden. Bei dem in 1 gezeigten Beispiel sind die einzelnen Raddrehzahlsensoren 20 - 26 mit jedem der vier Räder des Host-Fahrzeugs gekoppelt und berichten sie separat die Rotationsgeschwindigkeit der vier Räder. Fachleute werden erkennen, dass diese Sensoren gemäß optischen, elektromagnetischen oder anderen Technologien arbeiten können, und dass andere Parameter aus den Geschwindigkeitsauslesungen abgeleitet oder berechnet werden können, wie beispielsweise die Längsbeschleunigung. Bei einer anderen Ausführungsform ermitteln die Host-Fahrzeugsensoren 20 - 26 die Fahrzeuggeschwindigkeit relativ zum Boden dadurch, dass sie Radar-, Laser- und/oder andere Signale in Richtung bekannter stationärer Objekte lenken und die reflektierten Signale analysieren, oder dadurch, dass sie die Rückkopplung von einem Navigationsmodul 40 einsetzen, das Fähigkeiten eines Systems einer globalen Positionsbestimmung (GPS) aufweist. Der Fahrzeugdynamiksensor 28 kann unter einem der Vordersitze oder an einem beliebigen anderen geeigneten Ort in dem Host-Fahrzeug 12 angebracht sein und erfasst die Fahrzeugdynamik, wie beispielsweise Querbeschleunigung und Gierrate des Fahrzeugs. Wie oben erwähnt können die Host-Fahrzeugsensoren 20 - 26 Teil einer anderen Einrichtung, eines anderen Moduls, eines anderen Systems etc. wie eines Antiblockiersystems (ABS) sein.
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Die Zielfahrzeugsensoren 30 - 36 liefern dem aktiven Fahrzeugsystem 10 Zielfahrzeugauslesungen oder eine andere Information, die ein oder mehrere Zielfahrzeuge betrifft und durch das vorliegende Verfahren verwendet werden kann. Bei einem Beispiel erzeugen die Zielfahrzeugsensoren 30 - 36 Zielfahrzeugauslesungen, die die Position, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung der Zielfahrzeuge 14, 16 darstellen. Diese Auslesungen können absoluter Natur sein (z.B. eine Zielfahrzeuggeschwindigkeits- oder -beschleunigungsauslesung) oder sie können relativer Natur sein (z.B. eine Relativgeschwindigkeits- oder -beschleunigungsauslesung, die die Differenz zwischen einer Ziel- und einer Host-Fahrzeugbeschleunigung umfasst, oder eine Relativdistanzauslesung, die die Entfernung oder Distanz zwischen dem Host- und Zielfahrzeug umfasst). Jeder der Zielfahrzeugsensoren 30 - 36 kann ein einzelner Sensor oder eine Kombination von Sensoren sein und kann eine Lichtortungs- und Abstandsmessungseinrichtung (LIDAR-Einrichtung), eine Funkortungs- und Abstandsmessungseinrichtung (RADAR-Einrichtung), eine Bilderkennungseinrichtung (z.B. Kamera etc.), eine Fahrzeug-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung oder eine Kombination hiervon umfassen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform umfasst der Zielfahrzeugsensor 30 eine vorwärts gerichtete Fernbereichs-RADAR- oder -LIDAR-Einrichtung, die an der Vorderseite des Fahrzeugs, wie beispielsweise an der Frontstoßstange oder hinter dem Kühlergrill, angebracht ist und einen Bereich überwacht, der sich etwa 100 m vor dem Host-Fahrzeug erstreckt und die Host-Fahrzeugspur plus eine oder zwei Spuren auf jeder Seite der Host-Spur umfasst. Ähnliche Typen von Sensoren können für einen nach hinten gerichteten Zielfahrzeugsensor 34, der an der Rückseite des Fahrzeugs, wie beispielsweise der hinteren Stoßstange oder der Heckscheibe, angebracht ist, und für laterale oder seitwärts gerichtete Zielfahrzeugsensoren 32 und 36 verwendet werden, die an jeder Seite des Fahrzeugs (z.B. Fahrer- und Beifahrerseite) angebracht sind; diese Sensoren können jedoch eine kleinere Reichweite umfassen als ihr nach vorn gerichtetes Gegenstück. Es könnte eine Kamera oder eine andere Sichteinrichtung in Verbindung mit solchen Sensoren verwendet werden. Es sind auch andere Ausführungsformen möglich.
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Das Navigationsmodul 40 verwendet die aktuelle Position des Host-Fahrzeugs 12, um eine Vielzahl von navigationsbezogenen Diensten bereitzustellen, die Dienste und Informationen umfassen, die dem aktiven Fahrzeugsicherheitssystem 10 bereitgestellt werden. In Abhängigkeit von der bestimmten Ausführungsform kann das Navigationsmodul 40 eine unabhängige Komponente sein oder kann es in einer anderen Komponente oder einem anderen System in dem Fahrzeug integriert sein. Das Navigationsmodul kann eine beliebige Kombination von anderen Komponenten, Einrichtungen, Modulen etc. wie eine Telematikeinheit oder eine GPS-Einheit umfassen und kann die aktuelle Position des Fahrzeugs und Straßen- oder Kartendaten verwenden, um ein bevorstehendes Straßensegment zu bewerten. Beispielsweise kann das Navigationsmodul 40 die Anzahl von Spuren auf einem Straßensegment, auf dem das Host-Fahrzeug 12 aktuell fährt, bewerten und ermitteln, kann es den Status des Stra-ßensegments bewerten (z.B. gibt es ein Spurende, eine Baustelle, starken Verkehr etc.), oder kann es ermitteln, ob eine abrupte Änderung auf dem Straßensegment vorliegt (z.B. eine Gabelung der Straße, eine scharfe Kurve etc.), nur um einige Möglichkeiten zu nennen. Dieser Typ von navigationsbezogener Information kann dem Steuermodul 50 geliefert werden, so dass sie durch das vorliegende Verfahren berücksichtigt werden kann, wie es ausführlicher erklärt wird. Es ist auch möglich, dass das Navigationsmodul 40 einen Typ von Benutzerschnittstelle aufweist, so dass eine Information verbal, visuell oder auf andere Weise zwischen dem Navigationsmodul und dem Fahrer ausgetauscht werden kann.
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Das Steuermodul 50 kann eine beliebige Vielzahl von elektronischen Verarbeitungseinrichtungen, Speichereinrichtungen, Eingabe/AusgabeEinrichtungen (I/O-Einrichtungen) und/oder andere bekannte Komponenten umfassen und kann verschiedene steuer- und/oder kommunikationsbezogene Funktionen durchführen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Steuermodul 50 eine elektronische Speichereinrichtung 52, die verschiedene Sensorauslesungen (z.B. Sensorauslesungen von den Sensoren 20 - 28 und 30 - 36), Nachschlagetabellen oder andere Datenstrukturen, Algorithmen (z.B. den Algorithmus, der in dem nachstehend beschriebenen beispielhaften Verfahren ausgeführt ist) etc. speichert. Die Speichereinrichtung 52 kann auch geeignete Eigenschaften und eine Hintergrundinformation bezüglich des Host-Fahrzeugs 12 speichern, wie beispielsweise eine Information bezüglich Stoppdistanzen, Geschwindigkeitsverringerungsgrenzen, Temperaturgrenzen, Feuchtigkeits- oder Niederschlagsgrenzen, Fahrgewohnheiten oder anderer Fahrerverhaltens- oder Verlaufsdaten etc. Das Steuermodul 50 kann auch eine elektronische Verarbeitungseinrichtung 54 (z.B. einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) etc.) umfassen, die Anweisungen für Software, Firmware, Programme, Algorithmen, Skripte, Anwendungen etc. ausführt, die in der Speichereinrichtung 52 gespeichert sind und die hierin beschriebenen Prozesse und Verfahren überwachen können. Das Steuermodul 50 kann elektronisch mit anderen Fahrzeugeinrichtungen, Fahrzeugmodulen und Fahrzeugsystemen über geeignete Fahrzeugkommunikationen verbunden sein und kann mit ihnen in Interaktion treten, wenn es erforderlich ist. Dies sind natürlich nur einige der möglichen Anordnungen, Funktionen und Fähigkeiten des Steuermoduls 50, da auch andere Ausführungsformen verwendet werden könnten.
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In Abhängigkeit von der bestimmten Ausführungsform kann das Steuermodul 50 ein unabhängiges Fahrzeugelektronikmodul (z.B. ein Sensorcontroller, ein Objektdetektionscontroller, ein Sicherheitscontroller etc.) sein, kann es in einem anderen Fahrzeugelektronikmodul (z.B. einem Steuermodul für aktive Sicherheit, einem Bremssteuermodul, einem Lenksteuermodul, einem Motorsteuermodul etc.) einbezogen oder umfasst sein oder kann es Teil eines größeren Netzwerks oder Systems (z.B. eines Systems für aktive Sicherheit, eines Traktionssteuersystems (TCS), eines elektronischen Stabilitätssteuersystems (ESC-Systems), eines Antiblockiersystems (ABS), eines Systems eines auf Schnellstraßen beschränkten autonomen Fahrens, eines Systems eines adaptiven Tempomaten, eines Spurverlassenswarnsystems etc.) sein, nur um einige Möglichkeiten zu nennen. Das Steuermodul 50 ist nicht auf irgendeine bestimmte Ausführungsform oder Anordnung beschränkt.
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Wie oben erwähnt kann das aktive Fahrzeugsystem 10 mit einer Anzahl von anderen Komponenten, Einrichtungen, Modulen und/oder Systemen an dem Host-Fahrzeug 12 in Interaktion stehen, die das Motorsteuermodul 70, das Bremssteuermodul 80 und/oder das Lenksteuermodul 90 umfassen. Nachdem das aktive Fahrzeugsystem 10 ein oder mehrere Zielfahrzeuge in dem Umgebungsbereich detektiert hat und deren Verhalten bewertet hat, kann das System Befehlssignale erzeugen und an die Steuermodule 70, 80 und/oder 90 senden, so dass unbemerkten Gefahren auf der bevorstehenden Straße ausgewichen werden kann. Als nicht einschränkendes Beispiel kann das Steuermodul 50 aus einem plötzlichen Ausscheren durch das Zielfahrzeug 14 ermitteln, dass es ein unbemerktes Schlagloch oder eine unbemerkte Verschmutzung auf der Straße gibt und kann es in Ansprechen hierauf Befehlssignale für das Lenksteuermodul 90 erzeugen, die bewirken, dass das Lenkmodul automatische Lenkmanöver durchführt, die mit jenen des Zielfahrzeugs 14 übereinstimmen oder diese nachahmen, so dass die unbemerkte Gefahr abgewandt werden kann. Ähnliche Befehlssignale könnten durch das Steuermodul 50 erzeugt und an das Motorsteuermodul 70 und/oder das Bremssteuermodul 80 geliefert werden, die bewirken, dass diese jeweils automatische Beschleunigungs- und/oder Bremsmanöver durchführen. Einige Beispiele solcher Steuermodule, die insbesondere bei dem beispielhaften System 10 nützlich sein können, umfassen jene, die Drive-by-Wire-, Brake-by-Wire- und Steer-by-Wire-Technologien verwenden. Die Steuermodule 70, 80 und/oder 90 sind nicht auf irgendeine bestimmte Ausführungsform oder Anordnung beschränkt, da ein beliebiges geeignetes Modul verwendet werden kann.
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Wieder sollen die vorstehende Beschreibung des beispielhaften aktiven Fahrzeugsystems 10 und die Zeichnung in 1 nur eine mögliche Ausführungsform darstellen und ist die Verwendung des folgenden Verfahrens nicht nur auf dieses System begrenzt. Stattdessen kann jede Anzahl von anderen Systemanordnungen, -kombinationen und -architekturen einschließlich jener, die sich erheblich von der in 1 gezeigten unterscheiden, verwendet werden.
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Nun auf 2 Bezug nehmend ist ein beispielhaftes Verfahren 100 gezeigt, das mit dem aktiven Fahrzeugsystem 10 verwendet werden kann, um das Verhalten eines oder mehrerer Zielfahrzeuge in der Umgebung zu überwachen und zu bewerten und um deren Verhalten zu verwenden, um ein Host-Fahrzeug durch präventives Reagieren auf bevorstehende Gefahren auf der Straße, die ansonsten unbemerkt wären, zu steuern. Wie zuvor erwähnt sind einige Gefahren aufgrund der Natur der Gefahr (z.B. einige Schlaglöcher oder andere Fahrbahnunterbrechungen können durch bestimmte Typen von Sensoren nicht detektiert werden) oder da die Gefahr aktuell verdeckt ist (z.B. ein Zielfahrzeug kann die Sicht des Host-Fahrzeugs auf eine Verschmutzung auf der Straße blockieren) für das Host-Fahrzeug 12 nicht detektierbar. In solchen Fällen kann es hilfreich sein, das Verhalten der Zielfahrzeuge in der Umgebung mit dem Bestreben, die ansonsten unbemerkten Gefahren zu detektieren und darauf zu reagieren, zu beobachten und zu analysieren. Es sei angemerkt, dass der Begriff „Gefahr“, wie er hierin verwendet wird, einen beliebigen Typ von Fahrbahnmerkmal (z.B. ein Schlagloch, einen Riss, einen Bordstein, ein Gitter etc.), Objekt auf der Straße (z.B. einen Lastwagenreifen, einen heruntergefallenen Ast eines Baums oder eine andere Verschmutzung, einen Fußgänger, einen Fahrradfahrer etc.), Verkehrsereignis (z.B. ein Spurende, eine Spurvereinigung, eine Spurverengung, eine Spurverschiebung etc.) oder ein beliebiges anderes Element auf der Straße, das typischerweise einen Typ von Ausweichreaktion durch einen Fahrer hervorrufen würde, umfassen kann.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform wird das Verfahren 100 verwendet, wenn das Host-Fahrzeug 12 bereits in einem Typ von autonomem oder semiautonomem Fahrmodus betrieben wird (z.B. Fahrmodi, die durch Systeme eines adaptiven Tempomaten, Systeme eine automatischen Spurwechsels, Systeme eines auf Schnellstraßen beschränkten autonomen Fahrens etc. eingesetzt werden), dies ist jedoch nicht notwendig, da das Verfahren auch in nicht autonomen Fahrmodi verwendet werden kann. Einige der präventiven oder voraussehenden Reaktionen, die durch das Verfahren 100 entwickelt werden, bewirken, dass das Host-Fahrzeug 12 automatisch bestimmte Fahrmanöver durchführt, wie beispielsweise jene, die mit einer Beschleunigung, einer Geschwindigkeitsverringerung und/oder einem Lenken in Verbindung stehen. Diese Typen von automatischen oder automatisierten Fahrmanövern eignen sich gut für autonome oder semiautonome Fahrmodi. Wenn ein autonomer oder semiautonomer Fahrmodus eine Voraussetzung für das Verfahren 100 ist, kann das Verfahren überprüfen, ob solch ein Modus eingeschaltet ist, bevor die Schritte von 2 durchgeführt werden.
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Beginnend mit Schritt 110 empfängt das Verfahren verschiedene Auslesungen von einer Vielzahl von Host- und/oder Zielfahrzeugsensoren. Diese unterschiedlichen Auslesungen können auf einer regelmäßigen oder periodischen Basis gesammelt oder auf andere Weise erhalten werden, sie können in Ansprechen auf eine Anforderung durch ein Steuermodul 50 oder eine andere Einrichtung erhalten werden, oder sie können auf eine andere geeignete Weise empfangen werden. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform von Schritt 110 werden Host-Fahrzeuggeschwindigkeitsauslesungen von den Raddrehzahlsensoren 20 - 26 empfangen, werden Host-Fahrzeugdynamikauslesungen von dem Fahrzeugdynamiksensor 28 empfangen und werden Zielfahrzeugdistanz-, -geschwindigkeits- und/oder -beschleunigungsauslesungen von den Zielfahrzeugsensoren 30 - 36 empfangen; jede Kombination der oben aufgelisteten Auslesungen kann an dem Steuermodul 50 empfangen werden. Durch Anordnen der Zielfahrzeugsensoren 30 - 36 um das Host-Fahrzeug herum kann das Verfahren einen Beobachtungsbereich oder eine Beobachtungszone um das Host-Fahrzeug herum herstellen, um ein oder mehrere Zielfahrzeuge zu detektieren und deren Verhalten zu bewerten. Die bestimmten Abmessungen und andere Eigenschaften des Beobachtungsbereichs können variieren, umfassen jedoch gemäß einem Beispiel zumindest Bereiche vor dem Host-Fahrzeug und auf dessen Fahrer- und Beifahrerseite und werden hergestellt, während das Host-Fahrzeug fährt.
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Schritt 114 verwendet dann die Zielfahrzeugauslesungen, um zu ermitteln, ob sich aktuell ein oder mehrere Zielfahrzeuge um das Host-Fahrzeug herum befinden. Wenn aktuell keine Zielfahrzeuge in dem Beobachtungsbereich, der das Host-Fahrzeug 12 umgibt, vorhanden sind, springt das Verfahren in einer Schleife zurück zu Schritt 110 für eine fortgesetzte Überwachung. Wenn sich jedoch ein oder mehrere Zielfahrzeuge in dem Beobachtungsbereich befinden, fährt das Verfahren mit dem nächsten Schritt fort, so dass deren Verhalten bewertet und möglicherweise verwendet werden kann, um dem Host-Fahrzeug dabei zu helfen, einer unbemerkten Gefahr auf dem bevorstehenden Straßensegment auszuweichen.
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Als Nächstes verwendet Schritt 120 die Zielfahrzeugauslesungen, um das Verhalten eines oder mehrerer Zielfahrzeuge zu bewerten, und dies kann auf eine Anzahl von verschiedenen Arten erfolgen. Wie oben erwähnt kann das Verhalten der Zielfahrzeuge in der Umgebung analysiert und verwendet werden, um das Vorhandensein einer ansonsten nicht detektierten Gefahr auf dem bevorstehenden Straßensegment zu detektieren und in einigen Fällen eine geeignete präventive Reaktion zu entwickeln. Die Analyse, die in Schritt 120 stattfindet, kann eine beliebige geeignete Technik umfassen und kann verwendet werden, um die Fragen zu beantworten, die in einem oder mehreren nachfolgenden Schritten gestellt werden. Allgemein ausgedrückt kann Schritt 120 das Verhalten der Zielfahrzeuge bewerten, indem bestimmte Fahrzeugmanöver identifiziert werden und jene Manöver in eine mehrerer Kategorien klassifiziert werden, so dass eine geeignete präventive oder voraussehende Reaktion entwickelt und ausgeführt werden kann. Einige mögliche Manöverkategorien umfassen: Vorausfahrmanöver, Umgebungsmanöver eines hohen Niveaus, Umgebungsmanöver eines mittleren Niveaus und Umgebungsmanöver eines niedrigen Niveaus, wie es in den folgenden Absätzen erklärt wird, die sich auf 3 - 7 beziehen.
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Schritt 130 ermittelt, ob irgendein Vorausfahrmanöver durch ein vorausfahrendes Zielfahrzeug durchgeführt wurde. Der Begriff „Vorausfahrmanöver“, wie er hierin verwendet wird, bezieht sich breit auf ein beliebiges Fahrmanöver oder eine beliebige Bewegung (sei es in Bezug auf Beschleunigung, Geschwindigkeitsverringerung, Lenkung etc.), das oder die durch ein oder mehrere vorausfahrende Zielfahrzeuge durchgeführt wird, die sich vor dem Host-Fahrzeug befinden. Einige nicht einschränkende Beispiele für Vorausfahrmanöver umfassen: wenn ein vorausfahrendes Zielfahrzeug ausschert, um einem Schlagloch oder einer Verschmutzung 204 auf der Straße auszuweichen (siehe das in 3 dargestellte Beispiel), wenn sich ein vorausfahrendes Zielfahrzeug in Ansprechen auf ein Spurende oder ein anderes Verkehrsereignis auf eine neue Spur bewegt oder auf diese wechselt (siehe das in 4 dargestellte Beispiel) und wenn ein vorausfahrendes Fahrzeug eine Gabelung auf der Straße oder ein anderes Straßenmerkmal überwindet, indem es einem der verfügbaren Pfade folgt (nicht separat gezeigt). Natürlich könnte es viele andere Typen von Vorausfahrmanövern geben, da die in 3 und 4 gezeigten Beispiele lediglich einige der Möglichkeiten darstellen sollen.
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Beginnend mit 3 ist eine Situation gezeigt, in der das Host-Fahrzeug 12 den vorausfahrenden Zielfahrzeugen 200 und 202 auf der gleichen Spur folgt und beide vorausfahrende Zielfahrzeuge ausgeschert haben, um einem Schlagloch 204 auszuweichen, das ansonsten für das Host-Fahrzeug nicht detektierbar ist. Schritt 130 kann folgern, dass ein Vorausfahrmanöver durch beide vorausfahrende Zielfahrzeuge 200 und 202 durchgeführt wurde - nämlich das plötzliche Ausscheren, um dem Schlagloch auszuweichen - und dementsprechend kann dieser Schritt das Verfahren zu Schritt 132 führen, so dass eine geeignete Reaktion entwickelt werden kann. Um sicher zu sein, dass tatsächlich ein Vorausfahrmanöver durchgeführt wurde, im Gegensatz zu einem Fall, in dem der Fahrer des vorausfahrenden Fahrzeugs lediglich rutscht oder eine andere unabsichtliche Bewegung macht, kann Schritt 130 eine Anzahl von verschiedenen Techniken verwenden. Beispielsweise könnte Schritt 130 erfordern, dass mehrere vorausfahrende Zielfahrzeuge ungefähr das gleiche Manöver durchführen, bevor gefolgert wird, dass ein „Vorausfahrmanöver“ detektiert wurde (eine Untermauerungstechnik), oder dieser Schritt kann erfordern, dass das Manöver einen minimalen Grad an Plötzlichkeit oder Schwere übersteigt, so dass er deutlich von einem Verlaufsfahrmuster divergiert und nicht lediglich ein Ergebnis dessen ist, dass der Fahrer unabsichtlich von seiner Spur abdriftet (eine Abweichtechnik). Es sei angemerkt, dass andere Techniken und Verfahren zum Ermitteln, wann ein Vorausfahrmanöver durchgeführt wurde, verwendet werden können, da die vorausgehenden Beispiele lediglich einige der Möglichkeiten darstellen.
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Wenn Schritt 130 ermittelt, dass durch ein oder mehrere vorausfahrende Zielfahrzeuge ein Vorausfahrmanöver durchgeführt wurde, fährt das Verfahren mit Schritt 132 fort, so dass eine präventive Reaktion für das Host-Fahrzeug erzeugt werden kann. Schritt 132 kann eine präventive oder voraussehende Reaktion auf eine Vielzahl von verschiedenen Arten erzeugen, die das Verwenden eines sogenannten „Folge-dem-Vorausfahrenden“-Ansatz umfassen, bei dem das Host-Fahrzeug 12 versucht, die Fahrmanöver der vorausfahrenden Zielfahrzeuge 200 und/oder 202 zu kopieren, nachzuahmen oder auf andere Weise nachzubilden. Wenn das Host-Fahrzeug 12 umfassende Zielfahrzeugauslesungen für beide Zielfahrzeuge 200 und 202 sammeln kann, kann Schritt 132 versuchen, eine präventive Reaktion zu erzeugen, die hinsichtlich eines Durchschnitts oder einer Mischung der Bewegungen beider vorausfahrender Zielfahrzeuge modelliert wird. Wenn andererseits das Zielfahrzeug 200 verhindert, dass das Host-Fahrzeug 12 eine ungehinderte Sicht auf das vorausfahrende Zielfahrzeug 202 hat, kann Schritt 132 die präventive Reaktion größtenteils auf der Grundlage der Maßnahmen oder Bewegungen des Zielfahrzeugs 200, das gesehen wird, entwickeln. Die präventive oder voraussehende Reaktion kann Elemente umfassen, die die Beschleunigung, Geschwindigkeitsverringerung, Lenkung etc. des Host-Fahrzeugs ändern, anpassen und/oder auf andere Weise steuern. Bei dem Beispiel von 3 kann die präventive Reaktion entworfen sein, um zum geeigneten Zeitpunkt die Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs 12 automatisch zu verringern und/oder das Host-Fahrzeug automatisch um das Schlagloch 204 herum zu lenken (ein sogenanntes „lokales Ausweichmanöver“). Es sind auch andere Ausführungsformen möglich.
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4 zeigt ein weiteres Beispiel eines Vorausfahrmanövers, wobei sich dieses Beispiel jedoch auf eine Situation richtet, bei der ein Spurende 216 vorhanden ist, das bewirkt, dass die vorausfahrenden Zielfahrzeuge 210, 212 und 214 eine Spur wechseln. Nach dem Bewerten des Verhaltens der vorausfahrenden Zielfahrzeuge 210, 212 und 214 kann Schritt 130 ermitteln, dass ein Vorausfahrmanöver detektiert wurde, und kann er die Steuerung des Verfahrens an Schritt 132 für eine Entwicklung einer präventiven Reaktion senden. Schritt 130 kann die Untermauerungstechnik und/oder die Abweichtechnik, die oben erläutert wurden, sowie beliebige andere geeignete Techniken einsetzen, um mit einem bestimmten Vertrauensniveau sicherzustellen, dass tatsächlich ein Vorausfahrmanöver detektiert wurde. Eine solche Technik umfasst die Verwendung des Navigationsmoduls 40, die dem Steuermodul 50 eine navigationsbezogene Information liefern kann, die bestätigt, dass sich das Host-Fahrzeug aktuell an einer Baustelle befindet, an der Spurenden und andere Verkehrsereignisse wahrscheinlich sind (eine Bestätigungstechnik). Bei diesem bestimmten Beispiel kann die durch Schritt 132 entwickelte präventive oder voraussehende Reaktion entworfen sein, um die Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs 12 automatisch zu verringern und/oder um das Host-Fahrzeug automatisch zu lenken, so dass es allmählich die Spur wechselt und einem Pfad folgt, der dem der Zielfahrzeuge 210, 212 und/oder 214 ähnlich ist. Wieder kann die präventive Reaktion, die in Schritt 132 entwickelt wurde, Anweisungen umfassen, die Änderungen hinsichtlich der Beschleunigung, Geschwindigkeitsverringerung, Lenkung und/oder eines anderen Betriebsaspekts des Host-Fahrzeugs bewirken.
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Wieder zu dem beispielhaften in 2 gezeigten Flussdiagramm zurückkehrend ermittelt Schritt 140, ob irgendwelche Umgebungsmanöver eines hohen Niveaus um das Host-Fahrzeug herum detektiert oder erfasst wurden. Der Begriff „Umgebungsmanöver eines hohen Niveaus“ bezieht sich, wie hierin verwendet, breit auf jedes Fahrmanöver oder jede Maßnahme, das oder die durch ein oder mehrere Zielfahrzeug(e) durchgeführt wird, das/die sich auf den Seiten des Host-Fahrzeugs befindet/befinden, wobei das Manöver bewirkt, dass das Zielfahrzeug/die Zielfahrzeuge das Host-Fahrzeug beeinträchtigt/ beeinträchtigen und wahrscheinlich innerhalb einer bestimmten Zeitdauer (z.B. 0,5 s, 1 s, 2 s, 3 s, 5 s, etc.) zu einer Kollision führt, wenn keine Abhilfemaßnahmen getroffen werden. Einige nicht einschränkende Beispiele für Umgebungsmanöver eines hohen Niveaus umfassen: wenn sich mehrere Zielfahrzeuge in der Umgebung in Richtung des Host-Fahrzeugs bewegen oder dieses beeinträchtigen (siehe das in 5 dargestellte Beispiel) und wenn ein einzelnes Zielfahrzeug in der Umgebung das Host-Fahrzeug beeinträchtigt (siehe das in 6 dargestellte Beispiel). Natürlich könnte es viele andere Typen von Umgebungsmanövern eines hohen Niveaus geben, da die Beispiele in 5 und 6 lediglich einige der Möglichkeiten darstellen sollen. Das vorliegende Verfahren kann auch Umgebungsmanöver eines mittleren und eines niedrigen Niveaus identifizieren und auf diese reagieren, wie es nachstehend ausführlicher erläutert wird. Wenn ein Umgebungsmanöver eines hohen Niveaus detektiert wird, kann das vorliegende Verfahren in Schritt 142 eine präventive oder voraussehende Reaktion entwickeln, so dass eine Kollision vermieden werden oder zumindest deren Schwere vermindert werden kann.
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5 zeigt eine Situation, in der mehrere Zielfahrzeuge 220 und 222 in der Umgebung das Host-Fahrzeug 12 beeinträchtigen oder sich diesem nähern, so dass wahrscheinlich eine Kollision stattfinden wird, wenn keine Abhilfemaßnahmen getroffen werden. In der Nähe befinden sich auch weitere Zielfahrzeuge, die die optionalen präventiven Reaktionen, die dem Host-Fahrzeug 12 zur Verfügung stehen, möglicherweise einschränken.
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Bei diesem bestimmten Beispiel reagieren die Zielfahrzeuge 220 und 222 in der Umgebung auf stationäre Gefahren 230 bzw. 232, die sich auf verschiedenen Seiten der Straße befinden, und das Host-Fahrzeug 12 ist durch das vorausfahrende Zielfahrzeug 228, das sich vor ihm befindet, gewissermaßen eingeschränkt. Schritt 140 kann eine Anzahl von Faktoren beim Kategorisieren von Manövern als hohes Niveau oder nicht in Betracht ziehen, die die folgenden umfassen: die Distanzen zwischen dem Host-Fahrzeug und allen Zielfahrzeugen in der Umgebung, die Host- und Zielfahrzeuggeschwindigkeit und/oder -beschleunigung (das Szenario in 5 kann problematischer sein und somit eine höhere Niveaueinstufung erfordern, wenn es bei 113 km/h (70 m.p.h), im Gegensatz zu 32 km/h (20 m.p.h), auftritt), und das Vorhandensein zusätzlicher Zielfahrzeuge vor und/oder hinter dem Zielfahrzeug, die es umgeben, nur um einige Möglichkeiten zu nennen.
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Wenn ein Umgebungsmanöver eines hohen Niveaus detektiert wird, fährt das Verfahren mit Schritt 142 fort, um eine geeignete präventive Reaktion zu entwickeln, so dass die Kollision vermieden werden kann oder zumindest so dass ihre Auswirkung minimiert werden kann; dies kann auf eine Vielzahl von Arten erfolgen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform verwendet Schritt 142 die Sensorauslesungen von den Zielfahrzeugsensoren 30 - 36 in einem Schwarm- oder anderen Algorithmus, um eine präventive Reaktion zu erzeugen, die versucht, automatisch die seitliche und/oder Längsposition des Host-Fahrzeugs 12 zu steuern, so dass es in die umgebende Gruppe von Zielfahrzeugen integriert werden kann. Ein Weg zum Steuern der seitlichen Position ist das automatische Lenken des Host-Fahrzeugs derart, dass es eine gleiche seitliche Distanz oder einen gleichen seitlichen Abstand zu jedem der Zielfahrzeuge 220 und 222 aufrechterhält. Dies kann umfassen, dass sich das Host-Fahrzeug 12 auf die linke Seite der Spur in Richtung des Zielfahrzeugs 220 bewegt, sich auf die rechte Seite der Spur in Richtung des Zielfahrzeugs 222 bewegt oder seinen aktuellen Kurs aufrecht erhält, mit dem Bestreben, einen gleichen Abstand zu beiden Zielfahrzeugen herzustellen.
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Die Steuerung der seitlichen und/oder Längsposition kann hinsichtlich Distanz oder hinsichtlich Zeitdauer durchgeführt werden. Beispielsweise könnte Schritt 142 die Zeitdauer berechnen, die benötigt wird, um jedes mehrerer optionaler Manöver durchzuführen, die das Host-Fahrzeug aus einer „nicht machbaren“ oder drohenden Situation entfernen; diese Zeitdauern könnten in Verbindung mit der resultierenden Position des Host-Fahrzeugs nach der Durchführung solcher Manöver abgewägt oder betrachtet werden, und können mit einer Kostenfunktion oder etwas anderem in Richtung geringerer Fahrzeuggeschwindigkeit gewichtet werden. Schritt 142 kann auch versuchen, die Spurdisziplin aufrecht zu erhalten, so dass das Host-Fahrzeug seine aktuelle Spur nur verlässt, wenn es notwendig ist. Bei einer beispielhaften Ausführungsform hebt eine Kostenfunktion das Aufrechterhalten einer gleichen Beabstandung zu seitlich benachbarten Zielfahrzeugen gegenüber einer Spurdisziplin hervor, so dass eine abgewägte, jedoch priorisierte präventive Reaktion erreicht werden kann. Eine gleiche Beabstandung (Schwarmergebnisse) kann gegenüber einer Spurdisziplin während Umgebungsmanövern eines hohen Niveaus hervorgehoben oder gewichtet werden, während bei Umgebungsmanövern eines mittleren und niedrigen Niveaus das Gegenteil gelten kann. Eine seitliche Steuerung des Host-Fahrzeugs 12 ist nicht auf irgendeine bestimmte Ausführungsform beschränkt, da jeder beliebige geeignete Ansatz verwendet werden kann.
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Die seitliche Position kann entweder durch Beschleunigung oder durch Verringern der Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs gesteuert werden, so dass es entweder an den Zielfahrzeugen in der Umgebung vorbeizieht oder hinter diese zurückfällt. Beispielsweise kann die präventive Reaktion, die durch Schritt 142 entwickelt wird, Anweisungen zum Reduzieren der Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs 12 umfassen (d.h. verringern der Geschwindigkeit des Fahrzeugs), so dass das Host-Fahrzeug etwas hinter die zusammenlaufenden Pfade der Zielfahrzeuge 220 und 222 in der Umgebung fällt, wie es in 5 gezeigt ist. Das Nichtvorhandensein eines hinterherfahrenden Zielfahrzeugs rechts hinter dem Host-Fahrzeug 12 macht dieses Manöver machbarer; wenn sich ein Zielfahrzeug direkt hinter dem Host-Fahrzeug 12 befände, könnte die präventive Reaktion stattdessen das Beschleunigen des Host-Fahrzeugs in Betracht ziehen. Bei dem Beispiel von 5 kann die präventive Reaktion entworfen sein, um automatisch die Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs 12 zu verringern oder dieses zu beschleunigen, um konvergierenden oder beeinträchtigenden Zielfahrzeugen auszuweichen (Steuern der Längsposition), um das Host-Fahrzeug 12 automatisch zu lenken, so dass es eine gleiche Distanz zu den Zielfahrzeugen in der Umgebung aufrecht erhält (Steuern der seitlichen Position), oder eine Kombination hiervon. Wenn das Host-Fahrzeug beschleunigt wird, kann das Verfahren Schritte ausführen, um sicherzustellen, dass es die lokale Geschwindigkeitsbeschränkung nicht überschreitet. Es sind auch andere Ausführungsformen möglich.
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6 zeigt ein Szenario, bei dem ein einzelnes Zielfahrzeug 242 in der Umgebung ein Host-Fahrzeug 12 beeinträchtigt, so dass wahrscheinlich eine Kollision stattfindet, wenn keine Abhilfemaßnahmen getroffen werden. Dies ist auch ein Beispiel für „Umgebungsfahrzeugmanöver eines hohen Niveaus“, nämlich die Beeinträchtigungsmanöver, die durch das Zielfahrzeug 242 in der Umgebung durchgeführt werden. Ein weiteres Zielfahrzeug 240 in der Umgebung befindet sich auf der Seite des Host-Fahrzeugs 12 und bleibt auf seiner eigenen Spur, und ein vorausfahrendes Zielfahrzeug 244 befindet sich auf der gleichen Spur vor dem Host-Fahrzeug. Wenn das Verfahren 100 auf die in 6 dargestellte Situation angewandt werden würde, würde Schritt 140 Umgebungsfahrzeugmanöver eines hohen Niveaus durch das Zielfahrzeug 242 detektieren, und würde Schritt 142 eine präventive Reaktion erzeugen, die bewirkt, dass das Host-Fahrzeug 12 seine seitliche und/oder Längsposition steuert. Die seitliche Position könnte durch automatisches Lenken des Host-Fahrzeugs 12 gesteuert werden, so dass ungefähr gleiche Distanzen oder Abstände zwischen dem Host-Fahrzeug und den Zielfahrzeugen 240 und 242 aufrecht erhalten werden; das heißt, ein leichtes Integrieren oder Führen des Host-Fahrzeugs zwischen den benachbarten Zielfahrzeugen, so dass die drei in seitlicher Richtung enger beabstandet sind. Die Längsposition des Host-Fahrzeugs 12 könnte ebenfalls über die präventive Reaktion gesteuert werden, indem das Host-Fahrzeug relativ zu den Zielfahrzeugen 240 und 242 beschleunigt oder seine Geschwindigkeit verringert wird. Es sei angemerkt, dass jegliche Merkmale, Techniken, Verfahren, Ausführungsformen etc., die oben in Verbindung mit dem Beispiel in 5 erläutert wurden, hier ebenfalls verwendet werden können. Dies umfasst, ist jedoch sicherlich nicht eingeschränkt auf: Schwarmtechniken, die eine gleiche Beabstandung zu seitlich beabstandeten Zielfahrzeugen anstreben, Berechnungen, die hinsichtlich Distanz oder Zeitdauer durchgeführt werden, das Bevorzugen von Reaktionen mit geringeren Fahrzeuggeschwindigkeiten, das Bevorzugen von Schwarmergebnissen mit gleicher Beabstandung gegenüber einer Spurdisziplin etc.
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Wieder auf das beispielhafte Flussdiagramm Bezug nehmend, das in 2 gezeigt ist, ermittelt Schritt 150, ob irgendwelche Umgebungsmanöver eines mittleren Niveaus um das Host-Fahrzeug herum detektiert oder erfasst wurden. Der Begriff „Umgebungsmanöver eines mittleren Niveaus“ bezieht sich, wie er hierin verwendet wird, breit auf ein beliebiges Fahrmanöver oder eine beliebige Maßnahme, das oder die durch ein oder mehrere Zielfahrzeug(e) durchgeführt wird, das/die sich auf den Seiten des Host-Fahrzeugs befindet/befinden, wobei das Manöver bewirkt, dass das Zielfahrzeug/ die Zielfahrzeuge das Host-Fahrzeug beeinträchtigt/beeinträchtigen, jedoch innerhalb einer bestimmten Zeitdauer (z.B. 0,5 s, 1 s, 2 s, 3 s, 5 s, etc.) wahrscheinlich nicht zu einer Kollision führt. Einige nicht einschränkende Beispiele für Umgebungsmanöver eines mittleren Niveaus umfassen: wenn sich mehrere Zielfahrzeuge in der Umgebung in Richtung des Host-Fahrzeugs bewegen oder dieses beeinträchtigen, das Host-Fahrzeug jedoch immer noch ausreichend seitlichen Abstand hat, um auf seiner Spur betrieben zu werden (siehe das in 5 dargestellte Beispiel, nur mit mehr seitlichem Platz für das Host-Fahrzeug 12), und wenn ein einzelnes Zielfahrzeug in der Umgebung das Host-Fahrzeug auf eine Weise beeinträchtigt, die dem Host-Fahrzeug ermöglicht, immer noch eine Spurdisziplin aufrecht zu erhalten (siehe das in 6 dargestellte Beispiel, nur mit mehr seitlichem Platz für das Host-Fahrzeug 12). Natürlich könnte es viele andere Typen von Umgebungsmanövern eines mittleren Niveaus geben, da die hier erläuterten Beispiele lediglich einige der Möglichkeiten darstellen sollen.
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Wenn ein Umgebungsmanöver oder eine Situation eines mittleren Niveaus detektiert wird, fährt das Verfahren mit Schritt 152 fort, so dass eine geeignete präventive Reaktion erzeugt werden kann. Schritt 152 kann beliebige der oben erläuterten Merkmale, Techniken, Verfahren, Ausführungsformen etc. einsetzen, um die seitliche und/oder Längsposition des Host-Fahrzeugs 12 zu steuern, wenn sie sich auf ein oder mehrere Zielfahrzeuge in der Umgebung bezieht. Da Umgebungsmanöver eines mittleren Niveaus Situationen darstellen, bei denen ein Grad von Beeinträchtigung oder Annäherung vorliegt, jedoch nicht genug, um wahrscheinlich zu einer unmittelbaren Kollision zu führen, kann Schritt 152 eine Spurdisziplin einem Aufrechterhalten einer gleichen Beabstandung vorziehen (z.B. die Kostenfunktion verleiht der Spurdisziplin einen höheren Wert). Der exakte Beitrag jedes dieser Faktoren kann auf der Grundlage der Anwendung und der bestimmten Umstände variieren. Bei einem Beispiel dafür, wie Spurdisziplin und seitliche Beabstandung zwischen Fahrzeugen während einer Situation eines mittleren Niveaus abgewägt werden können, kann sich das Host-Fahrzeug 12 in 6 von dem Zielfahrzeug 242 weg in Richtung des entgegengesetzten Rands seiner aktuellen Spur verschieben oder bewegen, ohne die Spur zu verlassen und die Spurmarkierungen zu überqueren. Die Spurdisziplin wird somit aufrecht erhalten (das Host-Fahrzeug hat die aktuelle Spur nicht verlassen), jedoch wird so viel seitliche Beabstandung wie möglich zwischen den Fahrzeugen 12 und 242 erzeugt. Das Host-Fahrzeug kann einen beliebigen geeigneten fahrzeuginternen Sensor, eine GPS-Einheit etc. verwenden, um die Grenzen der verschiedenen Spuren zu ermitteln.
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Schritt 160 überprüft, ob irgendwelche Manöver eines niedrigen Niveaus um das Host-Fahrzeug herum detektiert oder erfasst wurden. Der Begriff „Manöver eines niedrigen Niveaus“ bezieht sich, wie er hierin verwendet wird, breit auf irgendein Fahrmanöver oder irgendeine Maßnahme, das oder die durch ein oder mehrere Zielfahrzeug(e), das/die sich um das Host-Fahrzeug herum befindet/befinden, durchgeführt wird, wobei sich das Manöver aktuell nicht auf das Niveau eines Manövers mit hohem oder mittlerem Niveau erhöht, jedoch in der Zukunft ein mögliches Problem für das Host-Fahrzeug darstellen kann. Einige nicht einschränkende Beispiele für Manöver eines niedrigen Niveaus umfassen: wenn ein Zielfahrzeug in der Umgebung für eine bestimmte Zeitdauer in einem toten Winkel des Host-Fahrzeugs fährt (siehe das in 7 dargestellte Beispiel), wenn ein nachfolgendes Zielfahrzeug dem Host-Fahrzeug mit einer unsicheren Distanz folgt (d.h. Drängeln; siehe auch das in 7 dargestellte Beispiel), und wenn ein Fahrzeug auf eine Weise, die dazu führt, dass es sich vor oder hinter einem anderen Fahrzeug mit einer unangemessen kurzen Distanz befindet, einfädelt oder die Spur wechselt (das einfädelnde Fahrzeug 264 in 7). Diese Situationen beziehen sich auf Probleme hinsichtlich einer Höflichkeit beim Fahren, und Schritt 160 kann Fälle überprüfen, bei denen diese unhöflichen Fahrmanöver nicht nur durch Zielfahrzeuge, sondern auch durch das Host-Fahrzeug durchgeführt werden. Natürlich könnte es viele andere Typen von Fahrmanövern eines niedrigen Niveaus oder unhöflichen Fahrmanövern geben, da die vorstehenden Beispiele nur einige der Möglichkeiten darstellen.
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Wenn ein Manöver oder eine Situation eines niedrigen Niveaus detektiert wird, fährt das Verfahren mit Schritt 162 fort, so dass eine geeignete präventive Reaktion erzeugt werden kann. Schritt 162 kann beliebige der oben erläuterten Merkmale, Techniken, Verfahren, Ausführungsformen etc. einsetzen, um die seitliche und/oder Längsposition des Host-Fahrzeugs 12 zu steuern, wenn sie sich auf ein oder mehrere Zielfahrzeuge in der Umgebung bezieht. In dem Fall, in dem das Zielfahrzeug 260 dem Host-Fahrzeug 12 dicht auffährt (siehe 7), kann Schritt 162 eine präventive oder voraussehende Reaktion entwickeln, die bewirkt, dass das Host-Fahrzeug schneller fährt, langsamer fährt, die Spur wechselt oder ein anderes automatisches Manöver durchführt, das die Situation eines niedrigen Niveaus betrifft und/oder beseitigt. Die Entscheidung zum schneller fahren oder langsamer fahren kann dadurch vorgegeben werden, ob sich das Host-Fahrzeug aktuell auf einer Überholspur oder einer Spur für langsamere Fahrzeuge befindet. Schritt 162 kann zuerst bestätigen, dass es kein Zielfahrzeug gibt, das sich bereits auf der Spur oder Position befindet, auf die sich das Host-Fahrzeug bewegen möchte.
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Bei dem Beispiel, bei dem das Zielfahrzeug 262 in dem toten Winkel des Host-Fahrzeugs 12 fährt, kann eine präventive Reaktion entwickelt werden, die das Host-Fahrzeug auf seiner aktuellen Spur automatisch beschleunigt oder dessen Geschwindigkeit verringert oder bewirkt, dass das Host-Fahrzeug die Spur wechselt. In Fällen, in denen das Host-Fahrzeug auf einer langsameren Spur fährt als das Zielfahrzeug (wie es in 7 gezeigt ist), kann das Host-Fahrzeug temporär seine Geschwindigkeit erhöhen, um sich von dem Zielfahrzeug zu trennen und die Situation eines toten Winkels zu beseitigen. Wenn sich das Host-Fahrzeug auf einer schnelleren Spur als das eine Gefahr darstellende Zielfahrzeug befindet, kann eine präventive Reaktion entwickelt werden, die die Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs reduziert. Die gleichen Konzepte treffen auf Situationen zu, in denen sich das Host-Fahrzeug in dem toten Winkel eines Zielfahrzeugs befindet, im Gegensatz zu der umgekehrten Situation, und solche Manöver sollten durchgeführt werden, wenn es die Verkehrsbedingungen zulassen. Einige Situationen eines toten Winkels werden identifiziert, wenn eine nahezu gleiche Längs- und seitliche Distanz zwischen einem Host-Fahrzeug und einem Zielfahrzeug vorliegt. In die präventive Reaktion könnten andere Maßnahmen eingeschlossen werden, und die Reaktion kann vorsorgliche Überprüfungen durchführen, bei denen zuerst in einer Überprüfung sichergestellt wird, dass die gewünschte Position frei und verfügbar ist. Wieder kann Schritt 162 auch auf Situationen angewandt werden, bei denen das Host-Fahrzeug 12 das Fahrzeug ist, das das sogenannte Manöver eines unhöflichen Fahrens durchführt, im Gegensatz zu der umgekehrten Situation.
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7 zeigt ein weiteres Beispiel einer Situation eines Manövers eines niedrigen Niveaus, bei dem das Zielfahrzeug 264 beschleunigt und beabsichtigt, von einer Spur, die endet, von rechts vor das Host-Fahrzeug 12 einzufädeln. In diesem Fall befindet sich das Zielfahrzeug 264 nicht auf einem Pfad, der aktuell auf eine Kollision mit dem Host-Fahrzeug 12 schließen lässt (daher wird dies nicht als Umgebungsmanöver eines hohen Niveaus kategorisiert etc.), es kann jedoch in einer unangemessen engen Position rechts vor dem Host-Fahrzeug enden. Die präventive Reaktion in Schritt 162 kann bewirken, dass das Host-Fahrzeug 12 langsamer fährt, um diese Situation zu vermeiden, solange es nicht wahrscheinlich ist, dass dies zu einer Kollision mit dem nachfolgenden Zielfahrzeug 260 führt. Andere Betrachtungen können auch gewichtet und faktorisiert werden. Bei einer anderen Ausführungsform fädelt das Zielfahrzeug 264 kurz hinter dem Host-Fahrzeug 12 ein, so dass die präventive Reaktion bewirkt, dass das Host-Fahrzeug seine Geschwindigkeit erhöht. Fachleute werden erkennen, dass die hierin beschriebenen Techniken auch angewandt werden können, wenn das Host-Fahrzeug das einfädelnde Fahrzeug ist.
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In Schritt 170 sendet das Verfahren Befehlssignale an ein(en) oder mehrere Controller oder Module, die um das Host-Fahrzeug herum angeordnet sind, so dass das Fahrzeug eine präventive Reaktion realisieren, ausführen oder auf andere Weise durchführen kann. Die genaue Art und Weise, auf die die präventiven Reaktionen in Befehlssignale umgewandelt und in dem Host-Fahrzeug 12 übertragen werden, kann variieren, und das Verfahren ist nicht auf irgendeine bestimmte Ausführungsform beschränkt. Beispielsweise kann das Steuermodul 50 Befehlssignale jedes Mal, wenn eine präventive Reaktion in den Schritten 132, 142, 152, 162 erzeugt wird, an das Motorsteuermodul 70, das Bremssteuermodul 80 und/oder das Lenksteuermodul 90 aussenden; das heißt, das Verfahren kann die präventive Reaktion in Befehlssignale umwandeln und diese an der Stelle der Schritte 132, 142, 152, 162 aussenden. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Verfahren bis Schritt 170 warten und dann die einzelnen Beiträge der verschiedenen präventiven Reaktionen - unter der Annahme, dass mehrere präventive Reaktionen erzeugt wurden - zu einem einzelnen Satz von Befehlssignalen kombinieren, zusammenführen oder auf andere Weise integrieren, welcher dann von dem Steuermodul 50 an das Motorsteuermodul 70, das Bremssteuermodul 80 und/oder das Lenksteuermodul 90 gesendet werden kann. Um diese verschiedenen Ausführungsformen zu erläutern wird das Beispiel betrachtet, in dem Schritt 140 ein Manöver eines hohen Niveaus erfasst und Schritt 160 ein Manöver eines niedrigen Niveaus erfasst. Bei der ersteren Ausführungsform wären separate Befehlssignale, die separate präventive Reaktionen darstellen, in den Schritten 142 und 162 ausgesendet worden; bei der letzteren Ausführungsform würden kombinierte oder gemischte Befehlssignale in Schritt 170 ausgesendet werden, die beide präventiven Reaktionen in Betracht ziehen. Es können verschiedene Techniken und Verfahren verwendet werden, um präventive Reaktionen zu kombinieren oder zu integrieren, die jene umfassen, die die präventive Reaktion für Manöver oder Situationen eines hohen Niveaus stärker gewichten als jene für mittlere und niedrige Niveaus; es können verschiedene Flags, Einstellungen, Variablen etc. für diesen Zweck verwendet werden, wobei, wenn ein Flag eines hohen Niveaus gesetzt ist, das Verfahren die Reaktionen eines mittleren und niedrigen Niveaus ignorieren würde. Es ist möglich, dass Schritt 170 zuerst nach präventiven Reaktionen eines hohen Niveaus sucht, gefolgt von präventiven Reaktionen eines mittleren Niveaus und schließlich Manövern eines niedrigen Niveaus und/oder Manövern eines vorausfahrenden Fahrzeugs.
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Die in Schritt 170 ausgesendeten Befehlssignale können bewirken, dass sich das Host-Fahrzeug automatisch in einen Typ von Fahrmanöver begibt, wie beispielsweise einen, der das Host-Fahrzeug beschleunigt, dessen Geschwindigkeit verringert oder es lenkt. Wie zuvor erwähnt ist es vorauszusehen, dass das Verfahren 100 ausgeführt werden könnte, wenn das Host-Fahrzeug 12 bereits in einem Typ von autonomem oder semiautonomem Fahrmodus betrieben wird, wie beispielsweise jenen, die durch Systeme eines adaptiven Tempomaten, Systeme eines automatischen Spurwechsels, Systeme eines auf Schnellstraßen beschränkten autonomen Fahrens etc. eingesetzt werden. Der folgende Absatz liefert einige Beispiele für andere mögliche Techniken, die mit dem Verfahren 100 verwendet werden können.
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Das Verfahren 100 kann mögliche Kollisionen oder Manöver, die stationäre Objekte umfassen, im Vergleich zu jenen, die sich bewegende umfassen, identifizieren und unterscheiden. Wenn beispielsweise Schritt 140 ein Umgebungsfahrzeugmanöver eines hohen Niveaus erfasst, kann er ferner ermitteln, ob irgendwelche der beteiligten Objekte stationär sind (z.B. Leitplanken und andere Objekte entlang des Seitenstreifens der Straße) und, wenn dies der Fall ist, den stationären Objekten mehr Beachtung schenken oder seitlichen Platz zugestehen als den sich bewegenden, so dass den stationären Objekten ausgewichen wird. Das Verfahren kann auch das Reduzieren der Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs in Betracht ziehen, wenn sich das Host-Fahrzeug auf den Seitenstreifen der Straße begibt oder einer anderen Bedingung begegnet, die langsamere Geschwindigkeiten erfordert. Ferner kann das Verfahren 100 eine präventive Reaktion ändern oder verändern, wenn offensichtlich ist, dass eine Kollision oder ein anderer unerwünschter Ausgang unvermeidlich wird, in welchem Fall das Verfahren dem Vermeiden und/oder Vermindern der Kollision eine höhere Priorität geben kann als anderen Belangen wie das Bleiben auf der Spur (Spurdisziplin). Das Verfahren 100 kann eine Vielzahl von Techniken zum Ermitteln von seitlichen und/oder Längsentfernungen oder -beabstandungen verwenden, einschließlich der Verwendung von vorbestimmten Entfernungen oder berechneten Entfernungen, Entfernungen, die geschwindigkeitsabhängig sind und/oder Entfernungen, die unter Verwendung von verschiedenen Typen von „Schwarm“-Regeln etc. ermittelt werden. Das vorliegende Verfahren kann auch einen Eingang von einer beliebigen Kombination von Objektsensoren an dem Fahrzeug verwenden, die jene Sensoren umfassen, die die bevorstehende Fahrbahn mit Kameras, RADAR, LIDAR und dergleichen bewerten.
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Es ist zu verstehen, dass die vorangehende Beschreibung keine Definition der Erfindung ist, sondern eine Beschreibung einer oder mehrerer bevorzugter beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung ist. Die Erfindung ist nicht auf die bestimmte(n) hierin offenbarte(n) Ausführungsform(en) beschränkt, sondern ist lediglich durch die nachstehenden Ansprüche definiert. Ferner beziehen sich die in der vorangehenden Beschreibung enthaltenen Aussagen auf spezielle Ausführungsformen und sollen diese nicht als Einschränkung des Schutzumfangs der Erfindung oder Definition von in den Ansprüchen verwendeten Begriffen betrachtet werden, es sei denn, ein Begriff oder eine Phrase ist oben ausdrücklich definiert. Verschiedene andere Ausführungsformen und verschiedene Änderungen und Abwandlungen der offenbarten Ausführungsform(en) werden für Fachleute ersichtlich werden. Beispielsweise ist die spezifische Kombination und Reihenfolge von Schritten lediglich eine Möglichkeit, da das vorliegende Verfahren eine Kombination von Schritten umfassen kann, die weniger, mehr oder andere Schritte als die hier gezeigten aufweist. Alle solche anderen Ausführungsformen, Änderungen und Abwandlungen sollen innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche umfasst sein.
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Wie in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet, sollen die Begriffe „zum Beispiel“, „z.B.“, „beispielsweise“, „wie beispielsweise“ und „wie“ und die Verben „umfassen“, „aufweisen“, „einschließen“ und ihre anderen Verbformen, wenn sie in Verbindung mit einer Auflistung einer oder mehrerer Komponenten oder anderer Elemente verwendet werden, jeweils als ein offenes Ende aufweisend betrachtet werden, was bedeutet, dass die Auflistung nicht als andere, zusätzliche Komponenten oder Elemente ausschließend betrachtet werden soll. Andere Begriffe sollen als ihre breiteste vernünftige Bedeutung umfassend betrachtet werden, wenn sie nicht in einem Kontext verwendet werden, der eine andere Interpretation erfordert.
