DE102016221620B4

DE102016221620B4 - System und Verfahren zur Erkennung eines Fahrzeugs in der Umgebung

Info

Publication number: DE102016221620B4
Application number: DE102016221620.1A
Authority: DE
Inventors: Song Nam BAEK
Original assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Current assignee: Hyundai Mobis Co Ltd
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2016-11-04
Publication date: 2022-08-25
Anticipated expiration: 2036-11-05
Also published as: KR102503253B1; US20170169711A1; KR20220031607A; KR102625882B1; KR102591812B1; KR102507427B1; CN106875744B; KR20230041991A; KR20230022938A; DE102016221620A1; US10115313B2; KR20170070395A; CN106875744A

Abstract

Verfahren für ein System zum Erkennen von Fahrzeugen in der Umgebung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:Erzeugen einer Fahrzeugkarte, welche die Koordinaten eines oder mehrerer Fahrzeuge in der Umgebung eines Host-Fahrzeugs in Bezug auf die gegenwärtige Position des Host-Fahrzeugs auf der Basis von Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs und der Fahrzeuge in der Umgebung anzeigt;Erzeugen von Fahrspurinformationen auf der Fahrzeugkarte auf der Basis der gegenwärtigen Position und von Kurvenradiusinformationen bezüglich des Host-Fahrzeugs und der Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs und der Fahrzeuge in der Umgebung;Ermitteln der Positionen der Fahrzeuge in der Umgebung auf der Basis der erzeugten Fahrspurinformationen; undWählen erkennbarer Fahrzeuge in der Umgebung basierend auf den Positionen der Fahrzeuge in der Umgebung,dadurch gekennzeichnet,dass das Erzeugen der Fahrspurinformationen die folgenden Schritte aufweist:Erzeugen von Basis-Fahrspurinformationen auf der Basis der Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs;Korrigieren der Fahrweginformationen über die Fahrzeuge in der Umgebung in Bezug auf das Host-Fahrzeug auf der Basis von Seitenabstandsinformationen über ein oder mehrere in der Umgebung vor dem Host-Fahrzeug befindliche Fahrzeuge;Korrigieren von Informationen über die vorausliegende Fahrspur der Basis-Fahrspurinformationen auf der Basis der korrigierten Fahrweginformationen über die Fahrzeuge in der UmgebungExtrahieren von zum Erzeugen der Fahrspurinformationen erforderlichen Fahrzeugen in der Umgebung aus den in den korrigierten Basis-Fahrspurinformationen vorhandenen Fahrzeugen in der Umgebung;Extrahieren von Fahrweginformationen über ein Fahrzeug in der Umgebung unter den extrahierten Fahrzeugen in der Umgebung, das sich auf einer Fahrspur befindet, die mit zuvor erzeugten Fahrspurinformationen identisch oder dieser benachbart ist; undErzeugen der Fahrspurinformationen auf der Fahrzeugkarte auf der Basis der extrahierten Fahrweginformationen des Fahrzeugs in der Umgebungunddass das Extrahieren der zum Erzeugen der Fahrspurinformationen erforderlichen Fahrzeuge in der Umgebung die folgenden Schritte aufweist:wenn die Anzahl der erkennbaren Fahrzeuge in der Umgebung geringer als ein voreingestellter Mindestwert ist, Beibehalten der Fahrzeuge in der Umgebung, die als für die Erzeugung der Fahrspurinformationen unnötig erachtet wurden undwobei das Extrahieren der Fahrweginformationen über das Fahrzeug in der Umgebung das Extrahieren von Fahrweginformationen bis zu einem Fahrspurwechsel aus den Fahrweginformationen über die Fahrzeuge in der Umgebung aufweist.

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der Koreanischen Patentanmeldung Nr. 2015-0177846 (offengelegt in KR 10 2017 0 070 395 A ), angemeldet am 14. Dezember 2015, deren Offenbarung in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme Teil des Gegenstands der vorliegenden Anmeldung ist.
Hintergrund
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Erkennung eines Fahrzeug in der Umgebung, und insbesondere ein System und ein Verfahren zur Erkennung eines Fahrzeugs in der Umgebung auf der Basis von drahtlosem Zugang zu Fahrzeugumgebungen (Wireless-Access-For-Vehicular-Environments (WAVE)).
2. Diskussion des Standes der Technik
In jüngster Zeit finden auf dem Gebiet der Fahrzeugtechnologie aktive Forschungen zu einem Verfahren zur Erkennung von Fahrzeugen in der Umgebung und zu einem Fahrspurerkennungsverfahren zur Verringerung der Unfallhäufigkeit statt.
Im Allgemeinen basieren Verfahren zum Erfassen von Fahrspuren und Fahrzeugen in der Umgebung auf Bildern, die von einer an einem Fahrzeug angebrachten Kamera oder einem solchen Sensor aufgenommen werden.
Bei einem auf einer Kamera oder einem Sensor basierenden Fahrspurerfassungsverfahren werden in der Umgebung befindliche Fahrzeuge in Abhängigkeit von Wetter und Außenhelligkeitsfaktoren unter Umständen nicht korrekt erkannt. Bei klarem Wetter beispielsweise ist eine Fahrspur einer Straße leicht erkennbar. In einer dunklen Umgebung oder unter schlechten Wetterbedingungen, wie Schnee oder Regen, können Fahrspuren jedoch mittels einer Kamera oder eines Sensors möglicherweise nicht erfasst werden, oder es ist lediglich möglich, eine Fahrspur nur innerhalb eines schmalen Sichtfelds zu erfassen. Selbst bei starkem Sonnenlicht kann ein einfaches Erfassen von Fahrspuren mittels Bilderfassung aufgrund direkter Sonnenlichteinstrahlung in eine Kamera oder auf einen Sensor verhindert werden.
Daher werden vorwiegend Radar- oder Visionssensoren als Sensoren für Fahrzeuge eingesetzt, jedoch finden aufgrund der Beschränkungen dieser Sensoren gegenwärtig umfangreiche Forschungen zu einem Verfahren zur Erkennung von umgebenden Fahrzeugen unter Verwendung von WAVE statt.
Ein Verfahren zur Erkennung von umgebenden Fahrzeugen nach dem nach dem Stand der Technik weist das Problem auf, dass es an einer Kreuzung oder in einem gebogenen Straßenabschnitt (beispielsweise einer scharfen Kurve einer Straße, einer S-förmigen Straße etc.) schwierig ist, in der Umgebung befindliche Fahrzeuge ohne die Form der Straße zu erkennen.
In diesem Zusammenhang offenbart die ungeprüfte Koreanische Patentveröffentlichung KR 10 2012 0 024 230 A (Titel: System and Method for Vehicle Control for Collision Avoidance on the basis of Vehicular communication systems) ein System, das in einem Fahrzeug vorgesehen ist und aufweist: einen Datengenerator, um Informationsdaten einschließlich Global-Positioning-System-Positionsdaten (GPS-Daten), der Fahrtrichtung und der gegenwärtigen Geschwindigkeit eines Fahrzeugs, zu erzeugen, einen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikator (V2V) zum Übertragen der Informationen an andere in der Umgebung befindliche Fahrzeuge über V2V-Kommunikation und zum Empfangen von Informationsdaten von den anderen Fahrzeugen, und eine Kollisionsschätzeinrichtung zum Schätzen der Wahrscheinlichkeit einer Kollision zwischen dem Fahrzeug und den anderen Fahrzeugen unter Verwendung der übertragenen und empfangenen Informationsdaten.
US 2010 / 0 191 461 A1 offenbart ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruch 1. Ein ähnliches Verfahren ist auch aus DE 10 2013 019 112 A1 bekannt.
Überblick über die Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, ein System und ein Verfahren zum Schätzen von Fahrspurinformationen unter Verwendung von Fahrweginformationen eines Host-Fahrzeugs und von in der Umgebung desselben befindlichen Fahrzeugen auf der Basis von drahtlosem Zugang zu Fahrzeugumgebungen (Wireless-Access-For-Vehicular-Environment (WAVE)) und zum effizienten Erkennen der umgebenden Fahrzeuge auf der Basis der geschätzten Fahrspurinformationen zu schaffen.
Die Aspekte der vorliegenden Erfindung sind nicht hierauf beschränkt, und es können zusätzliche Aspekte existieren.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren für ein System zum Erkennen von Fahrzeugen in der Umgebung (im Folgenden auch als umgebende Fahrzeuge bezeichnet) in Anspruch 1 definiert. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Erzeugen einer Fahrzeugkarte, welche die Koordinaten eines oder mehrerer Fahrzeuge in der Umgebung eines Host-Fahrzeugs in Bezug auf die gegenwärtige Position des Host-Fahrzeugs auf der Basis von Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs und der umgebenden Fahrzeuge anzeigt; Erzeugen von Fahrweginformationen auf der Fahrzeugkarte auf der Basis der gegenwärtigen Position und von Kurvenradiusinformationen bezüglich des Host-Fahrzeugs und der Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs und der umgebenden Fahrzeuge; Ermitteln der Positionen der umgebenden Fahrzeuge auf der Basis der erzeugten Fahrspurinformationen; und Wählen erkennbarer, umgebender Fahrzeuge basierend auf den Positionen der umgebenden Fahrzeuge. Das Erzeugen der Fahrspurinformationen weist die folgenden Schritte auf: Erzeugen von Basis-Fahrspurinformationen auf der Basis der Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs; Korrigieren der Fahrweginformationen über die Fahrzeuge in der Umgebung in Bezug auf das Host-Fahrzeug auf der Basis von Seitenabstandsinformationen über ein oder mehrere in der Umgebung vor dem Host-Fahrzeug befindliche Fahrzeuge; Korrigieren von Informationen über die vorausliegende Fahrspur der Basis-Fahrspurinformationen auf der Basis der korrigierten Fahrweginformationen über die Fahrzeuge in der Umgebung; Extrahieren von zum Erzeugen der Fahrspurinformationen erforderlichen Fahrzeugen in der Umgebung aus den in den korrigierten Basis-Fahrspurinformationen vorhandenen Fahrzeugen in der Umgebung; Extrahieren von Fahrweginformationen über ein Fahrzeug in der Umgebung unter den extrahierten Fahrzeugen in der Umgebung, das sich auf einer Fahrspur befindet, die mit zuvor erzeugten Fahrspurinformationen identisch oder dieser benachbart ist; und Erzeugen der Fahrspurinformationen auf der Fahrzeugkarte auf der Basis der extrahierten Fahrweginformationen des Fahrzeugs in der Umgebung. Das Extrahieren der zum Erzeugen der Fahrspurinformationen erforderlichen Fahrzeuge in der Umgebung weist die folgenden Schritte aufweist: wenn die Anzahl der erkennbaren Fahrzeuge in der Umgebung geringer als ein voreingestellter Mindestwert ist, Beibehalten der Fahrzeuge in der Umgebung, die als für die Erzeugung der Fahrspurinformationen unnötig erachtet wurden, wobei das Extrahieren der Fahrweginformationen über das Fahrzeug in der Umgebung das Extrahieren von Fahrweginformationen bis zu einem Fahrspurwechsel aus den Fahrweginformationen über die Fahrzeuge in der Umgebung aufweist.
Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein System zum Erkennen eines oder mehrerer Fahrzeuge in der Umgebung eines Host-Fahrzeugs in Anspruch 8 definiert. Das System zum Erkennen umgebender Fahrzeuge weist auf: ein Kommunikationsmodul, das zum Austausch von Daten mit den umgebenden Fahrzeugen konfiguriert ist; ein Positionsinformationsempfangsmodul, das zum Empfangen von Positionsinformationen bezüglich des Host-Fahrzeugs konfiguriert ist; einen Speicher, der zum Speichern eines Programms zum Erkennen der umgebenden Fahrzeuge konfiguriert ist; und einen Prozessor, der zur Ausführung des Programms konfiguriert ist. Bei der Ausführung des Programms erzeugt der Prozessor eine Fahrzeugkarte, welche die Koordinaten der Fahrzeuge in der Umgebung eines Host-Fahrzeugs in Bezug auf die gegenwärtige Position des Host-Fahrzeugs auf der Basis von Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs und der umgebenden Fahrzeuge anzeigt; der Prozessor erzeugt Fahrweginformationen auf der Fahrzeugkarte auf der Basis der gegenwärtigen Position und von Kurvenradiusinformationen bezüglich des Host-Fahrzeugs und der Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs und der umgebenden Fahrzeuge; er ermittelt die Positionen der umgebenden Fahrzeuge auf der Basis der erzeugten Fahrspurinformationen, und wählt erkennbare, in der Umgebung befindliche Fahrzeuge basierend auf den Positionen der umgebenden Fahrzeuge, wobei der Prozessor Basis-Fahrspurinformationen auf der Basis der Fahrweginformationen über das Host-Fahrzeug erzeugt, die Fahrweginformationen über die Fahrzeuge in der Umgebung in Bezug auf das Host-Fahrzeug auf der Basis von Seitenabstandsinformationen über ein oder mehrere Fahrzeuge in der Umgebung vor dem Host-Fahrzeug korrigiert, und anschließend die in den Basis-Fahrspurinformationen enthaltenen Informationen über die vorausliegende Fahrspur auf der Basis der korrigierten Fahrweginformationen über die Fahrzeuge in der Umgebung korrigiert und zum Erzeugen der Fahrspurinformationen erforderliche, Fahrzeuge in der Umgebung aus den in den korrigierten Basis-Fahrspurinformationen vorhandenen Fahrzeugen in der Umgebung extrahiert, Fahrweginformationen über ein Fahrzeug in der Umgebung unter den extrahierten Fahrzeugen in der Umgebung extrahiert, das sich auf einer Fahrspur befindet, die mit zuvor erzeugten Fahrspurinformationen identisch oder dieser benachbart ist, und die Fahrspurinformationen auf der Fahrzeugkarte auf der Basis der extrahierten Fahrweginformationen des Fahrzeugs in der Umgebung erzeugt,
wobei wenn die Anzahl der erkennbaren Fahrzeuge in der Umgebung geringer als ein voreingestellter Mindestwert ist, der Prozessor umgebenden Fahrzeuge, die als für die Erzeugung der Fahrspurinformationen unnötig erachtet wurden, nicht entfernt, und Fahrweginformationen bis zu einem Fahrspurwechsel aus den Fahrweginformationen über die Fahrzeuge in der Umgebung extrahiert.
Figurenliste
Die vorgenannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den durchschnittlichen Fachmann deutlicher durch die detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen derselben unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen, welche zeigen:

1 ein Blockdiagramm eines Systems zur Erkennung umgebender Fahrzeuge nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Erkennung umgebender Fahrzeuge nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 ein Flussdiagramm einer Operation zur Erzzeugung von Fahrspurinformationen;
4 ein Flussdiagramm einer Operation zur Ermittlung der Position von umgebenden Fahrzeugen;
5A bis 5C Diagramme zur Darstellung von Informationen bezüglich der vorausliegenden Fahrspur als Teil der Basis-Fahrspurinformationen;
6 ein Diagramm zur Darstellung von Informationen bezüglich der zurückliegenden Fahrspur als Teil der Basis-Fahrspurinformationen;
7 bis 8B Diagramme zur Darstellung einer Operation zur Korrektur von Informationen bezüglich der vorausliegenden Fahrspur;
9 Diagramme zur Darstellung einer Operation zur Korrektur von Basis-Fahrspurinformationen; und
10 ein Diagramm zur Darstellung einer Operation zur Auswahl erkennbarer, umgebender Fahrzeuge.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben, so dass der durchschnittliche Fachmann auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung die Ausführungsbeispiele problemlos verwirklichen kann. Die vorliegende Erfindung kann jedoch in einer Vielzahl unterschiedlicher Formen implementiert werden und ist nicht auf die vorliegend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. In der nachfolgenden Beschreibung sind für die Erfindung unwesentliche Teile ausgelassen, so dass die vorliegende Erfindung klarer beschrieben werden kann.
In der gesamten Beschreibung bedeutet die Beschreibung eines Teils als eine Komponente „aufweisend“ nicht, dass dieses Teil eine andere Komponente ausschließt, und dass es eine andere Komponente aufweisen kann, sofern dies nicht anders angegeben ist.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems 100 zur Erkennung umgebender Fahrzeuge nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Das System 100 zur Erkennung umgebender Fahrzeuge nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erkennt ein oder mehrere Fahrzeuge in der Umgebung des Host-Fahrzeugs.
Ein derartiges System 100 zur Erkennung umgebender Fahrzeuge weist ein Kommunikationsmodul 110, ein Positionsinformationsempfangsmodul 120, einen Speicher 130 und einen Prozessor 140 auf.
Das Kommunikationsmodul 110 tauscht Daten mit den umgebenden Fahrzeugen aus. Ein derartiges Kommunikationsmodul 110 kann sowohl ein drahtgebundenes Kommunikationsmodul, als auch ein drahtloses Kommunikationsmodul aufweisen. Das drahtgebundene Kommunikationsmodul kann als eine über eine Stromleitung kommunizierende Vorrichtung (Power Line Communication - PLC), eine über eine Telefonleitung kommunizierende Vorrichtung, eine Cable-Home-Vorrichtung (Multimedia over Coax Alliance (MoCA)), eine Ethernet-Vorrichtung, eine Vorrichtung gemäß dem Standard 1294 des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), eine drahtgebundene Heimnetzwerkvorrichtung und eine Steuervorrichtung nach dem Standard RS-485 sein. Ferner kann das drahtlose Kommunikationsmodul mit einer Technologie versehen sein, die ein drahtloses lokales Netz (WLAN), Bluetooth, ein drahtloses Kurzstreckennetz (WPAN) mit hoher Datengeschwindigkeit (HDR), Ultrabreitband (UWB), ZigBee, Impulsfunk, 60 GHZ WPAN, Binary-Code Division Multiple Access (CDMA), ein drahtloser universeller serieller Bus (USB), ein drahtloses High-Definition-Multimedia-Interface (HDMI) und dergleichen aufweist.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann das Kommunikationsmodul 110 Positionsinformationen bezüglich des Host-Fahrzeugs über ein internes Fahrzeugnetzwerk (IVN) empfangen, und kann Positionsinformationen bezüglich der umgebenden Fahrzeuge über drahtlosen Zugang zu Fahrzeugumgebungen (Wireless-Access-For-Vehicular-Environment (WAVE)) empfangen.
Das Positionsinformationsempfangsmodul 120 empfängt die Positionsinformationen bezüglich des Host-Fahrzeugs. Hierbei kann es sich bei dem Positionsinformationsempfangsmodul 120 beispielsweise um ein Global Positioning System (GPS) handeln. Über das GPS ist es möglich, Positionsinformationen bezüglich des Host-Fahrzeugs zu empfangen, einschließlich Breite, Länge, Höhe und dergleichen.
In dem Speicher 130 ist ein Programm zur Erkennung von umgebenden Fahrzeugen gespeichert. Hierbei bezeichnet der Speicher 130 eine übliche Speichervorrichtung, wie eine nicht-flüchtige Speichervorrichtung, die gespeicherte Informationen dauerhaft hält, ohne das Energie zugeführt wird, oder eine flüchtige Speichervorrichtung.
Der Speicher 130 kann beispielsweise einen NAND-Flash-Speicher, wie eine Compact Flash Karte (CF), eine Secure Digital Karte (SD), ein Speicherstick, ein Solid-State-Laufwerk (SSD), eine Micro-SD-Karte etc., eine magnetische Computerspeichervorrichtung, wie ein Festplattenlaufwerk (HDD) etc., ein optisches Laufwerk, wie ein Compact Disc Read-Only Memory (CD-ROM), eine Digital Versatile Disc ROM (DVD) etc. und dergleichen.
Ferner kann das in dem Speicher 130 gespeicherte Programm als Software oder Hardware implementiert sein, wie ein Field Programmable Gate Array (FPGA) oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), und kann bestimmte Aufgaben wahrnehmen.
Der Prozessor 140 führt das in dem Speicher 130 gespeicherte Programm aus. Bei der Ausführung des Programms erzeugt der Prozessor 140 eine Fahrzeugkarte, welche die Koordinaten der Fahrzeuge in der Umgebung eines Host-Fahrzeugs in Bezug auf die gegenwärtige Position des Host-Fahrzeugs auf der Basis von Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs und der umgebenden Fahrzeuge anzeigt.
Hierbei können die Fahrweginformationen in Form von Punktdaten (beispielsweise Daten von 23 Punkten) dargestellt sein. Derartige Fahrweginformationen können je nach Krümmung unterschiedliche Punktdichten aufweisen.
Anschließend erzeugt der Prozessor 140 Fahrspurinformationen auf der Fahrzeugkarte auf der Basis der Informationen zur gegenwärtigen Position und zum Kurvenradius bezüglich des Host-Fahrzeugs und der Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs und der umgebenden Fahrzeuge. Der Prozessor 140 kann Positionen der umgebenden Fahrzeuge basierend auf den erzeugten Fahrspurinformationen finden und erkennbare, in der Umgebung befindliche Fahrzeuge wählen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die in 1 dargestellten Komponenten gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung als Software oder Hardware, beispielsweise als FPGA oder ASIC, implementiert sein können und bestimmte Aufgaben wahrnehmen.
Die Bedeutung von „Komponenten“ ist jedoch nicht auf Software oder Hardware beschränkt, und jede Komponente kann derart ausgebildet sein, dass sie in einem adressierbaren Speichermedium liegt, und dass sie einen oder mehrere Prozessoren treibt.
Daher umfassen Komponenten beispielsweise Softwarekomponenten, objektorientierte Software-Komponenten, Klassenkomponenten, Aufgabenkomponenten, Prozesse, Funktionen, Attribute, Prozeduren, Subroutinen, Programmcodesegmente, Treiber, Firmware, Mikrocode, Schaltungen, Daten, Datenbanken, Datenstrukturen, Tabellen, Arrays und Variablen.
Komponenten und durch die Komponenten bereitgestellte Funktionen können zu einer kleineren Anzahl von Komponenten kombiniert oder in zusätzliche Komponenten unterteilt werden.
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 10 ein von dem System 100 zur Erkennung von umgebenden Fahrzeugen verwendetes Verfahren zur Erkennung von umgebenden Fahrzeugen nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher beschrieben.
2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Erkennung umgebender Fahrzeuge nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Verfahren zur Erkennung umgebender Fahrzeuge nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird zunächst eine Fahrzeugkarte erzeugt, welche die Koordinaten eines oder mehrerer Fahrzeuge in der Umgebung eines Host-Fahrzeugs in Bezug auf die gegenwärtige Position des Host-Fahrzeugs auf der Basis von Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs und der umgebenden Fahrzeuge anzeigt (S210).
Hierbei kann die Fahrzeugkarte Positionen und Bewegungen von umgebenden Fahrzeugen innerhalb eines Vehicle-to-Everything-Kommunikationsbereichs (V2X) (ungefähr 300m) des Host-Fahrzeugs in einer Relativkoordinatenform anzeigen.
Die Details der Erzeugung einer derartigen Fahrzeugkarte sind nachfolgend beschrieben.
Zuerst werden Längen X, Breiten Y und GPS-Richtungswinkel Ψ des Host-Fahrzeugs (HV) und der umgebenden Fahrzeuge (RV) in ein Koordinatensystem (x, y, Φ) umgewandelt, um das Host-Fahrzeug und die umgebenden Fahrzeuge auf einer Fahrzeugkarte wie in Gleichung 1 darzustellen: $\begin{array}{l} \begin{array}{l} P_{H V} = {[\begin{matrix} X_{0} & Y_{0} & ψ_{0} \end{matrix}]}^{T} \\ P_{R V, i} = {[\begin{matrix} X_{i} & Y_{i} & ψ_{i} \end{matrix}]}^{T} \end{array} \\ \begin{array}{l} x_{L o c a l, i} = K_{L o n g} (X_{i} - X_{0}) c o s (90 - ψ_{0}) + K_{l a t} (Y_{i} - Y_{0}) sin (90 - ψ_{0}) \\ y_{L o c a l, i} = - K_{L o n g} (X_{i} - X_{0}) sin (90 - ψ_{0}) + K_{l a t} (Y_{i} - Y_{0}) cos (90 - ψ_{0}) \\ ϕ_{L o c a l, i} = - (ψ_{i} - ψ_{0}) \end{array} & \begin{array}{l} K_{l o n g} = 111,413 cos (y_{0}) - 94 cos (3 Y_{0}) \\ K_{l a t} = 111,133 - 560 c o s (2 Y_{0}) \end{array} \end{array}$
Danach werden Pfadinformationen, welche als Längen und Breiten der umgebenden Fahrzeuge angegeben sind, in Koordinaten in Bezug auf eine Basis des Host-Fahrzeugs wie in Gleichung 2 umgewandelt. Danach wird jeder Punkt der Fahrweginformationen in einen Punkt (x, y) zur Anzeige auf einer Fahrzeugkarte umgewandelt. $\begin{array}{l} P_{H V} = {[\begin{matrix} X_{0} & Y_{0} & ψ_{0} \end{matrix}]}^{T} \\ P_{PH, i} = {[\begin{matrix} X_{P H, i} & Y_{P H, i} \end{matrix}]}^{T} \\ x_{P H, i} = cos (90 - ψ_{0}) K_{l o n g} (X_{P H, i} - X_{0}) + sin (90 - ψ_{0}) K_{lat} (Y_{P H, i} - Y_{0}) \\ y_{P H, i} = - sin (90 - ψ_{0}) K_{l o n g} (X_{P H, i} - X_{0}) + cos (90 - ψ_{0}) K_{lat} (Y_{P H, i} - Y_{0}) \end{array}$
Hierbei können Fahrweginformationen auf der Basis einer Sehnenlänge c, einer Winkeldifferenz α, eines Wenderadius R, eines Mittenabstands d und eines horizontalen Abstandsfehlers e wie in Gleichung 3 berechnet werden. $\begin{matrix} c = \sqrt{{(x - x_{0})}^{2} + {(y - y_{0})}^{2}} \\ α = | ψ - ψ_{0} | \\ R = \frac{c}{2} sin \frac{α}{2} \\ d = \frac{c}{2} tan \frac{α}{2} \\ e = R - d \end{matrix}$
Hierbei können die Fahrweginformationen nur verwendet werden, wenn der horizontale Abstandsfehler e und die Sehnenlänge c während der Fahrt des umgebenden Fahrzeugs voreingestellte Schwellenwerte übersteigen.
Nachdem die Fahrzeugkarte durch den zuvor beschriebenen Vorgang erzeugt wurde, werden auf der Fahrzeugkarte Fahrweginformationen auf der Basis von Informationen zu der gegenwärtigen Position und zu dem Kurvenradius des Host-Fahrzeugs und Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs und der umgebenden Fahrzeuge erzeugt (S220).
Mit anderen Worten: Es ist möglich, eine in Bezug auf das Host-Fahrzeug abstrahierte Fahrlinie auf der Basis der Informationen bezüglich der gegenwärtigen Position und des Kurvenradius des Host-Fahrzeugs und der Fahrweginformationen bezüglich des Host-Fahrzeugs und der umgebenden Fahrzeuge zu schätzen. Hierbei können die geschätzten Fahrspurinformationen als eine parametrisierte kubische Funktion ausgedrückt werden.
Derartige Basisinformationen dienen der Auswahl von Fahrweginformationen vorausfahrender, umgebender Fahrzeuge, welche bei der genauen Schätzung der Fahrspur verwendet werden, in welcher das Host-Fahrzeug gegenwärtig fährt. Hierbei kann angenommen werden, dass die vorausfahrenden, umgebenden Fahrzeuge während der Fahrt nicht die Fahrspur wechseln.
Ein Verfahren zum Erzeugen derartiger Fahrspurinformationen wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 3 bis 5C und 9 beschrieben.
3 ist ein Flussdiagramm einer Operation zur Erzeugung von Fahrspurinformationen. 5A bis 5C sind Diagramme zur Darstellung von Informationen bezüglich der vorausliegenden Fahrspur als Teil der Basis-Fahrspurinformationen. 6 ist ein Diagramm zur Darstellung von Informationen bezüglich der zurückliegenden Fahrspur als Teil der Basis-Fahrspurinformationen. 7 bis 8B sind Diagramme zur Darstellung einer Operation zur Korrektur von Informationen bezüglich der vorausliegenden Fahrspur. 9 zeigt Diagramme zur Darstellung einer Operation zur Korrektur von Basis-Fahrspurinformationen
Bei der Operation zur Erzeugung von Fahrspurinformationen werden zunächst Basis-Fahrspurinformationen auf der Basis der Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs erzeugt (S221).
Bei den Basis-Fahrspurinformationen handelt es sich um Fahrspurinformationen, die mit Informationen über das Host-Fahrzeug allein erzeugt werden, wobei angenommen wird, dass sich kein in der Umgebung befindliches Fahrzeug vor dem Host-Fahrzeug befindet. Hierbei beinhalten die Basis-Fahrspurinformationen Informationen über die vorausliegende Fahrspur und Informationen über die zurückliegende Fahrspur.
Die Informationen über die vorausliegende Fahrspur können auf der Basis von Kurvenradiusinformationen des Host-Fahrzeugs erzeugt werden. Angenommen, das Host-Fahrzeug fährt eine Kurve mit einem festen Wenderadius, so kann der in Vorwärtsrichtung gelegene Weg eine Kreisform haben. Um eine derartige Kreisform zu simulieren, kann eine kubische Kurve entsprechend der nachfolgenden Gleichung 4 erzeugt werden. $y = \frac{0.351}{R^{2}} x^{3} + \frac{0.351}{R} x^{2}$
Ein Fall, in dem das Host-Fahrzeug sich unter einem Winkel von 60 Grad entlang der erzeugten kubischen Kurve bewegt, ist als Graph in 5A bis 5C dargestellt.
5A zeigt einen Fall, in dem der Radius der Krümmung R 1m beträgt. Beträgt der Radius der Krümmung Im, ist erkennbar, dass eine kubische Kurve nahezu einem Kreis entspricht. Wenn jedoch die Neigung zunimmt, weicht eine kubische Kurve aufgrund der Eigenschaften einer kubischen Kurve von einem vollständigen Kreis ab. Daher kann ein Fehler auftreten, wenn das Host-Fahrzeug sich unter einem Winkel von 60 Grad und mehr bewegt.
5B und 5C zeigen einen Fall, in welchem ein Kurvenradius 25 m beträgt, bzw. einen Fall, in dem der Kurvenradius 50 m beträgt. Es ist erkennbar, dass ein Fehler zwischen einem Kreis und einer kubischen Kurve besteht, wenn das Host-Fahrzeug eine Kurve unter einem Winkel von 60 Grad oder mehr fährt, während ein Kreis und eine kubische Kurve einander bei weniger als 60 Grad nahezu entsprechen. Ferner ist bei Kurvenradien von 25 m und 50m zu erkennen, dass die kubischen Kurven zueinander in der Form identisch sind und nur hinsichtlich der Größe zunehmen.
Auf diese Weise können Informationen über die vorausliegende Fahrspur unter Verwendung der Gleichung 4 und der Kurvenradiusinformationen eines Fahrzeugs modelliert werden.
Informationen über die zurückliegende Fahrspur können unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate modelliert werden. Zur Erzeugung der Informationen über die zurückliegende Fahrspur ist es erforderlich, eine kubische Kurve zu extrahieren, um die Entfernung jedes in 6 dargestellten Abtastpunkt D zu minimieren.
Wenn eine kubische Kreisformel auf sämtliche Abtastpunkte D angewandt wird, können die Ergebnisse in Form einer in der nachfolgenden Gleichung 5 dargestellten Matrix ausgedrückt werden. $\begin{matrix} a x_{1}^{3} + b x_{1}^{2} + c x_{1} + d = y_{1} \\ a x_{2}^{3} + b x_{2}^{2} + c x_{2} + d = y_{2} \\ ⋮ \\ a x_{n}^{3} + b x_{n}^{2} + c x_{n} + d = y_{n} \end{matrix} \to [\begin{matrix} x_{1}^{3} & x_{1}^{2} & x_{1} & 1 \\ x_{2}^{3} & x_{2}^{2} & x_{2} & 1 \\ ⋮ & ⋮ & ⋮ & ⋮ \\ x_{n}^{3} & x_{n}^{2} & x_{n} & 1 \end{matrix}] [\begin{matrix} a \\ b \\ c \\ d \end{matrix}] = [\begin{matrix} y_{1} \\ y_{2} \\ ⋮ \\ y_{n} \end{matrix}] \to V \cdot p = y$
Da V keine quadratische Matrix ist, ist es in diesem Fall möglich p= (V^TV)^-1V^Ty unter Verwendung einer pseudo-inversen Matrix zu bilden.
Ist die Anzahl der Abtastpunkte D 5 oder größer, ist es jedoch möglich, eine durch die nachfolgende Gleichung 6 dargestellte Matrix zu verwenden. $\begin{matrix} a x_{1}^{3} + b x_{1}^{2} = y_{1} \\ a x_{2}^{3} + b x_{2}^{2} = y_{2} \\ ↓ \\ a x_{n}^{3} + b x_{n}^{2} = y_{n} \end{matrix} \to [\begin{matrix} x_{1}^{3} & x_{1}^{2} \\ x_{2}^{3} & x_{2}^{2} \\ ⋮ & ⋮ \\ x_{n}^{3} & x_{n}^{2} \end{matrix}] [\begin{matrix} a \\ b \end{matrix}] = [\begin{matrix} y_{1} \\ y_{2} \\ ⋮ \\ y_{n} \end{matrix}] V \cdot p = y$
Ist andererseits die Anzahl der Abtastpunkte D kleiner als 5, so ist es möglich, eine durch die nachfolgende Gleichung 7 dargestellte Matrix zu verwenden. $\begin{matrix} b x_{1}^{2} + c x_{1} + d = y_{1} \\ b x_{2}^{2} + c x_{2} + d = y_{2} \\ ⋮ \\ b x_{n}^{2} + c x_{n} + d = y_{n} \end{matrix} \to [\begin{matrix} x_{1}^{2} & x_{1} & 1 \\ x_{2}^{2} & x_{2} & 1 \\ ⋮ & ⋮ & ⋮ \\ x_{n}^{2} & x_{n} & 1 \end{matrix}] [\begin{matrix} b \\ c \\ d \end{matrix}] = [\begin{matrix} y_{1} \\ y_{2} \\ ⋮ \\ y_{n} \end{matrix}] \to V \cdot p = y$
Wie zuvor beschrieben, können Basis-Fahrspurinformationen in Form einer kubischen Funktion wiedergegeben werden, und können ferner, entsprechend der Anzahl der Abtastpunkte, als quadratische Kurve wiedergegeben werden.
Nach dem Erzeugen der Basis-Fahrspurinformationen werden, wie unter erneuter Bezugnahme auf 3 ersichtlich, Fahrweginformationen bezüglich eines oder mehrerer in der Umgebung vor dem Host-Fahrzeug befindlicher Fahrzeuge in Bezug auf das Host-Fahrzeug auf der Basis von Seitenabstandsinformationen über die umgebenden Fahrzeuge korrigiert (S222).
Um die Informationen über die umgebenden Fahrzeuge zu korrigieren, ist es zu diesem Zeitpunkt erforderlich, dass das Host-Fahrzeug und das in der Umgebung befindliche Fahrzeug auf der gleichen Straße fahren. In anderen Worten: nur wenn die Fahrweginformationen über das in der Umgebung befindliche Fahrzeug den Bereich hinter dem Host-Fahrzeug abdecken und ausreichend Informationen zum Schätzen der Straßenform vorhanden sind, ist es möglich, festzustellen, dass das Host-Fahrzeug und die umgebenden Fahrzeuge auf der gleichen Straße fahren.
Da angenommen wird, dass das Host-Fahrzeug 10 auf einer Straße fährt, die der Straße ähnlich ist, welche ein in der Umgebung befindliches Fahrzeug 20 befahren hat, ist es möglich, ein Polynom ersten Grades zu bilden, das in der Gleichung 8 dargestellt ist, wobei zwei Elemente von Pfadinformationen (x5, y5) und (x6, y6) verwendet werden, welche den Fahrweginformationen über das in der Umgebung befindliche Fahrzeug 20 am nächsten sind, wie in 7 dargestellt. $d_{R V} = y_{5} - \frac{y_{6} - y_{5}}{x_{6} - x_{5}} \times x_{5}$
Wenn der Seitenabstandfehler d_RV zwischen einer Kurve und dem Host-Fahrzeug entsprechend der Gleichung 8 auf diese Weise berechnet ist, ist es möglich, die Fahrweginformationen über das in der Umgebung vor dem Host-Fahrzeug 10 befindliche Fahrzeug 20 zu korrigieren. Mit anderen Worten: Wie in 8A und 8B dargestellt, wird jedes Element der Fahrweginformationen über das in der Umgebung befindliche Fahrzeug 20 um den auf der Basis der Fahrweginformationen über das in der Umgebung befindliche Fahrzeug 20 berechneten Seitenabstandsfehler d_RV in Richtung des Host-Fahrzeugs 10 bewegt.
Nach dem Korrigieren der Fahrweginformationen über die umgebenden Fahrzeuge werden, wie unter erneuter Bezugnahme auf 3 ersichtlich, Informationen über die vorausliegende Fahrspur auf der Basis der korrigierten Informationen über die umgebenden Fahrzeuge korrigiert (S223). Mit anderen Worten: Durch das Kombinieren von Informationen über die zurückliegende Fahrspur in (A) der 9, bei welchen es sich um ein nur auf den Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs basierendes Schätzergebnis handelt, und den Informationen über die vorausliegende Fahrspur in (B) der 9, bei welchen es sich um ein nur auf den Fahrweginformationen der in der Umgebung vor dem Host-Fahrzeug befindlichen Fahrzeuge basierendes Schätzergebnis handelt, erfolgt eine abschließende Korrektur der Basis-Fahrspurinformationen in (C) der 9.
Nachdem die Basis-Fahrspurinformationen auf diese Weise korrigiert wurden, werden, wie unter Bezugnahme auf 3 ersichtlich, werden in der Umgebung befindliche Fahrzeuge, die für die Fahrspurinformationen erforderlich sind, aus den umgebenden Fahrzeugen extrahiert, die in den korrigierten Basis-Fahrspurinformationen enthalten sind (S224). Mit anderen Worten: Durch das Verwenden der Positionsinformationen und der Fahrweginformationen über die umgebenden Fahrzeuge und der in einem vorhergehenden Prozess erzeugten Fahrspurinformationen werden in der Umgebung befindliche Fahrzeuge, die für das Erzeugen der Fahrspurinformationen nicht erforderlich sind, ausgefiltert und entfernt.
Zu diesem Zeitpunkt können in der Umgebung befindliche Fahrzeuge unter Berücksichtigung einer vorgegebenen Höchstzahl von erkennbaren umgebenden Fahrzeugen extrahiert werden, und die Höchstzahl der erkennbaren umgebenden Fahrzeuge kann unter Berücksichtigung des Rechenaufwands gewählt werden. Basierend auf den Fahrspurinformationen, die durch einen derartigen Prozess geschätzt werden, ist es möglich, die erkennbaren umgebenden Fahrzeuge zu aktualisieren.
Wenn die Anzahl der erkennbaren in der Umgebung befindlichen Fahrzeuge geringer als ein vorgegebener Mindestwert ist, werden, da nur eine geringe Anzahl von umgebenden Fahrzeugen erforderlich ist, um die Fahrspurinformationen zu erzeugen, die umgebenden Fahrzeuge, die als für das Erzeugen der Fahrspurinformationen nicht erforderlich erachtet werden, nicht entfernt. Aus den Fahrweginformationen der umgebenden Fahrzeuge, die nicht entfernt wurden, können Fahrweginformationen vor einem Spurwechsel extrahiert und zum Erzeugen von Fahrspurinformationen verwendet werden.
Wenn zum Erzeugen der Fahrspurinformationen erforderliche in der Umgebung befindliche Fahrzeuge auf diese Weise extrahiert wurden, werden Fahrweginformationen über ein in der Umgebung befindliches Fahrzeug unter den extrahierten, umgebenden Fahrzeugen extrahiert, das sich auf einer Fahrspur befindet, die mit zuvor erzeugten Fahrspurinformationen identisch oder dieser benachbart ist (S225). Mit anderen Worten: Fahrweginformationen, die nicht zu einem gültigen Bereich der in dem vorangehenden Prozess erzeugten Fahrspurinformationen gehören, werden ausgefiltert und aus den Fahrweginformationen der zum Erzeugen der Fahrspurinformationen extrahierten, umgebenden Fahrzeuge entfernt.
Anschließend können Fahrspurinformationen auf der Fahrzeugkarte basierend auf den extrahierten Fahrweginformationen über das in der Umgebung befindliche Fahrzeug erzeugt werden (S226).
Nachdem die Fahrspurinformationen auf diese Weise erzeugt wurden, werden, wie unter erneuter Bezugnahme auf 2 ersichtlich, Positionen der umgebenden Fahrzeuge basierend auf den erzeugten Fahrspurinformationen bestimmt (S230).
Die Positionen der umgebenden Fahrzeuge können basierend auf den erzeugten Fahrspurinformationen bestimmt werden und zum Klassifizieren von umgebenden Fahrzeugen verwendet werden, die später zum Schätzen einer Fahrspur verwendet werden. Wenn die Positionen der umgebenden Fahrzeuge bestimmt wurden, ist es möglich, Längen-/ Breitenrichtungsinformationen über die umgebenden Fahrzeuge, welche basierend auf den Fahrspurinformationen erkannt wurden, Informationen über die Richtungsdifferenz zwischen den Fahrspurinformationen und den erkannten, umgebenden Fahrzeugen, etc. zu erhalten.
Eine derartige Operation zum Bestimmen von umgebenden Fahrzeugen wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 4 und 10 beschrieben.
4 ist ein Flussdiagramm einer Operation zur Ermittlung der Position von umgebenden Fahrzeugen. 10 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Operation zur Auswahl erkennbarer, umgebender Fahrzeuge.
Bei der Operation zur Bestimmung der Positionen von umgebenden Fahrzeugen werden zunächst die gegenwärtigen Positionen der umgebenden Fahrzeuge in Bezug auf das Host-Fahrzeug auf der Basis einer Breite der erzeugten Fahrspurinformationen und von Breiten der umgebenden Fahrzeuge 20 bestimmt (S231). Zu diesem Zeitpunkt können die gegenwärtigen Positionen der umgebenden Fahrzeuge als, bezogen auf das Host-Fahrzeug, vor, links, rechts, weit links und weit rechts befindlich klassifiziert werden.
Anschließend werden die in den Fahrspurinformationen enthaltenen Fahrtrichtungen der umgebenden Fahrzeuge auf der Basis der Fahrtrichtungen der in der Umgebung befindlichen Fahrzeuge und einer in den Fahrspurinformationen enthaltenen Fahrtrichtung bestimmt (S232). Zu diesem Zeitpunkt können die Fahrtrichtungen der umgebenden Fahrzeuge als vorwärts, rückwärts und kreuzend klassifiziert werden.
Nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist es möglich, festzustellen, ob ein in der Umgebung befindliches Fahrzeug ein Fahrzeug ist, das in Bezug auf das Host-Fahrzeug eine kreuzenden Fahrbahn befährt.
Um Festzustellen, ob es sich bei einem umgebenden Fahrzeug um kreuzenden Verkehr handelt, wird zunächst festgestellt, ob eine Differenz zwischen den Fahrtrichtungen in den erzeugten Fahrspurinformationen und des umgebenden Fahrzeugs einen voreingestellten Schwellenwert für eine festgelegte Zeitspanne übersteigt. Wenn festgestellt wird, dass die Differenz den voreingestellten Schwellenwert übersteigt, ist es möglich, festzustellen, dass das in der Umgebung befindliche Fahrzeug ein auf einer kreuzenden Fahrbahn fahrendes Fahrzeug ist.
Indem eine derartige Feststellung unter den Fahrzeugen, deren gegenwärtige Positionen als weit links oder weit rechts klassifiziert werden, nur für in der Umgebung befindliche Fahrzeuge getroffen wird, die sich in einem Winkel von 15° oder mehr in Bezug auf das Host-Fahrzeug befinden, ist es möglich, die Genauigkeit der Feststellung, ob es sich bei umgebenden Fahrzeugen um kreuzenden Verkehr handelt oder nicht, zu erhöhen.
Ferner ist es gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung möglich, festzustellen, ob ein in der Umgebung befindliches Fahrzeug in Bezug auf das Host-Fahrzeug während der Fahrt die Fahrspur gewechselt hat oder nicht.
Um festzustellen, ob ein in der Umgebung befindliches Fahrzeug während der Fahrt die Fahrspur gewechselt hat oder nicht, wird zunächst festgestellt, ob Differenzen in den Fahrtrichtungen des Host-Fahrzeugs und der in sämtlichen Richtungen des Host-Fahrzeugs vorhandenen, umgebenden Fahrzeuge einen voreingestellten Schwellenwert übersteigen oder nicht. Wenn die Differenz den voreingestellten Schwellenwert übersteigt, kann das entsprechende, in der Umgebung befindliche Fahrzeug als ein in der Umgebung befindliches Fahrzeug bestimmt werden, welches während der Fahrt die Fahrspur gewechselt hat.
Derartige Positionen von umgebenden Fahrzeugen können wie in 10 dargestellt klassifiziert werden. Mit anderen Worten: Fahrtrichtungen können in 11 Arten entsprechend der vorderen, hinteren, linken und rechten Seite des Host-Fahrzeugs 10, je nachdem, wo sich die umgebenden Fahrzeuge befinden, und entsprechend den Fahrtrichtungen, d.h. vorwärts, rückwärts und kreuzend, je nach der Fahrtrichtung der umgebenden Fahrzeuge eingeteilt werden.
Nachdem die Positionen der umgebenden Fahrzeuge festgestellt wurden, werden, wie unter erneuter Bezugnahme auf 2 ersichtlich, erkennbare, in der Umgebung befindliche Fahrzeuge basierend auf der Position der umgebenden Fahrzeuge ausgewählt (S240).
Nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Operation zum Erzeugen einer Informationstabelle zu den umgebenden Fahrzeugen vorgesehen sein, die Informationen über die erkennbaren, umgebenden Fahrzeuge enthält. Mit anderen Worten: wenn Informationen über die erkennbaren, umgebenden Fahrzeuge auf der Basis der Positionen der umgebenden Fahrzeuge erzeugt werden, können die erzeugten Informationen in der Informationstabelle zu den umgebenden Fahrzeugen in der Form von Flags gespeichert und aktualisiert werden. Eine derartige Informationstabelle zu den umgebenden Fahrzeugen kann während jeder Ausführungsoperation aktualisiert werden.
Die Informationstabelle zu den umgebenden Fahrzeugen kann die Informationen über die umgebenden Fahrzeuge für eine voreingestellte Zeit speichern und die gespeicherten Informationen anschließend entfernen. Beispielsweise kann die Informationstabelle zu den umgebenden Fahrzeugen die Informationen über die erkennbaren, umgebenden Fahrzeugen für eine voreingestellte Zeit (500 ms) speichern und nach Ablauf der Zeit (500 ms) die gespeicherten Informationen über die umgebenden Fahrzeuge entfernen.
Die Informationen über die umgebenden Fahrzeuge, welche in einer derartigen Informationstabelle zu den umgebenden Fahrzeugen gespeichert sind, können zur Erzeugung von Fahrspurinformationen verwendet werden, und können ferner zum Erzeugen von Fahrspurinformationen in der nächsten Ausführungsoperation verwendet werden, nachdem festgestellt wurde, ob die umgebenden Fahrzeuge die Fahrspur gewechselt haben oder nicht. Zum Erzeugen von Fahrbahninformationen können hierbei nur Informationen über Fahrzeuge, deren Positionen als vor, rechts vor, und links vor dem Host-Fahrzeug klassifiziert sind, als Informationen über in der Umgebung befindliche Fahrzeuge verwendet werden.
In der vorhergehenden Beschreibung können die Operationen S210 bis S240 je nach der Implementierung der vorliegenden Erfindung in zusätzliche Operationen unterteilt oder zu einer geringeren Anzahl von Operationen kombiniert werden. ferner können einige Operationen falls erforderlich entfallen und die Abfolge der Operationen kann verändert werden. Darüber hinaus kann, obwohl vorliegend nicht beschrieben, die auf die 1 bezogene Beschreibung auf das Verfahren zur Erkennung von umgebenden Fahrzeugen nach den 2 bis 4 angewendet werden.
Nach jedem der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in der Umgebung befindliche Fahrzeuge mittels WAVE erkannt, und somit ist es möglich, die Beschränkungen existierender Fahrerassistenzsystemsensoren (DAS) zu überwinden.
Da ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durch das Installieren von Software in einem mit einem V2X-Terminal versehenen Fahrzeug implementiert werden kann, ist darüber hinaus auch keine zusätzliche Hardware erforderlich.
Das Verfahren zur Erkennung von umgebenden Fahrzeugen nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann auch in Form eines auf einem Medium gespeicherten Computerprogramms, das von einem Computer ausgeführt wird, oder einem Aufzeichnungsmedium, das von einem Computer ausführbare Befehle enthält, implementiert sein. Das computerlesbare Medium kann jedes verfügbare Medium sein, auf das ein Computer zugreifen kann, und umfasst flüchtige und nicht-flüchtige Medien und entfernbare und nicht entfernbare Medien. Ferner kann das computerlesbare Medium sowohl Computerspeichermedien, als auch Kommunikationsmedien umfassen. Die Computerspeichermedien umfassen flüchtige und nicht-flüchtige Medien und entfernbare und nicht entfernbare Medien, welche nach einem beliebigen Verfahren oder einer beliebigen Technik für das Speichern von Informationen hergestellt sind, wie beispielsweise computerlesbare Befehle, Datenstrukturen, Programmmodule oder andere Daten. Die Kommunikationsmedien umfassen üblicherweise computerlesbare Befehle, Datenstrukturen, Programmmodule, andere Daten modulierter Signale, wie Trägerwellen, oder andere Übertragungsmechanismen, und umfassen jede Art von Informationsübertragungsmedium.
Zwar wurden zuvor besondere Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben, jedoch können Komponenten oder einige bzw. sämtliche Operationen derselben durch ein Computersystem implementiert werden, das eine Allzweck-Hardwarearchitektur aufweist.
Die vorangehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient als Beispiel, und dem Fachmann ist ersichtlich, dass die vorliegende Erfindung in anderer detaillierter Form durchgeführt werden kann, ohne den technischen Gedanken oder wesentliche Merkmale der vorliegenden Erfindung zu verändern. Es sei daher darauf hingewiesen, dass die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele in jeder Hinsicht als Beispiele und nicht als einschränkend anzusehen sind. Beispielsweise kann jede Komponente, die in der Einzahl beschrieben wurde, in verteilter Form implementiert werden. Gleichermaßen können las verteilt beschriebene Komponenten in kombinierter Weise implementiert werden.
Es sei ferner darauf hingewiesen, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung nicht durch die Beschreibung der vorliegenden Erfindung, sondern durch die Ansprüche definiert ist, und die Bedeutung und der Umfang von Ansprüchen und sämtlichen Modifizierungen, die gemäß dem Äquivalenzkonzept abgeleitet werden können, fallen in den Rahmen der vorliegenden Erfindung.

Claims

Verfahren für ein System zum Erkennen von Fahrzeugen in der Umgebung, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Erzeugen einer Fahrzeugkarte, welche die Koordinaten eines oder mehrerer Fahrzeuge in der Umgebung eines Host-Fahrzeugs in Bezug auf die gegenwärtige Position des Host-Fahrzeugs auf der Basis von Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs und der Fahrzeuge in der Umgebung anzeigt; Erzeugen von Fahrspurinformationen auf der Fahrzeugkarte auf der Basis der gegenwärtigen Position und von Kurvenradiusinformationen bezüglich des Host-Fahrzeugs und der Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs und der Fahrzeuge in der Umgebung; Ermitteln der Positionen der Fahrzeuge in der Umgebung auf der Basis der erzeugten Fahrspurinformationen; und Wählen erkennbarer Fahrzeuge in der Umgebung basierend auf den Positionen der Fahrzeuge in der Umgebung, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen der Fahrspurinformationen die folgenden Schritte aufweist: Erzeugen von Basis-Fahrspurinformationen auf der Basis der Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs; Korrigieren der Fahrweginformationen über die Fahrzeuge in der Umgebung in Bezug auf das Host-Fahrzeug auf der Basis von Seitenabstandsinformationen über ein oder mehrere in der Umgebung vor dem Host-Fahrzeug befindliche Fahrzeuge; Korrigieren von Informationen über die vorausliegende Fahrspur der Basis-Fahrspurinformationen auf der Basis der korrigierten Fahrweginformationen über die Fahrzeuge in der Umgebung Extrahieren von zum Erzeugen der Fahrspurinformationen erforderlichen Fahrzeugen in der Umgebung aus den in den korrigierten Basis-Fahrspurinformationen vorhandenen Fahrzeugen in der Umgebung; Extrahieren von Fahrweginformationen über ein Fahrzeug in der Umgebung unter den extrahierten Fahrzeugen in der Umgebung, das sich auf einer Fahrspur befindet, die mit zuvor erzeugten Fahrspurinformationen identisch oder dieser benachbart ist; und Erzeugen der Fahrspurinformationen auf der Fahrzeugkarte auf der Basis der extrahierten Fahrweginformationen des Fahrzeugs in der Umgebung und dass das Extrahieren der zum Erzeugen der Fahrspurinformationen erforderlichen Fahrzeuge in der Umgebung die folgenden Schritte aufweist: wenn die Anzahl der erkennbaren Fahrzeuge in der Umgebung geringer als ein voreingestellter Mindestwert ist, Beibehalten der Fahrzeuge in der Umgebung, die als für die Erzeugung der Fahrspurinformationen unnötig erachtet wurden und wobei das Extrahieren der Fahrweginformationen über das Fahrzeug in der Umgebung das Extrahieren von Fahrweginformationen bis zu einem Fahrspurwechsel aus den Fahrweginformationen über die Fahrzeuge in der Umgebung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Extrahieren der zum Erzeugen der Fahrspurinformationen erforderlichen Fahrzeuge in der Umgebung die folgenden Schritte aufweist: Extrahieren der Fahrzeuge in der Umgebung auf der Basis einer voreingestellten Höchstzahl von erkennbaren Fahrzeugen in der Umgebung; und Aktualisieren der erkennbaren Fahrzeuge in der Umgebung auf der Basis der erzeugten Fahrspurinformationen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Bestimmen der Positionen der Fahrzeuge in der Umgebung die folgenden Schritte aufweist: Bestimmen der gegenwärtigen Positionen der Fahrzeuge in der Umgebung in Bezug auf das Host-Fahrzeug auf der Basis der Breite der erzeugten Fahrspurinformationen und der Breiten der Fahrzeuge i der Umgebung; und Bestimmen von in den Fahrspurinformationen enthaltenen Fahrtrichtungen der Fahrzeuge in der Umgebung auf der Basis von Fahrtrichtungen der Fahrzeuge in der Umgebung und der erzeugten Fahrspurinformationen.
Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem das Bestimmen der Fahrtrichtungen der Fahrzeuge in der Umgebung die folgenden Schritte aufweist: Feststellen, ob Unterschiede zwischen den Fahrtrichtungen der erzeugten Fahrspurinformationen und der Fahrzeuge in der Umgebung einen voreingestellten Schwellenwert für eine festgelegte Zeit überschreiten; und wenn festgestellt wird, dass ein Unterschied den voreingestellten Schwellenwert überschreitet, Feststellen, dass ein entsprechendes Fahrzeug in der Umgebung ein auf einer kreuzenden Fahrbahn fahrendes Fahrzeug in der Umgebung ist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem das Bestimmen der Fahrtrichtungen der Fahrzeuge in der Umgebung die folgenden Schritte aufweist: Feststellen, ob Unterschiede zwischen den Fahrtrichtungen des Host-Fahrzeugs und den in sämtlichen Richtungen des Host-Fahrzeugs vorhandenen Fahrzeugen in der Umgebung einen voreingestellten Schwellenwert überschreiten; und wenn festgestellt wird, dass ein Unterschied den voreingestellten Schwellenwert überschreitet, Feststellen, dass ein entsprechendes Fahrzeug in der Umgebung die Fahrspur gewechselt hat.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem Schritt des Erzeugens einer Informationstabelle zu Fahrzeugen in der Umgebung, die Informationen über die erkennbaren Fahrzeuge in der Umgebung enthält, wobei in der Informationstabelle zu Fahrzeugen in der Umgebung Informationen über die erkennbaren Fahrzeuge in der Umgebung, die auf der Basis der Positionen der Fahrzeuge in der Umgebung gewählt sind, aktualisiert werden.
Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem die Informationstabelle zu Fahrzeugen in der Umgebung die Informationen über die erkennbaren Fahrzeuge in der Umgebung für eine voreingestellte Zeitspanne speichert und die Informationen anschließend entfernt.
System (100) zum Erkennen eines oder mehrerer Fahrzeuge in der Umgebung eines Host-Fahrzeugs, wobei das System (100) zum Erkennen von Fahrzeugen in der Umgebung aufweist: ein Kommunikationsmodul (130), das zum Austausch von Daten mit den Fahrzeugen in der Umgebung konfiguriert ist; ein Positionsinformationsempfangsmodul (120), das zum Empfangen von Positionsinformationen bezüglich des Host-Fahrzeugs konfiguriert ist; einen Speicher (130), der zum Speichern eines Programms zum Erkennen der Fahrzeuge in der Umgebung konfiguriert ist; und einen Prozessor (140), der zur Ausführung des Programms konfiguriert ist, wobei der Prozessor (140) bei der Ausführung des Programms eine Fahrzeugkarte, welche die Koordinaten der Fahrzeuge in der Umgebung eines Host-Fahrzeugs in Bezug auf die gegenwärtige Position des Host-Fahrzeugs auf der Basis von Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs und der Fahrzeuge in der Umgebung anzeigt; Fahrweginformationen auf der Fahrzeugkarte auf der Basis der gegenwärtigen Position und von Kurvenradiusinformationen bezüglich des Host-Fahrzeugs und der Fahrweginformationen des Host-Fahrzeugs und der Fahrzeuge in der Umgebung erzeugt; die Positionen der Fahrzeuge in der Umgebung auf der Basis der erzeugten Fahrspurinformationen bestimmt, und erkennbare Fahrzeuge in der Umgebung basierend auf den Positionen der Fahrzeuge in der Umgebung wählt, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessor (140) Basis-Fahrspurinformationen auf der Basis der Fahrweginformationen über das Host-Fahrzeug erzeugt, die Fahrweginformationen über die Fahrzeuge in der Umgebung in Bezug auf das Host-Fahrzeug auf der Basis von Seitenabstandsinformationen über ein oder mehrere Fahrzeuge in der Umgebung vor dem Host-Fahrzeug korrigiert, und anschließend die in den Basis-Fahrspurinformationen enthaltenen Informationen über die vorausliegende Fahrspur auf der Basis der korrigierten Fahrweginformationen über die Fahrzeuge in der Umgebung korrigiert und zum Erzeugen der Fahrspurinformationen erforderliche, Fahrzeuge in der Umgebung aus den in den korrigierten Basis-Fahrspurinformationen vorhandenen Fahrzeugen in der Umgebung extrahiert, Fahrweginformationen über ein Fahrzeug in der Umgebung unter den extrahierten Fahrzeugen in der Umgebung extrahiert, das sich auf einer Fahrspur befindet, die mit zuvor erzeugten Fahrspurinformationen identisch oder dieser benachbart ist, und die Fahrspurinformationen auf der Fahrzeugkarte auf der Basis der extrahierten Fahrweginformationen des Fahrzeugs in der Umgebung erzeugt, wobei wenn die Anzahl der erkennbaren Fahrzeuge in der Umgebung geringer als ein voreingestellter Mindestwert ist, der Prozessor umgebenden Fahrzeuge, die als für die Erzeugung der Fahrspurinformationen unnötig erachtet wurden, nicht entfernt, und Fahrweginformationen bis zu einem Fahrspurwechsel aus den Fahrweginformationen über die Fahrzeuge in der Umgebung extrahiert.
System zum Erkennen umgebender Fahrzeuge nach Anspruch 8, bei welchem das Kommunikationsmodul (110) die Positionsinformationen über das Host-Fahrzeug durch ein internes Fahrzeugnetzwerk (IVN) empfängt, und die Positionsinformationen über die Fahrzeuge in der Umgebung durch drahtlosem Zugang zu Fahrzeugumgebungen (WAVE) empfängt.
System nach Anspruch 8, bei welchem der Prozessor (140) die Fahrzeuge in der Umgebung auf der Basis einer voreingestellten Höchstzahl von erkennbaren Fahrzeugen in der Umgebung extrahiert, und die erkennbaren Fahrzeuge in der Umgebung auf der Basis der erzeugten Fahrspurinformationen aktualisiert.
System nach Anspruch 8, bei welchem der Prozessor (140) gegenwärtige Positionen der Fahrzeuge in der Umgebung in Bezug auf das Host-Fahrzeug auf der Basis der Breite der erzeugten Fahrspurinformationen und der Breiten der Fahrzeuge in der Umgebung bestimmt, und in den Fahrspurinformationen enthaltene Fahrtrichtungen der Fahrzeuge in der Umgebung auf der Basis von Fahrtrichtungen der Fahrzeuge in der Umgebung und der erzeugten Fahrspurinformationen bestimmt.
System nach Anspruch 11, bei welchem der Prozessor (140) feststellt, ob Unterschiede zwischen den Fahrtrichtungen der erzeugten Fahrspurinformationen und der Fahrzeuge in der Umgebung einen voreingestellten Schwellenwert für eine festgelegte Zeit überschreiten, und, wenn festgestellt wird, dass ein Unterschied den voreingestellten Schwellenwert überschreitet, feststellt, dass ein entsprechendes Fahrzeug in der Umgebung ein auf einer kreuzenden Fahrbahn fahrendes Fahrzeug in der Umgebung ist.
System nach Anspruch 11, bei welchem der Prozessor (140) feststellt, ob Unterschiede zwischen den Fahrtrichtungen des Host-Fahrzeugs und den in sämtlichen Richtungen des Host-Fahrzeugs vorhandenen Fahrzeugen in der Umgebung einen voreingestellten Schwellenwert überschreiten, und, wenn festgestellt wird, dass ein Unterschied den voreingestellten Schwellenwert überschreitet, feststellt, dass ein entsprechendes Fahrzeug in der Umgebung die Fahrspur gewechselt hat.