DE102016004726A1

DE102016004726A1 - Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers bei der Querführung eines Fahrzeugs und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102016004726A1
Application number: DE102016004726.7A
Authority: DE
Inventors: Boris Weiß
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2016-04-19
Filing date: 2016-04-19
Publication date: 2017-10-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers bei der Querführung eines Fahrzeugs, wobei – mittels einer Anzahl von Sensoren (1.1) Umgebungsdaten (UD) des Fahrzeugs erfasst werden, – aus den erfassten Umgebungsdaten (UD) mindestens eine Fahrbahnmarkierung erkannt wird und anhand der mindestens einen erkannten Fahrbahnmarkierung ein Verlauf einer eigenen Fahrspur sowie eine Lage des Fahrzeugs relativ zur eigenen Fahrspur ermittelt wird, – in Abhängigkeit der ermittelten Lage des Fahrzeugs relativ zur eigenen Fahrspur eine Soll-Lenkgröße (Lsoll) bestimmt wird und – eine Ist-Lenkgröße an die zuvor bestimmte Soll-Lenkgröße (Lsoll) angepasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass für die erfassten Umgebungsdaten (UD) in einem vorgegebenen Zeitraum mindestens ein Konfidenz-Wert (K) ermittelt wird, wobei die Soll-Lenkgröße (Lsoll) in Abhängigkeit des mindestens einen Konfidenz-Werts (K) adaptiert wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung (1), ausgebildet zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers bei der Querführung eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung, ausgebildet zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
Aus der DE 10 2005 004 727 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterstützung des Fahrers beim Fahren entlang einer seitlich begrenzten Fahrbahn bekannt. Hierbei wird mittels Unterstützungsmittel eine Sollfahrspur ermittelt und ein selbsttätiger Lenkeingriff in Abhängigkeit von einer die Abweichung zwischen einer tatsächlichen Ist-Fahrspur des Fahrzeugs und der Sollfahrspur beschreibenden Abweichungsgröße hervorgerufen. Zur Durchführung des selbsttätigen Lenkeingriffs wird eine einen einzustellenden Zusatzsolllenkwinkel und/oder ein einzustellendes Zusatzsolllenkmoment beschreibende Solllenkgröße ermittelt, die zur Einstellung des Zusatzsolllenkwinkels bzw. des Zusatzsolllenkmoments durch eine Stelleinrichtung verwendet wird. Die Art des selbsttätigen Lenkeingriffs hängt dabei davon ab, ob der Betrag der Abweichungsgröße größer ist als der Betrag wenigstens eines vorgegebenen Abweichungsschwellenwerts oder nicht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers bei der Querführung eines Fahrzeugs sowie eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben.
Hinsichtlich des Verfahrens wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß mit den in Anspruch 4 angegebenen Merkmalen gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Bei einem Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers bei der Querführung eines Fahrzeugs werden mittels einer Anzahl von Sensoren Umgebungsdaten des Fahrzeugs erfasst. Aus den erfassten Umgebungsdaten wird anschließend mindestens eine Fahrbahnmarkierung erkannt und anhand der mindestens einen erkannten Fahrbahnmarkierung wird ein Verlauf einer eigenen Fahrspur sowie eine Lage des Fahrzeugs relativ zur eigenen Fahrspur ermittelt. In Abhängigkeit der ermittelten Lage des Fahrzeugs relativ zur eigenen Fahrspur wird dann eine Soll-Lenkgröße bestimmt und eine Ist-Lenkgröße an die zuvor bestimmte Soll-Lenkgröße angepasst.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass für die erfassten Umgebungsdaten mindestens ein Konfidenz-Wert ermittelt und der mindestens einen erkannten Fahrbahnmarkierung zugeordnet wird, wobei die Soll-Lenkgröße in Abhängigkeit des Konfidenz-Werts adaptiert wird.
Der Konfidenz-Wert gibt vorliegend eine Information zur Zuverlässigkeit der erkannten Fahrbahnmarkierung und damit des ermittelten Fahrspurverlaufs an. Der Konfidenz-Wert kann beispielsweise zwischen 0% und 100% angegeben werden, wobei ein Konfidenz-Wert von 100% einer absolut zuverlässigen Erkennung der Fahrbahnmarkierung entspricht. Ein Konfidenz-Wert von 0% gibt hingegen an, dass keine Fahrbahnmarkierung erkennbar ist. Ein niedriger Konfidenz-Wert kann z. B. aus schlechten Sichtbedingungen, z. B. Regen, Schnee, Gegenlicht usw., resultieren.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass bei einem niedrigen Konfidenz-Wert der erkannten Fahrbahnmarkierung eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass ein selbsttätiger Lenkeingriff in die Lenkung des Fahrzeugs nicht dem Wunsch des Fahrers entspricht und demnach eine Verringerung des Lenkeingriffs, insbesondere eines Soll-Lenkmoments, empfehlenswert ist. D. h., dass bei unsicher erkannten Fahrbahnmarkierungen eine Dynamik des Lenkeingriffs herabgesetzt wird. Die Unterstützung des Fahrers bei der Querführung des Fahrzeugs gestaltet sich hierbei somit dynamisch, wobei ein Übersteuern des selbsttätigen Lenkeingriffs mittels des Fahrers auf einfache Art und Weise möglich ist. Damit wird ein Fahrkomfort für den Fahrer erhöht, da fehlerbehaftete Lenkeingriffe als weniger störend empfunden werden. Des Weiteren wird eine Verkehrssicherheit erhöht, da der Fahrer fehlerbehaftete Lenkeingriffe leichter korrigieren kann und diese sich weniger gravierend auswirken.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Unterstützen eines Fahrers bei der Querführung eines Fahrzeugs.
Die einzige 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung 1 zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Unterstützen eines Fahrers bei der Querführung eines nicht näher dargestellten Fahrzeugs.
Die Vorrichtung 1 ist beispielsweise eine Fahrerassistenzvorrichtung oder Teil einer Fahrerassistenzvorrichtung des Fahrzeugs, z. B ein Spurhalteassistent.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine Anzahl von Sensoren 1.1 zur Erfassung von Umgebungsdaten UD des Fahrzeugs. Die Sensoren 1.1 können beispielsweise als optische Sensoren, als Radarsensoren und/oder als Lidarsensoren ausgebildet sein.
Diese Umgebungsdaten UD werden in einer Vorverarbeitungseinheit 1.2 zusammengeführt (fusioniert) und es erfolgt die Bestimmung mindestens eines Konfidenz-Wertes K für die fusionierten Umgebungsdaten UD', welcher ein Maß für eine Qualität der Umgebungsdaten UD angibt. Insbesondere gibt der Konfidenz-Wert K vorliegend eine Information zur Zuverlässigkeit der erfassten Umgebungsdaten UD an. Der Konfidenz-Wert K kann beispielsweise zwischen 0% und 100% angegeben werden, wobei ein Konfidenz-Wert K von 100% einer absolut zuverlässigen Erfassung der Umgebungsdaten UD entspricht; d. h., die Erfassung einer Fahrzeugumgebung ist zu 100% fehlerfrei. Ein Konfidenz-Wert K von 0% gibt hingegen an, dass die erfassten Umgebungsdaten UD nicht eine reale Fahrzeugumgebung repräsentieren, sondern fehlerhaft sind. Ein niedriger Konfidenz-Wert K kann z. B. aus schlechten Sichtbedingungen, z. B. Regen, Schnee, Gegenlicht usw., resultieren.
Die Bestimmung des Konfidenz-Wertes K für die Umgebungsdaten UD erfolgt entweder kontinuierlich oder in bestimmten Zeitabständen. Der Konfidenz-Wert K oder die Konfidenz-Werte K können dabei in der Vorverarbeitungseinheit 1.2 mittels eines Fusionsalgorithmus, z. B. eines Kalmanfilters, oder alternativ bereits in den Sensoren 1.1 bestimmt werden.
Die fusionierten Umgebungsdaten UD' werden gemeinsam mit dem Konfidenz-Wert K oder den Konfidenz-Werten K an eine Verarbeitungseinheit 1.3 übermittelt. Diese wertet die fusionierten Umgebungsdaten UD' unter Berücksichtigung des zusätzlich übermittelten Konfidenz-Wertes K oder der Konfidenz-Werte K aus. Dabei können anhand der Umgebungsdaten UD' beispielsweise Fahrbahnmarkierungen erkannt und daraus resultierend ein Verlauf einer eignen Fahrspur ermittelt werden. Des Weiteren ist dabei eine Position des Fahrzeugs relativ zur eigenen Fahrspur ermittelbar.
In Abhängigkeit des übermittelten Konfidenzwerts K bzw. der Konfidenz-Werte K wird in der Verarbeitungseinheit 1.3 eine Soll-Lenkgröße L_soll für eine Lenkung des Fahrzeugs bestimmt. Die Soll-Lenkgröße L_soll kann aus verschiedenen Parametern, z. B. ein Soll-Lenkwinkel, ein Soll-Drehmoment usw., zusammengesetzt sein. Beispielsweise ist in der Verarbeitungseinheit 1.3 ein Schwellwert für den Konfidenz-Wert K hinterlegt, wobei nach Überschreiten des Schwellwertes eine neue Soll-Lenkgröße L_soll bestimmt wird. Die Verarbeitungseinheit 1.3 kann eine einzelne Regel- und Steuerkomponente darstellen. Alternativ kann die Verarbeitungseinheit 1.3 auch mehrere miteinander verbundene Komponenten umfassen. Beispielsweise kann die Verarbeitungseinheit 1.3 aus einem Zustandsautomaten und mehreren Reglereinheiten gebildet sein.
Die Soll-Lenkgröße L_soll wird als Stellgröße an einen Aktor 2, hierbei eine Steuerung einer Lenkung des Fahrzeugs, übermittelt. Eine Ist-Lenkgröße wird anschließend an die übermittelte Soll-Lenkgröße L_soll angepasst, beispielsweise indem ein bestimmtes Drehmoment auf ein Lenkrad des Fahrzeugs aufgebracht wird. Der Fahrer wird dadurch bei der Lenkung durch den Aktor 2 unterstützt. Des Weiteren ist das vom Aktor 2 aufgebrachte Drehmoment mittels des Fahrers übersteuerbar, wenn dieser beispielsweise in eine andere Richtung fahren möchte. Insbesondere ist bei einem niedrigen Konfidenz-Wert K ein leichteres Übersteuern des vom Aktor 2 aufgebrachten Drehmoments mittels des Fahrers möglich. D. h., Messungen mit geringer Zuverlässigkeit (niedriger Konfidenz-Wert K) resultieren in einem Herabsetzen des Drehmoments. Dadurch wird eine Dynamik des selbsttätigen Lenkeingriffs verringert. Dies ist insofern vorteilhaft, weil bei einem niedrigen Konfidenz-Wert K der Umgebungsdaten UD eine hohe Wahrscheinlichkeit besteht, dass der selbsttätige Lenkeingriff nicht dem Wunsch des Fahrers entspricht und daher eine Abschwächung des maschinellen Eingriffs empfehlenswert ist.
Die Vorrichtung 1 kann dabei derart adaptiert werden, dass diese beliebig zur Ansteuerung eines Aktors 2 verwendbar ist, wobei Messwerte Konfidenz-Werten K zugeordnet werden und eine Stellgröße an die Konfidenz-Werte K angepasst wird.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
1.1: Sensor
1.2: Vorverarbeitungseinheit
1.3: Verarbeitungseinheit
2: Aktor
K: Konfidenz-Wert
UD: Umgebungsdaten
UD': fusionierte Umgebungsdaten
L_soll: Soll-Lenkgröße

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102005004727 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Unterstützen eines Fahrers bei einer Querführung eines Fahrzeugs, wobei – mittels einer Anzahl von Sensoren (1.1) Umgebungsdaten (UD) des Fahrzeugs erfasst werden, – aus den erfassten Umgebungsdaten (UD) mindestens eine Fahrbahnmarkierung erkannt wird und anhand der mindestens einen erkannten Fahrbahnmarkierung ein Verlauf einer eigenen Fahrspur sowie eine Lage des Fahrzeugs relativ zur eigenen Fahrspur ermittelt wird, – in Abhängigkeit der ermittelten Lage des Fahrzeugs relativ zur eigenen Fahrspur eine Soll-Lenkgröße (L_soll) bestimmt wird und – eine Ist-Lenkgröße an die zuvor bestimmte Soll-Lenkgröße (L_soll) angepasst wird, dadurch gekennzeichnet, dass für die erfassten Umgebungsdaten (UD) in einem vorgegebenen Zeitraum mindestens ein Konfidenz-Wert (K) ermittelt wird, wobei die Soll-Lenkgröße (L_soll) in Abhängigkeit des mindestens einen Konfidenz-Werts (K) adaptiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Konfidenz-Wert (K) mittels einer Kalmanfilterung ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Soll-Lenkgröße (L_soll) ein Soll-Lenkwinkel ermittelt wird.
Vorrichtung (1), ausgebildet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend – eine Anzahl von Sensoren (1.1) zur Erfassung von Umgebungsdaten (UD) des Fahrzeugs und – mindestens eine Verarbeitungseinheit (1.3) zur Auswertung der erfassten Umgebungsdaten (UD) sowie zur Ansteuerung eines Aktors (2) in Abhängigkeit des mindestens einen Konfidenz-Wertes (K).