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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung einer Kollision zwischen Fahrzeugen nach Anspruch 1.
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Stand der Technik
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Grundsätzlich sind Verfahren zur Vermeidung von Kollisionen zwischen Fahrzeugen bekannt, die vor allen Dingen auf den Verkehr in Städten oder auf Autobahnen abzielen. Gerade auf Landstraßen, insbesondere in den Bergen, herrscht jedoch ein weitaus höheres Gefährdungspotential durch die geringe Fahrbahnbreite und die starken Kurvenradien der Strecke. Darüber hinaus ist durch die umgebende Landschaft oft keine Sichtverbindung zum entgegenkommenden Verkehr möglich. So beschreibt beispielsweise die
US 10,661,803 A1 Möglichkeiten zur Bestimmung eines Kurvenradius, allerdings ohne Potential zur Vermeidung einer Kollision mit anderen Fahrzeugen.
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Offenbarung der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Vermeidung einer Kollision zwischen Fahrzeugen derart zu verbessern, dass Kollisionen auch in landschaftlich schwierigen Situationen effektiv vermieden werden können. Ferner sollen Warnungen nur dann ausgegeben werden, wenn eine tatsächlich erhöhte Kollisionsgefahr gegeben ist.
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Gelöst wird die vorgenannte Aufgabe durch ein Verfahren zur Vermeidung einer Kollision zwischen Fahrzeugen. Hierfür wird eine Position eines ersten Fahrzeuges bestimmt. Bspw. kann die Position des Fahrzeuges anhand einer Karte, bspw. fahrzeugeigenen oder cloud-basierten Karte, bestimmt und relativ zu dieser bestimmt werden. Insbesondere kann die genaue Position des Fahrzeuges in Bezug auf eine Fahrbahn, auf der sich das Fahrzeug befindet, bestimmt werden. Es kann die Position des Fahrzeuges über eine Satellitennavigation bestimmt werden. Zudem können eigene Bewegungsdaten und vorzugsweise die Bewegungsdaten anderer Fahrzeuge hilfsweise verwendet werden. Bspw. wenn die Satellitennavigation für einen Zeitraum nicht verfügbar ist, kann auf die Weise hilfsweise die Position bestimmt werden. Dabei können die Anforderungen an die Ortsauflösung auch durch die Größe der Fahrzeuge bestimmt sein.
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Ferner wird mindestens eine bevorstehende Kurve erkannt. Die Position der Kurve kann bspw. anhand der fahrzeugeigenen oder cloud-basierten Karte der Fahrzeugumgebung erfolgen. Für die mindestens eine bevorstehende Kurve wird ein minimaler Kurvenradius bestimmt. Vor allem wird der minimale Kurvenradius an mindestens einer Stelle der Kurve, vor allem am Scheitelpunkt, ermittelt. Ferner wird ein Kurvengrenzradius des ersten Fahrzeuges in der Kurve bestimmt. Der Kurvengrenzradius wird vorzugsweise an derselben Stelle wie der minimale Kurvenradius bestimmt.
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Der minimale Kurvenradius wird vorzugsweise basierend auf einem abgeleiteten Verlauf der Kurve, bspw. anhand der Karte, ermittelt. Das erste Fahrzeug befindet sich dabei auf einer Fahrbahn, in anderen Worten einer Fahrspur, die Teil einer Straße ist, die zusätzlich eine Gegenfahrbahn aufweist. Eine Gegenfahrbahn ergibt sich auch ohne Trennungsmarkierung und zwar immer dann, wenn zwei gegenläufige Verkehrsflüsse bestehen. Es kann die Straße beziehungsweise die Fahrbahn und die Gegenfahrbahn, bspw. anhand der Karte, angenähert werden.
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Der minimale Kurvenradius kann bspw. direkt anhand der Karte bestimmt werden. Zur Bestimmung des minimalen Kurvenradius wird die Kurve mittels eines imaginären Kreismittelpunktes angenähert. Der minimale Kurvenradius definiert den minimalen Radius der Kurve und endet somit auf dem dem imaginären Kreismittelpunkt zugewandten Ende der Fahrbahn und somit auf dem Übergang in die Gegenfahrbahn.
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Der Kurvengrenzradius hängt vorzugsweise von Parametern wie der Fahrzeugbreite, Fahrzeuglänge und der Fahrbahnbreite ab.
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Der Kurvengrenzradius für das erste Fahrzeug ergibt sich insbesondere durch folgende Formel:
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Der Kurvengrenzradius hat denselben Kreismittelpunkt wie der minimale Kurvenradius. Das Verfahren umfasst eine Ermittlung einer Kollisionsgefahr basierend auf einem Vergleich des Kurvengrenzradius und des minimalen Kurvenradius sowie basierend auf einer vorausschauenden gleichzeitigen Anwesenheit eines zweiten Fahrzeuges auf der Gegenfahrbahn in der Kurve. Die oben beschriebenen Schritte werden vor allem für jede Kurve durchgeführt. Die gleichzeitige Anwesenheit der Fahrzeuge bezieht sich vorzugsweise auf die gleiche Kurve.
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Ferner umfasst das Verfahren die Ausgabe einer Warnung an einen Fahrer des ersten Fahrzeuges und/oder an den Fahrer des zweiten Fahrzeuges bei einer Erkennung einer Kollisionsgefahr. Die Warnung kann dabei visuell und/oder akustisch ausgegeben werden.
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Anhand des Verfahrens wird sowohl der Vergleich des Kurvengrenzradius und des minimalen Kurvenradius berücksichtigt als auch eine vorausschauende gleichzeitige Anwesenheit eines zweiten Fahrzeuges auf der Gegenfahrbahn in der Kurve. Das heißt, es kann berücksichtigt werden, ob eine Kollisionsgefahr tatsächlich gegeben ist, da sich ein zweites Fahrzeug gleichzeitig in der entsprechenden Kurve befindet. Ferner wird ein Vergleich des minimalen Kurvenradius und des Kurvengrenzradius berücksichtigt, da, falls der Kurvengrenzradius den minimalen Kurvenradius nicht unterschreitet, auch bei gleichzeitiger Anwesenheit der Fahrzeuge keine Kollisionsgefahr besteht.
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Insbesondere findet eine direkte Kommunikation des ersten Fahrzeuges und des zweiten Fahrzeuges statt, beispielsweise über V2V-Kommunikation. Ferner kommt auch eine cloud-basierte Kommunikation zwischen den Fahrzeugen in Frage. In anderen Worten kommunizieren dann sowhl das erste als auch das zweite Fahrzeug mit einer Cloud und können auf diese Weise Informationen übermitteln. Insbesondere werden als Informationen die Position und die Geschwindigkeit übermittelt.
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Zur Ermittlung der Kollisionsgefahr kann ferner eine Geschwindigkeit des ersten Fahrzeuges und/oder eine Geschwindigkeit des zweiten Fahrzeuges berücksichtigt werden. Dabei kann es sich bspw. um eine mittlere Geschwindigekeit handeln. Über die direkte Kommunikation des ersten Fahrzeuges und des zweiten Fahrzeuges oder die cloud-basierte indirekte Kommunikation kann nicht nur die aktuelle Position des zweiten Fahrzeuges, sondern auch dessen Geschwindigkeit übermittelt werden.
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Das Verfahren umfasst insbesondere eine vorausschauende Berechnung eines Zeitpunktes und einer Position des Vorbeifahrens des ersten Fahrzeuges und des zweiten Fahrzeuges. Die Wahrscheinlichkeit einer Kollision ist vor allem dann hinreichend gegeben, wenn der Zeitpunkt der Anwesenheit beider Fahrzeuge an der Kurve sich aus den mittleren Geschwindigkeiten ohne eine Warnung ergeben würde. Es wird insbesondere bestimmt, an welcher Stelle auf der bevorstehenden Straße das erste Fahrzeug und das zweite Fahrzeug aneinander vorbeifahren werden. Dabei kann das Verfahren den Zeitpunkt des Vorbeifahrens mit einem Sicherheitszeitfenster beaufschlagen, um somit einen Sicherheitsvorbehalt einzuräumen. So kann ein Zeitfenster des Vorbeifahrens und ein Bereich des Vorbeifahrens bestimmt werden.
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Das Verfahren kann eine Überprüfung umfassen, ob die Position des Vorbeifahrens in der Kurve liegt. Es wird somit festgestellt, und zwar vorausschauend, ob sich das zweite Fahrzeug gleichzeitig in der gleichen Kurve wie das erste Fahrzeug befinden wird.
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Insbesondere wird nur dann eine Warnung ausgegeben, wenn der zuvor bestimmte Kurvengrenzradius unterhalb des minimalen Kurvenradius liegt und die Position des Vorbeifahrens in der Kurve liegt.
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Hinsichtlich der ersten Bedingung bedeutet ein Unterschreiten des minimalen Kurvenradius, dass das erste Fahrzeug die Kurve nur mit einer Überschneidung der Gegenfahrbahn passieren kann. Hinsichtlich der zweiten Bedingung, und zwar, dass die Position des Vorbeifahrens in der Kurve liegt, bedeutet dies, dass vermutlich gleichzeitig mit dem ersten Fahrzeug auch das zweite Fahrzeug in der Kurve anwesend sein wird. Bei gleichzeitiger Anwesenheit, aber keiner Unterschreitung des minimalen Kurvenradius sowie bei einer Unterschreitung, jedoch keiner gleichzeitigen Anwesenheit, wird vorzugsweise keine Warnung ausgegeben. Es wird somit nur dann eine Warnung ausgegeben, wenn sich tatsächlich eine kritische Kollisionsgefahr ergeben wird, wobei in die Ermittlung dieser Kollisionsgefahr der tatsächliche Streckenverlauf, bspw. anhand einer Karte, und des daraus ermittelten minimalen Kurvenradius, die Fahrzeuggeometrie anhand des Kurvengrenzradius und die Zeit des Vorbeifahrens anhand der Positionen und der Geschwindigkeiten der Fahrzeuge einfließen. Es wird somit die Ausgabe einer Vielzahl irrelevanter Warnungen vermieden, die sich nachweislich negativ auf die Fahrerakzeptanz auswirken. Wird ein Fahrer von Warnungen überflutet, deren Notwendigkeit er nicht nachvollziehen kann, sinkt dessen Akzeptanz derart, dass er auch bei tatsächlich relevanten Warnungen diesen nicht mehr die gleiche Aufmerksamkeit schenkt.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Es zeigen rein schematisch:
- 1 ein Verfahrensschema eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 2 das Prinzip der Ermittlung des minimalen Kurvenradius und des Kurvengrenzradius; und
- 3 eine kurvenreiche Strecke und potenzielle Kollisionsbereiche zwischen zwei Fahrzeugen.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt das Verfahrensschema eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100. Das Verfahren 100 umfasst die Ermittlung 101 einer Kollisionsgefahr, und zwar auf Basis eines Vergleichs eines Kurvengrenzradius und eines minimalen Kurvenradius sowie auf Basis einer vorausschauenden gleichzeitigen Anwesenheit eines zweiten Fahrzeuges auf der Gegenfahrbahn in einer Kurve.
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Zunächst wird eine Position eines ersten Fahrzeuges bestimmt 102 und mindestens eine bevorstehende Kurve erkannt 103. Es wird für jede bevorstehende Kurve der minimale Kurvenradius ermittelt 104. Ferner wird der Kurvengrenzradius des ersten Fahrzeuges in der Kurve ermittelt 105. Es findet eine direkte Kommunikation 106 zwischen dem ersten Fahrzeug und dem zweiten, sich auf der Gegenfahrbahn annähernden Fahrzeug statt. Es wird die Geschwindigkeit des ersten Fahrzeuges und/oder die Geschwindigkeit des zweiten Fahrzeuges berücksichtigt 107.
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Anhand der aktuellen Positionen und der Geschwindigkeiten der Fahrzeuge kann vorausschauend berechnet werden 108, zu welchem Zeitpunkt und an welcher Position das erste Fahrzeug und das zweite Fahrzeug aneinander vorbeifahren werden. Das Verfahren 100 umfasst insbesondere eine Überprüfung 109, ob die Position des Vorbeifahrens in der gleichen Kurve liegt. In anderen Worten wird festgestellt, ob sich in der gleichen Kurve gleichzeitig das erste Fahrzeug und das zweite Fahrzeug befinden werden. Bei dem Erkennen 120 einer Kollisionsgefahr wird eine Warnung an einen Fahrer des ersten Fahrzeuges und/oder an einen Fahrer des zweiten Fahrzeuges ausgegeben 121.
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In 2 ist ein erstes Fahrzeug 10 auf einer Fahrbahn 15 mit einer Fahrbahnbreite 15a zu sehen. Ferner umfasst die Straße eine Gegenfahrbahn 16. Auf der Gegenfahrbahn 16 befindet sich ein zweites Fahrzeug 11, das sich dem ersten Fahrzeug 10 annähert. In 2 ist eine Kurve 12 dargestellt, für die sich ein minimaler Kurvenradius 13 ergibt. Der minimale Kurvenradius 13 definiert den minimalen Radius der Kurve 12 und endet somit auf dem dem imaginären Kreismittelpunkt zugewandten Ende der Fahrbahn 15 und somit auf dem Übergang der Fahrbahn in die Gegenfahrbahn 16.
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Ferner ist in 2 der Kurvengrenzradius 14 zu sehen, der im Beispiel der 2 dem minimalen Kurvenradius 13 entspricht. Der Kurvengrenzradius 14 ergibt sich abhängig von der Fahrzeuglänge 10a, der Fahrzeugbreite 10b und der Fahrbahnbreite 15a. Dadurch, dass der Kurvengrenzradius 14 dem minimalen Kurvenradius 13 entspricht, kann das erste Fahrzeug 10 die Kurve 12 überwinden, ohne in die Gegenfahrbahn 16 einzudringen.
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In 3 ist ein Streckenverlauf zu sehen, wobei sich ein erstes Fahrzeug 10 und ein zweites Fahrzeug 11, nämlich ein Motorrad, in entgegengesetzten Richtungen (siehe die in 3 dargestellten Pfeile) bewegen. Das erste Fahrzeug 10 befindet sich anfangs in der rechts dargestellten Position, die mit drei Kreisen gekennzeichnet ist, während sich das zweite Fahrzeug 11 in der linken Position befindet, die ebenfalls mit drei Kreisen markiert ist.
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Zwischen den beiden Fahrzeugen befinden sich mehrere Kurven, bei denen es potenziell zur Kollision kommen könnte. So ergibt sich eine erste Kurve 12a sowie eine zweite Kurve 12b, in der der Kurvengrenzradius den minimalen Kurvenradius unterschreitet und somit das erste Fahrzeug 10 in die Gegenfahrbahn 16 eindringen muss, um die Kurve zu überwinden. Wie anhand der 3 zu erkennen ist, ist es allerdings durchaus relevant, wo sich das zweite Fahrzeug 11 im Vergleich zum ersten Fahrzeug befindet. Ergibt sich aus den Positionen und der Geschwindigkeiten der beiden Fahrzeuge, dass sich die beiden Fahrzeuge nicht gleichzeitig in der gleichen Kurve befinden werden, ist ein Überschreiten der Grenze zur Gegenfahrbahn, wie es in 3 in der ersten Kurve 12a und der zweiten Kurve 12b dargestellt wird, nicht relevant, und es muss keine Warnung ausgegeben werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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