Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kollisionsvermeidung eines Fahrzeugs, die insbesondere für Kraftfahrzeuge verwendet werden kann.The present invention relates to a method and an apparatus forCollision avoidance of a vehicle, which can be used in particular for motor vehicles.
In kritischen Verkehrssituationen wie z. B. drohenden Kollisionen mit anderen Fahrzeugen kann ein Fahrer häufig nicht schnell genug und nicht situationsgerecht reagieren. Daher wird ein Verfahren und eine Vorrichtung benötigt, durch die das Fahrzeug die nötigen Schritte wie Ausweichen oder Bremsen selbstständig vornehmen kann.In critical traffic situations such as B. impending collisions with other vehiclesa driver often cannot react quickly enough and not in a situation-appropriate manner. Thereforeneeds a method and a device through which the vehicle takes the necessary steps such asDodge or brake independently.
Aus der EP 0 473 866 A2 ist ein Kollisionsvermeidungssystem bekannt, bei dem ein Sensor eine Vielzahl von potenziellen Kollisionsobjekten erfasst und mit Hilfe der erfassten Daten eine mögliche Kollision vorhergesagt wird. Zur Vermeidung der Kollision wird vorgeschlagen, dass von einer Fahrzeugsteuereinheit Bremsmittel und/oder Lenkmittel aktiviert werden, um eine Kollision zu vermeiden. Allerdings wird nicht angegeben, auf welche Weise eine Steuereinheit entscheidet, ob die Lenkmittel, die Bremsmittel oder beides eingesetzt werden müssen, um die Kollision zu vermeiden.A collision avoidance system is known from EP 0 473 866 A2, in which a sensora variety of potential collision objects are captured and using the captured dataa possible collision is predicted. To avoid the collision, it is proposedthat brake means and / or steering means are activated by a vehicle control unit in order toto avoid a collision. However, it is not specified in what way aThe control unit decides whether the steering means, the braking means or both are usedto avoid the collision.
Auch aus der DE 38 30 790 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Kollisionsvermeidung bekannt. Bei dem dort angegebenen Verfahren wird durch aufwändige Rechnungen eine Sollbahn des Fahrzeugs berechnet, welche das Fahrzeug zur Kollisionsvermeidung folgen soll.DE 38 30 790 A1 also describes a method and an apparatus for automaticCollision avoidance known. In the process specified there, through is complexCalculates a target path of the vehicle, which the vehicle forCollision avoidance should follow.
Schließlich ist aus der Dissertation "Untersuchungen zur aktiven Unfallvermeidung von Kraftfahrzeugen", ISBN 3-18-344612-X, ein Verfahren bekannt, bei dem mittels Fuzzy-Kennfeldern, welche empirisch aus Fahrversuchen gebildet werden müssen, die Bewertung des Kollisionsrisikos sowie die Entscheidung über den Einsatz von Steuermitteln wie Bremsen oder Lenkmittel vorgenommen wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass nur mit einem einzelnen unbeweglichen Kollisionsobjekt Erfolge nachgewiesen wurden.Finally, from the dissertation "Investigations on the active prevention of accidents byAutomobiles ", ISBN 3-18-344612-X, a method is known in which by means of fuzzyCharacteristic maps, which must be formed empirically from driving tests, the evaluationthe collision risk as well as the decision on the use of tax funds such asBrakes or steering means is made. The disadvantage of this method is that only withsuccesses have been demonstrated for a single immovable collision object.
Gegenüber den genannten Verfahren ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, womit auf einfache Weise zwischen verschiedenen Steuermitteln zur Kollisionsvermeidung bei einer Vielzahl von möglichen Kollisionsobjekten auswählt werden kann, um so eine Kollision zu vermeiden.Compared to the methods mentioned, it is therefore an object of the present inventionto provide a method and an apparatus with which betweenvarious control means for collision avoidance in a large number of possibleCollision objects can be selected to avoid a collision.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 bzw. eine Vorrichtung nach Anspruch 11. Die Unteransprüche definieren jeweils vorteilhafte oder bevorzugte Ausführungsbeispiele des Verfahrens bzw. der Vorrichtung.This object is achieved by a method according to claim 1 or an apparatus according toClaim 11. The subclaims each define advantageous or preferredEmbodiments of the method and the device.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass zur Beeinflussung einer Fahrzeugbewegung eines Fahrzeugs Steuermittel vorhanden sind und Informationen über potenzielle Kollisionsobjekte, beispielsweise durch Sensormittel, erfasst werden. Die Einsetzbarkeit der Steuermittel zur Kollisionsvermeidung wird anhand dieser Informationen beurteilt wird und daraufhin wird über einen Einsatz der Steuermittel entschieden. Die Steuermittel können dabei beispielsweise Mittel zum automatischen Bremsen oder Mittel zum automatischen Lenken umfassen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine Mehrzahl von Zustandsvariablen erzeugt, welche jeweils für einen Einsatz der Steuermittel angeben, ob dieser Einsatz der Steuermittel zur Vermeidung einer Kollision mit einem Kollisionsobjekt gewünscht wird. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden zumindest drei dieser Zustandsvariablen erzeugt, welche jeweils angeben, ob ein Ausweichen nach links, ein Ausweichen nach rechts oder ein Bremsen gewünscht wird. Diese Zustandsvariablen werden erfindungsgemäß einem Zustandsautomaten zugeführt, welcher in Abhängigkeit von den Zustandsvariablen einen Zustand annimmt, welcher angibt, welcher Einsatz der Steuermittel durchzuführen ist. Die Erzeugung der Zustandsvariablen wird bevorzugt in vorgegebenen Zeitabständen wiederholt. Bevorzugt ist der Zustandsautomat derart ausgebildet, dass er einen Zustand annimmt, nach dem derjenige Einsatz der Steuermittel, welcher einen spätesten Einsatzzeitpunkt besitzt, durchzuführen ist. Dies bewirkt, dass ein Fahrer möglichst lange die Kontrolle über das Fahrzeug behält. Zusätzlich können weitere Zustandsvariablen erzeugt werden, welche angeben, ob ein bestimmter Einsatz der Steuermittel sinnvoll ist. Dies ist bevorzugt dann der Fall, wenn sich durch den Einsatz der Steuermittel keine Kollisionszeit mit weiteren potenziellen Kollisionsobjekten ergibt, welche kürzer ist als eine Kollisionszeit zwischen dem Fahrzeug und demjenigen Kollisionsobjekt, mit dem die Kollision durch den Einsatz der Steuermittel vermieden werden soll.According to the invention it is proposed that to influence a vehicle movementof a vehicle control means are available and information about potentialCollision objects are detected, for example by sensor means. The applicability of theControl means for collision avoidance is assessed on the basis of this information and thena decision is made on the use of the tax funds. The control means canfor example means for automatic braking or means for automatic steeringinclude. In the method according to the invention or the device according to the inventiona plurality of state variables are generated, each of which is used for theControl means indicate whether this use of the control means to avoid a collision witha collision object is desired. In a preferred embodimentgenerates at least three of these state variables, each of which indicates whether aDodge to the left, dodge to the right or braking is desired. ThisAccording to the invention, state variables are fed to a state machine, which inDependent on the state variables assumes a state which indicates whichUse of the control means is to be carried out. The generation of the state variablespreferably repeated at predetermined time intervals. The state machine is preferredtrained such that it assumes a state after which the use of theControl means, which has a latest time of use, is to be carried out. This causes thata driver remains in control of the vehicle for as long as possible. In addition, you canfurther state variables are generated, which indicate whether a particular use of theTax funds is useful. This is preferably the case if the use of theControl means no collision time with other potential collision objects, which is shorteris a collision time between the vehicle and the collision object with whichthe collision should be avoided by using the control means.
Eine Zustandsvariable, welche anzeigt, dass ein Ausweichen nach links gewünscht wird, wird bevorzugt dann erzeugt, wenn eine Aufprallzeit für einen Kollisionspartner kleiner ist als die Summe aus der für das Ausweichen benötigten Zeit, einer Totzeit des Lenkungssystems und einer Zeit, die einem vorgegebenen Sicherheitsabstand geteilt durch eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs entspricht. Die gleiche Bedingung kann für ein Ausweichen nach rechts verwendet werden. Falls durch den Zustandsautomat angezeigt wird, dass eine Ausweichbewegung durchgeführt wird, kann diese bevorzugt so erfolgen, dass durch Lenkmittel in vorgegebenen Zeitabständen eine Bewegungsrichtung des Fahrzeugs so eingestellt wird, dass sich das Fahrzeug bei Beibehaltung der eingestellten Bewegungsrichtung mit einem vorgegebenen Sicherheitsabstand an einem Hindernis vorbeibewegen würde, bis das Hindernis passiert ist.A state variable that indicates that a left turn is desiredis preferably generated when an impact time for a collision partner is less thanthe sum of the time required for evasion, a dead time of the steering systemand a time divided by a predetermined safety distanceCorresponds to the speed of the vehicle. The same condition can apply to dodging to the rightbe used. If the state machine indicates that aEvasive movement is carried out, this can preferably be done so that by steering means ina direction of movement of the vehicle is set at predetermined time intervals,that the vehicle moves with awould move a predetermined safety distance past an obstacle until theObstacle has happened.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigenThe invention will now be described with reference to the accompanying drawingsexplained. Show it
Fig. 1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,Fig. 1 is a block diagram of an apparatus according to the invention,
Fig. 2 eine Fahrsituation zur Verdeutlichung einer beispielhaften Berechnung einer Zustandsvariablen,Fig. 2 shows a driving situation for illustrating an exemplary calculation of a state variable,
Fig. 3 eine weitere Fahrsituation zur Verdeutlichung einer beispielhaften Berechnung einer weiteren Zustandsvariablen,Fig. 3 shows a further driving situation for illustrating an exemplary calculation of a further state variables,
Fig. 4 ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Zustandsautomaten,Fig. 4 is a diagram of an embodiment of a state machine according to the invention,
Fig. 5A-C eine Darstellung zur Verdeutlichung von Ausweichbewegungen eines Fahrzeugs,Fig. 5A-C to illustrate a representation of a shift of a vehicle,
Fig. 6A-C verschiedene weitere Ausweichbewegungen, undFig. 6A-C, various other evasive movements, and
Fig. 7 eine Tabelle mit Zustandsübergängen des inFig. 4 dargestellten Zustandsautomaten.FIG. 7 shows a table with state transitions of the state machine shown inFIG. 4.
InFig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Kollisionsvermeidung schematisch dargestellt. Dabei werden Lagebeurteilungsmitteln6 Informationen über potenzielle Kollisionsobjekte zugeführt, beispielsweise durch Sensormittel5. Diese Sensormittel können beispielsweise die in der eingangs zitierten EP 0 473 866 A2 oder der eingangs zitierten Dissertation "Untersuchungen zur aktiven Unfallvermeidung von Kraftfahrzeugen" vorgestellten Sensoren sein, prinzipiell ist aber jede Art von Sensoren denkbar, welche die Bewegung einer Vielzahl von potenziellen Kollisionsobjekten wie anderen Fahrzeugen oder feststehenden Hindernissen erfassen kann. Die Lagebeurteilungsmittel6 bilden anhand der Informationen über potenzielle Kollisionsobjekte Zustandsvariablen, welche jeweils angeben, ob ein Einsatz von Steuermitteln9 und10, welche zur Steuerung der Fahrt des Fahrzeugs vorgesehen sind, gewünscht wird. Beispielsweise kann es sich bei den Steuermitteln9 um Lenkmittel und bei den Steuermitteln10 um Bremsmittel handeln. Die Lagebeurteilungsmittel6 können dann beispielsweise drei Zustandsvariablen erzeugen, die angeben, ob ein Bremsen, ein Ausweichen nach links oder ein Ausweichen nach rechts gewünscht wird, d. h. die Lagebeurteilungsmittel einen jeweiligen Einsatz des Steuermittels anhand vorgegebener Bedingungen für nötig halten. Diese Beurteilung wird für die verschiedenen Einsätze der Steuermittel getrennt vorgenommen. Die so erzeugten Zustandsvariablen werden Entscheidungsmitteln8 zugeführt. Es können auch weitere Zustandsvariablen beispielsweise durch weitere Lagebeurteilungsmittel oder direkt von Sensormitteln5 zugeführt werden. Diese weiteren Zustandsvariablen können beispielsweise Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit oder über weitere Bedingungen für einen Einsatz der Steuermittel enthalten. Die Entscheidungsmittel8 sind erfindungsgemäß als Zustandsautomat ausgeführt, welcher in Abhängigkeit von den ihm zugeführten Zustandsvariablen einen Zustand annimmt, welcher angibt, welcher Einsatz der einzelnen Steuermittel9,10 durchgeführt werden soll.InFig. 1, an inventive device for collision avoidance is shown schematically. In this case, position assessment means6 are supplied with information about potential collision objects, for example through sensor means5 . These sensor means can be, for example, the sensors presented in the initially cited EP 0 473 866 A2 or in the initially cited dissertation "Investigations into active accident prevention in motor vehicles", but in principle any type of sensor is conceivable that detects the movement of a large number of potential collision objects like others Vehicles or fixed obstacles. On the basis of the information about potential collision objects, the position assessment means6 form state variables, each of which indicates whether the use of control means9 and10 , which are provided to control the travel of the vehicle, is desired. For example, the control means9 can be steering means and the control means10 can be braking means. The position assessment means6 can then generate, for example, three state variables which indicate whether braking, evasive action to the left or evasive action to the right is desired, ie the position assessment means consider a respective use of the control means necessary on the basis of predetermined conditions. This assessment is carried out separately for the various uses of the tax funds. The state variables generated in this way are fed to decision means8 . Further state variables can also be supplied, for example, by further position assessment means or directly by sensor means5 . These further state variables can contain, for example, information about the vehicle speed or about further conditions for using the control means. The decision means8 are designed according to the invention as a state machine which, depending on the state variables supplied to it, assumes a state which indicates which use of the individual control means9 ,10 is to be carried out.
Im Folgenden soll nun die Bestimmung der Zustandsvariablen beispielhaft erläutert werden. Eine Zustandsvariable Al wird beispielsweise auf 1 gesetzt, d. h. ein Ausweichen nach links wird gewünscht, wenn eine Kollision des Fahrzeugs mit einem Kollisionsobjekt an der Fahrzeugfront erfolgen würde (Kv = 1), und eine Aufprallzeit Txv auf das Kollisionsobjekt kleiner ist als eine für das Ausweichmanöver benötigte Zeit tal plus einen Zuschlag für einen Sicherheitsabstand xsi und eine Totzeit des Lenksystems tt1, der abhängig von der Fahrzeuggeschwindigkeit ve ist. Diese Totzeit beträgt üblicherweise etwa 0,2 bis 0,3 Sekunden. Sie entsteht dadurch, dass zunächst das Lenkungsspiel überwunden werden muss, sich dann auf Grund der Schräglaufwinkel der vorderen Reifen Seitenführungskräfte aufbauen und diese dann das Fahrzeug in die neue Fahrtrichtung zwingen. Für die Zustandsvariable Al gilt also demnach:
The determination of the state variables will now be explained by way of example. A state variable Al is set to 1, for example, that is to say a dodging to the left is desired if the vehicle would collide with a collision object at the front of the vehicle (Kv = 1) and an impact time Txv on the collision object is less than one time tal required for the evasive maneuver plus a surcharge for a safety distance xsi and a dead time of the steering system tt1 , which is dependent on the vehicle speed ve . This dead time is usually about 0.2 to 0.3 seconds. It arises from the fact that the steering play must first be overcome, then cornering forces build up due to the slip angle of the front tires and these then force the vehicle into the new direction of travel. The following therefore applies to the state variable Al :
Eine Zustandsvariable Ar für ein Ausweichen nach rechts kann entsprechend erzeugt werden.A state variable Ar for a dodge to the right can be generated accordingly.
Eine entsprechende Zustandsvariable B für einen Bremsvorgang kann grundsätzlich aufgrund analoger Betrachtungen erzeugt werden.A corresponding state variable B for a braking operation can in principleare generated on the basis of analogous considerations.
Es können auch weitere Zustandsvariablen erzeugt werden, welche die Möglichkeit für einen bestimmten Einsatz der Steuermittel repräsentieren, also zusätzliche Bedingungen an diesen Einsatz stellen. Für eine Ausweichbewegung nach links ist es beispielsweise sinnvoll, zusätzlich zu fordern, dass sich in dem Raum links neben dem Fahrzeug kein Kollisionsobjekt befindet. Dies ist inFig. 2 beispielhaft dargestellt. Ein Fahrzeug4 soll einem Kollisionsobjekt, in diesem Fall einem weiteren Fahrzeug1, nach links ausweichen. Dazu ist bei Einhaltung eines Sicherheitsabstands ys zu dem Kollisionsobjekt1 eine Bewegung um eine Strecke yal nach links nötig. Damit auch zur anderen Seite des Fahrzeugs4 ein Sicherheitsabstand ys eingehalten werden kann, ist es nötig, dass von der Fahrzeugmitte des Fahrzeugs4 gerechnet ein Gebiet der y-Ausdehnung yfl = yal + ys + der halben Fahrzeugbreite des Fahrzeugs4sl freibleibt. Dieser Bereich ist in der Figur schwarz dargestellt. Wenn dieser Bereich frei ist, wird eine Variable onl auf 1 gesetzt, ansonsten wird sie auf 0 gesetzt.It is also possible to generate further status variables which represent the possibility for a specific use of the control means, that is to say place additional conditions on this use. For an evasive movement to the left, it makes sense, for example, to additionally demand that there is no collision object in the space to the left of the vehicle. This is shown as an example inFIG. 2. A vehicle4 is to avoid a collision object, in this case another vehicle1 , to the left. For this, a movement by a distance yal to the left is necessary if a safety distance ys is maintained from the collision object1 . So that a safety distance ys can also be maintained on the other side of the vehicle4 , it is necessary that an area of the y dimension yfl = yal + ys + half the vehiclewidth of the vehicle4sl calculated from the vehicle center of the vehicle4 remains free. This area is shown in black in the figure. If this area is free, a variable onl is set to 1, otherwise it is set to 0.
Zusätzlich darf sich durch den Ausweichvorgang die Situation nicht verschlechtern. Dies ist inFig. 3 dargestellt. Hier ist der Bereich der Ausdehnung yfl = ys + yal + sl zwar frei, es existieren jedoch neben dem Kollisionsobjekt1, welches eine Relativgeschwindigkeit vx1 relativ zum Fahrzeug4 aufweist, weitere potenzielle Kollisionsobjekte2 und3 mit Relativgeschwindigkeiten in x-Richtung vx2 bzw. vx3. Damit nun ein Ausweichmanöver nach links sinnvoll ist, müssen die Kollisionszeiten der Fahrzeuge2 und3 mit dem inFig. 3 um das Fahrzeug gezeichneten Rahmen11 größer sein als die Kollisionszeit des Fahrzeugs4 mit dem Kollisionsobjekt1. Ist dies der Fall, wird eine Variable oal auf 1 gesetzt, ansonsten auf 0. Aus den Variablen onl und oal wird eine Zustandsvariable Lok nach folgender Formel gebildet:
In addition, the situation must not deteriorate due to the evasion process. This is shown inFIG. 3. The area of the extension yfl = ys + yal + sl is free here, but in addition to the collision object1 , which has a relative speed vx1 relative to the vehicle4 , there are further potential collision objects2 and3 with relative speeds in x Direction vx2 or vx3 . So that an evasive maneuver to the left now makes sense, the collision times of vehicles2 and3 with frame11 drawn around the vehicle inFIG. 3 must be greater than the collision time of vehicle4 with collision object1 . If this is the case, a variable oal is set to 1, otherwise to 0. A state variable Lok is formed from the variables onl and oal according to the following formula:
Diese Variable Lok ist nur dann 1, wenn der Raum neben dem Fahrzeug frei ist und sich die Kollisionszeit durch die Ausweichbewegung nicht verschlechtert. Sie gibt somit an, ob ein Ausweichen nach links möglich bzw. sinnvoll ist. Eine entsprechende Variable Rok kann für das Ausweichen nach rechts gebildet werden.This variable Lok is only 1 if the space next to the vehicle is free and the collision time does not deteriorate due to the evasive movement. It thus indicates whether it is possible or sensible to move to the left. A corresponding variable Rok can be formed for the rightward dodge.
Um diese Bestimmung von Lok bzw. Rok durchzuführen, ist es zunächst nötig, festzustellen, ob ein Ausweichen nach links oder ein Ausweichen nach rechts von den Lagebeurteilungsmitteln gewünscht wird. Bevorzugt erfolgt die Bestimmung der entsprechenden Zustandsvariable Lok bzw. Rok nur dann, wenn auch ein Ausweichwunsch in die entsprechende Richtung vorliegt. Zudem muss mit dem Ausweichwunsch das Kollisionsobjekt übergeben werden, welchem ausgewichen werden soll.In order to carry out this determination of Lok or Rok , it is first necessary to determine whether a shift to the left or a shift to the right is desired by the position assessment means. The corresponding state variable Lok or Rok is preferably only determined if there is also an evasion request in the corresponding direction. In addition, the collision object to be evaded must be handed over with the evasion request.
Eine weitere Zustandsvariable, welche verwendet werden kann, gibt an, ob die Geschwindigkeit ve des Fahrzeugs4 größer oder gleich einer vorgegebenen Mindestgeschwindigkeit vg ist. Diese Zustandsvariable Vok wird also nach folgender Vorschrift gebildet:
Another state variable, which can be used, indicates whether the speed ve of the vehicle4 is greater than or equal to a predetermined minimum speed vg . This state variable Vok is thus formed according to the following rule:
Diese Zustandsvariablen werden den Entscheidungsmitteln zugeführt, welche erfindungsgemäß als Zustandsautomat ausgeführt sind. Ein Zustandsautomat gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist als so genanntes State-Flow-Diagramm inFig. 4 dargestellt. Die einzelnen Zustände sind dabei durch Rechtecke mit abgerundeten Ecken dargestellt. In dem jeweiligen Rechteck befindet sich zuoberst der Name des jeweiligen Zustands, z. B. Veigen_klein oder Bremsen. Unter dem Namen steht gegebenenfalls die durchzuführende Aktion, z. B. bedeutet entry: CAS = 0, dass sobald der Zustand erreicht ist, die Variable CAS auf den Wert 0 gesetzt wird. Dieser Wert ändert sich erst durch einen erneuten Aufruf in einem anderen Zustand.These state variables are fed to the decision-making means, which according to the invention are designed as state machines. A state machine according to a preferred embodiment of the present invention is shown as a so-called state flow diagram inFIG. 4. The individual states are represented by rectangles with rounded corners. The name of the respective state is at the top in the respective rectangle, e.g. B. Veigen_klein or brakes. If necessary, the action to be carried out, e.g. B. entry: CAS = 0 means that as soon as the status is reached, the variable CAS is set to the value 0. This value only changes when it is called again in a different state.
Die Variable CAS gibt dabei an, welche Aktion durch die Steuermittel durchgeführt werden soll. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bedeutet CAS = 1, dass ein Bremsen durchgeführt werden soll, CAS = 2, dass eine Ausweichbewegung nach links durchgeführt werden soll und CAS = 3, dass eine Ausweichbewegung nach rechts durchgeführt werden soll.The variable CAS indicates which action is carried out by the control meansshould. In the present embodiment, CAS = 1 means brakingto be carried out, CAS = 2, that an evasive movement to the left is to be carried outshould and CAS = 3 that an evasive movement to the right should be carried out.
Zustände, die sich innerhalb größerer Zustände befinden, sind so genannte Subzustände, die übergeordneten werden als Superzustände bezeichnet. Zustandsübergänge sind durch mit Pfeilen versehene Linien dargestellt. Sobald die an dem jeweiligen Pfeil aufgetragene Übergangsbedingung von einem Zustand in den anderen erfüllt ist, erfolgt der Übergang in Richtung des Pfeils auf den neuen Zustand. Die Zustandsvariablen, die in diesem Ausführungsbeispiel verwendet werden, sind die bereits oben beschriebenen Variablen B, Al, Ar, Lok, Rok und Vok. Zusätzlich wird eine Variable reset verwendet, welche ein Rücksetzen des Zustandsautomaten nach einer Ausweichbewegung anzeigt. Die verschiedenen Übergänge sind auch inFig. 7 dargestellt. In der inFig. 7 gezeigten Tabelle ist in der linken Spalte der Ausgangszustand angegeben. In der Spalte "Ausgabe CAS" wird angegeben, auf welchen Wert die Variable CAS beim Erreichen des Ausgangszustands gesetzt wird. In den Spalten "Übergangsbedingungen" sind die für einen Übergang in den in der Spalte "Zielzustand" angegebenen Zustand erforderlichen Werte der Zustandsvariablen angegeben. Ein Strich bedeutet dabei, dass die jeweilige Zustandsvariable für den Übergang nicht in Betracht gezogen wird. Bei den Zustandsvariablen sind als Abkürzung zusätzlich die Zustandsvariablen Σ1 und Σ2 eingeführt, welche nach folgenden Vorschriften gebildet werden:
States that are within larger states are so-called sub-states, the superordinate ones are referred to as super states. State transitions are shown by lines with arrows. As soon as the transition condition on the respective arrow is fulfilled from one state to the other, the transition in the direction of the arrow to the new state takes place. The state variables used in this exemplary embodiment are the variables B, Al ,Ar , Lok , Rok and Vok already described above. In addition, a variable reset is used, which indicates a reset of the state machine after an evasive movement. The different transitions are also shown inFIG. 7. In the table shown inFIG. 7, the initial state is indicated in the left column. The column "CAS output" indicates the value to which the CAS variable is set when the initial state is reached. The "Transition conditions" columns contain the values of the state variables required for a transition to the state specified in the "Target state" column. A dash means that the respective state variable is not taken into account for the transition. As an abbreviation, the state variables und1 and Σ2 are introduced as an abbreviation, which are formed according to the following regulations:
In dem Ausführungsbeispiel werden drei Einsatzmöglichkeiten der Steuermittel berücksichtigt, nämlich Bremsen, Ausweichen nach links und Ausweichen nach rechts. Diese Möglichkeiten werden im Folgenden jeweils auch als Modul bezeichnet. Ausgangszustand nach der Initialisierung des Systems ist der Zustand "Veigen_klein". Sobald die Geschwindigkeit des Fahrzeugs die Mindestgeschwindigkeit vg überschreitet, ist die Zustandsvariable Vok = 1 und es erfolgt ein Übergang in den Zustand "Veigen_ok" und dort in den Subzustand "Kein_Eingriff", d. h. es ist zunächst kein Eingriff zur Kollisionsvermeidung nötig. Je nach Wert der Zustandsvariablen erfolgen dann Übergänge in weitere Zustände. Dabei bezeichnet der Zustand "Ein_Modul" einen Zustand, in dem genau eine der Variablen B, Al und Ar = 1 sind. Die Subzustände "bremsen", "Ausweichen_links" und "Ausweichen_rechts" sind jeweils Zustände, die einer einzelnen dieser drei Zustandsvariablen zugeordnet sind. Analog umfasst der Zustand "Zwei_Module" drei Subzustände, in denen jeweils genau zwei der drei Zustandsvariablen B, Al und Ar = 1 sind. Die Zustände "Rechts_letzter", "Links_letzter" und "Bremsen_letzter" sind die Zustände, die angenommen werden, wenn der entsprechende Eingriff Ausweichen nach rechts, Ausweichen nach links oder Bremsen erfolgen soll.In the exemplary embodiment, three possible uses of the control means are taken into account, namely braking, dodging to the left and dodging to the right. These options are also referred to below as modules. The initial state after initializing the system is the "Veigen_klein" state. As soon as the speed of the vehicle exceeds the minimum speed vg , the state variable Vok = 1 and there is a transition to the state "Veigen_ok" and there to the sub-state "No intervention", ie no intervention is necessary to avoid collisions. Depending on the value of the state variable, there are then transitions to other states. The state "on module" denotes a state in which exactly one of the variables B, Al and Ar = 1. The sub-states "brake", "dodge_left" and "dodge_right" are states that are assigned to a single one of these three state variables. Similarly, the "two modules" state comprises three sub-states, in which exactly two of the three state variables B, Al and Ar = 1. The states "right_later", "left_later" and "brake_later" are the states that are assumed if the appropriate intervention is to avoid right, avoid left or brake.
Ein einfacher Zustandsautomat würde nur dafür sorgen, dass immer derjenige Einsatz der Steuermittel, welcher als Letztes gewünscht wird, den Zuschlag erhält, um einem Fahrer möglichst lang die Kontrolle über das Fahrzeug zu lassen. Der hier dargestellte erfindungsgemäße Zustandsautomat leistet deutlich mehr. Er prüft, sobald der erste Einsatz eines Steuermittels gewünscht wird, ob ein Ausweichmanöver nach links oder rechts möglich ist. Kann das Fahrzeug sowohl zur linken als auch zur rechten Seite ausweichen, so erfolgt der Eingriff erst, wenn der letzte Einsatz der Steuermittel signalisiert wird. Ist genau eine Ausweichmöglichkeit nicht gegeben, so kann der Einsatz der Steuermittel bereits mit dem zweiten angezeigten gewünschten Einsatz erfolgen. Ist weder eine Ausweichmöglichkeit nach links noch eine Ausweichmöglichkeit nach rechts gegeben (Lok = 0 und Rok = 0), so erfolgt der Bremseingriff, sobald die Zustandsvariable B von 0 nach 1 wechselt.A simple state machine would only ensure that the use of the control means which is ultimately desired is always awarded the contract in order to leave a driver in control of the vehicle for as long as possible. The state machine according to the invention shown here does much more. As soon as the first use of a control means is desired, he checks whether an evasive maneuver to the left or right is possible. If the vehicle can swerve to the left as well as to the right, the intervention only takes place when the last use of the control means is signaled. If exactly one alternative is not possible, the control means can already be used with the second indicated desired use. If there is neither an alternative to the left nor an alternative to the right (Lok = 0 and Rok = 0), the brake is applied as soon as the state variable B changes from 0 to 1.
Kommt der Zustandsautomat auf Grund der zugeführten Zustandsvariablen zu dem Ergebnis, dass ein Bremsen das geeignete Manöver ist, ergeht an eine elektrisch ansteuerbare Bremsanlage des Fahrzeugs das Kommando, maximal zu verzögern. Bevorzugt erhält gleichzeitig die Getriebesteuerung oder die elektrisch ansteuerbare Kupplung ein Kommando zum Auskoppeln, um eine optimale Funktion eines eventuell vorhandenen Antiblockiersystems (ABS) zu gewährleisten. Für den Einsatz von Lenkmitteln im Falle eines Bremseingriffs sind grundsätzlich drei Optionen denkbar:
Prinzipiell sind alle drei Möglichkeiten realisierbar. Als wichtiges Kriterium hat hierbei zu gelten, ob ein menschlicher Fahrer, aufgeschreckt durch den Bremseingriff, nicht doch noch instinktiv versuchen würde, durch Lenken der Kollision zu entgehen. Hierdurch würde sich der Bremsweg verlängern, da zusätzlich zu den Bremskräften auch noch vermehrt Seitenführungskräfte von den Reifen übertragen würden. Außerdem besteht die Gefahr, dass das Fahrzeug ins Schleudern gerät und nicht frontal, sondern mit der Seite auf das Kollisionsobjekt aufprallen würde, was die Folgen der Kollision für Fahrzeuginsassen ungünstig beeinflussen würde, da die Knautschzone des Fahrzeugs nicht genutzt würde.In principle, all three options can be implemented. As an important criterion here, tooapply, whether a human driver, startled by the brake intervention, not yetwould instinctively try to escape by steering the collision. This would makeextend the braking distance, because in addition to the braking forces, it also increasesCornering forces would be transferred from the tires. There is also a risk thatVehicle skidding and not head-on, but with the side on theThe collision object would impact, making the consequences of the collision unfavorable for vehicle occupantswould affect, since the crumple zone of the vehicle would not be used.
Im Folgenden wird nun ein Verfahren beschrieben, das zur Anwendung kommen kann, wenn der Zustandsautomat bestimmt, dass ein Ausweichen nach links oder nach rechts durchgeführt werden soll. Dieses Verfahren benötigt nur die Eigengeschwindigkeit ve des Fahrzeugs sowie die von den Sensormitteln gelieferten Objektdaten des Kollisionsobjekts. Es müssen keine absoluten Positionsangaben, wie sie beispielsweise ein GPS liefern würde, und keine digitalen Karten benutzt werden. Während des Ausweichvorgangs orientiert sich das Ausweichverfahren ausschließlich an der Lage des Hindernisses relativ zum Fahrzeug.In the following, a method is described which can be used when the state machine determines that a dodging to the left or to the right is to be carried out. This method only requires the vehicle's own speed ve and the object data of the collision object supplied by the sensor means. No absolute position information, as would be provided by a GPS, for example, and no digital maps need to be used. During the avoidance process, the avoidance procedure is based exclusively on the position of the obstacle relative to the vehicle.
Das Verfahren zum Ausweichen ist für den Fall des Ausweichens nach links in denFig. 5A-5C dargestellt. Analog kann das Verfahren auch für das Ausweichen nach rechts verwendet werden. In diesen Figuren ist ein Fahrzeug4 dargestellt, welches einem Hindernis12 nach links ausweichen soll. Das Fahrzeug wird dabei an einer virtuellen Deichsel13 ähnlich einem Lastwagenanhänger von einem virtuellen Zugfahrzeug am Hindernis12 vorbeigezogen. InFig. 5A ist die Situation zu Beginn des Ausweichens dargestellt. Als Koordinatensystem wird in dieser und in denFig. 5B und 5C jeweils ein am Fahrzeug ausgerichtetes Koordinatensystem verwendet. InFig. 5A liegt der Zugpunkt der Deichsel13 links neben dem linken Punkt des Kollisionsobjektes12 bei ydl. ydl setzt sich aus dem Sicherheitsabstand ysi, der Lage des linken Kollisionsobjektpunktes sy0,1 und der halben Fahrzeugbreite sr zusammen. Die Strecke xdl hängt von der x-Koordinate des linken Kollisionsobjektpunktes sx0,1 und dem Radstand des Fahrzeugs lr ab. Nach unten wird sie durch das Produkt aus der Eigengeschwindigkeit ve des Fahrzeugs multipliziert mit einer Zeitkonstanten td für die Fahrzeugdynamik begrenzt. Sie ergibt sich zu:
The evasive procedure for the case of evasive to the left is shown inFigures 5A-5C. Analogously, the method can also be used for swerving to the right. In these figures, a vehicle4 is shown, which is to avoid an obstacle12 to the left. The vehicle is pulled past a virtual towing vehicle13, similar to a truck trailer, by a virtual towing vehicle at the obstacle12 . InFig. 5A shows the situation at the beginning of evasion. A coordinate system aligned to the vehicle is used as the coordinate system in this and inFIGS. 5B and 5C. InFIG. 5A, the draw point of the drawbar13 is to the left of the left point of the collision object12 at ydl . ydl is composed of the safetydistance ysi , the position of the left collisionobject point sy0.1 and half the vehiclewidth sr . The distance xdl depends on the x coordinate of the left collisionobject point sx0.1 and the wheel base of the vehicle lr . It is limited downwards by the product of the vehicle's own speed ve multiplied by a time constant td for the vehicle dynamics. It results in:
Für den benötigten Lenkwinkel δL gilt dann:
The following then applies to the required steering angle δL :
Sobald das Fahrzeug dem Hindernis soweit ausgewichen ist, dass es nicht mehr weiter nach links lenkt, also ydl < 0 ist, kann zusätzlich ein Bremsmanöver mit mittlerer Verzögerung eingeleitet werden. Sobald das Kollisionsobjekt vollständig passiert ist, kann beispielsweise ein Bremseingriff mit maximaler Verzögerung erfolgen, um das Fahrzeug4 zum Stillstand zu bringen. In denFig. 5B und 5C sind weitere Stadien des Ausweichens dargestellt. Gestrichelt ist jeweils das Fahrzeug4 dargestellt, wie es sich weiterbewegt. InFig. 5C ist insbesondere ersichtlich, dass die Richtung der virtuellen Deichsel13 an der Lage des Kollisionsobjekts12 ausgerichtet wird und sich nicht auf ein absolutes Koordinatensystem bezieht.As soon as the vehicle has avoided the obstacle to such an extent that it no longer turns left, i.e. ydl <0, a braking maneuver with medium deceleration can also be initiated. As soon as the collision object has completely passed, a braking intervention with maximum deceleration can take place, for example, in order to bring the vehicle4 to a standstill. InFIGS. 5B and 5C further stages of evasion are shown. The vehicle4 is shown in dashed lines as it moves on. InFig. 5C is particularly evident that the direction of the virtual pedestrian is aligned13 at the location of the collision object12, and does not refer to an absolute coordinate system.
In denFig. 6A-6C sind verschiedene weitere Ausweichsituationen dargestellt. InFig. 6A ist nochmal dargestellt, wie ein Fahrzeug4 einem Kollisionsobjekt12, welches in diesem Fall unbeweglich ist, nach links ausweicht. InFig. 6B weicht ein Fahrzeug4 einem dynamischen Hindernis, beispielsweise einem anderen Fahrzeug1, welches sich auf das Fahrzeug4 zubewegt, aus. Ebenso ist es möglich, dass das Fahrzeug1 sich von dem Fahrzeug4 wegbewegt. InFig. 6C ist gezeigt, wie ein Fahrzeug4 so gesteuert wird, dass es vor einem Fahrzeug1 bzw. nach einem Fahrzeug2, welche sich beide senkrecht zur ursprünglichen Bewegungsrichtung des Fahrzeugs4 bewegen, ausweicht. Die Fahrzeugbahnen des Fahrzeugs4 sind dabei aus aneinandergereihten Kurven- und/oder Klotoidensegmenten zusammengesetzt.Various further avoidance situations are shown inFIGS. 6A-6C.FIG. 6A shows again how a vehicle4 evades a collision object12 , which in this case is immobile, to the left. InFig. 6B, a vehicle4 gives way to a dynamic obstacle such as another vehicle1 which moves toward the vehicle4 from. It is also possible for the vehicle1 to move away from the vehicle4 .FIG. 6C shows how a vehicle4 is controlled in such a way that it dodges in front of a vehicle1 or after a vehicle2 , both of which move perpendicular to the original direction of movement of the vehicle4 . The vehicle tracks of vehicle4 are composed of curved and / or clotoid segments lined up.
Zu bemerken ist, dass das hier dargestellte Ausführungsbeispiel lediglich ein Beispiel darstellt. Es können auch weitere Steuermittel, wie z. B. die Möglichkeit des Beschleunigens, um von hinten kommenden Kollisionsobjekten auszuweichen, eingesetzt werden. Diese zusätzliche Möglichkeit würde dann mittels weiterer Zustandsvariablen eingebunden werden.BEZUGSZEICHENLISTE1 Kollisionsobjekt
2 Kollisionsobjekt
3 Kollisionsobjekt
4 Fahrzeug
5 Sensormittel
6 Lagebeurteilungsmittel
7 Lagebeurteilungsmittel
8 Entscheidungsmittel
9 Steuermittel
10 Steuermittel
11 Rahmen
12 Hindernis
13 Deichsel
It should be noted that the exemplary embodiment shown here is only an example. Other control means, such as. B. the possibility of accelerating to avoid collision objects coming from behind can be used. This additional option would then be integrated using further state variables.REFERENCE SIGN LIST1 collisionobject
2 collision object
3 collision object
4 vehicle
5 sensor means
6 Assessment tools
7 Assessment tools
8 means of decision
9 control means
10 control means
11 frames
12 obstacle
13 drawbar
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10258756ADE10258756A1 (en) | 2002-03-21 | 2002-12-16 | Method for avoiding a motor vehicle collision uses sensors to feed data to position-assessing devices and decision devices to decide about actual use of control devices. |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10214046 | 2002-03-21 | ||
| DE10258756ADE10258756A1 (en) | 2002-03-21 | 2002-12-16 | Method for avoiding a motor vehicle collision uses sensors to feed data to position-assessing devices and decision devices to decide about actual use of control devices. |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10258756A1true DE10258756A1 (en) | 2003-10-02 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE10258756ACeasedDE10258756A1 (en) | 2002-03-21 | 2002-12-16 | Method for avoiding a motor vehicle collision uses sensors to feed data to position-assessing devices and decision devices to decide about actual use of control devices. |
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10258756A1 (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1643269A1 (en)* | 2004-09-29 | 2006-04-05 | Robert Bosch Gmbh | Driver assistance system with fuzzy logic |
| DE102005008265A1 (en)* | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Daimlerchrysler Ag | Planning method for vehicle handling of road vehicle on basis of environment information involves recognizing danger situation by means of evaluation of environment data |
| DE102011005844A1 (en)* | 2011-03-21 | 2012-09-27 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for automatic controlling of vehicle, involves processing transverse movement of vehicle by decision tree and processing longitudinal movement of vehicle by another decision tree |
| EP2095351B1 (en)* | 2006-10-13 | 2014-06-25 | Continental Teves AG & Co. oHG | System for determining objects |
| DE102018112505A1 (en)* | 2018-05-24 | 2019-11-28 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Emergency assistant "obstacle crossing from side" |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19715622A1 (en)* | 1997-04-15 | 1998-10-22 | Itt Mfg Enterprises Inc | Collision warning system for use with a road vehicle |
| EP0891903A2 (en)* | 1997-07-17 | 1999-01-20 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Automatic emergency brake function |
| DE10036276A1 (en)* | 2000-07-26 | 2002-02-07 | Daimler Chrysler Ag | Automatic braking and steering system for a vehicle |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19715622A1 (en)* | 1997-04-15 | 1998-10-22 | Itt Mfg Enterprises Inc | Collision warning system for use with a road vehicle |
| EP0891903A2 (en)* | 1997-07-17 | 1999-01-20 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Automatic emergency brake function |
| DE10036276A1 (en)* | 2000-07-26 | 2002-02-07 | Daimler Chrysler Ag | Automatic braking and steering system for a vehicle |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1643269A1 (en)* | 2004-09-29 | 2006-04-05 | Robert Bosch Gmbh | Driver assistance system with fuzzy logic |
| DE102005008265A1 (en)* | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Daimlerchrysler Ag | Planning method for vehicle handling of road vehicle on basis of environment information involves recognizing danger situation by means of evaluation of environment data |
| EP2095351B1 (en)* | 2006-10-13 | 2014-06-25 | Continental Teves AG & Co. oHG | System for determining objects |
| DE102011005844A1 (en)* | 2011-03-21 | 2012-09-27 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for automatic controlling of vehicle, involves processing transverse movement of vehicle by decision tree and processing longitudinal movement of vehicle by another decision tree |
| DE102018112505A1 (en)* | 2018-05-24 | 2019-11-28 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Emergency assistant "obstacle crossing from side" |
| DE102018112505B4 (en) | 2018-05-24 | 2023-05-25 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Emergency assistant "crossing obstacle from the side" |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3663146B1 (en) | Driving assistance system for a motor vehicle, motor vehicle and method for operating a motor vehicle | |
| EP1926646B1 (en) | Method and device for carrying out a deviating manoeuvre | |
| EP3507170B1 (en) | Method for the control of a driver assistance system of a vehicle, and driver assistance system | |
| EP1843924B1 (en) | Method and device for preventing and/or reducing the consequences of collisions when swerving to avoid obstacles | |
| EP1407436B1 (en) | Driver assistance system | |
| EP2076420A1 (en) | Method for automatically controlling a vehicle | |
| DE102006034254A1 (en) | Method for steering motor vehicle, involves calculating avoidance path for avoiding before object whereby controller output signals are weighted with one weighting factor which is determined as function of vehicle velocity | |
| DE10102771A1 (en) | Motor vehicle object distance and relative speed signal provision device, generates function-specific output signals which are stored in memory | |
| WO2015000547A1 (en) | Method for operating a motor vehicle when changing lanes, and motor vehicle | |
| EP1843926B1 (en) | Device and method for regulating the dynamics of the movement of a vehicle | |
| WO2001089898A1 (en) | Method and device for co-ordinating multiple driving system devices of a vehicle | |
| WO2010089240A1 (en) | Method and device for carrying out an avoidance manoeuvre | |
| DE102009006299A1 (en) | Vehicle travel control system for autonomous braking | |
| DE10102772A1 (en) | Device for adaptive motor vehicle speed regulation dependent on the relative speed and separation of an object in the vehicle path for accident avoidance by emergency activation of vehicle brakes or steering | |
| DE102019101443B4 (en) | Method for controlling a convoy of vehicles during emergency braking | |
| DE102006044179B4 (en) | A method and apparatus for assisting a driver of a motor vehicle in performing a driving maneuver | |
| DE102008013988B4 (en) | Method and device for performing an evasive maneuver | |
| WO2023012243A1 (en) | System, method and software for operating a driver assistance system | |
| WO2017036478A1 (en) | Emergency brake assist system for a vehicle | |
| DE102016205569A1 (en) | Method and device for operating a vehicle | |
| DE10258756A1 (en) | Method for avoiding a motor vehicle collision uses sensors to feed data to position-assessing devices and decision devices to decide about actual use of control devices. | |
| DE102013016724A1 (en) | Method for operating vehicle with collision detection unit, involves carrying out steering operation of second vehicle, automatically in the lateral direction, if the side contact of both vehicles moving in different lanes is detected | |
| DE19704854A1 (en) | Method and device for regulating the longitudinal dynamics of a vehicle | |
| EP4577433A1 (en) | Method for actuating electronically controlled brakes of a utility vehicle | |
| EP3219569A1 (en) | Method for preventing the collision of a vehicle with an object, taking account of a speed change of the vehicle, driver assistance system and motor vehicle |
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R002 | Refusal decision in examination/registration proceedings | ||
| R006 | Appeal filed | ||
| R008 | Case pending at federal patent court | ||
| R082 | Change of representative | ||
| R003 | Refusal decision now final | ||
| R011 | All appeals rejected, refused or otherwise settled |