DE102020200951A1 - Driver assistance system and method for controlling a vehicle, in particular a commercial vehicle - Google Patents
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Abstract
Translated fromGermanDescription
Translated fromGermanDie vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem und ein Verfahren zum Ansteuern eines Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs.The present invention relates to a driver assistance system and a method for controlling a vehicle, in particular a commercial vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Fahrerassistenzsysteme tragen durch die Unterstützung des Fahrers beim Lenken des Fahrzeugs zu einem komfortablen Fahrerlebnis bei. Darüber hinaus kann durch Fahrerassistenzsysteme die Sicherheit des eigenen Fahrzeugs sowie weiterer Verkehrsteilnehmer erhöht werden.Driver assistance systems contribute to a comfortable driving experience by helping the driver to steer the vehicle. In addition, driver assistance systems can increase the safety of your own vehicle and other road users.
Aus der
Die Akzeptanz von Fahrerassistenzsystemen im Nutzfahrzeugbereich in Baustellensituationen ist jedoch relativ gering. Um die Akzeptanz zu verbessern, müssten die Fahrerassistenzsysteme an das Fahrverhalten und die Fahrzeugdynamik der einzelnen Nutzfahrzeuge angepasst werden.However, the acceptance of driver assistance systems in the commercial vehicle sector in construction site situations is relatively low. In order to improve acceptance, the driver assistance systems would have to be adapted to the driving behavior and vehicle dynamics of the individual commercial vehicles.
Im Bereich von Autobahnbaustellen sind die Umgebungsbedingungen aufgrund fester Spurmarkierungen, etwa durch Betonelementen, Leitpfosten, Leitkegel (Pylone) und dergleichen, sowie aufgrund der eingeschränkten Spurbreiten vor allem für größere Nutzfahrzeuge ungünstig. Bei Nutzfahrzeugen erfordern Autobahnbaustellen daher eine extrem hohe Aufmerksamkeit des Fahrers. Häufig ist es unvermeidbar, dass größere Nutzfahrzeuge auf die Nebenspur ausweichen oder teilweise mittig auf beiden Fahrspuren fahren. Dadurch ergibt sich ein erhöhtes Risiko sowohl für das Nutzfahrzeug als auch für andere Verkehrsteilnehmer.In the area of motorway construction sites, the ambient conditions are unfavorable due to fixed lane markings such as concrete elements, delineator posts, traffic cones (pylons) and the like, and due to the limited lane widths, especially for larger commercial vehicles. In the case of commercial vehicles, motorway construction sites therefore require extremely high levels of attention from the driver. It is often unavoidable that larger commercial vehicles switch to the adjacent lane or sometimes drive in the middle of both lanes. This results in an increased risk both for the commercial vehicle and for other road users.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Erfindung stellt ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zum Ansteuern eines Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 bereit.The invention provides a driver assistance system for a vehicle, in particular a utility vehicle, with the features of
Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.Preferred embodiments are the subject of the respective subclaims.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung demnach ein Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer Schnittstelle und einer Recheneinrichtung. Die Schnittstelle empfängt Sensorsignale von mindestens einem Umfeldsensor des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs. Die Recheneinrichtung erkennt eine Baustellensituation. Beim Erkennen der Baustellensituation erzeugt die Recheneinrichtung anhand der Sensorsignale ein Ansteuersignal zur Anpassung einer Fahrdynamik und/oder einer Fahrtrajektorie des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs. Die Recheneinrichtung gibt das Ansteuersignal zum Ansteuern des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs über die Schnittstelle aus.According to a first aspect, the invention accordingly relates to a driver assistance system for a vehicle, in particular a utility vehicle, with an interface and a computing device. The interface receives sensor signals from at least one environment sensor of the vehicle, in particular a commercial vehicle. The computing device recognizes a construction site situation. When the construction site situation is recognized, the computing device uses the sensor signals to generate a control signal for adapting the driving dynamics and / or a driving trajectory of the vehicle, in particular a commercial vehicle. The computing device outputs the control signal for controlling the vehicle, in particular the commercial vehicle, via the interface.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung demnach ein Verfahren zum Ansteuern eines Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs. Sensorsignalen werden durch mindestens einen Umfeldsensor des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs erzeugt. Eine Baustellensituation wird erkannt. Anhand der Sensorsignale wird ein Ansteuersignal zur Anpassung einer Fahrdynamik und/oder einer Fahrtrajektorie des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs erzeugt, sobald die Baustellensituation erkannt wird. Das Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug wird anhand des Ansteuersignals angesteuert.According to a second aspect, the invention accordingly relates to a method for controlling a vehicle, in particular a commercial vehicle. Sensor signals are generated by at least one environment sensor of the vehicle, in particular a commercial vehicle. A construction site situation is recognized. On the basis of the sensor signals, a control signal for adapting a driving dynamics and / or a driving trajectory of the vehicle, in particular a commercial vehicle, is generated as soon as the construction site situation is recognized. The vehicle, in particular a commercial vehicle, is controlled on the basis of the control signal.
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Fahrerassistenzsystems können Fahrer eines Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs in kritischen Baustellensituationen entlastet werden. Die Erfindung ist somit insbesondere für schwere Nutzfahrzeuge mit komplexem dynamischen Fahrverhalten vorteilhaft.By using the driver assistance system according to the invention, drivers of a vehicle, in particular a commercial vehicle, can be relieved of stress in critical construction site situations. The invention is therefore particularly advantageous for heavy commercial vehicles with complex dynamic driving behavior.
Im Rahmen dieser Erfindung kann es sich bei den „Nutzfahrzeugen“ insbesondere um Lastkraftwagen, Omnibusse, Kranwagen, Zugmaschinen, Gefahrguttransporter oder dergleichen handeln.In the context of this invention, the “utility vehicles” can in particular be trucks, omnibuses, crane trucks, tractors, hazardous goods transporters or the like.
Bei der „Baustellensituation“ kann es sich insbesondere um eine Baustelle auf baulich getrennten Schnellstraßen bzw. Autobahnen handeln, wobei das Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug auf der Autobahn fährt. Insbesondere ist die Erfindung somit für Autobahnfahrten ohne entgegenkommenden Verkehr anwendbar.The “construction site situation” can in particular be a construction site on structurally separate expressways or motorways, the vehicle, in particular a commercial vehicle, traveling on the motorway. In particular, the invention can thus be used for motorway journeys without oncoming traffic.
Unter einer „Fahrdynamik“ kann beispielsweise eine Beschleunigung oder die zu fahrende Geschwindigkeit bzw. der zu fahrende Geschwindigkeitsverlauf, eine Querbeschleunigung, eine Querneigung oder ein Lenkwinkel verstanden werden.“Driving dynamics” can be understood to mean, for example, an acceleration or the speed to be driven or the speed profile to be driven, a transverse acceleration, a transverse inclination or a steering angle.
Durch die Anpassung der Fahrdynamik bzw. der Fahrtrajektorie des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs kann das Gefährdungspotenzial im Bereich der Baustellen deutlich reduziert werden. Besonders bevorzugt kann hierbei auf die spezifischen Eigenschaften des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs eingegangen werden. Der Fahrer kann dadurch in kritischen Baustellensituationen entlastet werden. Die Akzeptanz von Fahrerassistenzfunktionen im Nutzfahrzeugbereich bei Baustellen kann dadurch erhöht werden.By adapting the driving dynamics or the driving trajectory of the vehicle, in particular the commercial vehicle, the hazard potential in the area of the construction sites can be significantly reduced. Particularly preferably, the specific properties of the vehicle, in particular the commercial vehicle, can be discussed here. The driver can be relieved in critical construction site situations. This can increase the acceptance of driver assistance functions in the commercial vehicle sector at construction sites.
Gemäß einer Ausführungsform des Fahrerassistenzsystems ist die Recheneinrichtung dazu ausgebildet, das Ansteuersignal unter Berücksichtigung von mindestens einem der folgenden Parameter zu erzeugen:
- - einer Anzahl von Fahrspuren einer Fahrbahn, auf welcher sich das Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug bewegt,
- - einer Tageszeit,
- - einer Umgebungshelligkeit (etwa: Tageslicht, Dämmerung, Nacht),
- - einer Art (etwa: Schlagloch, Fußgänger, Baustellenarbeiter, Fahrzeug, Baustellenfahrzeug, Betonbegrenzung, Leitplanken, Leitpfosten, Leitkegel, Baustellenbegrenzung usw.) und/oder Eigenschaften (etwa: Abmessungen, Geschwindigkeit, Gefährdungspotenzial) und/oder einer Anzahl von Objekten im
- - a number of lanes of a roadway on which the vehicle, in particular a commercial vehicle, is moving,
- - a time of day,
- - an ambient brightness (for example: daylight, twilight, night),
- - of a type (e.g. pothole, pedestrian, construction site worker, vehicle, construction site vehicle, concrete boundary, crash barriers, delineator posts, traffic cones, construction site boundary, etc.) and / or properties (e.g. dimensions, speed, hazard potential) and / or a number of objects in the
Bereich der Baustelle, welche anhand der Sensorsignale erkannt werden,
- - einem über eine Kommunikationsschnittstelle empfangenen Kommunikationssignal,
- - einer Art des Nutzfahrzeugs (etwa: Zugkombination),
- - einem Gewicht des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs,
- - einer Abmessung des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs (d.h. insbesondere einer Länge und/oder einer Breite des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs),
- - einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs,
- - einer Beschleunigung des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, und
- - einer derzeitigen Fahrtrajektorie des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs. Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, zumindest die erfassten Fahrspuren, die Umgebungshelligkeit, die Objekte, das Gewicht des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, den Typ des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs und die Geschwindigkeit des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs zu ermitteln. Weitere Parameter, etwa die Zeit oder Tageszeit können optional sein.
- - a communication signal received via a communication interface,
- - a type of commercial vehicle (e.g. train combination),
- - the weight of the vehicle, especially the commercial vehicle,
- - a dimension of the vehicle, in particular a commercial vehicle (ie in particular a length and / or a width of the vehicle, in particular a commercial vehicle),
- - a speed of the vehicle, in particular a commercial vehicle,
- - an acceleration of the vehicle, in particular a commercial vehicle, and
- - A current travel trajectory of the vehicle, in particular a commercial vehicle. According to one embodiment, it can be provided to determine at least the detected lanes, the ambient brightness, the objects, the weight of the vehicle, in particular the commercial vehicle, the type of the vehicle, in particular the commercial vehicle, and the speed of the vehicle, in particular the commercial vehicle. Other parameters, such as the time or time of day, can be optional.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Fahrerassistenzsystem eine Ausgabeeinrichtung auf, wobei die Recheneinrichtung weiter dazu ausgebildet ist, beim Erkennen der Baustellensituation ein Ausgabesignal zu erzeugen und über die Ausgabeeinrichtung an einen Fahrer des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs auszugeben. Die Ausgabeeinrichtung kann ein haptisches, optisches und/oder akustisches Signal ausgeben. Insbesondere kann vorgesehen sein, eine Kaskade derartiger Signale auszugeben. So kann zuerst ein haptisches Signal, anschließend zusätzlich ein optisches Signal und schließlich zusätzlich ein akustisches Signal ausgegeben werden. Mittels der Ausgabeeinrichtung kann der Fahrer des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs somit bei Erkennung der Baustellensituation informiert werden. Der Fahrer kann dadurch frühzeitig reagieren und gegebenenfalls entsprechende Fahrmanöver einleiten.According to one embodiment, the driver assistance system has an output device, wherein the computing device is further designed to generate an output signal when the construction site situation is recognized and to output it to a driver of the vehicle, in particular a commercial vehicle, via the output device. The output device can output a haptic, optical and / or acoustic signal. In particular, it can be provided to output a cascade of such signals. First a haptic signal, then an additional optical signal and finally an acoustic signal can be output. The driver of the vehicle, in particular the utility vehicle, can thus be informed by means of the output device when the construction site situation is recognized. This enables the driver to react in good time and, if necessary, initiate appropriate driving maneuvers.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Fahrerassistenzsystem eine Kommunikationsschnittstelle auf, welche dazu ausgebildet ist, mit weiteren Verkehrsteilnehmern zu kommunizieren. Die Kommunikationsschnittstelle kann eine V2V-Kommunikation (vehicle-to-vehicle) bereitstellen. Insbesondere kann das Nutzfahrzeug Teil einer Fahrzeugflotte sein. Die Recheneinrichtung ist dazu ausgebildet, beim Erkennen der Baustellensituation ein Kommunikationssignal zu erzeugen und über die Kommunikationsschnittstelle auszugeben. Alternativ oder zusätzlich kann die Recheneinrichtung über eine erkannte bzw. detektierte Gefährdungssituation informieren.According to one embodiment, the driver assistance system has a communication interface which is designed to communicate with other road users. The communication interface can provide V2V (vehicle-to-vehicle) communication. In particular, the utility vehicle can be part of a vehicle fleet. The computing device is designed to generate a communication signal when the construction site situation is recognized and to output it via the communication interface. Alternatively or additionally, the computing device can provide information about a recognized or detected hazardous situation.
Gemäß einer Ausführungsform des Fahrerassistenzsystems kann das Nutzfahrzeug über eine Cloud mit weiteren Fahrzeugen verknüpft sein bzw. kommunizieren. Das Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug kann über eine V2X-Verkehrsvernetzung (vehicle-to-everything; V2X) kommunizieren. Unter V2X-Kommunikation kann Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (V2V), Fahrzeug-zu-Straße-Kommunikation (V2R), Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (V2I), Fahrzeug-zu-Netzwerk-Kommunikation (V2N) und Fahrzeug-zu-Personen-Kommunikation (V2P) verstanden werden. Mittels der V2X-Kommunikation kann das Nutzfahrzeug das Erkennen der Baustellensituation und/oder eine erkannte bzw. detektierte Gefährdungssituation sowie zusätzlich oder alternativ die Art der Anpassung der Fahrdynamik und/oder Fahrtrajektorie weiteren Verkehrsteilnehmern mitteilen. Die weiteren Verkehrsteilnehmer können dadurch frühzeitig gewarnt werden und gegebenenfalls ihr eigenes Fahr- oder Bewegungsverhalten entsprechend anpassen.According to one embodiment of the driver assistance system, the utility vehicle can be linked to or communicate with other vehicles via a cloud. The vehicle, in particular a commercial vehicle, can communicate via a V2X traffic network (vehicle-to-everything; V2X). V2X communication includes vehicle-to-vehicle communication (V2V), vehicle-to-road communication (V2R), vehicle-to-infrastructure communication (V2I), vehicle-to-network communication (V2N) and vehicle -to-person communication (V2P) can be understood. Using the V2X communication, the utility vehicle can communicate the recognition of the construction site situation and / or a recognized or detected hazard situation as well as additionally or alternatively the type of adaptation of the driving dynamics and / or driving trajectory to other road users. The other road users can thus be warned at an early stage and, if necessary, adapt their own driving or movement behavior accordingly.
Gemäß einer Ausführungsform des Fahrerassistenzsystems ist die Recheneinrichtung dazu ausgebildet, die Baustellensituation anhand der Sensorsignale des mindestens einen Umfeldsensors und/oder anhand von Navigationsdaten zu erkennen. Die Navigationsdaten können etwa GPS-Daten sowie aktuelle Verkehrsinformationsdaten umfassen.According to one embodiment of the driver assistance system, the computing device is designed to determine the construction site situation on the basis of the sensor signals from the at least one environment sensor and / or to be recognized on the basis of navigation data. The navigation data can include, for example, GPS data and current traffic information data.
Gemäß einer Ausführungsform des Fahrerassistenzsystems ist die Recheneinrichtung weiter dazu ausgebildet, anhand der Sensorsignale ein Gefährdungspotenzial anderer Verkehrsteilnehmer oder Objekte durch das Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug zu berechnen, und die Anpassung der Fahrdynamik und/oder der Fahrtrajektorie des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs unter Verwendung des berechneten Gefährdungspotenzials durchzuführen. Die Recheneinrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Art und Eigenschaften der weiteren Verkehrsteilnehmer oder Objekte bei der Berechnung des Gefährdungspotenzials zu berücksichtigen.According to one embodiment of the driver assistance system, the computing device is further designed to use the sensor signals to calculate a potential hazard to other road users or objects from the vehicle, in particular a commercial vehicle, and to adapt the driving dynamics and / or the driving trajectory of the vehicle, in particular a commercial vehicle, using the calculated hazard potential perform. The computing device can be designed to take into account the type and properties of the other road users or objects when calculating the hazard potential.
Gemäß einer Ausführungsform des Fahrerassistenzsystems umfasst das Berechnen des Gefährdungspotenzials das Berechnen einer Sogwirkung des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs.According to one embodiment of the driver assistance system, calculating the hazard potential includes calculating a suction effect of the vehicle, in particular the commercial vehicle.
Gemäß einer Ausführungsform des Fahrerassistenzsystems umfasst das Berechnen des Gefährdungspotenzials das Berechnen einer Kollisionswahrscheinlichkeit des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs mit anderen Verkehrsteilnehmern oder Objekten. Die Recheneinrichtung kann dazu ausgebildet sein, die Fahrdynamik und/oder Fahrtrajektorie des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs in Abhängigkeit von der berechneten Kollisionswahrscheinlichkeit anzupassen. Bei einer erhöhten oder hohen Kollisionswahrscheinlichkeit kann die Recheneinrichtung beispielsweise ein Bremsmanöver oder Ausweichmanöver durchführen. Weiter kann vorgesehen sein, den Fahrer des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs zu warnen und die Lenkung des Fahrzeugs an den Fahrer zu übergeben und das Fahrzeug, insbesondere das Nutzfahrzeug in einen sicheren Zustand bringen.According to one embodiment of the driver assistance system, calculating the hazard potential includes calculating a probability of a collision between the vehicle, in particular the commercial vehicle, with other road users or objects. The computing device can be designed to adapt the driving dynamics and / or driving trajectory of the vehicle, in particular the commercial vehicle, as a function of the calculated collision probability. In the event of an increased or high probability of a collision, the computing device can, for example, carry out a braking maneuver or evasive maneuver. It can also be provided to warn the driver of the vehicle, in particular the commercial vehicle, and to hand over the steering of the vehicle to the driver and to bring the vehicle, in particular the commercial vehicle, into a safe state.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens zum Ansteuern des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs wird beim Erkennen der Baustellensituation ein Ausgabesignal erzeugt und über eine Ausgabeeinrichtung an einen Fahrer des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs ausgegeben.According to one embodiment of the method for controlling the vehicle, in particular a commercial vehicle, an output signal is generated when the construction site situation is recognized and output to a driver of the vehicle, in particular a commercial vehicle, via an output device.
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Es zeigen:
1 ein schematisches Blockschaltbild eines Nutzfahrzeugs mit einem Fahrerassistenzsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;2 eine Draufsicht auf eine schematische Fahrsituationen zur Erläuterung der Funktionsweise des Fahrerassistenzsystems; und3 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Ansteuern eines Nutzfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
1 a schematic block diagram of a commercial vehicle with a driver assistance system according to an embodiment of the invention;2 a plan view of a schematic driving situation to explain the functionality of the driver assistance system; and3 a flowchart of a method for controlling a utility vehicle according to an embodiment of the invention.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Nummerierung von Verfahrensschritten dient der Übersichtlichkeit und soll im Allgemeinen keine bestimmte zeitliche Reihenfolge implizieren. Insbesondere können auch mehrere Verfahrensschritte gleichzeitig durchgeführt werden.Identical or functionally identical elements and devices are provided with the same reference symbols in all figures. The numbering of process steps is for the sake of clarity and is generally not intended to imply a specific chronological order. In particular, several method steps can also be carried out at the same time.
Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the exemplary embodiments
Das Nutzfahrzeug
Das Fahrerassistenzsystem
Die empfangenen Sensorsignale werden von der Schnittstelle
Der Recheneinrichtung
Die Recheneinrichtung
Falls die Recheneinrichtung
Weiter umfasst das Fahrerassistenzsystem
Das Fahrerassistenzsystem
Das Nutzfahrzeug
In einem ersten Verfahrensschritt
In einem zweiten Verfahrensschritt
In einem dritten Verfahrensschritt
In einem weiteren Verfahrensschritt
Zur Berechnung des erforderlichen Abstands d kann in einem Verfahrensschritt
In einem weiteren Verfahrensschritt
In einem Verfahrensschritt
In einem Verfahrensschritt
Befindet sich das Objekt nicht in dem zweiten Korridor
Handelt es sich um eine Person, wird in einem Verfahrensschritt
In einem Verfahrensschritt
Wird in dem Verfahrensschritt
Wird festgestellt, dass der Abstand kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist,
Wird festgestellt, dass der Abstand größer als der vorgegebener Schwellenwert ist,
Wird in dem Verfahrensschritt
Weiter wird die Geschwindigkeit des Nutzfahrzeugs
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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