DE102018131455A1

DE102018131455A1 - Kollisionsvermeidung zwischen Verkehrsteilnehmern

Info

Publication number: DE102018131455A1
Application number: DE102018131455.8A
Authority: DE
Inventors: Andreas Binderberger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2018-12-07
Filing date: 2018-12-07
Publication date: 2020-06-10

Abstract

Ein Verfahren zur Kollisionsvermeidung zwischen einem ersten und einem zweiten Verkehrsteilnehmer Schritte des Bestimmens einer geplanten Trajektorie des ersten Verkehrsteilnehmers; des Bestimmens einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers; des Bestimmen eines Bewegungsprofils der zweiten Verkehrsteilnehmers; wobei das Bewegungsprofil eine maximale Bewegungsdynamik des Verkehrsteilnehmers beschreibt; des Ausgebens eines Signals, falls das Bewegungsprofil des zweiten Verkehrsteilnehmers von seiner Position aus eine Kollision mit dem ersten Verkehrsteilnehmer auf der Trajektorie erlaubt.

Description

Die Erfindung betrifft den Schutz von Verkehrsteilnehmern gegen Kollision. Insbesondere betrifft die Erfindung die Abschätzung eines Kollisionsrisikos.
Die Zahl der Elektro- oder Hybridfahrzeuge als Verkehrsteilnehmer im Straßenverkehr, vor allem im urbanen Umfeld, steigt. Diese Fahrzeuge sind leiser als herkömmlich angetriebene Fahrzeuge und damit für Fußgänger und Radfahrer akustisch deutlich schlechter wahrnehmbar. Ein Unfallrisiko, insbesondere Kollisionen von Fußgängern und Radfahrern mit derartigen Fahrzeugen, ist deutlich erhöht.
Ein Kollisionswarnsystem dient dazu, einen Verkehrsteilnehmer vor einer potentiellen Gefahr im Straßenverkehr, beispielsweise einer drohenden Kollision mit einem feststehenden oder bewegten Objekt, zu warnen. Hierzu wird die Umgebung des Verkehrsteilnehmers mit einer geeigneten Sensorik abgetastet und nach Objekten abgesucht, mit denen die Gefahr einer Kollision besteht. Für die Beurteilung einer Kollisionsgefahr wird üblicherweise eine Position, ein Abstand zu einem Objekt und die zeitliche Änderung des Abstands detektiert, ausgewertet und gegebenenfalls eine Warnung ausgegeben.
US 5 983 161 A beschreibt eine Kollisionsvermeidung zwischen Verkehrsteilnehmern auf der Basis ihrer Positionen mittels eines neuronalen Netzwerks.
Eine der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, eine verbesserte Technik zur Bestimmung einer Kollisionsgefahr zwischen Verkehrsteilnehmern anzugeben. Die Erfindung löst die Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Kollisionsvermeidung zwischen einem ersten und einem zweiten Verkehrsteilnehmer Schritte des Bestimmens einer geplanten Trajektorie des ersten Verkehrsteilnehmers; des Bestimmens einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers; des Bestimmen eines Bewegungsprofils der zweiten Verkehrsteilnehmers; wobei das Bewegungsprofil eine maximale Bewegungsdynamik des Verkehrsteilnehmers beschreibt; des Ausgebens eines Signals, falls das Bewegungsprofil des zweiten Verkehrsteilnehmers von seiner Position aus eine Kollision mit dem ersten Verkehrsteilnehmer auf der Trajektorie erlaubt.
Der erste Verkehrsteilnehmer kann insbesondere ein Kraftfahrzeug umfassen und der zweite Verkehrsteilnehmer kann einen ungeschützten Verkehrsteilnehmer umfassen, der bei einer Kollision mit dem ersten Verkehrsteilnehmer üblicherweise von einem höheren personellen Schaden bedroht ist. Der zweite Verkehrsteilnehmer kann beispielsweise einen Fußgänger, einen Radfahrer oder ein Kind umfassen. Die geplante Trajektorie des ersten Verkehrsteilnehmers kann beispielsweise aus einer Zielführung eines Navigationssystems bekannt sein und die Position des zweiten Verkehrsteilnehmers kann mittels geeigneter Sensorik oder auf der Basis von Signalen eines insbesondere satellitengestützten Navigationssystems wie GPS, GLONASS oder GALILEO erfasst werden.
Das Bewegungsprofil kann ein abstrahiertes Verhaltensmodell des Verkehrsteilnehmers umfassen, das auf einem physikalischen oder physiologischen Bewegungsvermögen beruht. Ein derartiges Verhaltensmodell kann ein empirisch ermitteltes Verhaltensmuster umfassen, welches auf einer Vielzahl erfasster Bewegungen des Verkehrsteilnehmers, Randbedingungen und/oder einer Häufigkeit von Bewegungen basieren kann.
Das Bewegungsprofil beschreibt eine maximale Bewegungsdynamik. Dabei kann die maximale Bewegungsdynamik auf einer maximalen Geschwindigkeit, einer maximalen Beschleunigungsfähigkeit oder einem minimalen Kurvenradius des zweiten Verkehrsteilnehmers beruhen. Unterschiedliche Verkehrsteilnehmer können unterschiedliche Beschleunigungsfähigkeiten aufweisen, so kann beispielsweise die maximale Beschleunigung eines Fußgängers verschieden sein von der eines Fahrradfahrers, eines Kindes, einer älteren Person oder eines Tiers. Vorteilhaft kann so eine mögliche zukünftige Bewegung des zweiten Verkehrsteilnehmers berücksichtigt werden, die beispielsweise eine Geschwindigkeitsänderung und/oder eine Richtungsänderung umfasst. So können mögliche zukünftige Bewegungslinien des zweiten Verkehrsteilnehmers bestimmt werden, die aus der bestimmten Position verfolgt werden können.
Kreuzt eine mögliche Bewegungslinie des zweiten Verkehrsteilnehmers die Trajektorie des ersten Verkehrsteilnehmers, so kann es zu einer Kollision kommen und ein Signal kann ausgegeben werden. Umgekehrt kann unter Umständen auch bestimmt werden, dass die Bewegungsdynamik des zweiten Verkehrsteilnehmers nicht ausreicht, um rechtzeitig in den Bereich der Trajektorie des ersten Verkehrsteilnehmers zu gelangen, um eine Kollisionsgefahr zu begründen.
Besonders bevorzugt kann die Beschleunigungsfähigkeit richtungsabhängig, bezogen auf eine Bewegungsrichtung des zweiten Verkehrsteilnehmers, sein. So kann berücksichtigt werden, dass ein Verkehrsteilnehmer beispielsweise beim Anhalten stärker als beim Losfahren oder Losgehen beschleunigen kann oder dass er üblicherweise eine eher gleichförmige Bewegung einer mit vielen Beschleunigungen vorzieht. Die Beschleunigungsfähigkeit kann auf einer Ausrichtung oder einer Körperrotation des zweiten Verkehrsteilnehmers basieren.
Es kann vorgesehen sein, eine Bewegung des zweiten Verkehrsteilnehmers zu bestimmen, die zu einer Kollision führt und das Signal auszugeben, falls eine Wahrscheinlichkeit der bestimmten Bewegung einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt. Die Wahrscheinlichkeit drückt aus, wie stark der zweite Verkehrsteilnehmer - optional unter Berücksichtigung von Randbedingungen wie einer gegenwärtigen Bewegung - geneigt ist, die zur Kollision führende Bewegung auszuführen. Zusätzlich oder alternativ kann die Wahrscheinlichkeit in Abhängigkeit eines bestimmten oder abrufbaren Verhaltensmodells oder Verhaltensmusters im Bewegungsprofil, auf der Basis der Bewegungsgeschwindigkeit und/oder der Bewegungsrichtung bestimmt werden.
Bevorzugt wird eine Vielzahl Bewegungen des zweiten Verkehrsteilnehmers bestimmt, die zu einer Kollision führt, wobei das Signal ausgegeben wird, falls wenigstens eine der Wahrscheinlichkeiten der bestimmten Bewegungen den Schwellenwert übersteigt. Umgekehrt können auch verschiedene Bewegungen bestimmt werden, deren Wahrscheinlichkeiten über dem Schwellenwert liegen, und es kann bestimmt werden, ob eine dieser Bewegungen zu einer Kollision führt. In diesem Fall kann das Signal ausgegeben werden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Bewegung in Abhängigkeit einer Benutzbarkeit einer Verkehrsfläche im Bereich zwischen dem zweiten Verkehrsteilnehmer und der Trajektorie durch den zweiten Verkehrsteilnehmer bestimmt wird. Die Bewegungsmöglichkeiten des zweiten Verkehrsteilnehmers können so auf diejenigen eingeschränkt werden, die er durchführen darf oder kann. Handelt es sich beim zweiten Verkehrsteilnehmer beispielsweise um einen Radfahrer, so kann davon ausgegangen werden, dass er eine Fußgängerzone nicht durchfährt, auch wenn er das könnte. Bewegungslinien des zweiten Verkehrsteilnehmers können unter Berücksichtigung der Benutzbarkeit von Verkehrsflächen bestimmt werden.
Vorteilhaft kann die Trajektorie des ersten Verkehrsteilnehmers auf das Signal hin geändert werden, beispielsweise durch eine Geschwindigkeits- oder Richtungsänderung. Ein Eingriff in eine Längs- und/oder Quersteuerung kann automatisiert erfolgen. Handelt es sich bei dem ersten Verkehrsteilnehmer um ein Kraftfahrzeug, welches ein automatisiertes, hochautomatisiertes oder autonomes Fahren ermöglicht, so kann vorgesehen sein, dass die Trajektorie derart abgeändert wird, dass eine Kollision nicht möglich ist oder eine Kollisionswahrscheinlichkeit einen vorbestimmten Schwellenwert unterschreitet.
Bevorzugt wird im Bereich des ersten Verkehrsteilnehmers eine Warnung ausgegeben. Dabei kann der erste Verkehrsteilnehmer ein Kraftfahrzeug, einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs oder ein Kraftfahrzeug zusammen mit dem Fahrer umfassen. Die Warnung an den Fahrer kann optisch, akustisch und/oder haptisch erfolgen und ermöglicht so dem Fahrer geeignete Maßnahmen einzuleiten um eine Kollision zu vermeiden. Um einen automatischen Eingriff in die Steuerung des Kraftfahrzeugs zu realisieren, kann das Kraftfahrzeug als erster Verkehrsteilnehmer angesehen werden. Das Signal kann an eine geeignete Schnittstelle zur Steuerung des Kraftfahrzeugs geführt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass eine Warnung ausgegeben wird, falls keine direkte Sichtverbindung zwischen den Verkehrsteilnehmern besteht. Dies kann mittels einer Einrichtung an Bord eines der Verkehrsteilnehmer, beispielsweise einer Kamera oder eines LiDAR-Sensors, bestimmt werden.
Nach einem zweiten Aspekt umfasst eine Vorrichtung für den ersten Verkehrsteilnehmer eine Einrichtung zur Bestimmung einer geplanten Trajektorie des ersten Verkehrsteilnehmers; eine Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Kommunikation; eine Schnittstelle zur Bereitstellung eines Signals; und eine Verarbeitungseinrichtung. Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung dazu eingerichtet, einen Hinweis auf eine Position und ein Bewegungsprofil eines zweiten Verkehrsteilnehmers zu empfangen, wobei das Bewegungsprofil eine maximale Bewegungsdynamik des zweiten Verkehrsteilnehmers beschreibt; zu bestimmen, ob das Bewegungsprofil des zweiten Verkehrsteilnehmers von der bestimmten Position aus eine Kollision mit dem ersten Verkehrsteilnehmer auf der Trajektorien erlaubt; und in diesem Fall ein Signal an der Schnittstelle bereitzustellen.
Die Verarbeitungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, ein hierin beschriebenes Verfahren ganz oder teilweise auszuführen. Dazu kann die Verarbeitungseinrichtung einen programmierbaren Mikrocomputer oder Mikrocontroller umfassen und das Verfahren kann in Form eines Computerprogrammprodukts mit Programmcodemitteln vorliegen. Das Computerprogrammprodukt kann auch auf einem computerlesbaren Datenträger abgespeichert sein. Merkmale oder Vorteile des Verfahrens können auf die Vorrichtung übertragen werden oder umgekehrt.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Kraftfahrzeug eine hierin beschriebene Vorrichtung.
Nach noch einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung für einen zweiten Verkehrsteilnehmer eine Positioniereinrichtung, eine Einrichtung zur Bestimmung eines Bewegungsprofils, wobei das Bewegungsprofil eine maximale Bewegungsdynamik des Verkehrsteilnehmers beschreibt; und eine Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Kommunikation.
Nach noch einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Einsatz in einer von den Verkehrsteilnehmern entfernten Stelle eine Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Kommunikation und eine Verarbeitungseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, eine Position eines Verkehrsteilnehmers zu empfangen; auf der Basis einer Vielzahl empfangener Positionen ein Bewegungsprofil des Verkehrsteilnehmers zu bestimmen, wobei das Bewegungsprofil eine maximale Bewegungsdynamik des Verkehrsteilnehmers beschreibt; und in Antwort auf eine Anfrage eine aktuelle Position und das Bewegungsprofil des Verkehrsteilnehmers bereitzustellen. Hierbei kann die Verarbeitungseinrichtung entsprechend einer weiteren hierin beschriebenen Verarbeitungseinrichtung ausgebildet sein.
Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genauer beschrieben, in denen:

1 ein System,
2 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens, und
3 eine beispielhafte Verkehrssituation mit zwei Verkehrsteilnehmern

1 zeigt ein System 100, welches einen ersten Verkehrsteilnehmer 105 einen zweiten Verkehrsteilnehmer 110 und optional eine externe Stelle 115 umfasst. Im Folgenden wird unter einem Verkehrsteilnehmer 105, 110 eine Person oder ein Vehikel verstanden, das auf einer Verkehrsfläche unterwegs ist oder stillsteht. Dies schließt ein Kraftfahrzeug ebenso ein wie beispielsweise einen Fußgänger, einen Radfahrer, eine Person in einem Rollstuhl oder in einem Kinderwagen. Bewegt sich ein Verkehrsteilnehmer 105, 110 vorübergehend nicht, so kann er Teil eines ruhenden Verkehrs sein.
Der erste Verkehrsteilnehmer 105 ist beispielhaft als Kraftfahrzeug dargestellt und kann insbesondere einen Personenkraftwagen, ein Kraftrad, einen Lastkraftwagen oder einen Bus umfassen. Das Kraftfahrzeug 105 umfasst eine Vorrichtung 120, die eine Verarbeitungseinrichtung 125, eine Kommunikationseinrichtung 130, eine Positionierungseinrichtung 135 und eine Schnittstelle 140 umfasst.
Die an Bord des Kraftfahrzeugs 105 angebrachte Vorrichtung 120 umfasst eine Verarbeitungseinrichtung 125, die mit einer Positioniereinrichtung 135 verbunden sein kann. Die Verarbeitungseinrichtung 125 ist dazu ausgebildet, eine geplante Trajektorie des Kraftfahrzeugs 105 zu bestimmen, beispielsweise auf der Basis einer geplanten Route. Optional ist Positioniereinrichtung 135 auch von der Verarbeitungseinrichtung 125 oder einem anderen System an Bord des Kraftfahrzeugs 105, beispielsweise von einem Navigationssystem, umfasst.
Die Positioniereinrichtung 135 kann dazu eingerichtet sein, die Position des zweiten Verkehrsteilnehmers 110 auf beliebige Weise zu erfassen. Bevorzugt umfasst die Positioniereinrichtung 135 einen Empfänger für Signale eines insbesondere satellitengestützten Navigationssystems. Ferner kann sie einen LiDAR-Sensor, einen Radarsensor, einen Ultraschallsensor oder eine Kamera umfassen oder ein Mobilfunknetz zur Erfassung der Position des zweiten Verkehrsteilnehmers 110 nutzen.
Die Verarbeitungseinrichtung 125 ist ferner mit einer Kommunikationseinrichtung 130 zur drahtlosen Kommunikation verbunden, die dazu eingerichtet ist mit einem zweiten Verkehrsteilnehmer 110 und/oder einer externen Stelle 115 zu kommunizieren. Die Kommunikationseinrichtung 130 kann hierfür insbesondere ein Mobilfunknetz und/oder das Internet nutzen.
Insbesondere kann die Kommunikationseinrichtung 130 dazu eingerichtet sein, einen Hinweis auf eine Position und ein Bewegungsprofil des zweiten Verkehrsteilnehmers 110 zu empfangen und für die Verarbeitungseinrichtung 125 bereitzustellen. Ferner ist die Verarbeitungseinrichtung 125 dazu eingerichtet, zu bestimmen, ob das Bewegungsprofil des zweiten Verkehrsteilnehmers 110 von dessen aktueller Position aus eine Kollision mit dem Kraftfahrzeug 105 auf der Trajektorie erlaubt.
Das bedeutet, dass der zweite Verkehrsteilnehmer 110 den ersten Verkehrsteilnehmer 105 auf dessen Trajektorie erreichen kann, indem er sich auf eine ihm charakteristische Weise bewegt. Diese Bewegungsweise ist in seinem Bewegungsprofil hinterlegt, das verschiedene Werte enthalten kann, etwa über seine Maximalgeschwindigkeit, seine Beschleunigung oder sein Kurvenverhalten. Beispielsweise wird sich ein Kleinkind auf einem Laufrad anders bewegen als ein erwachsener Fußgänger oder ein jugendlicher Fahrradfahrer. Durch die Charakterisierung der Bewegungsdynamik des zweiten Verkehrsteilnehmers 110 im Bewegungsprofil kann die Frage, ob eine Kollisionsgefahr mit dem ersten Verkehrsteilnehmer 105 besteht, verbessert beantwortet werden.
Falls eine mögliche Kollision bestimmt wird, kann die Verarbeitungseinrichtung 125 an einer mit ihr verbundenen Schnittstelle 140 ein Signal bereitstellen. Dieses Signal kann eine Warnung an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 105 umfassen. Das Signal kann auch an eine andere Einrichtung an Bord des Kraftfahrzeugs 105 gerichtet sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Signal eine Änderung der geplanten Trajektorie auslöst, insbesondere wenn das Kraftfahrzeug 105 halbautomatisches und/oder autonomes Fahren unterstützt.
Der zweite Verkehrsteilnehmer 110 ist üblicherweise schwächer als der erste Verkehrsteilnehmer 105, das heißt, dass er sich weniger schnell bewegen oder weniger schnell beschleunigen kann oder dass er bei einer Kollision einen größeren personellen Schaden als der erste Verkehrsteilnehmer 105 zu erwarten hat. Der zweite Verkehrsteilnehmer 110 kann beispielsweise einen Fußgänger, ein Kind, einen Fahrradfahrer oder ein Tier umfassen; vorliegend ist er rein beispielhaft als Fahrrad dargestellt. Die Verkehrsteilnehmer 105 und 110 können auch mit vertauschten Rollen gegenüber der hierin gegebenen Darstellung agieren. Insbesondere kann der erste Verkehrsteilnehmer 105 schwächer als der zweite Verkehrsteilnehmer sein.
Der zweite Verkehrsteilnehmer 110 umfasst eine Vorrichtung 150, die eine Einrichtung 155 zur Bestimmung eines Bewegungsprofils, eine Positioniereinrichtung 160 und eine Kommunikationseinrichtung 165 umfasst. Die Einrichtung 155 kann insbesondere eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise in Form eines programmierbaren Mikrocomputers, umfassen. Die externe Stelle 115 umfasst eine Verarbeitungseinrichtung 170, eine Kommunikationseinrichtung 175 und optional eine Datenspeichereinrichtung 180. Die Kommunikationseinrichtungen 130, 165 und/oder 175 sind bevorzugt zur gegenseitigen Kommunikation eingerichtet.
Die Vorrichtung 150 kann als mobiles Gerät, beispielsweise in Form einer Armbanduhr, eines Smartphones oder eines Tablet Computers ausgebildet sein. Wird der zweite Verkehrsteilnehmer 110 nur durch eine Person gebildet, so kann er die Vorrichtung 150 mit sich führen oder an sich angebracht halten, etwa in Form eines Kleidungsstücks („wearable“) oder eines Fahrradhelms. Umfasst der zweite Verkehrsteilnehmer 110 ein Vehikel wie ein Fahrrad oder einen Kinderwagen, so kann die Vorrichtung 150 auch an dem Vehikel angebracht sein.
Die Einrichtung 155 zur Bestimmung eines Bewegungsprofils ist bevorzugt mit einer Positionierungseinrichtung 160 und einer Kommunikationseinrichtung 165 zur drahtlosen Kommunikation verbunden. Die Positioniereinrichtung 160 ist dazu eingerichtet, eine aktuelle Position des zweiten Verkehrsteilnehmers 110 zu bestimmen und kann einen Empfänger eines insbesondere satellitengestützten Navigationssystems umfassen.
Bevorzugt ist die Positioniereinrichtung 160 dazu eingerichtet, einen Bewegungsparameter wie eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, eine Bewegungsrichtung und/oder eine Ausrichtung des Verkehrsteilnehmers 110 zu bestimmen.
Die Einrichtung 155 ist zur Bestimmung eines Bewegungsprofils des zweiten Verkehrsteilnehmers 110 ausgebildet, und zwar insbesondere auf der Basis einer Vielzahl bestimmter Bewegungsparameter. Dazu kann insbesondere auf der Basis zuvor bestimmter Positionen und/oder Geschwindigkeiten bestimmt werden, welche Arten von Bewegungen durch den zweiten Verkehrsteilnehmer 110 möglich sind. Solche Bewegungen können etwa ein Beschleunigen, eine Bewegungsgeschwindigkeit und/oder ein Kurvenverhalten umfassen. Das Bewegungsprofil kann Angaben umfassen, auf deren Basis bestimmt werden kann, in welcher Weise sich der zweite Verkehrsteilnehmer 110 bewegt, zwischen einem Startpunkt und einem Zielpunkt. Eine Wahrscheinlichkeit einer Bewegung kann mittels statistischer Betrachtungen zuvor vollführter Bewegungen bestimmt und einer Bewegung zugeordnet werden.
In einer anderen Ausführungsform können ein Teil oder alle der genannten Bestimmungen auch seitens der externen Stelle 115 durchgeführt werden. Hierfür erforderliche unverarbeitete oder teilverarbeitete Informationen können mittels der Kommunikationseinrichtungen 165, 175 übermittelt werden.
Die externe Stelle 115 kann mittels der Kommunikationseinrichtung 175 eine Position und/oder weitere Informationen des zweiten Verkehrsteilnehmers 110 empfangen. Ein bestimmtes Bewegungsprofil kann in der Datenspeichereinrichtung 180 gespeichert werden. Optional können auch zusätzliche Informationen, beispielsweise Daten zur Identität des zweiten Verkehrsteilnehmers 110 in der Datenspeichereinrichtung 180 abgelegt werden.
Eine drohende Kollisionsgefahr zwischen dem ersten und dem zweiten Verkehrsteilnehmer 105, 110 kann alternativ seitens des ersten Verkehrsteilnehmers 105, des zweiten Verkehrsteilnehmers 110 und/oder der externen Stelle 115 bestimmt werden. Hierfür erforderliche Informationen können bei Bedarf mittels der Kommunikationseinrichtungen 130, 165, 175 übermittelt werden. Dabei kann eine Information angefordert werden, beispielsweise bezüglich eines vorbestimmten Zeitpunkts, einer bestimmten Trajektorie oder einer vorbestimmten Position, oder periodisch bereitgestellt werden.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 200, das insbesondere unter Verwendung einer Vorrichtung 120 für einen ersten Verkehrsteilnehmer 105, einer Vorrichtung 150 für einen zweiten Verkehrsteilnehmer 110 und/oder eine externe Stelle 115 ausgeführt werden kann. Die angegebene Reihenfolge der gezeigten Schritte kann in weiteren Ausführungsformen variiert werden, wie ein Fachmann mühelos erkennt. Nicht alle hierin beschriebenen Ausführungsformen sind im vorliegenden Ablaufdiagramm wiedergegeben. Verfahrensschritte, die in dem Ablaufdiagramm auf der linken Seite dargestellt sind, können dem ersten Verkehrsteilnehmer 105, Schritte die auf der rechten Seite des Ablaufdiagramms dargestellt sind, können dem zweiten Verkehrsteilnehmer 110 zugeordnet sein. Der in der Mitte dargestellte Schritt kann von der externen Stelle 115 durchgeführt werden.
In einem Schritt 205 kann eine aktuelle Position eines Verkehrsteilnehmers 110 bestimmt werden, beispielsweise mittels eines Empfängers für Signale eines satellitengestützten Navigationssystems. Optional können auch eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung und/oder eine Bewegungsrichtung bestimmt werden; hierzu kann die Positioniereinrichtung 160 einen Inertialsensor und/oder einen Gyroskopsensor umfassen. Die Bestimmung kann in vorbestimmten zeitlichen Abständen erfolgen.
In einem Schritt 210 können die bestimmte Position und gegebenenfalls weitere bestimmte Bewegungsparameter bereitgestellt werden. Bevorzugt werden die Informationen an die externe Stelle 115 übermittelt und dort verarbeitet. Dazu kann eine Kommunikationsverbindung zwischen dem ersten Verkehrsteilnehmer 105 und dem zweiten Verkehrsteilnehmer 110 zur Übermittlung der Information genutzt werden. Alternativ kann die Verarbeitung aber auch seitens des zweiten Verkehrsteilnehmers erfolgen. Das Verarbeitungsergebnis kann durch die externe Stelle 115 oder durch den zweiten Verkehrsteilnehmer 110 bereitgestellt werden.
In einem Schritt 215 kann ein Bewegungsprofil des zweiten Verkehrsteilnehmers 110 bestimmt werden. Dazu werden Positions- und/oder Bewegungsinformationen des zweiten Verkehrsteilnehmers 110 verarbeitet. Das Bewegungsprofil und eine aktuelle Position des zweiten Verkehrsteilnehmers 110 können bereitgestellt werden, entweder durch die externe Stelle 115 oder durch den zweiten Verkehrsteilnehmer 110.
Der erste Verkehrsteilnehmer 105 kann in einem Schritt 220 seine Position bestimmen. In einem Schritt 225 kann bestimmt werden, ob Abstand zu einem zweiten Verkehrsteilnehmer 110 ein vorbestimmtes Maß unterschreitet. Hierzu kann ein Näherungssensor verwendet werden, beispielsweise ein Radarsensor, ein LiDAR-Sensor oder ein Ultraschallsensor. Alternativ kann eine Anfrage an die externe Stelle 115 gesendet werden, die eine Position des ersten Verkehrsteilnehmers 105 umfasst. Weiter alternativ kann eine entsprechende Anfrage an alle zweiten Verkehrsteilnehmer 110 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs um den ersten Verkehrsteilnehmer 105 gesandt werden. Auf die Anfrage kann mit einer Position eines zweiten Verkehrsteilnehmers 110 geantwortet werden.
In einem Schritt 230 kann eine Trajektorie 315 des ersten Verkehrsteilnehmers 105 bestimmt werden. Dies kann auf Basis einer geplanten Reiseroute oder aktueller Bewegungsdaten des ersten Verkehrsteilnehmers 105 erfolgen. Befindet sich ein zweiter Verkehrsteilnehmer 110 ausreichend nahe, so kann dessen Bewegungsprofil bestimmt werden. Dieses kann insbesondere von der externen Stelle 115 oder dem zweiten Verkehrsteilnehmer 110 angefordert werden.
In einem Schritt 235 kann eine Bewegung des zweiten Verkehrsteilnehmers 110 bestimmt werden, die zu einer Kollision des Verkehrsteilnehmers 110 mit dem ersten Verkehrsteilnehmer 105 auf dessen Trajektorie 315 führt. Dabei werden bevorzugt die Position des ersten Verkehrsteilnehmers 105, die Position und das Bewegungsprofil des zweiten Verkehrsteilnehmers 110, sowie die geplante Trajektorie des ersten Verkehrsteilnehmers 105 berücksichtigt.
Eine Bewegung des zweiten Verkehrsteilnehmers 110, die dem Bewegungsprofil genügt, hält einen vom Bewegungsprofil definierten Maximalwert einer Bewegungsgröße ein. Diese Bewegungsgröße kann insbesondere eine maximale Geschwindigkeit, eine maximale Beschleunigung und/oder einen minimalen Kurvenradius umfassen. Insbesondere kann bestimmt werden, ob der zweite Verkehrsteilnehmer 110 eine Bewegung vollführen kann, die zu einer Kollision mit dem ersten Verkehrsteilnehmer 105 führt.
In einem optionalen Schritt 240 kann eine Wahrscheinlichkeit einer Bewegung des Verkehrsteilnehmers 110 bestimmt werden, die zur Kollision führt. Diese kann auf Basis des Bewegungsprofils des zweiten Verkehrsteilnehmers 110 bestimmt werden.
In einem ebenfalls optionalen Schritt 245 kann bestimmt werden, ob eine Wahrscheinlichkeit einer bestimmten Bewegung über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Bevorzugt wird für eine Vielzahl zu einer Kollision führenden Bewegungen jeweils überprüft, ob die zugeordnete Wahrscheinlichkeit über dem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Liegt zumindest eine der Wahrscheinlichkeiten über dem Schwellenwert, so kann in einem Schritt 250 ein Signal bereitgestellt werden. Dieses Signal kann über einer Schnittstelle 140 bereitgestellt werden, um eine Warnung auszugeben. Es kann vorgesehen sein, dass in einem Schritt 255 eine Trajektorie 315 des ersten Verkehrsteilnehmers 105 geändert wird, derart das eine Kollision mit dem Verkehrsteilnehmer 110 vermieden wird.
Es kann vorgesehen sein, dass das ausgegebene Signal mittels der Kommunikationseinrichtung 130 an die Vorrichtung 150 des zweiten Verkehrsteilnehmers 110 übermittelt wird und eine Warnung an diesen ausgegeben wird.
Diese Warnung kann einen optischen, akustischen oder haptischen Alarm umfassen und kann bevorzugt über ein mobiles Gerät ausgegeben werden.
Weitere beispielhafte Varianten für die Signalisierung umfassen eine wahrnehmbare Vibration der Vorrichtung 150, eine Abgabe von Elektroimpulsen an den zweiten Verkehrsteilnehmer 110, ein Abgeben eines Warnlichts, als Dauerlicht oder blinkend, oder ein Ausgeben eines Warntons. Ein Warnton kann den zweiten Verkehrsteilnehmer warnen und bevorzugt auch vom ersten Verkehrsteilnehmer erfasst werden. Dies kann insbesondere in Form einer Ultraschallwarnung erfolgen, die vom ersten Verkehrsteilnehmer 105 erfasst wird, aber den umgebenden Verkehr akustisch nicht beeinträchtigt.
Das Signal kann vom ersten Verkehrsteilnehmer 105 an den zweiten 110 übertragen und dort ausgegeben werden, wobei die Übertragung mittels der Kommunikationseinrichtungen 130, 165 erfolgen kann. Das Signal kann auch an die externe Stelle 115 übermittelt werden, wozu die Kommunikationseinrichtung 175 verwendet werden kann.
In 3 ist beispielhaft eine Verkehrssituation dargestellt, anhand derer ein Verfahren 200 zu Kollisionsvermeidung genauer beschrieben wird. Ein erster Verkehrsteilnehmer 105 ist als Kraftfahrzeug 305 dargestellt und hat eine geplante Trajektorie 315, die seine voraussichtliche Fahrbewegung beschreibt.
Ferner ist ein zweiter Verkehrsteilnehmer 110, dargestellt als Fußgänger 310, mit drei möglichen Bewegungslinien 320, 325, 330 gezeigt. Die Bewegungslinien 320, 325, 330 stellen jeweils mögliche Bewegungen des Fußgängers 310 dar, die auf einem Bewegungsprofil des Fußgängers 310 basieren. Eine Vorrichtung 150 des Fußgängers 310 kann seine Position erfassen und sein Bewegungsprofil bestimmen.
Die Präsenz des Fußgängers 310 kann von dem Kraftfahrzeug 305 detektiert werden und es kann bestimmt werden, dass ein vorbestimmter Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug 305 und dem Fußgänger 310 unterschritten ist. Eine Vorrichtung 120 des Kraftfahrzeugs 305 kann die Position und das Bewegungsprofil des Fußgängers 310 von der Vorrichtung 150 empfangen.
Das Bewegungsprofil des Fußgängers kann die drei beispielhaft dargestellten Bewegungslinien umfassen. Zwei der möglichen Bewegungslinien 320, 325 des Fußgängers 310 kreuzen die Trajektorie 315 des ersten Verkehrsteilnehmers 105. Somit erlaubt das Bewegungsprofil des Fußgängers 310 eine Kollision mit dem Kraftfahrzeug 305 und ein Signal zur Kollisionswarnung kann ausgegeben werden. Sollte sich der Fußgänger 310 für die dritte Bewegungslinie 330 entscheiden, so besteht keine Kollisionsgefahr mit dem Kraftfahrzeug 105.
Eine Vielzahl möglicher Bewegungslinien 330, die die Trajektorie 315 nicht kreuzen und somit nicht zu einer Kollision führen können, ist ebenfalls denkbar. Umfasst das Bewegungsprofil ausschließlich derartige Bewegungslinien 330, so kann keine Kollisionsgefahr von Kraftfahrzeug 305 und Fußgänger 310 bestehen und es wird kein Signal bereitgestellt.
Es kann vorgesehen sein, dass einer Bewegungslinie 320, 325, 330 eine Wahrscheinlichkeit zugeordnet ist. Beispielhaft kann der Bewegungslinie 320 eine Wahrscheinlichkeit von 5% zugeordnet sein, der Bewegungslinie 325 eine Wahrscheinlichkeit von 20% und der Bewegungslinie 330 eine Wahrscheinlichkeit von 75%. Die Zuordnung der Wahrscheinlichkeit zu einer bestimmten Bewegung kann auf Basis des Bewegungsprofils vorgegeben sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine aktuelle Bewegung des Fußgängers 310 zur Bestimmung der zugeordneten Wahrscheinlichkeit herangezogen werden.
Die Ausgabe des Signals kann nur dann erfolgen, wenn wenigstens eine Wahrscheinlichkeit einer Bewegungslinie 320-330, die zu einer Kollision mit dem Kraftfahrzeug 105 führt, über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt. Der Schwellenwert kann beispielhaft bei 15% liegen. In diesem Fall kann eine Bewegung entlang der Bewegungslinie 320 nicht zu einer Ausgabe eines Signals führen, da der Schwellenwert nicht überschritten ist. Eine Bewegung entlang der Bewegungslinie 330 kann ebenfalls nicht zur Ausgabe eines Signals führen, da die Bewegungslinie 330 die Trajektorie 315 nicht kreuzt. Für eine Bewegung entlang der geradlinigen Bewegungslinie 325, die die Trajektorie 315 kreuzt und der eine Wahrscheinlichkeit von 20% zugeordnet ist, kann hingegen ein Signal ausgegeben werden.
Bezugszeichenliste

100: System
105: erster Verkehrsteilnehmer (Kraftfahrzeug)
110: zweiter Verkehrsteilnehmer (Fahrrad)
115: externe Stelle
120: Vorrichtung
125: Verarbeitungseinrichtung
130: Kommunikationseinrichtung
135: Positioniereinrichtung
140: Schnittstelle
150: Vorrichtung
155: Einrichtung zur Bestimmung eine Bewegungsprofils
160: Positioniereinrichtung
165: Kommunikationseinrichtung
170: Verarbeitungseinrichtung
175: Kommunikationseinrichtung
180: Datenspeichereinrichtung
200: Verfahren
205: Bestimmen Position
210: Übermitteln
215: Bestimmen Position, Bewegung, Bewegungsprofil
220: Bestimmen Position
225: anderer Verkehrsteilnehmer nahe?
230: Bestimmen Trajektorie
235: Bestimmen Bewegung zu Kollision
240: Bestimmen Wahrscheinlichkeit der Bewegung
245: Wahrscheinlichkeit > Schwellenwert?
250: Signal bereitstellen
255: Trajektorie ändern
305: erster Verkehrsteilnehmer (Kraftfahrzeug)
310: zweiter Verkehrsteilnehmer (Fußgänger)
315: Trajektorie
320, 325, 330: Bewegungslinie

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5983161 A [0004]

Claims

Verfahren (200) zur Kollisionsvermeidung zwischen einem ersten (105, 305) und einem zweiten (110, 310) Verkehrsteilnehmer, umfassend die folgenden Schritte: - Bestimmen (230) einer geplanten Trajektorie (315) des ersten Verkehrsteilnehmers (105, 305); - Bestimmen (205) einer Position des zweiten Verkehrsteilnehmers (110, 310); - Bestimmen (215) eines Bewegungsprofils des zweiten Verkehrsteilnehmers (110, 310); - wobei das Bewegungsprofil eine maximale Bewegungsdynamik des Verkehrsteilnehmers (110, 310) beschreibt; - Ausgeben (250) eines Signals, falls das Bewegungsprofil des zweiten Verkehrsteilnehmers (110, 310) von seiner Position aus eine Kollision mit dem ersten Verkehrsteilnehmer (105, 305) auf der Trajektorie (315) erlaubt.
Verfahren (200) nach Anspruch 1, wobei die Bewegungsdynamik eine Beschleunigungsfähigkeit beschreibt.
Verfahren (200) nach Anspruch 2, wobei die Beschleunigungsfähigkeit richtungsabhängig ist.
Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Bewegung des zweiten Verkehrsteilnehmers (110, 310) bestimmt wird, die zu einer Kollision führt, und das Signal ausgegeben (250) wird, falls eine Wahrscheinlichkeit der bestimmten Bewegung einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt (245).
Verfahren (200) nach Anspruch 4, wobei eine Vielzahl Bewegungen des zweiten Verkehrsteilnehmers (110, 310) bestimmt wird, die zu einer Kollision führen, und das Signal ausgegeben (250) wird, falls wenigstens eine der Wahrscheinlichkeiten der bestimmten Bewegungen den Schwellenwert übersteigt (245).
Verfahren (200) nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Bewegung in Abhängigkeit einer Benutzbarkeit einer Verkehrsfläche im Bereich zwischen dem zweiten Verkehrsteilnehmer (110) und der Trajektorie (315) durch den zweiten Verkehrsteilnehmer (110) bestimmt wird.
Verfahren (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Trajektorie (315) des ersten Verkehrsteilnehmers (105, 305) auf das Signal hin geändert wird (255).
Verfahren (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei im Bereich des ersten Verkehrsteilnehmers (105) eine Warnung ausgegeben wird.
Verfahren (200) nach Anspruch 9, wobei die Warnung ausgegeben wird, falls keine direkte Sichtverbindung zwischen den Verkehrsteilnehmern (105, 305) besteht.
Vorrichtung (120) für einen ersten Verkehrsteilnehmer (105, 305), umfassend: - eine Einrichtung (125) zur Bestimmung einer geplanten Trajektorie (315) des ersten Verkehrsteilnehmers (105, 305); - eine Kommunikationseinrichtung (130) zur drahtlosen Kommunikation; - eine Schnittstelle (140) zur Bereitstellung eines Signals (250); - eine Verarbeitungseinrichtung (125), die dazu eingerichtet ist, • einen Hinweis auf eine Position und ein Bewegungsprofil eines zweiten Verkehrsteilnehmers (110, 310) zu empfangen; • wobei das Bewegungsprofil eine maximale Bewegungsdynamik des zweiten Verkehrsteilnehmers beschreibt; • zu bestimmen, ob das Bewegungsprofil des zweiten Verkehrsteilnehmers (110, 310) von der bestimmten Position aus eine Kollision mit dem ersten Verkehrsteilnehmer (105, 305) auf der Trajektorie (315) erlaubt; und • in diesem Fall ein Signal an der Schnittstelle bereitzustellen (250).
Kraftfahrzeug (105, 305), umfassend eine Vorrichtung (120) nach Anspruch 10.
Vorrichtung (150) für einen Verkehrsteilnehmer (110, 310), umfassend: - eine Positioniereinrichtung (150); - eine Einrichtung (155) zur Bestimmung eines Bewegungsprofils, - wobei das Bewegungsprofil eine maximale Bewegungsdynamik des Verkehrsteilnehmers beschreibt; und - eine Kommunikationseinrichtung (165) zur drahtlosen Kommunikation.
Vorrichtung (115), umfassend: - eine Kommunikationseinrichtung (175) zur drahtlosen Kommunikation; - eine Verarbeitungseinrichtung (170), die dazu eingerichtet ist, • eine Position eines Verkehrsteilnehmers zu empfangen; • auf der Basis einer Vielzahl empfangener Positionen ein Bewegungsprofil des Verkehrsteilnehmers zu bestimmen, • wobei das Bewegungsprofil eine maximale Bewegungsdynamik des Verkehrsteilnehmers beschreibt; und • in Antwort auf eine Anfrage eine aktuelle Position und ein Bewegungsprofil des Verkehrsteilnehmers bereitzustellen.