DE102006037993A1

DE102006037993A1 - System und Verfahren zum Detektieren einer Kollision und Vorhersagen eines Fahrzeugpfads

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Publication number: DE102006037993A1
Application number: DE102006037993A
Authority: DE
Inventors: Upali Priyantha Troy Mudalige; Carroll C. Rochester Hills Kellum
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2005-08-18
Filing date: 2006-08-14
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2026-08-15
Also published as: US20070043506A1; DE102006037993B4; US7920969B2; CN100555357C; CN1916991A; US7729857B2; US20070043502A1

Abstract

Ein Kollisionsdetektions- und Pfadvorhersagesystem (10), das zur Verwendung bei einem fahrenden Host-Fahrzeug (12) mit einem Bediener geeignet ist, umfasst eine Lokalisierereinrichtung (20), die ausgestaltet ist, um die Koordinaten einer momentanen Position und mehrere Wegkoordinaten und Koordinaten eines unmittelbaren dynamischen Pfads des Fahrzeugs (12) und eines kommunikativ gekoppelten, fahrenden entfernten Fahrzeugs (16) zu ermitteln. Das System umfasst ferner einen bevorzugten Controller (36), der ausgestaltet ist, um eine Kollision zwischen den beiden Fahrzeugen (12, 16) aus den Koordinaten vorherzusagen und mehrere Koordinaten eines projizierten Pfads für das Host-Fahrzeug (12) in Bezug auf die Wegkoordinaten des entfernten Fahrzeugs (16) zu ermitteln.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kollisionsvermeidungssystem, das zur Verwendung bei einem Fahrzeug geeignet ist, und insbesondere ein verbessertes System, das ausgestaltet ist, um einen projizierten Pfad eines Host-Fahrzeugs vorherzusagen und eine Kollision zwischen dem Host-Fahrzeug und mindestens einem anderen Objekt zu detektieren.

2. Hintergrund

Es wurden Kollisionssteuersysteme entwickelt, um die Wahrscheinlichkeit von Kollisionen zwischen Beförderungseinrichtungen, wie beispielsweise Booten, Luftfahrzeugen und Kraftfahrzeugen, zu reduzieren. In Bezug auf Fahrzeuge beruhen diese herkömmlichen Sicherheitsanwendungen auf der Fähigkeit, die genaue relative Positionierung und vorhersehbare Fahrverläufe der Host-Fahrzeuge und der Umgebungsfahrzeuge zu ermitteln, um eine Vorwärtskollisionswarnung bereitzustellen und in einigen Fällen ein automatisches Bremsen zu bewirken. Im Allgemeinen verwenden Ansätze des Stands der Technik Eingaben von einer Mehrzahl von externen Fahrzeugsensoren, die Fahrzeuge und andere Objekte in der Umgebung detektieren, um die Zielfahrzeuge zu identifizieren, die eine Kollisionsge fahr darstellen. Diese Sensoreingaben werden dann durch einen Controller verwendet, um eine projizierte Kollision zu ermitteln.

Obwohl diese multisensorbasierten Systeme häufig verwendet werden, bringen sie allgemeine Probleme und Leistungsschwächen mit sich. Um z.B. eine Dreihundertsechzig-Grad-Detektion bereitzustellen, sind zahlreiche Sensoren erforderlich, was die gesamten Produkt- und Reparaturkosten des Fahrzeugs erheblich erhöht. Die zahlreichen Sensoren sind aufgrund der zusätzlichen Komplexität, die mit dem Interpretieren und Zusammenbringen der Sensoreingaben in den Algorithmen zur Fällung von Endentscheidungen einhergeht, unzuverlässig. Ferner erhöht die Komplexität dieser herkömmlichen Systeme die mit Fortbildungen, der Herstellung und dem Entwurf in Verbindung stehenden Arbeitskosten.

Der Betrieb dieser Systeme ist aufgrund der unflexiblen fahrzeugspezifischen Ausgestaltungen beschränkt. Ein Hauptproblem besteht darin, dass diese Systeme durch die Fähigkeiten der Sensoren beschränkt sind. Zum Beispiel kann es sein, dass ein sich schnell näherndes Fahrzeug von außerhalb der Reichweite des verwendbaren Sensors/der verwendbaren Sensoren aufgrund einer mangelnden Detektion außerhalb einer ausreichenden Zeitdauer vom Aufprall mit dem Host-Fahrzeug kollidiert. Die geeignete Sensorleistung wird auch zunehmend durch komplexe und überbelastete Fahrzeugkommunikationsnetzwerke beeinflusst. In diesem Fall verwendet jeder separat arbeitende Sensor, der eine elektrische Steuereinheit darstellt, eine verfügbare Bandbreite für eine Zwischenknotenkommunikation. Wenn Baud-Raten oder die Kapazität nicht mehr ausreichen, kann ein Ansammeln von Sensoreingängen eine schlechte Leistung oder das Versagen des herkömmlichen Systems verursachen.

Schließlich sind Kollisionssteuersysteme auch in ihrer Fähigkeit eingeschränkt, den zukünftigen Fahrpfad des Host-Fahrzeugs vorherzusagen. Diesbezüglich werden herkömmlich Giergeschwindigkeits- und Lenkwinkelsensoren verwendet, um den zukünftigen Pfad des Fahrzeugs dadurch vorherzusagen, dass angenommen wird, dass das Fahrzeug in der unmittelbaren Zukunft die gleichen Fahrtrichtungsänderungen unternimmt, die momentan befohlen werden. Die Vorhersagefähigkeiten dieser Systeme sind jedoch durch die Fähigkeit des Bedieners eingeschränkt, Lenkwinkel- und Fahrtrichtungsschwankungen zu minimieren, die verursachen, dass sich der vorhergesagte Pfad stark ändert. Ferner folgt der Fahrpfad des Fahrzeugs oftmals der Form der Fahrbahn. Aus diesem Grund versuchen viele Systeme, die Fahrbahn- oder Spurform zu identifizieren, um eine Pfadvorhersage aufzuführen, und setzen viele Systeme für diesen Zweck oft Kartendatenbanken und Sichtsysteme ein. Kartensysteme sind jedoch teuer, und bei Sichtsystemen kann es aufgrund einer beschränkten Sicht auf die Fahrbahn Schwierigkeiten geben, herausfordernde Umgebungszustände zu überwinden.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

In Reaktion auf diese und andere Probleme wird ein Kollisionssteuersystem und -verfahren zum Vorhersagen eines Fahrzeugpfads beschrieben. Das erfinderische System beruht auf mehreren Positionskoordinaten für ein Host-Fahrzeug und mindestens ein entferntes Fahrzeug, um ihre unmittelbaren dynamischen Pfade zu ermitteln. Das erfinderische System verwendet trigonometrische Beziehungen zwischen den Fahrzeugen, um eine Kollision oder einen projizierten Pfad für das Host-Fahrzeug vorherzusagen.

Beruhend auf einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (V2V-Kommunikation von vehicle-to-vehicle communication) betrifft ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Pfadvorhersagesystem, das zur Verwendung bei einem fahrenden Host-Fahrzeug geeignet ist, das von mindestens einem fahrenden entfernten Fahrzeug beabstandet und mit diesem kommunikativ gekoppelt ist. Das System umfasst eine Lokalisierereinrichtung, die ausgestaltet ist, um für mindestens eine Zeitdauer für alle Host-Fahrzeuge und mindestens ein entferntes Fahrzeug Koordinaten einer momentanen Position und mehrere Wegkoordinaten zu ermitteln und diese zu speichern. Ein Controller ist kommunikativ mit der Einrichtung gekoppelt und ausgestaltet, um auf der Grundlage der Koordinate der momentanen Position und mehrerer Wegkoordinaten selbständig eine Fahrtrichtung und einen unmittelbaren dynamischen Pfad für alle Host- und entfernten Fahrzeuge zu ermitteln. Der Controller ist ferner ausgestaltet, um für alle Host- und entfernten Fahrzeuge eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermitteln und ein Signal oder einen Befehl zu erzeugen, wenn die relativen Geschwindigkeiten, Positionen und Fahrtrichtungen sich gleichzeitig kreuzende Pfade vorhersagen.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vorhersagen des Pfads eines fahrenden Host-Fahrzeugs unter Verwendung von mindestens einem fahrenden entfernten Führungsfahrzeug durch einen Controller. Das Verfahren umfasst, dass mehrere Wegkoordinaten, eine Koordinate einer momentanen Position und eine Fahrtrichtung für mindestens ein fahrendes entferntes Fahrzeug ermittelt und gespeichert werden und eine Koordinate einer momentanen Position und eine Fahrtrichtung für das Host-Fahrzeug ermittelt werden. Die Koordinaten der momentanen Position und die Fahrtrichtungen für das Host-Fahrzeug und das mindestens eine fahrende entfernte Fahrzeug werden dann verglichen, um mindestens ein fahrendes entferntes Führungsfahr zeug zu ermitteln, wobei sich das Führungsfahrzeug im Allgemeinen vor dem Host-Fahrzeug befindet und in der gleichen Hauptrichtung wie das Host-Fahrzeug fährt. Schließlich werden mehrere Koordinaten eines sequenziell projizierten Pfads für das Host-Fahrzeug ermittelt, wobei jede Pfadkoordinate mit einer entsprechenden Wegkoordinate eines Führungsfahrzeugs in Übereinstimmung gebracht wird und kongruent in Beziehung gebracht wird.

Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln der Pfade eines fahrenden Host-Fahrzeugs und mindestens eines fahrenden entfernten Fahrzeugs und zum Vermeiden einer zukünftigen gleichzeitigen Kreuzung der Pfade durch einen Controller. Das Verfahren umfasst, dass mehrere der Pfadkoordinaten für das Host-Fahrzeug und mehrere Pfadkoordinaten für das mindestens eine entfernte Fahrzeug ermittelt und gespeichert werden. Die mehreren Pfadkoordinaten werden dann verglichen, um eine zukünftige gleichzeitige Kreuzung von Pfadkoordinaten zu detektieren. Schließlich wird veranlasst, dass die Pfadkoordinaten entweder des Host- oder des entfernten Fahrzeugs modifiziert werden, um eine zukünftige gleichzeitige Kreuzung der Pfade zu beheben.

Es ist zu verstehen und es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung eine Anzahl von Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik darstellt, die zum Beispiel umfassen, dass einem Bediener des Host-Fahrzeugs eine bevorstehende sich annähernde Kollision vorhersagend mitgeteilt wird. Diese Erfindung erhöht die Effizienz von Kollisionssteuersystemen durch Beseitigen der Verwendung von Sensoren, um die Umgebungen von Host-Fahrzeugen zu detektieren. Die Verwendung einer V2V-Kommunikation stellt eine größere Reichweite und mehr Funktionen bereit als die herkömmlicher sensorbasierter Systeme. Die vorliegende Erfindung ist auch nützlich, um ein Verfahren zum Verfolgen eines Führungsfahrzeugs bei Zuständen mit versperrter Sicht bereitzustellen.

Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen) und den begleitenden Zeichnungen ersichtlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist nachstehend detailliert in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 ein Aufriss eines Host-Fahrzeugs und eines entfernten Fahrzeugs ist, das kommunikativ mit dem Host-Fahrzeug gekoppelt ist, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
1a ein Aufriss der in 1 gezeigten Host- und entfernten Fahrzeuge ist, die über eine dritte Zwischeneinrichtung kommunizieren;
2 ein Aufriss des Armaturenbretts des Host-Fahrzeugs und des in 1 gezeigten Kollisionssteuersystems ist, wobei insbesondere der Monitor und eine Kartenaufzeichnung gezeigt sind;
2a ein Aufriss des Monitors ist, der ein Kollisionswarnsignal anzeigt;
2b ein Aufriss des Monitors ist, der ein Pfadabweichsignal anzeigt;
3 eine Draufsicht eines Host-Fahrzeugs und der Wegkoordinaten, des Wegpolygons und des Polygons des unmittelbaren dynamischen Pfads für das Host-Fahrzeug ist, das über eine Durchfahrtsstraße fährt;
4 eine Draufsicht eines Host-Fahrzeugs und zwei entfernter Fahrzeuge ist, die auf benachbarten Spuren fahren, wobei insbesondere Spurermittlungsvektoren dargestellt sind;
5 eine Draufsicht eines Host-Fahrzeugs und eines entfernten Fahrzeugs ist, die auf benachbarten Spuren fahren, wobei insbesondere seitliche Versetzungen dargestellt sind;
6 eine Draufsicht eines Host-Fahrzeugs und eines entfernten Führungsfahrzeugs ist, das in der Spur des Host-Fahrzeugs fährt, wobei insbesondere mehrere Koordinaten eines projizierten Pfads für das Host-Fahrzeug gezeigt sind; und
7 eine Draufsicht eines Host-Fahrzeugs und eines entfernten Führungsfahrzeugs ist, das auf einer Spur fährt, die zu der Spur des Host-Fahrzeugs benachbart ist, wobei insbesondere die Ermittlung mehrerer Koordinaten eines projizierten Pfads für das Host-Fahrzeug gezeigt ist; und
8 eine Draufsicht eines Host-Fahrzeugs und zwei entfernter Führungsfahrzeuge ist, die in den Spuren fahren, die links und rechts zu der Spur des Host-Fahrzeugs benachbart sind, wobei insbesondere die anfänglichen mehreren Koordinaten des projizierten Pfads für das Host-Fahrzeug in Bezug auf die Führungsfahrzeuge gezeigt sind.
AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Wie es in 1 gezeigt ist, betrifft die vorliegende Erfindung ein verbessertes Kollisionssteuer- und Pfadvorhersagesystem 10, das zur Verwendung bei einem Host-Fahrzeug 12 und durch einen Bediener 14 geeignet ist. Das System 10 ist hierin in Bezug auf Fahrzeuge, wie beispielsweise Autos, Geländewagen, Lastwagen etc. erläutert und beschrieben. Es kann jedoch auch bei Luftfahrzeugen, Wasserfahrzeugen, einer Fortbewegung eines Menschen oder anderen Beförderungsarten verwendet werden, bei denen eine Vorhersage eines projizierten Pfads oder eine Kollisionsvermeidung erwünscht ist. Das System 10 ist ausgestaltet, um mehrere Wegkoordinaten 12t, eine Koordinate 12c einer momentanen Position und mehrere Koordinaten 12i eines unmittelbaren dynamischen Pfads (IDP-Koordinaten von immediate dynamic path coordinates) für das Host-Fahrzeug 12 und einen ähnlichen Satz von Koordinaten 16t, 16c, 16i für mindestens ein entferntes Fahrzeug 16 zu ermitteln (siehe 2). Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend außer an den Stellen, an denen für eine Erläuterung mehrere entfernte Fahrzeuge notwendig sind, in Bezug auf ein entferntes Fahrzeug 16 beschrieben, wobei zu verstehen ist, dass die erfinderischen Aspekte der Erfindung gleichzeitig in Bezug auf mehrere entfernte Fahrzeuge ausgeführt werden können.
Es wird von Fachleuten erkannt, dass viele Aktivsicherheitsanwendungen für Umgebungen, in denen eine V2V-Kommunikation, wie beispielsweise das bevorzugte System 10, möglich ist, eine Positionierung in Bezug auf Spurniveaus und vorhergesagte Fahrpfade für Fahrzeuge in der Nähe erfordern, was durch eine V2V-Kommunikation vereinfacht wird. Somit sind gemäß der vorliegenden Erfindung das Host-Fahrzeug 12 und das entfernte Fahrzeug 16 durch eine geeignete Drahtlostechnologie kommunikativ gekoppelt. Zum Beispiel können die Fahrzeuge 12, 16 durch ein Funk-LAN, HF-Technologie oder ein anderes herkömmliches Mittel gekoppelt sein, das eine gemeinsame Nutzungen von Informationen zwischen Fahrzeugen in Echtzeit ermöglicht. Alternativ können die Fahrzeuge 12, 16 über eine dritte Zwischeneinrichtung 18 (siehe 1a) kommunikativ gekoppelt sein, die die relevanten Koordinatendaten kontinuierlich erfasst, die hierin beschriebenen Ermittlungen ausführt und kontinuierliche Daten eines projizierten Pfads, Signale und/oder Befehle zu dem Host-Fahrzeug 12 zurück überträgt. Es sei ferner angemerkt, dass die Zuverlässigkeit der Sicherheitsanwendung von der Genauigkeit des umfassten V2V-Kommunikationssystems abhängt.
Im Allgemeinen ist das System 10 ausgestaltet, um Informationen zu dem Bediener zu übertragen, die dem Bediener dabei helfen können, eine mögliche Kollision der Fahrzeuge 12, 16 zu vermeiden und ist vorzugsweise ausgestaltet, um selbständig zu veranlassen, dass das Fahrzeug 12 seinen Pfad und/oder seine Geschwindigkeit ändert, wenn eine Kollision vorhergesagt wird. Das bevorzugte System 10 ermöglicht auch durch Ermitteln mehrerer Koordinaten 12p des projizierten Pfades des Host-Fahrzeugs in Bezug auf die Wegkoordinaten 16t des entfernten Fahrzeugs, dass das entfernte Fahrzeug 16 für das Host-Fahrzeug 12 als ein Führungsfahrzeug wirkt.
Insbesondere ist eine Lokalisierereinrichtung 20 zur Verwendung durch das Host-Fahrzeug 12 geeignet. Die Einrichtung 20 ist ausgestaltet, um für mindestens eine Zeitdauer für die Host- und entfernten Fahrzeuge 12, 16 die Koordinaten 12c, 16c der momentanen Position und mehrere Wegkoordinaten 12t, 16t zu ermitteln und zu speichern. Wie es in 1 gezeigt ist, ist eine bevorzugte Lokalisierereinrichtung 20 ausgestaltet, um Längengrad-, Breitengrad- und Höhenkoordinaten unter Verwendung eines weltweiten Navigationssatellitensystems (GNSS von Global Navigation Satellite System) zu speichern, und umfasst beispielsweise ferner einen GNSS-Empfänger 22, der in dem Fahrzeug 12 angeordnet ist, und einen Satz von zugeordneten Satelliten 24, 26, 28, 30, die kommunikativ mit dem Empfänger 22 gekoppelt sind. Somit kann die Lokalisierereinrichtung 20 in einem absoluten Koordinatensystem arbeiten. Alternativ könnten andere an Steuerpunkten angeordnete Signalquellen kommunikativ mit dem Empfänger 22 gekoppelt sein, und andere Koordinatensysteme, die auf einer Vielzahl von geodätischen Messwerten, Einheiten, Projektionen und Referenzen, wie beispielsweise dem Military Grid Reference System (MGRS) oder ECEF X, Y, Z basieren, könnten verwendet werden.
Die bevorzugte Einrichtung 20 ist auch ausgestaltet, um die Fahrzeugpositionen in Korrelation zu bringen, um die relativen Koordinaten zwischen den Fahrzeugen 12, 16 in einem relativen Koordinatensystem zu ermitteln, wobei sich das System aktualisiert, wenn die Fahrzeuge 12, 16 fahren. In dem relativen Koordinatensystem könnten die empfangene Signalstärke oder die Übertragungszeit für Nachrichten, die zwischen Fahrzeugen gesendet werden, oder rohe GNSS-Empfängerreichweitendaten, wie beispielsweise eine Reichweite zu Satelliten, verwendet werden, um die relativen Positionen zwischen Fahrzeugen festzustellen, die dann verwendet werden könnten, um Weginformationen zu erzeugen.
Die bevorzugte Lokalisierereinrichtung 20 kann auch eine Kartendatenbank 32 mit mindestens einer Kartenaufzeichnung 32a umfassen, die aus Punkten einer globalen Positionsbestimmung besteht. Die Einrichtung 20 ist ausgestaltet, um die Koordinaten der momentanen Position und die Wegkoordinaten der Host- und entfernten Fahrzeuge mit entsprechenden Punkten an der Kartenaufzeichnung 32a in Übereinstimmung zu bringen, wie in 2 gezeigt. Bei dieser Ausgestaltung umfasst das bevorzugte System 10 ferner einen Monitor 34 zum Anzeigen der Kartenaufzeichnung 32a. Die Datenbank 32 kann durch ein herkömmliches Speichermittel, wie beispielsweise eine DVD-ROM, eine interne Festplatte oder eine entfernbare Speicherkarte, gespeichert sein.
Ein erfinderischer Controller 36 ist kommunikativ mit der Einrichtung 20 gekoppelt und ausgestaltet, um selbständig eine Fahrtrichtung, eine Geschwindigkeit V und einen Weg und IDP-Polygone für jedes der Host- und entfernten Fahrzeuge 12, 16 und Koordinaten 12p eines projizierten Pfads für das Host-Fahrzeug 12 auf der Grundlage der erfassten vergangenen Positionsdaten zu ermitteln. Der bevorzugte Controller 36 ist ferner ausgestaltet, um ein Signal 34a zu erzeugen, wenn sich gleichzeitig kreuzende Pfade (d.h. eine räumliche und zeitliche Kongruenz) detektiert werden. Alternativ kann, wenn keine Polygone ermittelt werden, das Signal 34a erzeugt werden, wenn eine im Allgemeinen gleichzeitige Kreuzung von Pfadkoordinaten detektiert wird, wobei der Begriff „im Allgemeinen gleichzeitig" innerhalb einer Zeitdauer basierend auf den Geschwindigkeiten und Abmessungen der Fahrzeuge 12, 16 bedeutet. Schließlich ist der Controller 36 vorzugsweise ausgestaltet, um mindestens einer Betätigungseinrichtung (nicht gezeigt), die eine Geschwindigkeitszunahme- oder Geschwindigkeitsabnahmekomponente des Fahrzeugs 12 steuert, einen Befehl zu übermitteln. Zum Beispiel kann auf die Ermittlung von sich gleichzeitig kreuzenden Pfaden ein bevorzugter Controller einen Befehl an ein Bremsmodul übermitteln, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs zu verringern.
Wie in 2a gezeigt, kann ein beispielhaftes Kollisionsdetektionssignal 34a die Anzeige eines Stoppzeichens an dem Monitor 34 umfassen. Alternativ oder zusätzlich zu einem Anzeigesignal kann eine von mehreren hörbaren Ansagen, wie beispielsweise "Gefahr, Fahrzeug nähert sich von hinten", in Abhängigkeit der Koordinaten und Fahrtrichtungen der Fahrzeuge 12, 16 erzeugt werden. Das Signal 34a kann auch über ein haptisches Kommunikationsmittel oder eine Kombination von einem oder mehreren hörbaren, visuellen oder haptischen Medien weitergeleitet werden.
Der bevorzugte Controller 36 ist auch ausgestaltet, um ein separates Signal 34b zu übermitteln, wenn die Koordinate 12c der momentanen Position und die Fahrtrichtung des Host-Fahrzeugs 12 um mehr als einen minimalen Schwellenwert von dem projizierten Weg abweichen. Wie in 2b gezeigt, kann ein beispielhaftes Pfadabweichsignal 34b eine Anzeige eines oder mehrerer Pfeile bilden, die den Bediener 14 zu der nächsten sich nähernden Koordinate 12p des projizierten Pfads führen.
Vorzugsweise ist der Controller 36 ausgestaltet, um eines mehrerer Signale, die variierende Grade eines Abweichens liefern, oder eine Warnung zu übermitteln. Zum Beispiel kann jedes der Signale 34a, b eines mehrerer Signale sein, die sich in ihrer Farbe, Schriftgröße, Lautstärke, Anordnung, Schriftart, ihrem Wortklang, ihren Blinkgeschwindigkeiten etc. unterscheiden. Schließlich werden die Signale 34a, b für eine vorbestimmte und vorzugsweise modifizierbare Zeitdauer bereitgestellt, die ausreicht, um den Bediener 14 zufriedenstellend zu warnen.
Ein bevorzugtes Verfahren zum Ermitteln einer relativen Positionierung eines Fahrzeugs und zum Vorhersagen eines projizierten Pfads eines Host-Fahrzeugs umfasst, dass Weg- und IDP-Koordinaten des Host-Fahrzeugs ermittelt werden. Ein Host-Fahrzeug-Wegpolygon 38 wird dann auf der Grundlage der Wegkoordinaten 12t und der Breite des Host-Fahrzeugs ermittelt (siehe 3). Ein anderes Polygon 40 wird für den Host-Fahrzeug-IDP ermittelt. Zum Beispiel können 10 Sekunden an Wegkoordinaten bei Einsekunden-Intervallen für das Wegpolygon 38 verwendet werden, und 2 Sekunden an zukünftigen Daten können für das IDP-Polygon 40 berechnet werden. Ähnlich werden für jedes entfernte Fahrzeug 16 ein Wegpolygon 42 des Pfads eines entfernten Fahrzeugs und ein Polygon 44 des unmittelbaren dynamischen Pfads eines entfernten Fahrzeugs ermittelt. Unter Verwendung der Koordinaten des Wegs und der momentanen Position und von relativen Fahrtrichtungen der Host- und entfernten Fahrzeuge 12, 16 wird dann ermittelt, ob sich das entfernte Fahrzeug 16 in der gleichen Richtung, der entgegengesetzten Richtung oder auf einem sich mit dem Pfad des Host-Fahrzeugs 12 kreuzenden Pfad befindet. Das entfernte Fahrzeug 16 wird in eine von mehreren Spurniveau- und Positionskategorien klassifiziert, welche die voraus liegende Host-Spur, die voraus liegende benachbarte Spur, die voraus liegende versetzte Spur, die zurück liegende Host-Spur, die zurück liegende benachbarte Spur und die zurück liegende versetzte Spur umfassen. Als Nächstes wird durch Analysieren der Pfad- und Wegkreuzungen zwischen den Host- und entfernten Fahrzeugen 12, 16 ermittelt, ob das entfernte Fahrzeug die Spur wechselt und die Host-Fahrzeugspur verlässt. Schließlich wird der projizierte Fahrpfad des Host-Fahrzeugs unter Verwendung von Wegen von mindestens einem entfernten Führungsfahrzeug ermittelt, das sich vor dem Host-Fahrzeug 12 auf der gleichen oder einer benachbarten Spur bewegt. Eine bevorzugte Ausführungsform der erfinderischen Algo rithmen und Funktion des Controllers 36, um diese Aufgaben zu erfüllen, ist nachfolgend genau beschrieben:
I. Identifiziere in die gleiche Richtung fahrende Fahrzeuge
Entfernte Fahrzeuge 16, die in die gleiche Richtung wie das Host-Fahrzeug 12 fahren, werden durch Vergleichen der relativen Fahrtrichtungen ermittelt. Ungleichung (1) liefert die Teilmenge solcher Fahrzeuge: Cos θh Cos θs + Sin θh Sin θs > 0,5 (1)wobei θ_h die Fahrtrichtung des Host-Fahrzeugs ist, θ_s die Fahrtrichtung des entfernten Fahrzeugs ist und ein wahrer Wert für die Ungleichung eine gleiche relative Fahrtrichtung liefert. Umgekehrt liefert eine Summe der Produkte, die kleiner als 0,5 ist, eine entgegengesetzte relative Fahrtrichtung für die Host- und entfernten Fahrzeuge 12, 16. Um den Prozess zu vereinfachen, wird die Fahrtrichtung θ_h des Host-Fahrzeugs vorzugsweise für das gewählte Koordinatensystem auf Null gesetzt.
II. Klassifiziere in die gleiche Richtung fahrende Fahrzeuge
Entfernte Fahrzeuge 16, die in die im Wesentlichen gleiche Richtung wie das Host-Fahrzeug 12 fahren, werden durch Vergleichen der Koordinaten der momentanen Position der Host- und entfernten Fahrzeuge 12, 16 in eine von mehreren relativen Positionen kategorisiert. Durch Betrachten der Fahrtrichtung des Host-Fahrzeugs können diese entfernten Fahrzeuge 16 anfänglich in "hintere" und "vordere" Sätze geteilt werden, wobei im Allgemeinen hintere entfernte Fahrzeuge 16 ermittelt werden, wenn das Host-Fahrzeug dabei ist, den Abstand zwischen den beiden zu erhöhen.
Vorzugsweise werden die entfernten Fahrzeuge 16, die sich hinter dem Host-Fahrzeug 12 befinden, rechnerisch durch Ungleichung (2): (xs – xh) Cos θh + (ys – yh) Sin θh < 0 (2)ermittelt, wobei x_s, y_s Koordinaten des entfernten Fahrzeugs 16 sind und x_h, y_h Koordinaten des Host-Fahrzeugs 12 sind, und entfernte Fahrzeuge 16, die sich vor dem Host-Fahrzeug 12 befinden, werden rechnerisch durch Ungleichung (2b): (xs – xh) Cos θS + (ys – yh) Sin θs > 0 (2b)ermittelt. Höhenkoordinaten z_x werden vorzugsweise nicht betrachtet, um eine vereinfachte Analyse in einer Ebene darzustellen. Es sei angemerkt, dass das Außerachtlassen von Höhenkoordinaten in Bezug auf eine Kollisionsdetektion bezüglich der Höhendifferenz zwischen den Host- und entfernten Fahrzeugen 12, 16 einen Sicherheitsfaktor liefert. Es sei jedoch auch angemerkt, dass, wenn die V2V-Kommunikatin nicht auf im Allgemeinen planare Fahrzeuge beschränkt ist, eine Höhenanalyse notwendig sein kann, um eine falsche Signalisierung während eines Überfahrens einer Überführung zu vermeiden.
Das entfernte Fahrzeug 16 befindet sich direkt hinter dem Host-Fahrzeug 12, wenn die Fahrzeuge in die gleiche Richtung fahren und das Wegpolygon 38 des Host-Fahrzeugs 12 das IDP-Polygon 44 des entfernten Fahrzeugs 16 kreuzt. Umgekehrt, wenn das IDP-Polygon 44 des Host-Fahrzeugs 12 das Wegpolygon 38 des entfernten Fahrzeugs kreuzt, und die Fahrzeuge 12, 16 in die gleiche Richtung fahren, befindet sich das entfernte Fahrzeug 16 vor dem Host-Fahrzeug und auf der gleichen Spur.
III. Klassifiziere Fahrzeuge in Spurniveauverkehr
Eine Spurposition (d.h. benachbarte Spur rechts/versetzte Spur rechts, benachbarte Spur links/versetzte Spur links) in Bezug auf die Spur des Host-Fahrzeugs wird durch Berechnen des Vorzeichens eines dreieckigen Bereichs, der von einem Richtungsvektor umschlossen ist, der sequenziell von einem parametrisch inneren Punkt des Host-Fahrzeugs, a, wie beispielsweise seinem Punkt des GPS Empfängers 22, einem vordersten Punkt an dem Host-Fahrzeug 12, b, wie beispielsweise dem vordersten mittleren Punkt, und einem parametrisch inneren Punkt des entfernten Fahrzeugs 16, s, wie beispielsweise der vergangenen GPS-Wegposition, die der momentanen Position des Host-Fahrzeugs am nächsten liegt, abgeleitet wird, und der relativen Koordinaten der Host- und entfernten Fahrzeuge 12, 16 ermittelt. Wie es in 4 gezeigt ist, und zu Zwecken der Berechnung von Ungleichung (3) werden Vektoren entgegen dem Uhrzeigersinn als positive Bereiche bildend betrachtet und treten auf, wenn sich das entfernte Fahrzeug 16 auf einer relativ links liegenden Spur befindet. Vektoren im Uhrzeigersinn werden als negative Bereiche bildend betrachtet und treten auf, wenn sich das entfernte Fahrzeug 16 auf einer relativ rechts liegenden Spur befindet. Zum Beispiel weist das Dreieck 46 abs1 in 4 einen positiven Bereich auf, während das Dreieck 48 abs2 einen negativen Bereich darstellt.
Ungleichung (3) ermittelt das Vorhandensein eines entfernten Fahrzeugs 16 auf einer linken Spur: (bx – ax) (sy – ay) – (sx – ax) (by – ay) > 0 (3),wobei a_x, a_y die Koordinaten des Punkts a sind, b_x, b_y die Koordinaten des Punkts b sind, und s_x, s_y die Koordinaten eines Punkts S sind. Ähnlich befindet sich das entfernte Fahrzeug 16 auf einer rechten Spur, wenn die Differenz der Produkte kleiner als Null (< 0) ist. Es sei jedoch angemerkt, dass für bestimmte Abstände zwischen den Fahrzeugen 12, 16 in einer Kurve in Bezug auf den Kurvenradius das Richtungsvektorverfahren zum Ermitteln der Spurposition aufgrund davon, dass die stromaufwärtigen linken und rechten Spuren auf der gleichen Seite des Host-Fahrzeugs 12 liegen, ungeeignet werden kann.
Somit kann eine relative Spurposition alternativ durch Berechnen eines seitlichen Versatzes zwischen den Wegkoordinaten und den Koordinaten der momentanen Position der Host- und entfernten Fahrzeuge 12, 16 ermittelt werden. Bei diesem Verfahren, das in 5 gezeigt ist, können Schwellenwerte verwendet werden, um Spurversetzungen zu definieren. Zum Beispiel kann ein seitlicher Versatz zwischen minus Eins und plus Eins angeben, dass die Host- und entfernten Fahrzeuge 12, 16 die gleiche Spur teilen (minus Eins bis minus Zwei kann angeben, dass sich ein entferntes Fahrzeug auf der linken benachbarten Spur befindet, plus Eins bis plus Zwei für die rechte benachbarte Spur etc.). Es sei angemerkt, dass dieses Verfahren durch Verwenden eines rechtwinkligen seitlichen Versatzes an einer gegebenen Koordinate bei geraden und kurvigen Durchfahrtsstraßen gleichermaßen funktioniert. In 5, in der das entfernte Fahrzeug 16 als das Führungsfahrzeug wirkt, ist D_A (früherer Abstand) der orthogonale Abstand zwischen den Wegen der Host- und entfernten Fahrzeuge 12, 16, D_C (momentaner Abstand) ist der Abstand zwischen der Koordinate 12c der momentanen Position des Host-Fahrzeugs und dem Weg des entfernten Fahrzeugs, und D_F (zukünftiger Abstand) ist der Abstand zwischen einer Koordinate des zukünftigen Pfads des Host-Fahrzeugs 12 und der momentanen Position des entfernten Fahrzeugs 16.
IV. Ermittele die Spur wechselnde und verlassende Fahrzeuge
Wenn ein entferntes Fahrzeug 16 von hinten auf die Spur des Host-Fahrzeugs wechselt, beginnt das IDP-Polygon 44 des entfernten Fahrzeugs, das Weg-Polygon 38 des Host-Fahrzeugs zu kreuzen, um einen Überlappungsbereich (A) (nicht gezeigt) einer Kreuzungsfläche zu bilden. Diese Situation wird durch die Änderungsrate des Überlappungsbereichs (A) mit Ungleichung (4) detektiert.
Ähnlich stellt ein Fahrzeug 16, das die Spur des Host-Fahrzeugs verlässt, einen kleiner werdenden Bereich dar, so dass die Änderungsrate kleiner als Null (< 0) ist.
Somit kann jedes entfernte Fahrzeug 16 in Bezug auf das Host-Fahrzeug 12 auf der Grundlage der Fahrzeugfahrtrichtung und den Koordinaten der momentanen Position in eine von mehreren Kategorien kategorisiert werden, wobei die Kategorien aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus einer anderen Fahrbahnhöhe (wobei eine Höhenanalyse ausgeführt wird), Gegenverkehr, Kreuzen von links, Kreuzen von rechts, auf eigener Spur vorne, auf eigener Spur hinten, voraus liegender benachbarter Spur, voraus liegender versetzter Spur, zurück liegender benachbarter Spur und zurück liegender versetzter Spur besteht. Vorzugsweise ist jedes entfernte Fahrzeug 16 ferner ausgestaltet, um auf der Grundlage der Positionskoordinaten und der Fahrtrichtung des entfernten Fahrzeugs 16 eine Spuränderung zu detektieren und die Koordinaten und Zeit der Spuränderung zu dem Host-Fahrzeug 12 zu übertragen. Demgemäß ist das Host-Fahrzeug 12 vorzugsweise ausgestattet, um die Spurwechselinformationen des ent fernten Fahrzeugs zu verwenden, um die Klassifikation und Berechung des seitlichen Versatzes wie in Teil (V) beschrieben zu modifizieren.
V. Vorhersagen eines Host-Fahrzeugpfads
Wie oben beschrieben wird der projizierte Pfad des Host-Fahrzeugs 12 vorzugsweise in Bezug auf mindestens ein Führungsfahrzeug 16 ermittelt. Insbesondere bestimmt, sobald mindestens ein entferntes Fahrzeug 16 als ein erwünschtes Führungsfahrzeug betrachtet wird, eines von drei Szenarios die Ermittlung der Koordinaten 12p des projizierten Pfads. Zuerst können, wenn sich das Führungsfahrzeug 16 auf der gleichen Spur wie das Host-Fahrzeug 12 befindet, die Koordinaten 12p des zukünftigen Pfads festgelegt werden, um die Wegkoordinaten 16t des Führungsfahrzeugs 16 im Allgemeinen in Übereinstimmung zu bringen, wie in 6 gezeigt.
Wenn sich ein Führungsfahrzeug 16 auf einer benachbarten Spur befindet, können die Koordinaten 12p des zukünftigen Pfads in einem Abstand mit konstantem Versatz, D_O, von den Wegkoordinaten 16t festgelegt werden, der rechtwinklig von dem Wegpolygon des Führungsfahrzeugs 16 gemessen wird, wie in 7 gezeigt. Der bevorzugte Versetzungsabstand wird ermittelt und gleich einem tatsächlichen rechtwinkligen Abstand d_j zwischen einer IDP-Koordinate 12i des Host-Fahrzeugs und der durch die nächstliegenden Wegkoordinaten 16t des Führungsfahrzeugs gezogene Linie festgelegt, wie auch in 7 gezeigt.
Schließlich wird, wenn sich mehrere Führungsfahrzeuge 16 auf den linken und rechten benachbarten Spuren befinden, wie in 8 gezeigt, ebenso ein separater Pfad in Bezug auf jedes der mehreren Führungsfahrzeuge 16 ermittelt. Die sich ergebenden vorhergesagten Pfade werden ver glichen, um eine Diskrepanz und/oder einen anderweitigen Fehler zu detektieren. Wenn keine Diskrepanz oder kein Fehler gefunden wird, wird der längere der vorbestimmten Pfade als der vorhergesagte Pfad des Host-Fahrzeugs 12 hergenommen. Alternativ kann der vorhergesagte Pfad des Host-Fahrzeugs 12 aus einem Durchschnitts- oder mittleren Pfad erhalten werden, der aus den separaten Pfaden ermittelt wird.
Die oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind nur als Erläuterung zu verwenden und sollten nicht in einem einschränkenden Sinne beim Interpretieren des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Offensichtliche Abwandlungen der beispielhaften Ausführungsformen und Betriebsverfahren, wie hierin ausgeführt, können leicht von Fachleuten durchgeführt werden, ohne von der Idee der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Erfinder legen hiermit ihre Absicht dar, sich auf die Äquivalenzlehre zu berufen, um den vernünftigerweise angemessenen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu ermitteln und zu bewerten, der jedes System oder Verfahren betrifft, das nicht grundlegend von dem Schutzumfang der Erfindung abweicht, wie er in den folgenden Ansprüchen ausgeführt ist.

10: System
12: Fahrzeug
14: Bediener
16: Entferntes Fahrzeug
18: Dritte Zwischeneinrichtung
20: Lokalisierereinrichtung
22: GPS-Empfänger
24: GPS-Satellit
26: GPS-Satellit
28: GPS-Satellit
30: GPS-Satellit
32: Kartendatenbank
32a: Kartenaufzeichnung
34: Monitor
34a: Signal für Kollision
34b: Signal für Pfadabweichung
36: Controller
38: Wegpolygon des Host-Fahrzeugs
40: IDP-Polygon des Host-Fahrzeugs
42: Wegpolygon des entfernten Fahrzeugs
44: IDP-Polygon des entfernten Fahrzeugs
46: Dreieck ABS 1
48: Dreieck ABS 2
50
52
54
56
58

Claims

Pfadvorhersagesystem (10), das zur Verwendung bei einem fahrenden Host-Fahrzeug (12) geeignet ist, das von mindesten einem fahrenden entfernten Fahrzeug (16) beabstandet und mit diesem kommunikativ gekoppelt ist, wobei das System umfasst: eine Lokalisierereinrichtung (20), die ausgestaltet ist, um für mindestens eine Zeitdauer für alle Host-Fahrzeuge und mindestens ein entferntes Fahrzeug (12, 16) Koordinaten einer momentanen Position und mehrere Wegkoordinaten zu ermitteln und zu speichern; und einen Controller (36), der mit der Einrichtung (20) kommunikativ gekoppelt ist und ausgestaltet ist, um selbständig eine Fahrtrichtung und einen Pfad für alle Host- und entfernten Fahrzeuge (12, 16) auf der Grundlage der Koordinaten der momentanen Position und der mehreren Wegkoordinaten zu ermitteln, wobei der Controller (36) ferner ausgestaltet ist, um für alle Host- und entfernten Fahrzeuge (12, 16) eine Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermitteln und ein Signal oder einen Befehl zu erzeugen, wobei die relativen Geschwindigkeiten, Positionskoordinaten und Fahrtrichtungen sich gleichzeitig kreuzende Pfade projizieren.
System nach Anspruch 1, wobei die Lokalisierereinrichtung (20) ferner ausgestaltet ist, um für mindestens eine Zeitdauer relative Koordinaten einer momentanen Position und Wegkoordinaten zwischen dem Host-Fahrzeug und dem mindestens einen entfernten Fahrzeug (12, 16) zu ermitteln und zu speichern, um ein relatives Koordinatensystem darzustellen.
System nach Anspruch 1, wobei der Controller (36) ausgestaltet ist, um ferner einen projizierten Pfad für das Host-Fahrzeug (12) zu ermitteln und ein zweites Signal oder einen zweiten Befehl zu erzeugen, wenn eine Koordinate der momentanen Position des Host-Fahrzeugs von dem projizierten Pfad abweicht.
System nach Anspruch 3, wobei der Controller (36) ferner ausgestaltet ist, um mehrere verschiedene Signale zu erzeugen, wobei jedes Signal einen verschiedenen Grad eines Abweichens von dem projizierten Pfad angibt.
System nach Anspruch 4, wobei das Signal ferner ausgestaltet ist, um das Host-Fahrzeug (12) zu dem projizierten Pfad zu führen.
System nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (20) eine Kartendatenbank (32) mit mindestens einer Aufzeichnung (32a) umfasst, wobei die Aufzeichnung (32a) mehrere Punkte einer globalen Positionsbestimmung darstellt, wobei die Einrichtung (20) ausgestaltet ist, um die Koordinate der momentanen Position und mindestens einen Teil der Wegkoordinaten des entfernten Fahrzeugs mit entsprechenden Punkten auf der Aufzeichnung (32a) in Übereinstimmung zu bringen und die Aufzeichnung anzuzeigen, wobei der Controller (36) mit der Datenbank (32) kommunikativ gekoppelt ist und ausgestaltet ist, um mehrere Koordinaten des projizierten Pfads für das Host-Fahrzeug (12) zu ermitteln und die Koor dinaten des projizierten Pfads mit entsprechenden Punkten auf der Aufzeichnung (32a) in Übereinstimmung zu bringen.
Verfahren zum Vorhersagen des Pfads eines fahrenden Host-Fahrzeugs (12) in Bezug auf mindestens ein fahrendes entferntes Führungsfahrzeug (16) durch einen Controller (36), wobei das Verfahren die Schritte umfasst: a) Ermitteln und Speichern mehrerer Wegkoordinaten, einer Koordinate einer momentanen Position und einer Fahrtrichtung für mindestens ein fahrendes entferntes Fahrzeug (16); b) Ermitteln einer Koordinate einer momentanen Position und einer Fahrtrichtung für das Host-Fahrzeug (12); c) Vergleichen der Koordinaten der momentanen Position und der Fahrtrichtungen für das Host-Fahrzeug (12) und das mindestens eine fahrende entfernte Fahrzeug (16), um mindestens ein fahrendes entferntes Führungsfahrzeug zu ermitteln, wobei sich das Führungsfahrzeug im Allgemeinen vor dem Host-Fahrzeug (12) befindet und in die gleiche allgemeine Richtung fährt; und d) Ermitteln mehrerer Koordinaten eines projizierten Pfads für das Host-Fahrzeug (12), wobei jede Pfadkoordinate mit einer entsprechenden Wegkoordinate des Führungsfahrzeugs in Übereinstimmung gebracht wird und kongruent in Bezug gebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Schritte a), b) und c) ferner die Schritte umfassen, dass eine Fahrzeuggeschwindigkeit V für alle Host- und entfernten Fahrzeuge (12, 16) ermittelt wird, für alle mehrere IDP-Koordinaten auf der Grundlage der entsprechenden mehreren Wegkoordinaten, der Koordinaten der momentanen Position, der Fahrtrichtung und der Geschwindigkeit ermittelt und gespeichert werden, und die Koordinaten der momentanen Position, die Fahrtrichtungen, die Geschwindigkeiten und die IDP-Koordinaten für das Host-Fahrzeug (12) mit dem mindestens einen fahrenden entfernten Fahrzeug (16) verglichen werden, um mindestens ein fahrendes entferntes Führungsfahrzeug zu ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Schritte a) und b) ferner die Schritte umfassen, dass eine Fahrzeugbeschleunigung f, eine Giergeschwindigkeit und ein Lenkradwinkel für alle Host- und entfernten Fahrzeuge (12, 16) ermittelt werden und die mehreren IDP-Koordinaten ermittelt werden, so dass die IDP-Koordinaten auf der Grundlage von V, f, der Giergeschwindigkeit und/oder dem Lenkradwinkel des entsprechenden Fahrzeugs eine Länge L darstellen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Schritte a) und b) ferner die Schritte umfassen, dass eine Fahrzeugbeschleunigung f für alle Host- und entfernten Fahrzeuge (12, 16) ermittelt wird und für alle die IDP-Koordinaten ermittelt werden, so dass die IDP-Koordinaten eine IDP-Länge L gemäß der folgenden Gleichung: L = 2(V + f)darstellen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei Schritt c) ferner die Schritte umfasst, dass die Fahrtrichtung für das mindestens eine entfernte Fahrzeug (16) in Bezug auf das Host-Fahrzeug (12) auf der Grundlage der relativen Fahrtrichtung zwischen den Fahrzeugen (12, 16) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei Schritt c) ferner die Schritte umfasst, dass die Fahrtrichtung für das mindestens eine entfernte Fahrzeug (16) in Bezug auf das Host-Fahrzeug (12) gemäß der folgenden Ungleichung: Cos θh Cos θs + Sin θh Sin θs > 0,5ermittelt wird, wobei θ_h die Fahrtrichtung des Host-Fahrzeugs ist, θ_s die Fahrtrichtung des entfernten Fahrzeugs ist und ein wahrer Wert für die Ungleichung die gleiche relative Fahrtrichtung liefert.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei Schritt c) ferner die Schritte umfasst, dass der Voraus- oder Zurück-Zustand des mindestens einen entfernten Fahrzeugs (16) in Bezug auf das Host-Fahrzeug (12) auf der Grundlage der Fahrtrichtungen und Koordinaten der momentanen Position der Fahrzeuge (12, 16) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei Schritt c) ferner die Schritte umfasst, dass der Zustand des mindestens einen entfernten Fahrzeugs (16) in Bezug auf das Host-Fahrzeug (12) gemäß der folgenden Ungleichung: (xs – xh) Cos θh + (ys – yh) Sin θh < 0ermittelt wird, wobei θ_h die Fahrtrichtung des Host-Fahrzeugs ist, x_s, y_s Koordinaten des entfernten Fahrzeugs (16) sind, x_h, y_h Koordina ten des Host-Fahrzeugs (12) sind und ein wahrer Wert für die Ungleichung auftritt, wenn sich das entfernte Fahrzeug (16) hinter dem Host-Fahrzeug (12) befindet.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei Schritt c) ferner die Schritte umfasst, dass das mindestens eine entfernte Fahrzeug (16) auf der Grundlage der Fahrtrichtung des Fahrzeugs und der Koordinaten der momentanen Position des Fahrzeugs in eine von mehreren Kategorien kategorisiert wird, wobei die Kategorien aus einer Gruppe ausgewählt werden, die im Wesentlichen aus einer anderen Fahrbahnhöhe, Gegenverkehr, Kreuzen von links, Kreuzen von rechts, voraus liegender Host-Spur, voraus liegender benachbarter Spur, voraus liegender versetzter Spur, zurück liegender Host-Spur, zurück liegender benachbarter Spur und zurück liegender versetzter Spur besteht.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die relative Spurposition für jedes entfernte Fahrzeug (16) durch Analysieren eines Richtungsvektors ermittelt wird, der sequenziell von einem parametrisch, inneren Punkt a des Host-Fahrzeugs zu einem vordersten Punkt b des Host-Fahrzeugs und zu einem parametrisch inneren Wegpunkt S eines entfernten Fahrzeugs abgeleitet wird, so dass nur ein Vektor entgegen dem Uhrzeigersinn positiv ist, und das entfernte Fahrzeug (16) sich auf einer linken Spur befindet, wenn die folgende Ungleichung: (bx – ax) (sy – ay) – (sx – ax) (by – ay) > 0wahr ist, und a_x, a_y Koordinaten des Punkts a sind, b_x, b_y Koordinaten des Punkts b sind und s_x, s_y Koordinaten des Punkts S sind.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die relative Spurposition für das mindestens eine entfernte Fahrzeug (16) durch Berechnen seitlicher Versetzungen zwischen den Wegkoordinaten und den Koordinaten der momentanen Position für das Host-Fahrzeug (12) und das mindestens eine entfernte Fahrzeug (16) ermittelt wird, und die Versetzungen mit mehreren Schwellenwerten verglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das entfernte Fahrzeug (16) in die voraus liegende Host-Spur kategorisiert wird, und die mehreren Koordinaten eines projizierten Pfads für das Host-Fahrzeug (12) so ermittelt werden, dass alle Pfadkoordinaten zu einer entsprechenden Wegkoordinate des entfernten Fahrzeugs kongruent sind.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das entfernte Fahrzeug (16) in die voraus liegende benachbarte Spur oder voraus liegende versetzte Spur kategorisiert wird und die mehreren Koordinaten eines projizierten Pfads für das Host-Fahrzeug (12) so ermittelt werden, dass alle Pfadkoordinaten mit einem im Allgemeinen konstanten seitlichen Versatz beabstandet sind, wie sie rechtwinklig von einer entsprechenden Wegkoordinate des entfernten Fahrzeugs gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das Führungsfahrzeug ferner ausgestaltet ist, um eine Spuränderung zu detektieren und die Koordinaten und die Zeit der Spuränderung zu dem Host-Fahrzeug (12) zu übertragen, und das Host-Fahrzeug (12) ferner ausgestaltet ist, um die Kategorisierung oder den seitlichen Versatz auf der Grundlage der Spuränderungsinformationen des entfernten Fahrzeugs zu modifizieren.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei mehrere entfernte Fahrzeuge (16) in die voraus liegende benachbarte Spur und voraus liegende versetzte Spur kategorisiert werden, wobei anfänglich mehrere Koordinaten eines projizierten Pfads für das Host-Fahrzeug (12) in Bezug auf jedes der mehreren entfernten Fahrzeuge (16) ermittelt und verglichen werden und eine schließliche Mehrzahl von Koordinaten eines projizierten Pfads aus der längsten der anfänglichen Mehrzahl der Pfadkoordinaten ermittelt wird.
Verfahren zum Vorhersagen der Pfade eines fahrenden Host-Fahrzeugs (12) und mindestens eines fahrenden entfernten Fahrzeugs (16) und zum Vermeiden einer zukünftigen gleichzeitigen Kreuzung der Pfade durch einen Controller (36), wobei das Verfahren die Schritte umfasst: a) Ermitteln und Speichern mehrerer Pfadkoordinaten für das Host-Fahrzeug (12); b) Ermitteln und Speichern mehrerer Pfadkoordinaten für das mindestens eine entfernte Fahrzeug (16); c) elektronisches Vergleichen der mehreren Pfadkoordinaten, um eine zukünftige gleichzeitige Kreuzung von Pfadkoordinaten zu detektieren; und d) Erzeugen elektrischer Signale, um zu veranlassen, dass die Pfadkoordinaten entweder des Host- oder des entfernten Fahrzeugs modifiziert werden, um die zukünftige gleichzeitige Kreuzung der Pfade zu beheben.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Schritte a), b) und d) ferner die Schritte umfassen, dass eine Host-Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Geschwindigkeit eines entfernten Fahrzeugs ermittelt werden und veranlasst wird, dass die Geschwindigkeit des Host-Fahrzeugs (12) abnimmt oder zunimmt.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Schritte a), b) und c) ferner die Schritte umfassen, dass für jedes der Host- und entfernten Fahrzeuge (12, 16) auf der Grundlage der entsprechenden mehreren Pfadkoordinaten und der Fahrzeugbreite ein Pfadpolygon ermittelt wird und ein sich gleichzeitig überlappender Bereich zwischen den Pfadpolygonen detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei Schritt c) ferner die Schritte umfasst, dass die mehreren Pfadkoordinaten verglichen werden, um eine zukünftige im Allgemeinen gleichzeitige Kreuzung von Pfadkoordinaten zu detektieren.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Schritte a), b) und c) ferner die Schritte umfassen, dass für alle Host- und entfernten Fahrzeuge (12, 16) mehrere Wegkoordinaten und eine Koordinate einer momentanen Position ermittelt und gespeichert werden und die mehreren Wegkoordinaten und die Koordinaten der momentanen Position verglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 26, wobei die Schritte a), b) und c) ferner die Schritte umfassen, dass ein Pfadpolygon und ein Wegpolygon für alle Host- und entfernten Fahrzeuge (12, 16) auf der Grundlage der entsprechenden mehreren Pfad- oder Wegkoordinaten und der Fahrzeugbreite ermittelt werden und ein Überlappungsbereich zwischen den Host-Pfad- oder -Wegpolygonen und den Pfad- oder Wegpolygonen des entfernten Fahrzeugs detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei Schritt c) ferner die Schritte umfasst, dass ein sich temporär erhöhender oder verringernder Bereich ermittelt wird.
Computerprogramm, das das Verfahren nach Anspruch 22 bei einer Ausführung durch eine elektronische Einrichtung realisiert, die zu einem Host-Fahrzeug (12) gehört, das in einem Abstand zu mindestens einem fahrenden entfernten Fahrzeug (16) oder einem Objekt fährt.