DE10327695A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Schwimmwinkels mittels Fahrzeugspurerkennung - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Schwimmwinkels mittels Fahrzeugspurerkennung Download PDF

Info

Publication number
DE10327695A1
DE10327695A1 DE10327695A DE10327695A DE10327695A1 DE 10327695 A1 DE10327695 A1 DE 10327695A1 DE 10327695 A DE10327695 A DE 10327695A DE 10327695 A DE10327695 A DE 10327695A DE 10327695 A1 DE10327695 A1 DE 10327695A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle
determined
angle
distance
reference object
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10327695A
Other languages
English (en)
Inventor
Stephan Stabrey
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE10327695A priority Critical patent/DE10327695A1/de
Publication of DE10327695A1 publication Critical patent/DE10327695A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172—Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/02—Control of vehicle driving stability
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/11—Pitch movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/112—Roll movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/114—Yaw movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/05—Attitude
    • B60G2400/051—Angle
    • B60G2400/0513—Yaw angle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2400/00—Indexing codes relating to detected, measured or calculated conditions or factors
    • B60G2400/80—Exterior conditions
    • B60G2400/82—Ground surface
    • B60G2400/824—Travel path sensing; Track monitoring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2401/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60G2401/14—Photo or light sensitive means, e.g. Infrared
    • B60G2401/142—Visual Display Camera, e.g. LCD
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2401/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60G2401/17—Magnetic/Electromagnetic
    • B60G2401/174—Radar
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/01—Attitude or posture control
    • B60G2800/016—Yawing condition
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/21—Traction, slip, skid or slide control
    • B60G2800/212—Transversal; Side-slip during cornering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2800/00—Indexing codes relating to the type of movement or to the condition of the vehicle and to the end result to be achieved by the control action
    • B60G2800/70—Estimating or calculating vehicle parameters or state variables
    • B60G2800/702—Improving accuracy of a sensor signal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2230/00—Monitoring, detecting special vehicle behaviour; Counteracting thereof
    • B60T2230/02—Side slip angle, attitude angle, floating angle, drift angle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2250/00—Monitoring, detecting, estimating vehicle conditions
    • B60T2250/03—Vehicle yaw rate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2420/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60W2420/40—Photo, light or radio wave sensitive means, e.g. infrared sensors
    • B60W2420/403—Image sensing, e.g. optical camera
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2420/00—Indexing codes relating to the type of sensors based on the principle of their operation
    • B60W2420/40—Photo, light or radio wave sensitive means, e.g. infrared sensors
    • B60W2420/408—Radar; Laser, e.g. lidar
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/14—Yaw
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/20—Sideslip angle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2556/00—Input parameters relating to data
    • B60W2556/45—External transmission of data to or from the vehicle
    • B60W2556/50—External transmission of data to or from the vehicle of positioning data, e.g. GPS [Global Positioning System] data
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/14—Yaw
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen einer den Fahrzustand eines Fahrzeugs (10) kennzeichnenden Größe (beta, dPSI/dt, alpha), wobei die Fahrzeugposition bezüglich eines Referenzobjekts (11) mit Hilfe einer Sensorik (1) erfaßt und geometrische Daten (PSI¶d¶, Y¶d¶) aus den Sensorsignalen (5) gewonnen werden, die die relative Position des Fahrzeugs beschreiben. Eine besonders einfache Methode zur Bestimmung der den Fahrzustand kennzeichnenden Größe (beta, dPSI/dt, alpha) besteht darin, die Größe aus den geometrischen Daten (PSI¶d¶, Y¶d¶) zu berechnen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer den Fahrzustand eines Fahrzeugs kennzeichnenden Größe, insbesondere des Schwimmwinkels, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
  • Fahrdynamikregelungen, wie z.B. ESP (elektronisches Stabilitätsprogramm), regeln das Fahrverhalten eines Fahrzeugs im fahrdynamischen Grenzbereich und gewährleisten die Kontrollierbarkeit des Fahrzeugs in kritischen Situationen. Hierzu muss bestimmt werden, wie sich das Fahrzeug im Grenzbereich entsprechend dem Fahrerwunsch verhalten soll (Sollverhalten) und wie es sich tatsächlich verhält (Istverhalten). Wesentliche Regelgrößen sind dabei der Schwimmwinkel und die Giergeschwindigkeit des Fahrzeugs. Der Schwimmwinkel wird üblicherweise modellbasiert, d.h. auf der Grundlage eines mathematischen Modells, in Abhängigkeit von weiteren Zustandsgrößen des Fahrzeugs ermittelt. Dies ist insbesondere im fahrdynamischen Grenzbereich relativ ungenau, da die verwendeten Modelle in diesem Bereich ihre Gültigkeit verlieren.
  • Ferner ist es bekannt, den Schwimmwinkel mit Hilfe spezieller Sensoren, wie z.B. Radar- oder optischer Sensoren, zu messen, die die vektorielle Fahrzeuggeschwindigkeit über Grund bestimmen. Solche Systeme sind jedoch relativ teuer und deshalb auf absehbare Zeit nicht in Serienfahrzeugen zu erwarten.
    •
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zu schaffen, mit dem eine den Fahrzustand eines Fahrzeugs kennzeichnende Größe, insbesondere der Schwimmwinkel β, genau und kostengünstig unter Verwendung einer im Fahrzeug verfügbaren Sensorik bestimmt werden kann.
  • Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Patentanspruch 1 sowie im Patentanspruch 8 angegebenen Merkmale. Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.
  • Der wesentliche Gedanke der Erfindung besteht darin, die Fahrzeugposition bezüglich eines Referenzobjekts, wie z.B. relativ zum Fahrbahnrand, mit Hilfe einer Sensorik zu erfassen, aus den Sensorsignalen geometrische Daten, wie z.B. den Abstand oder die Orientierung des Fahrzeugs, zu ermitteln, und die den Fahrzustand kennzeichnende Größe aus den geometrischen Daten zu berechnen. Dies hat den Vorteil, dass die den Fahrzustand kennzeichnende Größe allein durch geometrische Überlegungen einfach und genau berechnet werden kann. Modellannahmen müssen nicht getroffen werden.
  • Fahrzeuggrößen, die sich mit dieser Methode berechnen lassen, sind insbesondere der Schwimmwinkel und die Gierrate des Fahrzeugs, sowie der Rad-Schräglaufwinkel. Der Schwimmwinkel kann z.B. allein aus der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit, dem Abstand und dessen zeitlicher Ableitung zum Referenzobjekt und dem Winkel zwischen Fahrzeuglängsachse und Referenzobjekt ermittelt werden.
  • Die Sensorik umfasst vorzugsweise ein Videosystem, dessen Videosignale von einer Videosignalverarbeitung (z.B. einer Software) verarbeitet werden. Die Videosignalverarbeitungssoftware liefert als geometrische Daten vorzugsweise den Abstand des Fahrzeugs zum Fahrbahnrand und einen Orientierungswinkel, insbesondere den Winkel zwischen Fahrzeuglängsachse und Fahrbahnrand. Wahlweise könnte auch eine andere Art von Sensorik, wie z.B. Magnetsensoren in Verbindung mit in der Fahrbahn integrierten Magneten, eingesetzt werden, um die geometrischen Daten zu bestimmen.
  • Zur Bestimmung des Schwimmwinkels wird vorzugsweise der Abstand des Fahrzeugs zum Referenzobjekt ermittelt und aus der Änderung des Abstands eine erste Fahrzeuggeschwindigkeit berechnet. Ferner wird vorzugsweise eine zweite Fahrzeuggeschwindigkeit in einer zweiten Richtung ermittelt. Der Schwimmwinkel kann schließlich aus den beiden Geschwindigkeiten berechnet werden.
  • Wahlweise kann auch die Gierrate des Fahrzeugs aus den geometrischen Daten bestimmt werden. Die Gierrate ergibt sich beispielsweise aus der zeitlichen Änderung des Winkels zwischen Fahrzeuglängsachse und Referenzobjekt und der Fahrbahnkrümmung. Die Fahrbahnkrümmung kann z.B. ebenfalls von der Sensorik bereitgestellt werden. Eine so ermittelte Gierrate könnte z.B. zur Überwachung des Gierratensensors eines Fahrdynamikregelungssystems genutzt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann aus den gemessenen geometrischen Daten z.B. auch der Schräglaufwinkel für die Räder der Vorder- oder Hinterachse bestimmt werden.
    •
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Systems zur Bestimmung einer den Fahrzustand kennzeichnenden Größe mittels Fahrspurerkennung;
  • 2 das Koordinatensystem und die Meßgrößen zur Berechnung der den Fahrzustand kennzeichnenden Größe; und
  • 3 eine vergrößerte Ansicht des Fahrzeugs mit den zur Schwimmwinkelberechnung benötigten Größen.
  • 1 zeigt ein System zur Bestimmung einer den Fahrzustand des Fahrzeugs kennzeichnenden Größe, wie z.B. des Schwimmwinkels β oder des Schräglaufwinkels α. Das System umfasst hierzu eine Sensorik 1, im vorliegenden Beispiel eine am Fahrzeug montierte Videoüberwachungseinrichtung 1, die den Fahrbahnrand 11 (siehe 2) aufnimmt. Die Videosignale 5 werden von einer Videosignalverarbeitungseinrichtung 3 (z.B. einer Software) ausgewertet, die daraus den Abstand Yd der Kamera zum Fahrbahnrand 11 und den Winkel ψd zwischen Fahrbahnrand 11 und Fahrzeuglängsachse (Richtung von vx, 2) ermittelt. Eine Recheneinrichtung 4 berechnet schließlich aus den geometrischen Daten Yd, ψd den Schwimmwinkel β oder den Schräglaufwinkel α. Sofern von der Sensorik 1 auch der Krümmungsradius der Fahrbahn bereitgestellt wird, kann auch die Gierrate dψ/dt ermittelt werden. Der Algorithmus zur Berechnung der den Fahrzustand kennzeichnenden Größe trifft keinerlei Modellannahmen, so dass die den Fahrzustand beschreibende Größe auch im fahrdynamischen Grenzbereich korrekt bestimmt werden kann.
  • Die Videosignalverarbeitungseinrichtung 3 und die Recheneinrichtung 4 sind als Software-Module in einem Steuergerät 2 hinterlegt.
  • Zur Ermittlung des Schwimmwinkels β wird nur die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx, der Abstand Yd zum Fahrbahnrand 11 bzw. dessen zeitliche Ableitung und der Winkel ψd zwischen Fahrzeuglängsachse und Fahrbahnrand benötigt. Neben dem Videosystem 1 zur Umfelderfassung und einer Sensorik zur Ermittlung der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx ist keine weitere Sensorik erforderlich.
  • 1. Berechnung des Schwimmwinkels β
  • Ein Verfahren zur Bestimmung des Schwimmwinkels wird im folgenden anhand von 2 beispielhaft näher erläutert. 2 zeigt ein Fahrzeug 10 mit den wesentlichen, zur Bestimmung des Schwimmwinkels benötigten Größen. Die Videosignalverarbeitungssoftware 3 liefert einen Abstand Yd des Fahrzeugs 10 zum Fahrbahnrand 11 und den Winkel ψd zwischen Fahrbahnrand 11 und Fahrzeuglängsachse (Richtung von vx). Diese Größen werden im Fahrbahnrand-Koordinatensystem (xB, yB) ermittelt, dessen x-Achse tangential zum Fahrbahnrand, und dessen y-Achse durch einen Referenzpunkt im Fahrzeug 10, z.B. den Massenmittelpunkt, verläuft.
  • Zur Bestimmung des Schwimmwinkels β wird zunächst eine Geschwindigkeitskomponente vyB der Fahrzeuggeschwindigkeit v im Fahrbahnrand-Koordinatensystem ermittelt. Dies kann z.B. durch numerisches Differenzieren des Abstands Yd erfolgen, wobei gilt:
    Figure 00050001
    wobei Ts die Abtastzeit des Systems und k den Index des aktuellen Zeitpunkts bezeichnet. Im Folgenden wird das Zeitargument kTs zu Gunsten der Lesbarkeit weggelassen, da stets der aktuelle Zeitpunkt kTs betrachtet wird.
  • In einem nächsten Schritt wird die Geschwindigkeitskomponente vxB der Fahrzeuggeschwindigkeit v im Fahrbahn-Koordinatensystem berechnet. Hierzu wird zunächst die Länge l1 (siehe 3) berechnet, für die im rechtwinkligen Dreieck ABC gilt:
    Figure 00050002
  • Für die Fahrzeuglängsgeschwindigkeit vx wird hierbei die im Fahrdynamikregelungssystem (ESP) ermittelte Referenzgeschwindigkeit angenommen. Der Winkel ψd wird, wie erwähnt, von der Videosignalverarbeitungseinrichtung 3 geliefert.
  • Im Folgenden wird nun die Länge l2 berechnet. Da sich der Winkel ψd auch im rechtwinkligen Dreieck CDE wiederfindet, und vyB bereits berechnet wurde, gilt für die Länge l2: l2 = tan (ψd) vyB
  • Die Geschwindigkeitskomponente vxB im Fahrbahnrand-Koordinatensystem ergibt sich aus der Differenz von l1 und l2 zu: vxB = l1 – l2
  • Damit sind beide Geschwindigkeitskomponenten des Fahrzeugs 10 im Fahrbahnrand-Koordinatensystem bekannt, und es kann der Kurswinkel ϑ berechnet werden:
    Figure 00060001
  • Der gesuchte Schwimmwinkel β ergibt sich als Differenz aus dem Winkel ψd und dem Kurswinkel ϑ: β = ψd – ϑ
  • Es ist also möglich, den Schwimmwinkel β rein aufgrund geometrischer Überlegungen zu berechnen.
  • Die Güte der Berechnung hängt stark von der Güte der Eingangsgrößen, insbesondere von der Größe Yd, ab. Bei den herkömmlichen Messverfahren auftretendes Rauschen kann kompensiert werden, wenn anstelle des einfachen Differenzenquotienten ein genaueres Verfahren, wie z.B. ein Differenzenquotient höherer Ordnung oder ein Ausgleichspolynom durch mehrere Werte von Yd zur Berechnung der Quergeschwindigkeit vyB(kTs) verwendet wird.
  • 2. Berechnung der Gierrate dψ/dt.
  • Wird von der Videosensorik 1 auch die Krümmung κ des Fahrbahnrandes 11 gemessen, kann die Gierrate dψ/dt des Fahrzeugs bestimmt werden. Für die Gierrate dψ/dt gilt: dψ/dt = dψd/dt + dψB/dt,wobei die zeitliche Änderung des Differenzwinkels ψd z.B. mittels des Differenzenquotienten
    Figure 00070001
    berechnet werden kann. Die „Giergeschwindigkeit des Fahrbahnrandes" ist näherungsweise: dψB/dt = κ·vxB.
  • Eine derart ermittelte Gierrate dψ/dt könnte beispielsweise zur Überwachung eines Gierratensensors eines Fahrdynamikregelungssystems (ESP) genutzt werden.
  • 3. Berechnung des Schräglaufwinkels α
  • Mit Kenntnis des Schwimmwinkels β und der Gierrate dψ/dt läßt sich unter Berücksichtigung des Lenkwinkels δ auch der Schräglaufwinkel an den Rädern der Vorder- und Hinterachse ermitteln. Der Lenkwinkel δ kann beispielsweise mittels der ESP-Sensorik gemessen werden. Für die Schräglaufwinkel der Räder an der Vorderachse αv bzw. Hinterachse αh gelten folgende Beziehungen:
    Figure 00080001
  • Die Gierrate dψ/dt kann hier entweder mittels eines Gierratensensors oder, wie oben beschrieben, durch Berechnung ermittelt werden. Der so bestimmte Schräglaufwinkel αv, αh kann einem Fahrdynamikregelungssystem zur weiteren Verwendung zugeführt werden.
    • 1
    Sensorik
    2
    Steuergerät
    3
    Verarbeitungseinrichtung
    4
    Recheneinrichtung
    5
    Sensorsignale
    10
    Fahrzeug
    11
    Fahrbahnrand
    Yd
    Abstand Fahrzeug-Bezugsobjekt
    ψd
    Winkel Fahrzeug-Längsachse-Bezugsobjekt
    β
    Schwimmwinkel
    α
    Schräglaufwinkel
    vx
    Fahrzeuglängsgeschwindigkeit
    ϑ
    Kurswinkel
    xB, yB
    Fahrbahnrand-Koordinaten
    κ
    Fahrbahnkrümmung

Claims (8)

  1. Verfahren zum Bestimmen einer den Fahrzustand eines Fahrzeugs (10) kennzeichnenden Größe (β, dψ/dt, α), bei dem die Fahrzeugposition bezüglich eines Referenzobjekts (11) mit Hilfe einer Sensorik (1) erfaßt und geometrische Daten (ψd, Yd) aus den Sensorsignalen (5) gewonnen werden, die die relative Position des Fahrzeugs (10) beschreiben, dadurch gekennzeichnet, dass die den Fahrzustand kennzeichnende Größe (β, dψ/dt, α) aus den geometrischen Daten (ψd, Yd) ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand (Yd) des Fahrzeugs (10) zum Referenzobjekt (11) ermittelt und aus der Änderung des Abstandes eine Fahrzeuggeschwindigkeit (vyB) in einer ersten Richtung berechnet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fahrzeuggeschwindigkeit (vxB) in einer zweiten Richtung ermittelt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorik (1) ein Videosystem umfasst, dessen Signale von einer Auswerteeinheit (3) ausgewertet werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmwinkel (β) des Fahrzeugs (10) aus der Fahrzeuglängsgeschwindigkeit (vx), dem Abstand (Yd) zum Referenzobjekt (11) und dem Winkel (ψd) zwischen Fahrzeuglängsachse und Referenzobjekt (11) berechnet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gierrate (dψ/dt) aus den geometrischen Daten (ψd, Yd) und der Fahrbahnkrümmung κ berechnet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schräglaufwinkel (α) aus den geometrischen Daten (ψd, Yd) berechnet wird.
  8. Vorrichtung zur Bestimmung einer den Fahrzustand des Fahrzeugs (10) kennzeichnenden Größe (β, dψ/dt, α), mit einer Sensorik (1) zur Erfassung der Fahrzeugposition bezüglich eines Referenzobjekts (11) und einer Auswerteeinheit (3) zum Ermitteln von geometrischen Daten (ψd, Yd) aus den Sensorsignalen (5), gekennzeichnet durch eine Recheneinrichtung (2), die derart eingerichtet ist, dass die den Fahrzustand kennzeichnende Größe (β, dψ/dt, α) aus den geometrischen Daten (ψd, Yd) ermittelt wird.
DE10327695A 2003-06-20 2003-06-20 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Schwimmwinkels mittels Fahrzeugspurerkennung Withdrawn DE10327695A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10327695A DE10327695A1 (de) 2003-06-20 2003-06-20 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Schwimmwinkels mittels Fahrzeugspurerkennung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10327695A DE10327695A1 (de) 2003-06-20 2003-06-20 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Schwimmwinkels mittels Fahrzeugspurerkennung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10327695A1 true DE10327695A1 (de) 2005-01-05

Family

ID=33495173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10327695A Withdrawn DE10327695A1 (de) 2003-06-20 2003-06-20 Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Schwimmwinkels mittels Fahrzeugspurerkennung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10327695A1 (de)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005024875B3 (de) * 2005-05-31 2006-10-12 Siemens Ag Bestimmung des aktuellen Gierwinkels und des aktuellen Schwimmwinkels eines Landfahrzeugs
WO2007017476A1 (de) * 2005-08-05 2007-02-15 Continental Teves Ag & Co Ohg Verfahren zxjm stabilisieren eines kraftfahrzeugs aufgrund von bilddaten und fahrdynamikregelsystem
WO2007121720A1 (de) * 2006-04-25 2007-11-01 Adc Automotive Distance Control Systems Gmbh Verfahren zur kalibrierung einer gierratenmessung
EP2674337A1 (de) * 2012-06-14 2013-12-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Erzeugung eines Schwimmwinkelsignals
DE102017211402A1 (de) * 2017-07-04 2019-01-10 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Fahrdynamik eines Straßenfahrzeugs
CN110361020A (zh) * 2018-09-30 2019-10-22 长城汽车股份有限公司 用于确定车道线坐标的方法及***
CN110361022A (zh) * 2018-09-30 2019-10-22 长城汽车股份有限公司 行车坐标系构建方法及***
CN110379155A (zh) * 2018-09-30 2019-10-25 长城汽车股份有限公司 用于确定道路目标坐标的方法及***
DE102018207779A1 (de) * 2018-05-17 2019-11-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum näherungsweisen Ermitteln des Schwimmwinkels oder der Schräglaufsteifigkeit an einer Achse eines Fahrzeugs
WO2020063816A1 (zh) * 2018-09-30 2020-04-02 长城汽车股份有限公司 行车坐标系的构建方法及应用
CN110962857A (zh) * 2018-09-30 2020-04-07 长城汽车股份有限公司 用于确定车辆的环境目标所处的区域的方法及装置
CN110969837A (zh) * 2018-09-30 2020-04-07 长城汽车股份有限公司 自动驾驶车辆的道路信息融合***及方法
CN110962856A (zh) * 2018-09-30 2020-04-07 长城汽车股份有限公司 用于确定车辆的环境目标所处的区域的方法及装置
WO2022001366A1 (zh) * 2020-07-03 2022-01-06 华为技术有限公司 车道线的检测方法和装置

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005024875B3 (de) * 2005-05-31 2006-10-12 Siemens Ag Bestimmung des aktuellen Gierwinkels und des aktuellen Schwimmwinkels eines Landfahrzeugs
US8280586B2 (en) 2005-05-31 2012-10-02 Continental Automotive Gmbh Determination of the actual yaw angle and the actual slip angle of a land vehicle
WO2007017476A1 (de) * 2005-08-05 2007-02-15 Continental Teves Ag & Co Ohg Verfahren zxjm stabilisieren eines kraftfahrzeugs aufgrund von bilddaten und fahrdynamikregelsystem
WO2007121720A1 (de) * 2006-04-25 2007-11-01 Adc Automotive Distance Control Systems Gmbh Verfahren zur kalibrierung einer gierratenmessung
US7684945B2 (en) 2006-04-25 2010-03-23 Adc Automotive Distance Control Systems Gmbh Method for the calibration of a yaw rate measurement
EP2674337A1 (de) * 2012-06-14 2013-12-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Erzeugung eines Schwimmwinkelsignals
DE102012011837A1 (de) * 2012-06-14 2013-12-19 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur Erzeugung eines Schwimmwinkelsignals
DE102017211402A1 (de) * 2017-07-04 2019-01-10 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Fahrdynamik eines Straßenfahrzeugs
DE102018207779A1 (de) * 2018-05-17 2019-11-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum näherungsweisen Ermitteln des Schwimmwinkels oder der Schräglaufsteifigkeit an einer Achse eines Fahrzeugs
CN110379155A (zh) * 2018-09-30 2019-10-25 长城汽车股份有限公司 用于确定道路目标坐标的方法及***
CN110361020B (zh) * 2018-09-30 2021-03-23 长城汽车股份有限公司 用于确定车道线坐标的方法及***
CN110361020A (zh) * 2018-09-30 2019-10-22 长城汽车股份有限公司 用于确定车道线坐标的方法及***
WO2020063816A1 (zh) * 2018-09-30 2020-04-02 长城汽车股份有限公司 行车坐标系的构建方法及应用
CN110962857A (zh) * 2018-09-30 2020-04-07 长城汽车股份有限公司 用于确定车辆的环境目标所处的区域的方法及装置
CN110969837A (zh) * 2018-09-30 2020-04-07 长城汽车股份有限公司 自动驾驶车辆的道路信息融合***及方法
CN110962856A (zh) * 2018-09-30 2020-04-07 长城汽车股份有限公司 用于确定车辆的环境目标所处的区域的方法及装置
CN110361022A (zh) * 2018-09-30 2019-10-22 长城汽车股份有限公司 行车坐标系构建方法及***
CN110361022B (zh) * 2018-09-30 2021-06-22 毫末智行科技有限公司 行车坐标系构建方法及***
EP3859273A4 (de) * 2018-09-30 2021-11-24 Great Wall Motor Company Limited Verfahren zur konstruktion eines antriebskoordinatensystems und anwendung davon
US11926339B2 (en) 2018-09-30 2024-03-12 Great Wall Motor Company Limited Method for constructing driving coordinate system, and application thereof
JP2022502654A (ja) * 2018-09-30 2022-01-11 グレート ウォール モーター カンパニー リミテッド 走行座標系の構築方法及びその使用
JP7234354B2 (ja) 2018-09-30 2023-03-07 グレート ウォール モーター カンパニー リミテッド 走行座標系の構築方法及びその使用
WO2022001366A1 (zh) * 2020-07-03 2022-01-06 华为技术有限公司 车道线的检测方法和装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1885586B1 (de) Bestimmung des aktuellen gierwinkels und des aktuellen schwimmwinkels eines landfahrzeugs
DE102008026397B4 (de) Radar-, Lidar- und Kamera-unterstützte Verfahren zur Schätzung der Fahrzeugdynamik
DE102018114808A1 (de) Verfahren zur automatischen Querführung eines Folgefahrzeugs in einem Fahrzeug-Platoon
DE102008045618B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung von Sensoren eines Fahrzeuges
EP0915350A2 (de) Vorrichtung zur Ermittlung fahrspurverlaufsindikativer Daten
DE10327695A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Schwimmwinkels mittels Fahrzeugspurerkennung
DE10118265A1 (de) Verfahren zur Erkennung eines Spurwechsels eines Fahrzeugs
EP2698646A1 (de) Verfahren zur Klassifizierung von fahrenden Fahrzeugen durch Verfolgung einer Positionsgröße des Fahrzeuges
EP3328715B1 (de) Verfahren zum zumindest semi-autonomen manövrieren eines kraftfahrzeugs mit lagekorrektur, fahrerassistenzsystem sowie kraftfahrzeug
DE102008010119A1 (de) Vorrichtung zum Erfassen eines Objekts und System zur Kommunikation zwischen Fahrzeugen
DE102018206722A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben von Ultraschallsensoren eines Fahrzeugs
EP1927822A1 (de) Verfahren zur Steuerung einer Betriebs- oder Funktionskomponente eines Kraftfahrzeugs anhand von über ein Navigationssystem ermittelten Positionsdaten
DE102019112873A1 (de) Hochauflösender virtueller raddrehzahlsensor
DE102017118407B4 (de) Verfahren und systeme zur schätzung der strassenoberflächenreibung
DE10221900A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Krümmung einer Fahrspur eines Fahrzeugs
DE102008040240A1 (de) Fahrzeug mit einem elektronischen Steuerungssystem und Verfahren zum aktiven Korrigieren fahrdynamischer Eigenschaften
WO2023020899A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum ermitteln und charakterisieren von fahrbahnunebenheiten
EP2263903A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen eines schlupfbedingten Ortsfehlers eines Ortes eines Kraftfahrzeuges bei auftretendem Bremsschlupf
DE102014208625A1 (de) Verfahren zur Regelung der Fahrdynamik eines Kraftfahrzeugs
DE102017010384A1 (de) Verfahren zur Ermittlung einer Eigenbewegung
DE10247994B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Fahrdynamikregelung
DE102007004606A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines Signalversatzes eines Rollratensensors
DE102020101375A1 (de) Verfahren zur Querverkehrswarnung für ein Fahrzeug mit Erkennung von Fahrspuren, Recheneinrichtung sowie Fahrerassistenzsystem
DE102019006855A1 (de) Verfahren und Steuervorrichtung zum Erleichtern des Schätzens des Lenkwinkels der lenkbaren Räder eines Fahrzeugs
DE19960101B4 (de) Verfahren zur vorausschauenden Bestimmung eines Fahrkorridors eines Kraftfahrzeuges für ein automatisches Abstandsregel- und/oder kontrollsystem

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120103