DE102018209959A1

DE102018209959A1 - Verfahren und Fahrassistenzsystem zum Vermeiden einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem Hindernis

Info

Publication number: DE102018209959A1
Application number: DE102018209959.6A
Authority: DE
Inventors: Juergen Schmidt; Werner Urban; Tom Reimann; Jianda Wang
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-06-20
Filing date: 2018-06-20
Publication date: 2019-12-24
Also published as: EP3810476A1; US20210162991A1; WO2019243162A1; CN112292301A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung einer Kollision eines Fahrzeugs (10) mit einem Hindernis (11) unter Verwendung mindestens eines Ultraschallsensors (12). Bei dem Verfahren werden Reflexionspunkte (14) während einer Bewegung des Fahrzeugs (10) bestimmt, wobei die Reflexionspunkte (14) Orte repräsentieren, an denen ein Signal eines Ultraschallsensors (12) reflektiert wurde. Die Reflexionspunkte (14) werden zu zusammenhängenden, linear verlaufenden Wandabschnitten (20) zusammengeführt, wobei ein Wandabschnitt (20) zwei Enden aufweist. Ferner wird bestimmt, ob ein Ende eines Wandabschnitts (20) offen oder geschlossen ist. Der an ein offenes Ende (24) eines Wandabschnitts (20) angrenzende Verlauf wird extrapoliert und es werden virtuelle Kollisionspunkte (32) zwischen dem Fahrzeug (10) und dem extrapolierten Verlauf der Wandabschnitte (20) ermittelt. Es folgt das Einleiten eines Bremseingriffs, falls eine Kollision mit einem virtuellen Kollisionspunkt (32) droht.Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein Fahrassistenzsystem mit mindestens einem Ultraschallsensor (12), welches zur Ausführung des Verfahrens eingerichtet ist, und ein Fahrzeug (10) mit einem solchen Fahrassistenzsystem.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermeiden einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem Hindernis, wobei über mindestens ein Ultraschallsensor ein Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis in der Umgebung des Fahrzeugs bestimmt wird, indem der mindestens eine Ultraschallsensor Signale aussendet und an dem Hindernis reflektierte Echos des Signals wieder empfängt. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fahrassistenzsystem zum Vermeiden einer Kollision eines Fahrzeugs, welches mindestens einen Ultraschallsensor zum Bestimmen eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis in der Umgebung des Fahrzeugs umfasst und ausgebildet ist, das Verfahren auszuführen.
Stand der Technik
Im Automobilbereich werden verschiedene Fahrassistenzsysteme eingesetzt, die den Fahrer beim Ausführen verschiedener Fahrmanöver unterstützen sollen. Dazu gehören beispielsweise Parkassistenzsysteme, die mit Hilfe von den dem Fahrzeug zugeordneten Sensoren die Umgebung erfassen, in der Umgebung mögliche Parkplätze ermitteln und den Fahrer beim Einparken unterstützen. Andere Fahrassistenzsysteme warnen den Fahrer beispielsweise vor Objekten, die sich im toten Winkel befinden. Einige Fahrassistenzsysteme umfassen eine Bremsfunktion, welche das Fahrzeug vor dem Auftreten einer Kollision abbremst.
Aus DE10 2014 111 951 A1 ist ein Verfahren zum Warnen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs vor der Anwesenheit eines Objektes in der Umgebung bekannt. Bei dem Verfahren wird fortlaufend ein Mindestabstand zwischen dem Kraftfahrzeug und einem Objekt ermittelt, wobei eine Warnung bei Unterschreitung eines vorbestimmten Grenzwertes ausgegeben wird. Zusätzlich wird fortlaufend ein Kollisionsabstand ermittelt, welcher einen Abstand zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Objekt beim Bewegen des Kraftfahrzeugs innerhalb des ermittelten Fahrschlauches beschreibt.
Aus DE10 2013 021 827 A1 ist ein Verfahren zum Warnen eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs vor einer Kollisiongefahr bekannt. Bei dem Verfahren werden zusätzlich zu Objekten im Fahrschlauch des Fahrzeugs auch Objekte herangezogen, die in einem Warnbereich außerhalb des Fahrschlauches liegen. Beispielsweise kann bei einer Rückwärtsfahrt ein Warnbereich im Bereich der linken vorderen Ecke des Kraftfahrzeugs definiert werden. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Kollision mit einem länglichen Objekt vermieden werden, welches sich links vom Fahrzeug befindet, dessen in den Fahrschlauch hineinragende Teile jedoch außerhalb der Sichtbereiche der Sensoren des Kraftfahrzeugs liegen.
Nachteilig am Stand der Technik ist, dass eine Kollision mit in den Fahrschlauch eines Fahrzeugs hineinragenden Objekten oft erst sehr spät detektiert wird, sodass ein Vermeiden einer Kollision durch Bremsen oft nicht mehr möglich ist.
Offenbarung der Erfindung
Es wird ein Verfahren zum Vermeiden einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem Hindernis vorgeschlagen, wobei über mindestens einen Ultraschallsensor ein Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis in der Umgebung des Fahrzeugs bestimmt wird, indem der mindestens eine Ultraschallsensor Signale aussendet und an dem Hindernis reflektierte Echos des Signals wieder empfängt.
Bei dem Verfahren ist vorgesehen, dass in einem Schritt a) des Verfahrens Reflexionspunkte während einer Bewegung des Fahrzeugs bestimmt werden, wobei die Reflexionspunkte Orte repräsentieren, an denen ein Signal eines Ultraschallsensors reflektiert wurde. In einem nachfolgenden Schritt b) des Verfahrens werden die bestimmten Reflexionspunkte Objekten zugeordnet. Dabei werden insbesondere Reflexionspunkte zu zusammenhängenden, linear verlaufenden Wandabschnitten zusammengefasst, wobei ein Wandabschnitt zwei Enden aufweist.
In einem sich anschließenden Schritt c) des Verfahrens wird bestimmt, ob ein Ende eines Wandabschnitts offen oder geschlossen ist. Ein Ende eines Wandabschnitts wird als geschlossen angesehen, wenn die an das jeweilige Ende angrenzenden Reflexionspunkte einem nicht-linearen Verlauf folgen oder wenn bei weiterer Bewegung des Fahrzeugs keine weiteren Reflexionspunkte mit dem jeweiligen Ende eines Wandabschnitts zusammengeführt werden. Andernfalls wird ein Ende eines Wandabschnitts als offen angesehen.
In einem nachfolgenden Schritt d) des Verfahrens wird für Wandobjekte, die zumindest ein offenes Ende aufweisen, der Verlauf, der auf ein offenes Ende folgt, extrapoliert. In einem anschließenden Schritt e) des Verfahrens werden virtuelle Kollisionspunkte zwischen dem Fahrzeug und dem extrapolierten Verlauf der Wandabschnitte ermittelt. In einem nachfolgenden Schritt f) des Verfahrens wird ein Bremseingriff eingeleitet, falls eine Kollision des Fahrzeugs mit einem virtuellen Kollisionspunkt droht.
Fürs Bestimmen der Reflexionspunkte gemäß Schritt a) des Verfahrens werden beispielsweise von einem Ultraschallsensor Signale ausgesendet und von Objekten der Umgebung reflektierte Ultraschallechos von diesem Sensor wieder empfangen. Dabei wird für jedes empfangene Ultraschallecho anhand der Laufzeit zwischen Aussenden des Signals und Empfangen des Echos, der Abstand des Objektes zum Fahrzeug bestimmt. Des Weiteren wird dem ermittelten Abstand für das Bilden von Reflexionspunkten neben dem ermittelten Abstand bzw. Entfernungswert ein Zeitpunkt zugeordnet und/oder ein Bezug zu einer vom Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecke zugeordnet. Auf diese Weise kann ein Verlauf von Reflexionspunkten erzeugt werden, bei dem eine Abhängigkeit zwischen einem gemessenen Abstand und der Zeit, an der der Abstand gemessen wurde und/oder eine Abhängigkeit zu der vom Fahrzeug zurückgelegten Strecke hergestellt wird.
Werden mindestens zwei Ultraschallsensoren verwendet, deren Sichtbereiche, innerhalb denen diese Echos von Objekten wahrnehmen können, sich zumindest teilweise überlappen, kann mittels Messen des Abstands zu einem Objekt durch beide Ultraschallsensoren und anschließender Lateration nicht nur der Abstand zwischen dem Fahrzeug und dem reflektierenden Objekt ermittelt werden, sondern es kann auch die relative Lage des Objektes bzw. des Reflexionspunktes in Bezug auf das Fahrzeug bestimmt werden. In diesem Fall ist es bevorzugt, zur Bildung des Verlaufs von Reflexionspunkten die Zeit, an dem das Echo empfangen wurde, sowie die Lage des Reflexionspunktes mit Bezug zum Fahrzeug dem Reflexionspunkt zuzuordnen.
In dem Schritt b) des Verfahrens werden die ermittelten Reflexionspunkte zu Objekten zusammengefasst. Dazu kann der Verlauf der Reflexionspunkte beispielsweise unter Verwendung eines Trackingfilters analysiert werden, wobei dicht beieinanderliegende Reflexionspunkte zu einem Objekt zusammengefasst werden. Für das Zusammenführen der Reflexionspunkte kann beispielsweise vorgesehen sein, eine virtuelle Umgebungskarte zu erstellen. In dieser Umgebungskarte wird für jeden Reflexionspunkt ein Ort eingetragen. Für das Erstellen der Umfeldkarte werden dabei insbesondere die zu den gegebenen Reflexionspunkten aufgezeichnete Entfernung bzw. Lage in Bezug zum Fahrzeug sowie die jeweilige Fahrzeugposition zum Zeitpunkt der Messung verwendet.
Bei dem Verfahren ist insbesondere vorgesehen, die Reflexionspunkte zu zusammenhängenden, linear verlaufenden Wandabschnitten zusammenzuführen. Bei Verwendung eines Tracking Filters, welcher Reflexionspunkte bzw. die Orte, die diese repräsentieren zu Objekten zusammenfasst, werden Objekte, die eine längliche Form aufweisen bzw. bei denen die zusammengeführten Reflexionspunkte auf einer Linie liegen, als ein solcher Wandabschnitt angesehen. Jeder Wandabschnitt weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf. Ein Wandabschnitt umfasst mindestens drei Reflexionspunkte, bevorzugt weist ein Wandabschnitt mindestens vier und besonders bevorzugt mindestens fünf Reflexionspunkte auf.
Die ermittelten Wandabschnitte gehören jeweils zu einem Hindernis bzw. Objekt in der Umgebung des Fahrzeugs, wobei ein Wandabschnitt immer einen linearverlaufenden Teil einer Kontur dieses Objektes darstellt. Beim Objekt kann es sich um ein langgezogenes Objekt handeln, wie beispielsweise eine Leitplanke, Mauer oder Hecke. Oder es kann sich um einen Teil der Kontur eines Objektes handeln, welcher linear ist. Beispielsweise enthalten die Konturen von Fahrzeugen Abschnitte, die linear und länglich erscheinen, wenn diese mit Ultraschallsensoren abgetastet werden. Das Objekt bzw. Hindernis ist bevorzugt stationär. Das Verfahren kann jedoch auf dynamische, also sich bewegende Objekte angewendet werden.
Im weiteren Verlauf des Verfahrens wird zwischen offenen und geschlossenen Enden von Wandabschnitten unterschieden. Bei geschlossenen Enden eines Wandabschnitts wurde das Ende der Wand bzw. des Objekts bereits detektiert und eine weitere Ausdehnung des Objektes in dieser Richtung ist nicht möglich. Bei offenen Enden eines Wandabschnitts wurde zunächst nur ein Teil der Wand bzw. des Objektes gesehen, die komplette Ausdehnung dieses Objektes bzw. der Wand ist noch nicht bekannt. Für die Unterscheidung zwischen einem offenen und geschlossenen Ende wird bestimmt, ob im Bereich des Endes des Wandabschnitts die an das jeweilige Ende folgenden bzw. angrenzenden Reflexionspunkte einem nicht-linearen Verlauf folgen. Ein solcher nicht-linearer Verlauf deutet darauf hin, dass ein Ende des linear verlaufenden Wandabschnitts des Objektes erreicht wurde und die Kontur dieses Objektes abknickt. Insbesondere ein nicht-linearer Verlauf, der eine gekrümmte Kurve darstellt, welche von einer Bewegungsrichtung des Fahrzeugs weggekrümmt ist, deutet auf eine solche Kante eines Objektes hin, welche ein Ende des linearen Wandabschnitts darstellt.
Bei länglichen Objekten wie Leitplanken, Mauern oder Hecken kann ein solcher nicht-linearer Verlauf unter Umständen nicht beobachtet werden. In einem solchen Fall wird stattdessen festgestellt, dass auch bei weiterer Bewegung des Fahrzeugs entlang seiner Fahrtrichtung keine weiteren Reflexionspunkte mehr ermittelt werden, welche mit dem jeweiligen Ende des Wandabschnitts zusammengeführt werden können.
In allen anderen Fällen wird davon ausgegangen, dass das jeweilige Ende des Wandabschnitts offen ist.
Weist ein Wandabschnitt ein offenes Ende auf, so wird nun im Verfahren ermittelt, ob eine Kollision zwischen dem Fahrzeug und einem der Wandabschnitte droht. Dazu werden die offenen Enden der Wandabschnitte mittels Extrapolation verlängert und es werden virtuelle Kollisionspunkte zwischen diesen verlängerten Wandabschnitten und einem Fahrschlauch geprüft, der die voraussichtliche Bewegung des Fahrzeugs repräsentiert. Der Fahrschlauch wird durch zwei parallel zueinander verlaufende Linien repräsentiert, welche den Bereich begrenzen, der von dem Fahrzeug voraussichtlich befahren werden wird, sofern die aktuelle Geschwindigkeit und Richtung beibehalten wird. Der Fahrschlauch ist von der Geschwindigkeit dem Blickwinkel und den Abmessungen des Fahrzeugs abhängig. Schneidet eines der extrapolierten Enden eines Wandabschnitts eine den Fahrschlauch begrenzende Linie, so wird ein virtueller Kollisionspunkt an diesem Schnittpunkt erzeugt.
Sofern ein virtueller Kollisionspunkt ermittelt wurde, wird ein Bremseingriff eingeleitet, falls eine Kollision mit dem virtuellen Kollisionspunkt droht. Eine Kollision droht insbesondere dann, wenn ein Abstand zwischen dem virtuellen Kollisionspunkt und dem Fahrzeug unterhalb eines Warnabstands liegt. Dieser Warnabstand kann in Abhängigkeit der Geschwindigkeit des Fahrzeugs variieren und ist bevorzugt so gewählt, dass auch mit einer geringen Verzögerung des Fahrzeugs bei einem Bremseingriff ein Abbremsen des Fahrzeugs vor Erreichen des virtuellen Kollisionspunkts sichergestellt ist.
Selbstverständlich können auch weitere Bedingungen für das Einleiten eines Bremseingriffs zusätzlich zu den virtuellen Kollisionspunkten definiert werden. So ist bevorzugt vorgesehen, bei Erkennen eines im Fahrschlauch liegenden Reflexionspunktes und damit bei einer direkten Erfahrung eines Hindernisses im Fahrschlauch einen Bremseingriff einzuleiten.
Bei dem Bremseingriff gemäß Schritt f) ist bevorzugt vorgesehen, eine Notbremsung mit maximaler Verzögerung einzuleiten, wenn dies erforderlich ist, um diese Kollision mit einem virtuellen Kollisionspunkt zu vermeiden oder einen Schaden zu reduzieren, welcher bei einer Kollision auftreten würde. Falls noch keine Notbremsung erforderlich ist, ist es bevorzugt, beim Einleiten des Bremseingriffs ein komfortables Abbremsen des Fahrzeugs mit einer Verzögerung durchzuführen, welche kleiner ist als die maximale Verzögerung des Fahrzeugs. Durch eine solche Verzögerung, die kleiner ist als die maximal mögliche Verzögerung des Fahrzeugs wird ein besonders komfortables Abbremsen erreicht, wobei bereits der Abstand bis zu dem Punkt, an dem eine Notbremsung unbedingt eingeleitet werden muss, verringert wird und damit mehr Zeit geschaffen wird, um ein potenzielles geschlossenes Ende des Wandabschnitts zu finden.
Die für das komfortable Bremsen gewählte Verzögerung ist bevorzugt derart gewählt, dass das Fahrzeug kurz vor Erreichen des virtuellen Kollisionspunkts bis zum Stillstand gebremst wird.
Bevorzugt ist bei dem Verfahren vorgesehen, auch nach Einleiten des Bremseingriffs weiter das Umfeld des Fahrzeugs zu beobachten, Reflexionspunkte zu bestimmen und diese zu Wandabschnitten zusammenzuführen. Dabei ist es möglich, dass zu einem Wandabschnitt, der bisher ein offenes Ende aufgewiesen hat, das Ende erkannt wird und somit nun ein geschlossenes Ende vorliegt. In einem solchen Fall fällt gegebenenfalls ein zuvor ermittelter virtueller Kollisionspunkt weg. Des Weiteren werden die virtuellen Kollisionspunkte insbesondere bei einer erfolgten Lenkbewegung des Fahrzeugs neu berechnet, wodurch gegebenenfalls Kollisionspunkte wegfallen können und neue Kollisionspunkte entstehen können.
Bevorzugt wird ein eingeleitetes komfortables Abbremsen beendet und somit auch eine betätigte Bremse wieder gelöst, wenn der für die Verzögerung des Fahrzeugs verantwortliche virtuelle Kollisionspunkt weggefallen ist.
Bevorzugt wird das Verfahren mit seinen Schritten a) bis f) während einer Bewegung des Fahrzeugs wiederholt durchlaufen, sodass eine fortlaufende Überwachung der Umgebung stattfindet, gegebenenfalls neue Kollisionspunkte ermittelt werden und gegebenenfalls bereits ermittelte virtuelle Kollisionspunkte wieder wegfallen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, ein Fahrassistenzsystem zur Vermeidung einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem Hindernis bereitzustellen. Das Fahrassistenzsystem umfasst mindestens einen Ultraschallsensor zum Bestimmen eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und einem Hindernis in der Umgebung des Fahrzeugs und ist ausgebildet, eines der hierin beschriebenen Verfahren auszuführen.
Das Fahrassistenzsystem umfasst bevorzugt ein Steuergerät, welches mit dem mindestens einen Ultraschallsensor in Verbindung steht und eine Verbindung zu einem Bremssystem eines Fahrzeugs aufweist. Das Steuergerät implementiert bevorzugt eines der hierin beschriebenen Verfahren.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Fahrassistenzsystem mehrere Ultraschallsensoren auf, wobei besonders bevorzugt mindestens zwei Ultraschallsensoren so angeordnet sind, dass deren Sichtbereiche, innerhalb denen diese Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs wahrnehmen können, sich zumindest teilweise überlappen. In diesem überlappenden Bereich kann unter Verwendung der beiden Ultraschallsensoren nicht nur ein Abstand zwischen dem Objekt und dem Fahrzeug ermittelt werden, sondern unter Verwendung von Lateration auch die Lage dieses Objektes, bzw. des Reflexionspunkts auf diesem Objekt in Bezug auf das Fahrzeug bestimmt werden.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Fahrzeug, welches eines der hier beschriebenen Fahrassistenzsysteme umfasst.
Vorteile der Erfindung
Mit dem vorgeschlagenen Verfahren kann eine mögliche Kollision eines Fahrzeugs mit einem Objekt in vielen Fällen bereits ermittelt werden, obwohl die Sensoren des Fahrzeugs noch kein in den Fahrschlauch des Fahrzeugs hineinragendes Hindernis erkannt haben. Dieses frühzeitige Erkennen einer möglichen Kollision wird bevorzugt dazu verwendet, das Fahrzeug zunächst sanft und für die Fahrgäste komfortabel abzubremsen, da auf Grund des frühzeitigen Erkennens einer drohenden Kollision bereits frühzeitig mit dem Abbremsen begonnen werden kann. Eine Vollbremsung oder Notbremsung ist nur dann erforderlich, wenn sich beispielsweise durch eine falsche Lenkbewegung des Fahrers die Distanz zum Hindernis schneller verringert als zunächst erwartet.
Des Weiteren kann vorteilhafter Weise ein zunächst sanft und komfortabel eingeleiteter Bremseingriff auch wieder beendet werden, wenn sich beispielsweise herausstellen sollte, dass durch das Erkennen eines Endes eines Wandabschnitts gar keine Kollision droht, oder eine drohende Kollision durch eine geeignete Lenkbewegung des Fahrers vermieden wird.
Figurenliste
Es zeigen:

1 das parallele Vorbeifahren an einem stationären Hindernis und
2 eine drohende Kollision mit einem stationären Hindernis.

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei für eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
In 1 ist ein Fahrzeug 10 mit einem erfindungsgemäßen Fahrassistenzsystem dargestellt, welches sich entlang der mit dem Bezugszeichen 36 markierten Richtung bewegt. Anhand der Bewegungsrichtung 36, Geschwindigkeit und den Abmessungen des Fahrzeugs 10 wird ein Fahrschlauch bestimmt, der durch zwei Begrenzungslinien 30 begrenzt wird.
In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel verfügt das Fahrzeug 10 über sechs Ultraschallsensoren 12 zur Überwachung der Umgebung des Fahrzeugs 10. Die Ultraschallsensoren 12 senden dazu jeweils Ultraschallpulse aus und empfangen an Objekten reflektierte Ultraschallechos. In der 1 ist ein Hindernis 11 in Form eines stehenden Fahrzeugs dargestellt. Dieses Hindernis 11 stellt ein Objekt dar, welches von den Ultraschallsensoren 12 ausgesandte Signale reflektiert. Zu jedem reflektierten Echo wird durch das Fahrzeug 10 bzw. durch das dem Fahrzeug 10 zugeordnete Fahrassistenzsystem ein Abstand 18 bestimmt. Falls sich die Sichtfelder, in denen die Ultraschallsensoren 12 Objekte detektieren können, zumindest teilweise überlappen, kann auch mittels Lateration die genaue Lage des den Ultraschall reflektierenden Punktes mit Bezug zum Fahrzeug 10 bestimmt werden. Dazu werden die von den beiden beteiligten Ultraschallsensoren 12 gemessenen Abstände 18 sowie der bekannte Abstand zwischen den beiden Ultraschallsensoren 12 benötigt.
Anhand der ermittelten Sensordaten der Ultraschallsensoren 12 wird eine Umgebungskarte erstellt, in der Reflexionspunkte 14 eingetragen werden, die jeweils die Orte repräsentieren, an denen das jeweilige Ultraschallsignal von dem Hindernis 11 reflektiert wurde. Ist eine genaue Lagebestimmung eines Reflexionspunkts 14 nicht möglich, weil beispielsweise nur ein einziger Ultraschallsensor 12 ein entsprechendes Echo empfangen hat, kann ein Verlauf von Reflexionspunkten 14 erstellt werden, bei denen die ermittelten Abstände 18 in Abhängigkeit von dem Messzeitpunkt und/oder der vom Fahrzeug 10 zurückgelegten Wegstrecke aufgetragen werden.
Anhand des Verlaufs bzw. anhand der erstellten Umgebungskarte werden nun Reflexionspunkte 14 zu Objekten zusammengefasst, wobei die Reflexionspunkte 14 insbesondere zu zusammenhängenden, linear verlaufenden Wandabschnitten 20 zusammengeführt werden. Dabei werden in der Umgebungskarte bzw. in dem Verlauf dicht beieinander liegende Reflexionspunkte 14 zu einem Wandabschnitt 20 zusammengefasst. Dabei können zwei Reflexionspunkte 14 als dicht zueinander liegend angesehen werden, wenn ein Abstand zwischen den beiden Reflexionspunkten 14 unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegt.
Die durch das Zusammenführen der Reflexionspunkte 14 entstehenden zusammenhängenden, linear verlaufenden Wandabschnitte 20 weisen zwei Enden auf. In dem in 1 dargestellten Beispiel sind beide Enden geschlossene Enden 26, da die auf das geschlossene Ende 26 jeweils folgenden Reflexionspunkte 14 den geraden, linearen Verlauf der übrigen Reflexionspunkte 14 des Wandabschnitts 20 nicht weiter folgen, sondern sich von dem Fahrzeug 10 weiter entfernen.
Da beide Enden des Wandabschnitts 20 geschlossen sind, erfolgt keine Extrapolation des weiteren Verlaufs der Wandabschnitte 20. Da die beiden Begrenzungslinien 30, die den Fahrschlauch des Fahrzeugs 10 begrenzen, den Wandabschnitt 20 auch nicht schneiden, kann kein Kollisionspunkt ermittelt werden. Er droht keine Kollision zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Hindernis 11.
In der 2 ist eine ähnliche Situation wie in 1 dargestellt. Das Fahrzeug 10 bewegt sich entlang der mit dem Bezugszeichen 36 markierten Richtung, wobei der Fahrschlauch des Fahrzeugs 10 wieder durch die beiden Begrenzungslinien 30 begrenzt wird. Im Gegensatz zu der in 1 dargestellten Situation bewegt sich das Fahrzeug 10 nicht mehr parallel zu dem Hindernis 11, sondern bewegt sich in einem Winkel dazu.
Während der Bewegung des Fahrzeugs 10 werden fortlaufend mit den Ultraschallsensoren 12 Signale ausgesendet und Echos wieder empfangen, wobei jeweils wieder einem Echo ein Abstand 18 zugeordnet wird und Reflexionspunkte 14 bestimmt werden.
Wie der Darstellung der 2 entnommen werden kann, wurden die ermittelten Reflexionspunkte 14 zu einem Wandabschnitt 20 zusammengefasst, welcher ein geschlossenes Ende 26 aufweist. Das geschlossene Ende 26 ist wieder dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abstand 18 des auf das geschlossene Ende 26 folgenden Reflexionspunkts 14 in Bezug zum Fahrzeug 10 vergrößert hat, so dass die Lage des Reflexionspunkts 14, der an das geschlossene Ende 26 angrenzt, keinem linearen Verlauf folgt. Der an das geschlossene Ende 26 angrenzende Reflexionspunkt 14 liegt nicht auf einer Geraden, die durch die Reflexionspunkte 14 verläuft, die dem Wandabschnitt 20 zugeordnet wurden.
Bei dem anderen Ende des Wandabschnitts 20 handelt es sich um ein offenes Ende 24, da alle bisher ermittelten Reflexionspunkte 14 in der Nähe des offenen Endes 24 auf der Gerade liegen die, durch alle Reflexionspunkte 14 des Wandabschnitts 20 definiert ist. Es wird daher eine Extrapolation durchgeführt, wobei der weitere Verlauf des Wandabschnitts 20 durch eine extrapolierte Gerade 28 abgeschätzt wird. Die extrapolierte Gerade 28 schneidet in der Darstellung der 2 eine der Begrenzungslinien 30, die den Fahrschlauch des Fahrzeugs 10 begrenzen. Am Schnittpunkt entsteht ein virtueller Kollisionspunkt 32. Der Abstand zwischen dem Fahrzeug 10 und dem virtuellen Kollisionspunkt 32 ist mit dem Bezugszeichen 34 bezeichnet.
Auf Grund des Erkennens des virtuellen Kollisionspunktes 32 erfolgt ein Bremseingriff, wobei das Fahrzeug 10 bevorzugt sanft und komfortabel abgebremst wird. Für das komfortable Abbremsen wird die Verzögerung derart gewählt, dass das Fahrzeug 10 kurz vor dem virtuellen Kollisionspunkt 32 zum Stehen kommt. Sollte der Fahrer des Fahrzeugs 10 durch eine Lenkbewegung, die Bewegungsrichtung 36 des Fahrzeugs 10 derart ändern, dass der virtuelle Kollisionspunkt 32 wegfällt, wird der Bremseingriff beendet, sodass die Fahrt des Fahrzeugs 10 ungestört fortgesetzt werden kann.
Vorteilhafter Weise wird der virtuelle Kollisionspunkt 32 bereits erkannt, bevor unter Verwendung der Ultraschallsensoren 12 ein Reflexionspunkt 14 ermittelt wurde, der innerhalb des Fahrschlauchs des Fahrzeugs 10 liegt. Durch dieses frühzeitige Erkennen virtueller Kollisionspunkte 32 kann früher mit einem Bremseingriff begonnen werden, und daher ein Abbremsen mit geringerer, komfortabler Verzögerung erfolgen.
Wäre der Winkel zwischen dem Fahrzeug 10 und dem Hindernis 11 flacher, sodass der virtuelle Kollisionspunkt 32 weiter weg und außerhalb des Hindernisses 11 liegt, würde während des komfortablen Bremsens das Fahrzeug 10 unter Verwendung seiner Ultraschallsensoren 12 weiter Reflexionspunkte 14 bestimmen und weiter zu Wandabschnitten 20 zusammenfassen. Würde dann im weiteren Verlauf das Ende des Hindernisses 11 erreicht werden, so würde ein nicht-linearer Verlauf der Reflexionspunkte 14 mit Bezug auf eine Gerade ermittelt werden, welche durch die dem Wandabschnitt 20 zugeordneten Reflexionspunkte 14 verläuft. Dies würde dann als geschlossenes Ende 26 des Wandabschnitts 20 aufgefasst werden, sodass kein Bestimmen einer extrapolierten Geraden 28 erfolgt und damit auch der virtuelle Kollisionspunkt 32 wegfiele. Das bedeutet, dass in solch einem Fall das Fahrzeug 10 zunächst vorsichtig abbremsen würde, bis die Ultraschallsensoren 12 das Ende des Wandabschnitts 20 als geschlossen erkennen, und damit das Ende des Hindernisses 11 erkannt haben. Da dann eine drohende Kollision ausgeschlossen werden kann, kann das Fahrzeug 10 in diesem Fall seine Fahrt ungehindert fortsetzen und das komfortable Bremsen beendet werden.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin vorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014111951 A1 [0003]
DE 102013021827 A1 [0004]

Claims

Verfahren zum Vermeiden einer Kollisionen eines Fahrzeugs (10) mit einem Hindernis (11), wobei über mindestens einen Ultraschallsensor (12) ein Abstand (18) zwischen dem Fahrzeug (10) und einem Hindernis (11) in der Umgebung des Fahrzeugs (10) bestimmt wird, indem der mindestens eine Ultraschallsensor (12) Signale aussendet und an dem Hindernis (11) reflektierte Echos des Signals wieder empfängt, umfassend die Schritte: a) Bestimmen von Reflexionspunkten (14) während einer Bewegung des Fahrzeugs (10), wobei die Reflexionspunkte (14) Orte repräsentieren, an denen ein Signal eines Ultraschallsensors (12) reflektiert wurde, b) Zusammenführen der Reflexionspunkte (14) zu zusammenhängenden linear verlaufenden Wandabschnitten (20), wobei ein Wandabschnitt (20) zwei Enden aufweist, c) Bestimmen, ob ein Ende eines Wandabschnitts (20) offen oder geschlossen ist, wobei ein Ende eines Wandabschnitts (20) als geschlossen angesehen wird, wenn die an das jeweilige Ende angrenzenden Reflexionspunkte (14) einem nicht-linearen Verlauf folgen oder wenn bei weiterer Bewegung des Fahrzeugs (10) keine weiteren Reflexionspunkte (14) mit dem jeweiligen Ende eines Wandabschnitts (20) zusammengeführt werden und ein Ende andernfalls als offen angesehen wird, d) Extrapolieren des an ein offenes Ende (24) folgenden Verlaufs der Wandabschnitte (20), e) Ermitteln von virtuellen Kollisionspunkten (32) zwischen dem Fahrzeug (10) und einem extrapolierten Verlauf der Wandabschnitte (20) und f) Einleiten eines Bremseingriffs, falls eine Kollision mit einem virtuellen Kollisionspunkt (32) droht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt f) eine Notbremsung mit maximaler Verzögerung eingeleitet wird, wenn dies erforderlich ist, um eine Kollision mit einem virtuellen Kollisionspunkt (32) zu vermeiden oder einen Schaden zu reduzieren oder, falls noch keine Notbremsung erforderlich ist, Einleiten eines komfortablen Abbremsens des Fahrzeugs (10) mit einer Verzögerung, welche kleiner ist als die maximale Verzögerung des Fahrzeugs (10).
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerung für das komfortable Bremsen so gewählt wird, dass das Fahrzeug (10) vor Erreichen des virtuellen Kollisionspunkts (32) bis zum Stillstand gebremst wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das komfortable Abbremsen beendet wird und eine Bremse wieder gelöst wird, wenn der für die Verzögerung verantwortliche virtuelle Kollisionspunkt (32) weggefallen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der nicht-lineare Verlauf gemäß Schritt c) eine gekrümmte Kurve ist, welche von einer Bewegungsrichtung (36) des Fahrzeugs (10) weg gekrümmt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein virtueller Kollisionspunkt (32) als ein Schnittpunkt zwischen einer durch die Extrapolation eines Wandabschnitts (20) gegebenen Gerade (28) mit Begrenzungslinien (30) eines Fahrschlauchs des Fahrzeugs (10) gegeben ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrschlauch durch die momentane Fahrtrichtung, dem momentanen Lenkwinkel und die Abmessungen des Fahrzeugs (10) gegeben ist.
Verfahren nach einem der Ansprüch1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, das die Schritte a) bis f) während einer Bewegung des Fahrzeugs (10) wiederholt durchlaufen werden.
Fahrassistenzsystem zum Vermeiden einer Kollisionen eines Fahrzeugs (10) mit einem Hindernis (11), wobei das Fahrassistenzsystem mindestens einen Ultraschallsensor (12) zum Bestimmen eines Abstands (18) zwischen dem Fahrzeug (10) und einem Hindernis (11) in der Umgebung des Fahrzeugs (10) umfasst und ausgebildet ist, eines der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.
Fahrzeug (10) umfassend ein Fahrassistenzsystem nach Anspruch 9.