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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrassistenzsystems für ein Fahrzeug, ein Computerprogrammprodukt, ein Fahrassistenzsystem für ein Fahrzeug und ein Fahrzeug mit solch einem Fahrassistenzsystem.
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Viele Straßen weisen Bordsteine als eine seitliche Beschränkung der Fahrfläche auf. Bordsteine sind beispielsweise insbesondere als eine Beschränkung für Parkplätze nützlich. Allerdings können Bordsteine in Kontakt mit einer Felge eines Fahrzeugs kommen, was zu einer Beschädigung der Felge führen kann. Auch wenn die Beschädigung selbst in den meisten Fällen nur kosmetische Auswirkung hat, kann dies auch eine signifikante Auswirkung auf die Stabilität der Felge haben, so dass die Felge ersetzt werden muss. In anderen Fällen kann der Reifen exzessiv zwischen der Felge und dem Bordstein gequetscht werden und eine Beschädigung erleiden.
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DE 10 2013 019 371 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrassistenzsystems zum Schützen eines Kraftfahrzeugs vor einer Beschädigung während eines Rangiervorgangs. Wenn ein Warnkriterium erfüllt ist, kann eine Warninformation für den Fahrer ausgegeben werden.
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Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, den Betrieb eines Fahrassistenzsystems für ein Fahrzeug zu verbessern.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrassistenzsystems für ein Fahrzeug vorgeschlagen. In einem ersten Schritt a) wird eine Umgebungskarte, die einer Umgebung des Fahrzeugs entspricht, empfangen. Die Umgebungskarte weist eine Darstellung eines Bordsteins in der Umgebung des Fahrzeugs auf. In einem Schritt b) wird ein aktueller Fahrschlauch, der einer vorhergesagten Trajektorie des Fahrzeugs entspricht, empfangen. In einem Schritt c) wird ein Kollisionspunkt zwischen einem Reifen des Fahrzeugs und dem Bordstein auf Basis der Umgebungskarte und des aktuellen Fahrschlauchs erkannt. In einem vierten Schritt d) wird ein Winkel zwischen dem Reifen und dem Bordstein bestimmt. In einem fünften Schritt e) wird eine Angabeinformation, die angibt, wenn eine Beschädigung auftreten kann, auf Basis eines Vergleichs zwischen dem bestimmten Winkel und einem Schwellenwert, ausgeben.
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Dieses Verfahren weist den Vorteil auf, dass eine Kollision zwischen dem Reifen, insbesondere der Felge des Reifens, und dem Bordstein, insbesondere unter Bedingungen, wenn eine Beschädigung wahrscheinlich auftritt, vermieden werden kann.
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Das Verfahren basiert auf einer geometrischen Darstellung der Umgebung des Fahrzeugs, der Umgebungskarte, welche auf Basis von erkannten Sensorsignalen, beispielsweise durch optische Sensoren, wie Kameras, oder andere Sensoren, wie Ultraschallsensoren, erhalten wird. Die Umgebungskarte weist alle erkannten Objekte, Hindernisse, insbesondere Straßenlinien und so weiter auf. Beispielsweise können Bordsteine in der Umgebung auf Basis von optischen Bildern und/oder von Ultraschallsignalen und/oder von Radarsignalen und/oder von Lidarsignalen erkannt werden. Das Fahrzeug selbst ist auch in der Umgebungskarte enthalten.
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Zusätzlich kann die Trajektorie des Fahrzeugs auf Basis von erkannten Fahrzustandssensorsignalen bestimmt werden. Die Trajektorie wird vorzugsweise als ein Fahrschlauch dargestellt, welcher beispielsweise zwei Linien, eine für jeden Reifen der Lenkachse, aufweist. In Ausführungsformen kann der Fahrschlauch vier Linien (eine für jeden Reifen eines normalen Autos) oder mehr Linien aufweisen. Die Linien, die den Fahrschlauch begrenzen, können so definiert werden, dass diese eine Liniendicke aufweisen, die einer Reifenbreite entspricht. Die Trajektorie und/oder der Fahrschlauch können graphisch in der Umgebungskarte, die beispielsweise auf einem Display des Fahrzeugs oder einem Smartphone angezeigt werden kann, dargestellt werden.
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Die Trajektorie und der Fahrschlauch stellen eine aktuelle Trajektorie und einen aktuellen Fahrschlauch dar. Das heißt, diese basieren auf dem aktuellen Lenkwinkel und werden dadurch bestimmt, dass angenommen wird, dass der Lenkwinkel konstant ist. Sobald sich der Lenkwinkel verändert, verändern sich auch die aktuelle Trajektorie und der aktuelle Fahrschlauch.
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Basierend auf der Umgebungskarte und des aktuellen Fahrschlauchs ist es möglich zu bestimmen, wenn einer der Reifen des Fahrzeugs in Kontakt mit einem Bordstein kommt. Dies kann beispielsweise durch Berechnen eines Schnittpunkts zwischen einer Linie, die dem Bordstein entspricht, und einer Linie, die dem aktuellen Fahrschlauch entspricht, bestimmt werden.
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Wenn ein Schnittpunkt erkannt wird, kann ein Winkel zwischen dem Reifen und dem Bordstein bestimmt werden. Der Winkel ist der ausschlaggebendste Parameter zur Unterscheidung zwischen Kollisionen, die möglicherweise eine Beschädigung verursachen können und unschädlichen Kollisionen. Wenn beispielsweise ein Fahrer einen Bordstein überqueren will, wird er für gewöhnlich versuchen, den Bordstein mit einem Winkel zu treffen, der größer als 35° oder 45° und nahe an 90° ist. Bei solch großen Winkeln kommt ein ausreichend großer Abschnitt des Reifens mit dem Bordstein in Kontakt und trägt das Fahrzeuggewicht über den Bordstein. Somit wird ein Kontakt zwischen der Felge und dem Bordstein vermieden.
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Das vorgeschlagene Verfahren ist dazu eingerichtet, auf Basis des bestimmten Winkels und eines vordefinierten Schwellenwerts für den Winkel, eine Information auszugeben, die angibt, wenn es wahrscheinlich ist, dass eine Beschädigung auftritt. Beispielsweise kann der Schwellenwert auf 30° festgelegt werden, wobei jeder Wert unterhalb dieses Schwellenwerts als kritisch angesehen werden kann, das heißt, es ist wahrscheinlich, dass eine Beschädigung auftritt.
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Die Angabeinformation kann in Form einer Warnung, beispielsweise als ein optisches, akustisches und/oder haptisches Signal, an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben werden, und/oder sie kann an eine autonome Fahreinheit des Fahrzeugs ausgegeben werden, welche ausgebildet ist, das Fahrzeug zumindest teilweise autonom zu fahren.
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In Ausführungsformen kann Schritt e) ferner auf Abmessungen des Reifens, der Felge und des Bordsteins basieren. Abmessungen des Reifens und der Felge können beispielsweise durch einen Benutzer eingeben werden oder können durch einen Hersteller des Fahrzeugs vordefiniert werden. Abmessungen des Bordsteins, insbesondere eine Höhe und/oder eine Geometrie des Bordsteins, wie ein Neigungswinkel, können auf Basis von erkannten Sensorsignalen, wie Ultraschallsensoren oder optischen Sensoren, bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich kann Schritt e) oder der Schwellenwert durch das Assistenzsystem auf Basis eines Reifentyps und/oder eines Felgentyps, welcher erkannt wird oder dem Assistenzsystem bereitgestellt wird, variiert oder angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann Schritt e) oder der Schwellenwert durch das Assistenzsystem auf Basis eines Reifendrucks variiert oder angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann Schritt e) oder der Schwellenwert durch das Assistenzsystem auf Basis eines erkannten Beladungszustands des Fahrzeugs variiert oder angepasst werden.
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In Fällen, wenn der bestimmte Winkel größer als der Schwellenwert ist, wird keine Angabeinformation ausgeben oder die Information gibt an, dass keine Gefahr einer Beschädigung existiert.
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In Ausführungsformen kann der Winkel mit einem vordefinierten Intervall, wie beispielsweise [-30°, +30°], verglichen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt c) ein Erkennen, dass der aktuelle Fahrschlauch den Bordstein schneidet, auf.
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Es sei angemerkt, dass ein Schnittpunkt für jeden Reifen des Fahrzeugs individuell bestimmt werden kann. Mehrere Schnittpunkte können beispielsweise dann erkannt werden, wenn der Fahrer des Fahrzeugs beabsichtigt, den Bordstein zu überqueren. Für jeden Reifen kann der Winkel bestimmt werden und kann die Angabeinformation ausgegeben werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt c) ein Erkennen, dass eine minimale Distanz zwischen dem aktuellen Fahrschlauch und dem Bordstein unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts ist, auf.
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Der Schwellenwert kann so festgelegt werden, dass eine kleine Sicherheitsdistanz zwischen dem Reifen und dem Bordstein aufrechterhalten werden kann. Die Sicherheitsdistanz kann zwischen 5 - 20 cm in Abhängigkeit des Typs des Fahrzeugs, der Felge/Reifen-Kombination, der Eigenschaften des Bordsteins, wie Höhe, Neigung, Material und so weiter, sein.
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Wenn beispielsweise die Sicherheitsdistanz eingehalten wird, kann es möglich sein, das Fahrzeug parallel zu dem Bordstein zu parken und dann den Reifen, während das Fahrzeug steht, ohne Erreichen des Bordsteins, zu drehen. Im Allgemeinen ermöglicht das Aufrechterhalten der Sicherheitsdistanz eine gute Manövrierfähigkeit, während das Risiko der Beschädigung der Reifen größtenteils reduziert wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die Angabeinformation ausgegeben, wenn eine Distanz zwischen dem Reifen und dem Bordstein unterhalb eines vordefinierten Schwellenwerts ist.
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Hier ist die Distanz zwischen dem Reifen und dem Bordstein die aktuelle Distanz. Die Distanz kann für eine Distanz stehen, die entlang des aktuellen Fahrschlauchs gemessen wird, kann für eine vorhergesagte Trajektorie des Reifens stehen, kann für eine Distanz stehen, die senkrecht zu dem Bordstein gemessen wird, oder kann für eine Distanz stehen, die parallel zu der aktuellen Rotationsachse des Reifens gemessen wird.
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Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, dass eine Warnung oder dergleichen nur ausgegeben wird, wenn die Distanz kleiner als der vordefinierte Schwellenwert, wie beispielsweise unterhalb von 50 cm, 40cm, 30cm, 20cm, 15cm oder 10cm, ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt d) ein Bestimmen des Winkels zwischen einer aktuellen Zeigerichtung des Reifens und einer Tangente an dem Bordstein an dem erkannten Kollisionspunkt auf.
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Die aktuelle Zeigerichtung des Reifens ist senkrecht zu der Rotationsachse des Reifens.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist der Schritt d) ein Bestimmen des Winkels zwischen einer vorhergesagten Zeigerichtung des Reifens an dem erkannten Kollisionspunkt und einer Tangente an den Bordstein an dem erkannten Kollisionspunkt auf.
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Die vorhergesagte Zeigerichtung des Reifens entspricht einer Tangente an den aktuellen Fahrschlauch an dem erkannten Kollisionspunkt. In dieser Ausführungsform kann eine Änderung der Zeigerichtung relativ zu der Bordsteinerweiterung berücksichtigt werden. Dies kann zu einer höheren Genauigkeit führen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst es ein Erkennen, dass sich das Fahrzeug in Richtung des Bordsteins bewegt oder sich von dem Bordstein wegbewegt, auf Basis einer Änderung der Distanz zwischen dem Reifen und dem Bordstein zu zumindest zwei Zeitpunkten.
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Dies hat den Vorteil, dass auf ein Ausgeben einer Warnung oder dergleichen in Fällen verzichtet werden kann, wenn sich das Fahrzeug von dem Bordstein wegbewegt, da dann keine Kollision auftreten wird. Dies ist unabhängig von dem Winkel. Eine Ausnahme kann sein, wenn das Fahrzeug halb über dem Bordstein ist. Beispielsweise sind die rechten Reifen auf einer Seite des Bordsteins und die linken Reifen sind auf der anderen Seite. Obwohl das Fahrzeug sich als ein Ganzes von dem Bordstein wegbewegen kann (dies kann auf Basis eines spezifischen Ankerpunkts, wie beispielsweise die Mitte der Hinterachse oder so, bestimmt werden), können zwei der Reifen dann eine Kollision mit dem Bordstein haben, weil diese den Bordstein überqueren müssen. Dieser Ausnahmefall kann durch das Verfahren auf die gleiche Art und Weise wie in den anderen Fällen gehandhabt werden, in welchen alle vier Reifen auf einer Seite des Bordsteins sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird der Winkel zwischen dem Reifen und dem Bordstein mit einem negativen Vorzeichen versehen, wenn sich das Fahrzeug von dem Bordstein wegbewegt, und wird mit einem positiven Vorzeichen versehen, wenn sich das Fahrzeug in Richtung des Bordsteins bewegt.
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Diese Konvention macht es einfach zwischen den zwei Fällen zu unterscheiden und vereinfacht somit das Verfahren. Insbesondere wenn der Winkel ein negatives Vorzeichen aufweist, wird die Angabeinformation nicht ausgegeben oder es ist eine Ausgabe, die angibt, dass keine Gefahr der Beschädigung existiert.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst die Angabeinformation zumindest zwei Stufen, wobei eine Angabe einer ersten Stufe ausgeben wird, wenn der bestimmte Winkel unterhalb eines Schwellenwerts aber innerhalb eines Toleranzbereichs zu dem Schwellenwert ist, und eine Angabe einer zweiten Stufe ausgeben wird, wenn der bestimmte Winkel unterhalb des Schwellenwerts und außerhalb des Toleranzbereichs ist.
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Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass ein Fahrer des Fahrzeugs in zwei Stufen gewarnt werden kann, beispielsweise zuerst unter Verwendung nur eines visuellen Signals und als zweites unter zusätzlicher Verwendung eines Audiosignals. Der Fahrer kann sein weiteres Fahren, beispielsweise durch Erhöhen des Winkels, dementsprechend anpassen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens umfasst die Angabeinformation zumindest zwei Stufen, wobei eine Angabe einer ersten Stufe ausgeben wird, wenn die Distanz größer als aber innerhalb eines Toleranzbereichs zu dem vordefinierten Schwellenwert ist, und eine Angabe einer zweiten Stufe ausgeben wird, wenn die Distanz unterhalb des vordefinierten Schwellenwerts ist.
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Die Angabe einer ersten Stufe kann nützlich sein, um den Fahrer erst einmal zu warnen, dass das Fahrzeug einem Bordstein näherkommt. Der Fahrer kann dann dies in seinem weiteren Planen berücksichtigen. Beispielsweise kann er sich dazu entscheiden, eine extra Bewegung einzuleiten, um zu vermeiden, zu nahe an den Bordstein zu kommen, oder er wird mit einer höheren Aufmerksamkeit fortfahren und/oder bremsen, so dass er das Fahrzeug stoppen kann, bevor der Reifen kollidiert.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen. Das Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen dazu veranlassen, das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen.
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Ein Computerprogrammprodukt, wie beispielsweise ein Computerprogramm-Mittel, kann in der Form einer Speichereinrichtung, wie beispielsweise einer Speicherkarte, ein USB-Stick, eine CD-ROM, eine DVD und so weiter, und/oder in der Form einer digitalen Datendatei, die von einem Server in einem Computernetzwerk oder dergleichen herunterladbar ist, bereitgestellt werden. Dies kann zum Beispiel durch Übertragen der entsprechenden Datei über ein drahtloses Netzwerk erfolgen.
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Gemäß einem dritten Aspekt wird ein Fahrassistenzsystem für ein Fahrzeug vorgeschlagen. Das Fahrassistenzsystem umfasst eine Empfangseinheit zum Empfangen einer Umgebungskarte, die einer Umgebung des Fahrzeugs entspricht, wobei die Umgebungskarte eine Darstellung eines Bordsteins in der Umgebung des Fahrzeugs aufweist, und zum Empfangen eines aktuellen Fahrschlauchs, der einer vorhergesagten Trajektorie des Fahrzeugs entspricht. Weiterhin weist das Fahrassistenzsystem eine Erkennungseinheit zum Erkennen eines Kollisionspunkts zwischen einem Reifen des Fahrzeugs und dem Bordstein auf Basis der Umgebungskarte und des aktuellen Fahrschlauchs, eine Bestimmungseinheit zum Bestimmen eines Winkels zwischen dem Reifen und dem Bordstein und eine Ausgabeeinheit zum Ausgeben einer Angabeinformation, die angibt, wenn eine Beschädigung auftreten kann, auf Basis eines Vergleichs zwischen dem bestimmten Winkel und einem Schwellenwert, auf.
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Dieses Fahrassistenzsystem weist dieselben Vorteile auf, die für das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt beschrieben sind. Die Ausführungsformen und Merkmale, die für das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt vorgeschlagen werden, können ebenso Merkmale und Ausführungsformen des Fahrassistenzsystems in einer entsprechenden Art und Weise ausbilden.
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Die jeweilige Einheit des Fahrassistenzsystems, zum Beispiel die Empfangseinheit, die Erkennungseinheit, die Bestimmungseinheit und die Ausgabeeinheit, kann hardwaretechnisch und/oder softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Einheit als ein Computer, als eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit), als eine ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung) oder als eine PLC (speicherprogrammierbare Steuerung) ausgebildet sein. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Einheit als ein Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als ein Algorithmus, als eine Routine, als Teil eines Programmcodes oder als ein ausführbares Objekt ausgebildet sein. Weiterhin kann jede Einheit als Teil einer Steuereinheit des Fahrzeugs, wie ein ECU (Motorsteuergerät) oder dergleichen, ausgebildet sein.
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Gemäß einem vierten Aspekt wird ein Fahrzeug vorgeschlagen, das zumindest einen Umgebungssensor zum Ausgeben eines Umgebungssensorsignals, das einer Umgebung des Fahrzeugs entspricht, einen Fahrzustandssensor zum Ausgeben eines aktuellen Fahrzustandssensorwerts, eine Verarbeitungseinheit zum Bereitstellen einer Umgebungskarte auf Basis des Umgebungssensorsignals und zum Vorhersagen einer Trajektorie des Fahrzeugs auf Basis des aktuellen Fahrzustandssensorwerts, und ein Fahrassistenzsystem gemäß dem dritten Aspekt umfasst.
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Die Erfindung wurde im Hinblick auf unterschiedliche Ausführungsformen beschrieben. Es versteht sich, dass ein oder mehrere Merkmale einer Ausführungsform mit einem oder mehreren Merkmalen von anderen Ausführungsformen kombinierbar sind. Zusätzlich können ein beliebiges einzelnes Merkmal oder eine Kombination von Merkmalen in einer der Ausführungsformen zusätzliche Ausführungsformen ausbilden.
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Weitere Ausführungsformen oder Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und der Beispiele, welche im Folgenden in Bezugnahme auf die Figuren beschrieben werden.
- 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs;
- 2 zeigt ein schematisches Beispiel einer Umgebungskarte und eines Fahrschlauchs;
- 3 zeigt ein weiteres schematisches Beispiel einer Umgebungskarte und eines Fahrschlauchs;
- 4 zeigt Bilder mit einer Anzahl von geometrischen Variablen;
- 5 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Beispiels eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrassistenzsystems; und
- 6 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrassistenzsystems.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs 100, beispielsweise eines Autos, mit vier Reifen 102. Das Auto 100 weist eine Verarbeitungseinheit 105 und ein Fahrassistenzsystem 110 auf. Die Verarbeitungseinheit 105 kann als ein Motorsteuergerät (ECU) ausgebildet sein. Obwohl die Verarbeitungseinheit 105 und das Fahrassistenzsystem 110 als getrennte Einheiten in 1 dargestellt sind, können diese zusammen in einem einzelnen integrierten Schaltkreis ausgebildet sein und/oder sie können Ressourcen, wie eine CPU, einen RAM und so weiter, gemeinsam nutzen. Das Auto 100 weist ferner eine Mehrzahl von Sensoren 120, 130, 140 auf. Beispielsweise sind Sensoren 120 als optische Sensoren ausgebildet und können eine Kamera, einen Radar und/oder einen Lidar oder dergleichen, aufweisen. Die optischen Sensoren 120 sind dazu eingerichtet, ein Bild, vorzugsweise aufweisend Tiefendaten, von einer Umgebung des Autos 100 zu erkennen, und das erkannte Bild als ein optisches Sensorsignal auszugeben. Sensoren 130 können beispielsweise als Ultraschallsensoren ausgebildet sein und sind dazu eingerichtet, eine Distanz zu Objekten 200 (siehe 2 oder 3), die in der Umgebung des Autos 100 angeordnet sind, zu erkennen, und diese erkannte Distanz als ein Ultraschallsensorsignal auszugeben. Der Sensor 140 kann als ein Fahrzustandssensor ausgebildet sein, welcher beispielsweise einen aktuellen Lenkwinkel und eine Rotationsgeschwindigkeit des Reifens 102 erkennt. Es sei angemerkt, dass mehr als ein Fahrzustandssensor 140 in dem Fahrzeug vorhanden sein kann. Neben den in 1 gezeigten Sensoren 120, 130, 140 kann das Auto mehr und/oder andere Sensoren aufweisen, wie beispielsweise ein Mikrophon, einen Beschleunigungsmesser, eine Antenne zum Empfangen von elektromagnetischen Datensignalen und dergleichen.
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Die Verarbeitungseinheit 105 ist dazu eingerichtet, eine Umgebungskarte MAP (siehe 2 oder 3) auf Basis der Sensorsignale, beispielsweise durch Verwenden einer Sensor-Fusionstechnologie, zu bestimmen. Die Umgebungskarte MAP entspricht einer digitalen Darstellung der aktuellen Umgebung des Autos 100. Die Verarbeitungseinheit 105 kann ferner dazu eingerichtet sein, Parkplatzbegrenzungslinien in dem optischen Sensorsignal zu erkennen und Parkbereiche 206 in der Umgebungskarte MAP zu kennzeichnen. Zusätzlich kann die Verarbeitungseinheit 105 die zukünftige Trajektorie des Fahrzeugs auf Basis des Fahrzustandssensorsignals vorhersagen. Die Trajektorie wird vorzugsweise als ein aktueller Fahrschlauch 104 (siehe 2 oder 3) dargestellt, welcher zwei oder mehr Linien 203 aufweisen kann, die vorhergesagten Trajektorien der Reifen des Fahrzeugs 100 entsprechen.
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2 zeigt ein schematisches Beispiel einer Umgebungskarte MAP und eines Fahrschlauchs 104, der durch zwei Linien 103 dargestellt wird. Das Szenario, das in 2 gezeigt ist, entspricht einer typischen Fahrsituation in einer Stadt oder dergleichen. Der Fahrer des Fahrzeugs 100, welches als das Fahrzeug 100 der 1 ausgebildet sein kann, will das Fahrzeug 100 auf dem Parkplatz 206 parken, welcher ein Parkplatz parallel neben der Straße ist. Die Umgebungskarte MAP weist eine Darstellung eines Objektes 200 auf, welches beispielsweise ein Fahrzeug 100 ist, dass entgegengesetzt zu dem Fahrzeug 100 fährt. Zusätzlich werden Straßenbegrenzungslinien 203 und eine Mittellinie 202 in der Umgebungskarte MAP dargestellt. Rechts von dem Fahrzeug 100, auf der Standspur, ist ein freier Raum zum Parken von Fahrzeugen angeordnet. Der freie Raum wird durch einen Bordstein 204 beschränkt.
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Wie in 2 gezeigt, weist das Fahrzeug 100 aktuell einen großen Lenkwinkel auf, das heißt, die Reifen 102 zeigen in Richtung der Standspur und des Bordsteins 204. Die Verarbeitungseinheit 105 (siehe 1) hat den aktuellen Fahrschlauch 104 für das Fahrzeug 100 vorhergesagt. Der aktuelle Fahrschlauch 104 entspricht der geschätzten Trajektorie des Fahrzeugs 100, wenn der Fahrer weiterhin mit der gleichen Geschwindigkeit und dem gleichen Lenkwinkel fährt. Der aktuelle Fahrschlauch 104, welcher durch die zwei Linien 103 begrenzt wird, die jeweils der vorhergesagten Trajektorie eines Vorderreifens 102 entsprechen, überquert den Bordstein 204. Somit wird eine Kollision zwischen den Reifen 102 und dem Bordstein 204 durch das Fahrassistenzsystem 110 erkannt. Genauer gesagt, wird ein Kollisionspunkt CP für jeden Reifen 102, wie in 2 gezeigt, erkannt. Für jeden Kollisionspunkt CP wird ein Winkel α (siehe 4) bestimmt und eine Angabeinformation INF (siehe 6) wird auf Basis des bestimmten Winkels α und eines Schwellenwerts α1, α2 (siehe 4) ausgegeben.
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3 zeigt ein ähnliches Szenario wie in 2. Hier umfasst der aktuelle Fahrschlauch 104 für jeden der vier Reifen 102 des Fahrzeugs 100 vorhergesagte Trajektorien 103. Dementsprechend werden vier Kollisionspunkte CP bestimmt. Für jeden Kollisionspunkt CP kann ein Winkel α (siehe 4) bestimmt werden (nicht gezeigt) und für jeden bestimmten Winkel α kann eine Angabeinformation INF (siehe 6) ausgegeben werden (nicht gezeigt).
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4 zeigt in schematischen Bildern (A) - (D) verschiedene Situationen zum Erklären einer Anzahl von geometrischen Variablen, die zum Bestimmen relevant sind, wenn ein Reifen 102 möglicherweise mit einem Bordstein 204 kollidieren wird und wenn ein Risiko einer Beschädigung für den Reifen 102 vorliegt.
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4 (A) zeigt den Reifen 102 und seine vorhergesagte Trajektorie 103 zusammen mit einem Bordstein 204. Die vorhergesagte Trajektorie 103 begrenzt einen aktuellen Fahrschlauch 104 (siehe 2 oder 3). Die Trajektorie 103 schneidet den Bordstein 204 an dem Kollisionspunkt CP. Als erstes wird ein Winkel α zwischen der Zeigerichtung des Reifens 102 und dem Bordstein 204 gezeigt. Als zweites kann eine Distanz zwischen dem Bordstein 204 und dem Reifen 102 in verschiedenen Arten, wie gezeigt, definiert werden. Eine erste Distanz D1 entspricht einer Länge der Trajektorie 103 des Reifens 102 bis zu dem Bordstein 204. Eine zweite Distanz D2 entspricht der minimalen Distanz zwischen dem Reifen 102 und dem Bordstein 204, die entlang einer Linie gemessen wird, die senkrecht zu dem Bordstein 204 ist. Eine dritte Distanz D3 entspricht der Distanz entlang einer Linie, die senkrecht zu der Zeigerichtung des Reifens 102 ist und die durch die Achse des Reifens 102 verläuft.
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4(B) zeigt einen Reifen 102 und seine vorhergesagte Trajektorie 103 zusammen mit einem Bordstein 204. In diesem Beispiel schneidet die Trajektorie 103 nicht den Bordstein 204 und somit liegt kein Kollisionspunkt CP vor. Eine minimale Distanz d1 zwischen dem Reifen 102 und dem Bordstein 204 kann auf Basis der Position des Bordsteins 204 und der vorhergesagten Trajektorie 103 berechnet werden. Zusätzlich kann ein Schwellenwert Δd definiert werden, welcher als ein Sicherheitsbereich angesehen werden kann, der eingehalten werden sollte, um eine beliebige Beschädigung zu vermeiden. Auf Basis der minimalen Distanz d1 und des Schwellenwerts Δd kann eine minimale Sicherheitsdistanz d2 berechnet werden. Wenn beispielsweise die minimale Distanz d1 unterhalb eines ersten Schwellenwerts ist, kann eine Angabeinformation INF einer ersten Stufe (siehe 6) ausgegeben werden, und wenn die minimale Distanz d1 unterhalb eines zweiten Schwellenwerts ist, beispielsweise der erste Schwellenwert abzüglich des Sicherheitsbereichs Δd, kann eine Angabeinformation INF einer zweiten Stufe ausgegeben werden.
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4(C) zeigt eine schematische Zeichnung von unterschiedlichen Winkeln α1, α2, Δα. Beispielsweise wird ein erster Winkel α1 als ein Schwellenwert festgelegt, mit welchem der bestimmte Winkel α an dem Kollisionspunkt CP verglichen wird. Ein Toleranzbereich Δa ist ebenfalls gezeigt. Wenn der bestimmte Winkel α unterhalb des Schwellenwerts α1 aber innerhalb des Toleranzbereichs Δα ist, das heißt, größer ist als ein zweiter Winkel α2 = α1 - Δα, wird beispielsweise eine Angabeinformation INF einer ersten Stufe (siehe 6) ausgegeben. Wenn der bestimmte Winkel α niedriger als der zweite Winkel α2 ist, wird eine Angabeinformation INF einer zweiten Stufe ausgegeben.
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4(D) zeigt eine Situation mit einem gebogenen Bordstein 204. Die vorhergesagte Trajektorie 103 des Reifens 102 schneidet den Bordstein an dem Kollisionspunkt CP. Zwei unterschiedliche Arten des Berechnens des Winkels α zwischen dem Bordstein 204 und dem Reifen 102 werden gezeigt. Beide beruhen auf einer Tangente TG an den Bordstein 204 an dem Kollisionspunkt CP. Ein erster Winkel α wird auf Basis der aktuellen Zeigerichtung des Reifens 102 bestimmt. Wenn das Fahrzeug 100 (siehe 1 - 3) das Fahren entlang des aktuellen Fahrschlauchs 104 (siehe 2 oder 3) fortsetzt, reduziert sich der Winkel α, der auf diese Weise bestimmt wird, zu jedem Zeitpunkt. Die Berechnung des Winkels α ist auf diese Art und Weise einfach und erfordert nicht viel Prozessorleistung.
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Ein zweiter Winkel α wird auf Basis einer vorhergesagten Zeigerichtung PP des Reifens 102 an dem Kollisionspunkt CP bestimmt. Beispielsweise entspricht die vorhergesagte Zeigerichtung PP einer Tangente an der vorhergesagten Trajektorie 103 an dem Kollisionspunkt CP. Die Berechnung des Winkels α auf diese Weise kann vorteilhaft sein, kann jedoch mehr Prozessorleistung erfordern.
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5 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Beispiels eines Verfahrens zum Betreiben eines Fahrassistenzsystems 110, beispielsweise des Fahrassistenzsystems 110 des Fahrzeugs 100, das in 1 gezeigt ist. In einem ersten Schritt S1 wird eine Umgebungskarte MAP (siehe 2), die einer Umgebung des Fahrzeugs 100 entspricht, empfangen. Die Umgebungskarte MAP weist eine Darstellung eines Bordsteins 204 (siehe 2 - 4) in der Umgebung des Fahrzeugs 100 auf. In einem zweiten Schritt S2 wird ein aktueller Fahrschlauch 104 (siehe 2), der einer vorhergesagten Trajektorie des Fahrzeugs 100 entspricht, empfangen. In einem dritten Schritt S3 wird ein Kollisionspunkt CP (siehe 2 - 4) zwischen einem Reifen 102 (siehe 1 - 3) des Fahrzeugs 100 und dem Bordstein 204 auf Basis der Umgebungskarte MAP und des aktuellen Fahrschlauchs 104 erkannt. In einem vierten Schritt S4 wird ein Winkel α (siehe 4) zwischen dem Reifen 102 und dem Bordstein 204 bestimmt. In einem fünften Schritt S5 wird eine Angabeinformation INF (siehe 6), die angibt, wenn eine Beschädigung auftreten kann, auf Basis eines Vergleichs zwischen dem bestimmten Winkel α und einem Schwellenwert α1, α2 (siehe 4) ausgegeben. Durch Ausbildung dieses Verfahrens kann eine Beschädigung eines Reifens 102 des Fahrzeugs 100 vermieden werden.
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6 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Fahrassistenzsystems 100, beispielsweise des Fahrassistenzsystems 110 des Fahrzeugs 100, das in 1 gezeigt ist. Das Fahrassistenzsystem 100 weist eine Empfangseinheit 112 auf, die zum Empfangen einer Umgebungskarte MAP, die einer Umgebung des Fahrzeugs 100 entspricht, eingerichtet ist. Die Umgebungskarte MAP weist eine Darstellung eines Bordsteins 204 (siehe 2 - 4) in der Umgebung des Fahrzeugs 100 auf. Die Empfangseinheit 112 ist ferner zum Empfangen eines aktuellen Fahrschlauchs 104 (siehe 2 oder 3), der einer vorhergesagten Trajektorie des Fahrzeugs 100 entspricht, eingerichtet. Als nächstes ist eine Erkennungseinheit 114 zum Erkennen eines Kollisionspunkts CP (siehe 2 - 4) zwischen einem Reifen 102 (siehe 1 - 4) des Fahrzeugs 100 und dem Bordstein 204 auf Basis der Umgebungskarte MAP und des aktuellen Fahrschlauchs 104 eingerichtet. Eine Bestimmungseinheit 116 ist zum Bestimmen eines Winkels α (siehe 4) zwischen dem Reifen 102 und dem Bordstein 204 eingerichtet. Eine Ausgabeeinheit 118 ist zum Ausgeben einer Angabeinformation INF, die angibt, wenn eine Beschädigung auftreten kann, auf Basis eines Vergleichs zwischen dem bestimmten Winkel α und einem Schwellenwert α1, α2 (siehe 4) eingerichtet. Beispielsweise kann die Ausgabeeinheit 118 eine Warnung an den Fahrer des Fahrzeugs 100 auslösen und/oder kann die Angabeinformation INF an eine autonome Fahreinheit (nicht gezeigt) oder an ein Motorsteuergerät (ECU) oder dergleichen ausgeben. Das Fahrassistenzsystem 110 kann insbesondere dazu ausgebildet sein, das Verfahren gemäß 5 auszuführen. Durch Ausbildung des Fahrassistenzsystems 110 wie in der hier beschrieben Art und Weise kann eine Beschädigung eines Reifens 102 des Fahrzeugs 100 vermieden werden.
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Während die vorliegende Technologie in Verbindung mit mehreren praktischen Beispielen beschrieben wurde, versteht es sich, dass die Technologie nicht auf die offenbarten Beispiele beschränkt ist, sondern soll im Gegenteil verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen, die innerhalb des Sinns und des Umfangs der Technologie sind, abdecken.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Fahrzeug
- 102
- Reifen
- 103
- Trajektorie
- 104
- Fahrschlauch
- 105
- Verarbeitungseinheit
- 110
- Fahrassistenzsystem
- 112
- Empfangseinheit
- 114
- Erkennungseinheit
- 116
- Bestimmungseinheit
- 118
- Ausgabeeinheit
- 120
- Umgebungssensor
- 130
- Umgebungssensor
- 140
- Fahrzustandssensor
- 200
- Objekt
- 202
- Markierungslinie
- 203
- Markierungslinie
- 204
- Bordstein
- 206
- Parkplatz
- α
- Winkel
- α1
- Winkel
- α2
- Winkel
- Δα
- Winkel
- Δd
- Distanz
- CP
- Kollisionspunkt
- d1
- Distanz
- D1
- Distanz
- d2
- Distanz
- D2
- Distanz
- D3
- Distanz
- INF
- Angabeinformation
- MAP
- Umgebungskarte
- PP
- Zeigerichtung
- S1
- Verfahrensschritt
- S2
- Verfahrensschritt
- S3
- Verfahrensschritt
- S4
- Verfahrensschritt
- S5
- Verfahrensschritt
- TG
- Tangente
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013019371 A1 [0003]
