DE4141808B4

DE4141808B4 - Verfahren zur Fahrtroutenvorgabe bei Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE4141808B4
Application number: DE19914141808
Authority: DE
Inventors: Peter Krist; Wilfried Steins; Walter Weishaupt
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1991-12-18
Filing date: 1991-12-18
Publication date: 2011-04-14
Anticipated expiration: 2011-12-19
Also published as: DE4141808A1

Abstract

Verfahren zur Warnung bei Kraftfahrzeugen, wobei durch eine Navigationseinrichtung, die auf der Basis eines Routenplans und unter Berücksichtigung der Fahrtrichtung arbeitet, eine Grundinformation an die Auswerteeinrichtung geliefert wird und ferner
durch eine Abstandsmessvorrichtung, die mit einer Strahlquelle in einen vor dem Kraftfahrzeug liegenden Untersuchungsbereich Strahlung aussendet und die reflektierte Strahlung mit Hilfe eines Detektors aufnimmt, eine Feininformation über die zu erwartende Fahrtroute an eine Auswertevorrichtung geliefert wird,
dass durch die Auswertevorrichtung auf der Basis der Grundinformation und der dieser überlagerten Feininformation eine Aussage über Verlauf und Unregelmäßigkeiten der Fahrtroute ausgegeben wird und
dass die von der Abstandsmessvorrichtung gelieferte Feininformation über ein Hindernis im Vorfeld des Kraftfahrzeugs mit dem zu erwartenden Streckenverlauf der Navigationseinrichtung verglichen wird, und eine Warnung der Abstandsmessvorrichtung nur erfolgt, wenn die Feininformation und die Grundinformation inkonsistent sind.

Description

Die Erfindung hat ein Verfahren zur Fahrtroutenvorgabe bei Kraftfahrzeugen zum Inhalt.
Es ist bekannt, eine Navigationseinrichtung in Kraftfahrzeugen einzusetzen, bei der eine Information über den Streckenverlauf auf der Basis eines Routenplans und der jeweiligen Fahrtrichtung geliefert wird. Damit ist es nicht möglich, etwaige Hindernisse oder weitere Fahrbahnbesonderheiten dem Fahrzeugbenutzer anzuzeigen. Dies ist bei schlechten Sichtbedingungen, wie Nebel oder starkem Regen, besonders nachteilig.
Daneben ist es bekannt, eine Abstandsmessvorrichtung in Kraftfahrzeugen einzusetzen, die auf der Basis von elektromagnetischer Strahlung das Vorfeld des Kraftfahrzeugs abtastet und anhand des reflektierten Signals eine Information über eventuelle Hindernisse gewinnt. Diese Vorrichtung ist jedoch dann von Nachteil, wenn daraus auch eine Information über die Fahrtroute gewonnen werden soll. Diese Information ist zwar theoretisch möglich, da anhand von Unebenheiten am Straßenrand ein von der Geradeausfahrt abweichender Streckenverlauf in aller Regel erkannt werden kann. Dies ist jedoch nicht immer zuverlässig, da Straßenränder ein sehr unterschiedliches Reflexionsverhalten zeigen und zudem bei Strahlquellen, die elektromagnetische Strahlung besonders konzentriert aussenden wie beispielsweise eine Laserlichtquelle, eine exakte Ausrichtung des Senders erforderlich ist. Alternative Abstandsmessvorrichtung, die beispielsweise auf der Basis von Radar-Strahlung arbeiten und den Suchstrahl keulenförmig aussenden, sind aufgrund der mit großer Vielfalt und von verschiedensten Orten des Vorfeldes reflektierten Strahlung häufig nicht in der Lage, die Information über den Streckenverlauf sicher zu separieren.
Schließlich ist aus der DE 38 20 589 A1 ein Verfahren zum Steuern eines selbstfahrenden Fahrzeuges bekannt, bei dem eine Navigationseinrichtung, die auf der Basis eines Routenplans und unter Berücksichtigung der Fahrtrichtung arbeitet, eine Grundinformation in Form von Global-Daten, und eine Feininformation, die mit einer Strahlquelle (Abstandsmessvorrichtung) vor dem Fahrzeug aufgenommen wird, an eine Auswertevorrichtung geliefert wird, wobei mittels Fein- und Grundinformation eine Aussage über Verlauf und Unregelmäßigkeiten der Fahrtroute ausgegeben wird. Anschließend wird der Lenkwinkel des Fahrzeugs entsprechend dieser Parameter orientierungsrichtig eingestellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Fahrtroutenvorgabe bei Kraftfahrzeugen zu schaffen, bei dem mit Sicherheit eine präzise Aussage über den Verlauf der Fahrtroute und eventuell darin auftretende Hindernisse möglich wird.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Bei der Erfindung werden die Navigationseinrichtung und die Abstandsmeßvorrichtung miteinander gekoppelt. Die Navigationseinrichtung liefert dabei eine Grundinformation über den Streckenverlauf, der die von der Abstandsmeßvorrichtung gelieferte Information überlagert ist. Der Nachteil einer Navigationseinrichtung in Form eines relativ kleinen Auflösungsvermögens, das sich in einer Genauigkeit von wenigstens 20 Metern zeigt, wird durch die Abstandsmeßvorrichtung, die ein wesentlich höheres, durchaus im Bereich von Zentimetern liegendes, Auflösungsvermögen besitzt, ausgeglichen. Andererseits wird der Nachteil einer Abstandsmeßvorrichtung durch die Navigationseinrichtung ausgeglichen. Das häufig nicht sichere Erfassen des Fahrbahnrandes, das bei der Abstandsmeßvorrichtung beispielsweise aufgrund nicht exakter Ausrichtung bzw. der auftretenden Informationsvielfalt möglich ist, wird durch die Navigationseinrichtung kompensiert, da diese den Verlauf der Fahrtroute als Grundinformation vorgibt.
Neben dem trivialen Fall, bei dem durch die Abstandsmeßvorrichtung und die Navigationseinrichtung eine übereinstimmende Information über die Fahrtroute an die Auswertevorrichtung geliefert wird, sind zwei wesentliche Anwendungsfälle von besonderem Interesse, die das Zusammenwirken von Abstandsmeßvorrichtung und Navigationseinrichtung deutlich zeigen.
Beim ersten Anwendungsfall liefert die Abstandsmeßvorrichtung keine Aussage über den Straßenverlauf bzw. eine Änderung des Straßenverlaufs. Jedoch liefert die Navigationseinrichtung eine Aussage über den zu erwartenden Routenverlauf.
Dies ist besonders dann von Bedeutung, wenn bereits frühzeitig auf Änderungen des Straßenverlaufs aufmerksam gemacht werden muß. Die Navigationseinrichtung übernimmt diese Aufgabe solange, bis auch durch die Abstandsmeßvorrichtung eine Information über eine Änderung des Straßenverlaufs beispielsweise in Form einer Abweichung vom geraden, hindernisfreien Zustand, geliefert wird. Sind beide Informationen hinsichtlich ihrer Aussage deckungsgleich, so ergibt sich daraus eine präzise Aussage über den jeweiligen Straßenverlauf. Dies gilt wie dargestellt, für eine kurvige Fahrtstrecke ebenso wie für eine geradlinig verlaufene Fahrtroute. Bedingt durch das hohe Auflösungsvermögen dient die Information, die von der Abstandsmeßvorrichtung geliefert wird, dazu, die durch die Navigationseinrichtung vorgegebene Information über den voraussichtlichen Streckenverlauf zu präzisieren. Zusätzlich kann die besondere Eigenschaft der Abstandsmeßvorrichtung, auf unvorhergesehene Hindernisse aufmerksam zu machen, weiterhin ausgenutzt werden und der aus dem Zusammenwirken von Abstandsmeßvorrichtung und Navigationseinrichtung gebildeten Aussage über den Streckenverlauf als akute Warninformation überlagert werden.
Von besonderem Interesse ist das Zusammenspiel aus Navigationseinrichtung und Abstandsmeßvorrichtung bei einem kurvigen Streckenverlauf. Mit Hilfe der Abstandsmeßvorrichtung kann der Abstand und der Verlauf einer Kurve gegenüber der von der Navigationseinrichtung gelieferten Vorgabe präzisiert werden. Voraussetzung hierfür ist lediglich, daß markante Merkmale der Kurve wie bereits eingangs erwähnt beispielsweise der Fahrbahnrand, über die Abstandsmeßvorrichtung detektiert werden können. Bedingt durch die Reichweite der Abstandsmeßvorrichtung, die in aller Regel deutlich höher als das Auflösungsvermögen der Navigationseinrichtung ist, kann aber auch dann, wenn durch die Abstandsmeßvorrichtung keine Information über den Kurvenverlauf geliefert wird, mit Hilfe der Navigationseinrichtung der Kurvenverlauf zumindest grob vorgegeben werden.
Hierbei wird eine Weiterbildung der Erfindung mit besonderem Vorteil eingesetzt. Diese besteht darin, die Aussage der Navigationseinrichtung über den Streckenverlauf in definierten Streckenabschnitten zu liefern. Es kann beispielsweise an markanten Punkten des Streckenverlaufs, wie beispielsweise an einer Kreuzung, jeweils eine Information über den bevorstehenden Streckenabschnitt geliefert werden. Im Hinblick auf den besonders wichtigen Fall eines kurvigen Streckenverlaufs kann die Länge des Streckenabschnitts, nach dem durch die Navigationseinrichtung eine Information über den Streckenverlauf geliefert wird, von dem Verlauf der Kurve selbst abhängen. Es ist beispielsweise von besonderem Vorteil, die Information der Navigationseinrichtung in um so kürzeren Streckenabschnitten auszugeben, je kurviger die Strecke ist. Damit ist einerseits sichergestellt, daß auch bei besonders schwierigen Streckenverläufen ein schneller Abgleich zwischen den Informationen der Navigationseinrichtung und der Abstandsmeßvorrichtung erfolgt mit der Besonderheit, auch unter diesen Umständen eine besonders präzise Aussage über den Streckenverlauf zu erhalten. Da die Navigationseinrichtung und die Abstandsmeßvorrichtung mit der Auswertevorrichtung in der Regel über das Bordnetz des Fahrzeugs kommunizieren, ergibt sich andererseits eine Entlastung dieses Bordnetzes dann, wenn aufgrund eines geradlinigen Streckenverlaufs nur in relativ großen zeitlichen und räumlichen Abständen durch die Navigationseinrichtung eine Aussage über den Straßenverlauf geliefert wird.
Beim zweiten Anwendungsfall liefert die Abstandsmeßvorrichtung eine Information über eine Unregelmäßigkeit im Vorfeld des Kraftfahrzeugs. Dieser Fall tritt aufgrund der besonders großen Reichweite üblicher Abstandsmeßvorrichtungen besonders häufig auf. Durch das Zusammenspiel von Navigationseinrichtung und Abstandsmeßvorrichtung kann nun unterschieden werden, ob es sich dabei um ein Hindernis auf der Fahrbahn oder um den Verlauf einer Kurve handelt. Wenn letzteres der Fall ist, kann eine dann überflüssige Warnung, die durch die Information der Abstandsmeßvorrichtung verursacht wird, vermieden werden. Das gilt beispielsweise bei Kurven mit großem Radius und relativ geringer Geschwindigkeit des Kraftfahrzeugs. Die Abstandsmeßvorrichtung kann immer dann, wenn aufgrund der eigenen Sensorinformation eine Warnung zu erzeugen wäre, den zu erwartenden Streckenverlauf bei der Navigationseinrichtung abfragen.
Die Navigationseinrichtung kann auf eine solche Anfrage eine Information mit dem Abstand zur nächsten Kurve und der Kurvenklasse, d. h. dem Radius bzw. einer näherungsweisen Aussage über den Kurvenverlauf, zur Verfügung stellen. Nur wenn sich aus den Informationen der Navigationseinrichtung und der Abstandsmeßvorrichtung eine Inkonsistenz ergibt, wird eine Warnung ausgelöst. Besteht hingegen Übereinstimmung der beiden Informationen hinsichtlich ihres Grundgehalts, so kann eine Warnung unterbleiben, da dann feststeht, daß es sich bei der Unregelmäßigkeit um kein irreguläres Hindernis im Fahrbahnverlauf handelt. Die Information, in welchem Abstand sich die reguläre ”Unregelmäßigkeit”, d. h. der Fahrbahnrand einer vorausliegenden Kurve, befindet, kann wiederum zur Justierung der Navigationseinrichtung verwendet werden. Bei dieser Form des Informationsaustausches ist das Datenaufkommen ebenfalls relativ gering, so daß als Übertragungsstrecke eine an der Navigationseinrichtung bzw. an der Abstandsmeßvorrichtung in der Regel bereits vorhandene einfache Busverbindung genutzt werden kann.
Die Erfindung ist anhand eines aus der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soweit erläutert.
In der einzigen Figur ist ein Streckenverlauf 1 dargestellt, der in einer nicht mehr gezeigten Navigationseinrichtung hinverlegt ist. Ein Kraftfahrzeug bewegt sich längs dieser Strecke und durchfährt die durch Punkte bzw. P1 bis P7 gebildete Strecke. Dabei sind P1 bis P7 die Stellen der Fahrstrecke, an denen die Navigationseinrichtung einer Information an einer nicht dargestellten Auswertevorrichtung über den Verlauf der Fahrstrecke und den Abstand des nächsten (Knoten)Punktes liefert. Informationen über den Streckenverlauf erfolgt in Form einer Aussage über die Orientierung, bei der sich beispielsweise um die Himmelsrichtung handelt, in der der nächste Punkt liegt. Ebenfalls innerhalb des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist eine in sich bekannte Abstandsmeßvorrichtung, die Strahlung, beispielsweise einer Laserlichtquelle, in den jeweiligen Untersuchungsbereich aussendet und das daraus reflektierte Signal eines Detektors aufnimmt und ebenfalls der Auswertevorrichtung zuführt. Die Abstandsmeßvorrichtung besitzt eine Auflösegenauigkeit von beispielsweise 1 Meter, während das Auflösungsvermögen der Navigationseinrichtung lediglich etwa 20 Meter beträgt. Das bedeutet, daß die Punkte P1 bis P7 mit Hilfe der Auswertevorrichtung lediglich mit dieser Genauigkeit (20 Meter) vorgegeben sind. Mit Hilfe der Abstandsmeßvorrichtung wird es nun möglich, der Auswertevorrichtung Informationen über den exakten Verlauf der Bahnkurve 1 zu liefern. Diese Aussagen resultieren aus Informationen über den Abstand des Straßenrandes, die mit Hilfe der Abstandsmeßvorrichtung detektiert wird. Damit wird es auch möglich, den Verlauf der tatsächlich durch den Fahrzeugbenutzer genommenen Bahnkurve zu erkennen und die Fehler, die sich aus der relativen Ungenauigkeit der Navigationseinrichtung und der fahrzeuginternen Meßvorrichtung für die zurückgelegte Wegstrecke und/oder die Orientierung der jeweiligen tatsächlichen Bahnkurve ergeben, eliminiert.

Claims

Verfahren zur Warnung bei Kraftfahrzeugen, wobei durch eine Navigationseinrichtung, die auf der Basis eines Routenplans und unter Berücksichtigung der Fahrtrichtung arbeitet, eine Grundinformation an die Auswerteeinrichtung geliefert wird und ferner durch eine Abstandsmessvorrichtung, die mit einer Strahlquelle in einen vor dem Kraftfahrzeug liegenden Untersuchungsbereich Strahlung aussendet und die reflektierte Strahlung mit Hilfe eines Detektors aufnimmt, eine Feininformation über die zu erwartende Fahrtroute an eine Auswertevorrichtung geliefert wird, dass durch die Auswertevorrichtung auf der Basis der Grundinformation und der dieser überlagerten Feininformation eine Aussage über Verlauf und Unregelmäßigkeiten der Fahrtroute ausgegeben wird und dass die von der Abstandsmessvorrichtung gelieferte Feininformation über ein Hindernis im Vorfeld des Kraftfahrzeugs mit dem zu erwartenden Streckenverlauf der Navigationseinrichtung verglichen wird, und eine Warnung der Abstandsmessvorrichtung nur erfolgt, wenn die Feininformation und die Grundinformation inkonsistent sind.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass durch die Navigationseinrichtung in definierten Streckenabschnitten eine Aussage über die Bahnkurve geliefert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Streckenabschnitts vom Verlauf der Bahnkurve abhängt und umso geringer ist, je kurviger die Bahnkurve ist.