Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vor- richtung kann beispielsweise zur Verbesserung eines in einem Fahrzeug angeordneten Längsregelsystems verwendet werden.

Die aus dem Stand der Technik bekannten Längsregelsysteme lassen sich im wesentlichen zwei Gruppen zuordnen. Eine erste Gruppe umfasst die sogenannten Tempomaten, die eine vorgege- bene Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs auch im Falle auftre- tender Fahrbahnsteigungen, Windwiderstände und dergleichen konstant halten. Eine zweite Gruppe umfasst die sogenannten Abstands-Regel-Tempomaten (ART), die mithilfe eines Radarsen- sors sowohl den Abstand als auch die Relativgeschwindigkeit zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem vorausfahrenden Fahr- zeug regeln. Erkennt der Abstands-Regel-Tempomat ein langsa- meres vorausfahrendes Fahrzeug, so wird die Längsgeschwindig- keit des eigenen Fahrzeugs durch Erzeugung einer geeigneten Bremsverzögerung soweit reduziert, bis ein vorgegebener Zeit- abstand zwischen dem eigenen Fahrzeug und dem vorausfahrenden Fahrzeug eingehalten wird. Eine derartige Regelung des Ab- stands und der Relativgeschwindigkeit erhöht den Fahrkomfort deutlich und beugt einer frühzeitigen Ermüdung des Fahrers gerade im Falle längerer Autobahnfahrten zuverlässig vor.

Herkömmliche Abstands-Regel-Tempomaten unterstützen den Fah- rer aufgrund systembedingter Grenzen allerdings lediglich in eingeschränktem Umfang. Diese systembedingten Grenzen werden unter anderem aufgrund der am Abstands-Regel-Tempomaten vor- gebbaren maximalen bzw. minimalen Längsgeschwindigkeit oder der maximal in Zusammenhang mit dem Abstands-Regel-Tempomaten zur Verfügung stehenden Bremsverzögerung des Fahrzeugs verur- sacht. Beim Überschreiten dieser systembedingten Grenzen muss der Fahrer die Aufgabe der Längsregelung wieder vollständig selbst wahrnehmen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn eine allzu rasche Annäherung an ein vorausfahrendes Fahrzeug erfolgt, ein vorausfahrendes Fahrzeug stark verzögert, ein Fremdfahrzeug aufgrund eines Spurwechselvorgangs plötzlich auf die Fahrbahnspur des eigenen Fahrzeugs einschert oder der Fahrer eine Längsgeschwindigkeit wünscht, die größer oder kleiner ist als die am Abstands-Regel-Tempomaten vorgebbare maximale bzw. minimale Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs.

Als besonders kritisch haben sich in diesem Zusammenhang die zu einem plötzlichen Einscheren eines Fremdfahrzeugs führen- den Spurwechselvorgänge herausgestellt, da diese vom Ab- stands-Regel-Tempomaten erst dann erkannt werden, wenn sich das Fremdfahrzeug bereits im wesentlichen auf der Fahrbahn- spur des eigenen Fahrzeugs befindet.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfah- ren bzw. eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart zu schaffen, dass ein von einem Fremdfahrzeug durchgeführter Spurwechselvorgang frühzeitig erkannt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Erkennung von Spurwechselvorgängen für ein Fahrzeug gelöst, bei dem bzw. bei der wenigstens eine Be- obachtungsgröße ermittelt wird, die das Spurwechselverhalten eines beobachteten Fremdfahrzeugs beschreibt. Hierbei wird in Abhängigkeit der wenigstens einen Beobachtungsgröße eine Spurwechselgröße bestimmt, die eine Spurwechselabsicht des beobachteten Fremdfahrzeugs ausgehend von einer dem Fremd- fahrzeug zugeordneten Fahrbahnspur charakterisiert, sodass durch Auswertung der Spurwechselgröße ein aufgrund einer vor- hergesagten Spurwechselabsicht bevorstehender Spurwechsel des Fremdfahrzeugs frühzeitig erkannt werden kann.

Vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Vorteilhafterweise bezieht sich die Spurwechselgröße auf ein Einscheren des beobachteten Fremdfahrzeugs auf eine dem eige- nen Fahrzeug zugeordnete Fahrbahnspur, sodass sich durch Aus- wertung der Spurwechselgröße die als besonders kritisch ein- zustufenden Einschervorgänge des Fremdfahrzeugs frühzeitig erkennen lassen.

Um die Spurwechselabsicht des beobachteten Fremdfahrzeugs ma- thematisch eindeutig erfassen zu können, beschreibt die Spur- wechselgröße insbesondere die Wahrscheinlichkeit für einen bevorstehenden Spurwechsel des beobachteten Fremdfahrzeugs.

Hierbei wird auf einen bevorstehenden Spurwechsel des Fremd- fahrzeugs geschlossen, wenn sich durch Auswertung der Spur- wechselgröße ergibt, dass die Wahrscheinlichkeit größer ist als ein charakteristischer Schwellenwert.

Eines der wichtigsten Merkmale zur Erkennung einer Spurwech- selabsicht stellt das querdynamische Verhalten des beobachte- ten Fremdfahrzeugs relativ zum Verlauf seiner Fahrbahnspur dar. Dementsprechend ist es von Vorteil, wenn es sich bei ei- ner ersten Beobachtungsgröße um eine Spurversatzgröße, die eine Querverschiebung des Fremdfahrzeugs relativ zur Spurmit- te seiner Fahrbahnspur beschreibt, und/oder bei einer zweiten Beobachtungsgröße um eine Spurversatzänderungsgröße, die eine Quergeschwindigkeit des Fremdfahrzeugs in orthogonaler Rich- tung zu einer an den Verlauf seiner Fahrbahnspur angelegten Tangente beschreibt, und/oder bei einer dritten Beobachtungs- größe um eine Querversatzbeschleunigungsgröße, die eine auf- grund eines bevorstehenden Spurwechsels maximal auftretende Querbeschleunigung des Fremdfahrzeugs beschreibt, handelt.

Weitere wichtige Merkmale ergeben sich zum einen infolge geo- metrischer Eigenschaften, die der Verlauf der vom beobachte- ten Fremdfahrzeug befahrenen Fahrbahnspur aufweist, und zum anderen aufgrund charakteristischer Zeitabstände, die zwi- schen dem beobachteten Fremdfahrzeug und auf der Fahrbahn- oberfläche angebrachten Fahrbahnmarkierungen, die den Verlauf der Fahrbahnspur des Fremdfahrzeugs definieren, auftreten. In Hinblick auf eine genaue Bestimmung der Spurwechselgröße kann es sich daher bei einer vierten Beobachtungsgröße um eine Spurkrümmungsgröße, die eine Krümmung des Verlaufs der Fahr- bahnspur des Fremdfahrzeugs beschreibt, und/oder bei einer fünften Beobachtungsgröße um eine Spurüberschreitungszeitgrö- ße, die diejenige Zeitdauer beschreibt, die voraussichtlich bis zum Überschreiten einer die Fahrbahnspur des Fremdfahr- zeugs begrenzenden Fahrbahnmarkierung vergeht, handeln.

Um insbesondere solche Spurwechselvorgänge, die zu einem po- tentiell gefährlichen Einscheren des beobachteten Fremdfahr- zeugs in eine zwischen dem eigenen Fahrzeug und einem Füh- rungsfahrzeug befindliche Fahrzeuglücke führen, möglichst ge- nau beschreiben zu können, ist es von Vorteil, wenn Beobach- tungsgrößen ermittelt werden, die das räumliche und zeitliche Verhalten des beobachteten Fremdfahrzeugs relativ zur Fahr- zeuglücke beschreiben. In diesem Zusammenhang kann es sich bei einer sechsten Beobachtungsgröße um eine Lückenabstands- größe, die einen Abstand des Fremdfahrzeugs relativ zur Fahr- zeuglücke beschreibt, und/oder bei einer siebten Beobach- tungsgröße um eine Lückenrelativgeschwindigkeitsgröße, die eine Geschwindigkeit des Fremdfahrzeugs relativ zur Fahrzeug- lücke beschreibt, und/oder bei einer siebten Beobachtungsgrö- ße um eine Lückenrelativbeschleunigungsgröße, die eine Be- schleunigung des Fremdfahrzeugs relativ zur Fahrzeuglücke be- schreibt, handeln.

Die Ermittlung der wenigstens einen Beobachtungsgröße erfolgt in aller Regel auf Basis von Beobachtungsdaten, die von zur Beobachtung des Fremdfahrzeugs vorgesehenen Beobachtungsmit- teln bereitgestellt werden. Diese Beobachtungsdaten unterlie- gen im Allgemeinen statistischen Schwankungen, die beispiels- weise aufgrund physikalischer Phänomene und äußerer Störein- flüsse verursacht werden und die sich in einem mehr oder we- niger ausgeprägten Rauschen bemerkbar machen. Dieses Rauschen führt letztlich zu einer Minderung der Qualität der bereitge- stellten Beobachtungsdaten und damit zu einer entsprechenden Varianz der auf Basis der Beobachtungsdaten ermittelten we- nigstens einen Beobachtungsgröße. Um eine Aussage über die Zuverlässigkeit der Vorhersage der Spurwechselabsicht des be- obachteten Fremdfahrzeugs treffen zu können, ist es daher von Vorteil, wenn bei der Bestimmung der Spurwechselgröße eine Qualitätsbewertung bzw. Qualitätsgewichtung der wenigstens einen Beobachtungsgröße durch entsprechende Berücksichtigung der zugehörigen Varianz vorgenommen wird.

Die wenigstens eine Beobachtungsgröße und/oder deren Varianz kann besonders zuverlässig unter Verwendung eines Kalman- Filters ermittelt werden, der dazu die von den Beobachtungs- mitteln bereitgestellten Beobachtungsdaten auswertet. Die Va- rianz der wenigstens einen Beobachtungsgröße ergibt sich dann aus den der jeweiligen Kalman-Filterung zugrundeliegenden Ko- varianzmatrizen.

Werden mehrere Beobachtungsgrößen und/oder deren Varianzen ermittelt, so können diese zur rechnerisch effizienten Be- stimmung der Spurwechselgröße mittels eines probabilistischen Netzwerks miteinander verknüpft werden. Aufgrund der Inferenz des probabilistischen Netzwerks werden Beobachtungsgrößen ge- ringer Varianz stärker berücksichtigt als solche großer Vari- anz, sodass eine implizite Qualitätsbewertung bzw. Qualitäts- gewichtung der ermittelten Beobachtungsgrößen durchgeführt wird, die letztlich zu einer Optimierung der Genauigkeit der in Abhängigkeit der Beobachtungsgrößen bestimmten Spurwech- selgröße führt.

Wird durch Auswertung der Spurwechselgröße auf einen bevor- stehenden Spurwechsel des beobachteten Fremdfahrzeugs ge- schlossen, so besteht die Möglichkeit, fahrerunabhängige Ein- griffe in zur Beeinflussung der Längs-und/oder Querdynamik des eigenen Fahrzeugs vorgesehene Fahrzeugaggregate derart vorzunehmen, dass durch entsprechende Anpassung der Längsge- schwindigkeit und/oder der Fahrtrichtung des eigenen Fahr- zeugs einer aufgrund des Spurwechsels gegebenenfalls verur- sachten gefährlichen Annäherung an das Fremdfahrzeug vorge- beugt wird.

Alternativ oder zusätzlich zu den fahrerunabhängigen Eingrif- fen in die Fahrzeugaggregate ist es vorstellbar, einen opti- schen und/oder akustischen und/oder haptischen Fahrerhinweis auszugeben, der den Fahrer auf den bevorstehenden Spurwechsel des Fremdfahrzeugs aufmerksam macht.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erkennung von Spurwechsel- vorgängen lässt sich vorteilhaft in Verbindung mit einem im eigenen Fahrzeug angeordneten Längsregelsystem, bei dem es sich insbesondere um einen Abstands-Regel-Tempomaten handeln kann, und/oder mit einem im eigenen Fahrzeug angeordneten Querregelsystem, beispielsweise mit einem Spurführungsassis- tenten (lane keeping assist), verwenden.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Vor- richtung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen : Fig. 1 eine Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ver- fahrens in Gestalt eines probabilistischen Netzwerks, Fig. 2 eine Koordinatendarstellung eines Spurwechselvorgangs in Draufsicht, und Fig. 3 ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung des erfindungsge- mäßen Verfahrens zur Erkennung von Spurwechselvorgängen für ein Fahrzeug. Das Verfahren umfasst unterschiedliche Ebenen eines probabilistischen Netzwerks, wobei in einer ersten Ebe- ne 11 mehrere Beobachtungsgrößen ermittelt werden, die das Spurwechselverhalten eines beobachteten Fremdfahrzeugs 15 be- schreiben.

Jeder Beobachtungsgröße ist hierbei ein bestimmter Eingangs- knoten des probabilistischen Netzwerks zugeordnet, wobei die Ermittlung der Beobachtungsgrößen in den jeweiligen Eingangs- knoten durch Verwendung von Kalman-Filtern zur Objektverfol- gung und Spurerkennung erfolgt. Die Kalman-Filter ziehen hierzu Zustandsvektoren der Gestalt xlane= (olaneegOcolCllwlane), (1. 1) Xlong, obj,i=(xobj,i,vx,ego,ax,ego,vx,obj,i,ax,obj,i), (1.2) #1at,obj,i=(yobj,i,vy, obj, i,ay,obj,i), (1.3) heran, wobei Olane, ego eine Querverschiebung des eigenen Fahr- zeugs 16 relativ zur Spurmitte der Fahrbahnspur, t den Gier- winkel des eigenen Fahrzeugs 16 relativ zu einer an den Ver- lauf der Fahrbahnspur angelegten Tangente, c0 die Krümmung der Fahrbahnspur, Ci die zeitliche Änderung der Krümmung der Fahrbahnspur, wlane die Breite der Fahrbahnspur, Xobj, i einen Längsabstand zum i-ten (ieIN) beobachteten Fremdfahrzeug 15, Vxego eine Längsgeschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs 16, aux, ego eine Längsbeschleunigung des eigenen Fahrzeugs 16, Vx, obj, i bzw. ax, obj, i eine Längsgeschwindigkeit bzw. Längsbe- schleunigung des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15, Yob ; i einen Querabstand des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 und Vy, obj, i bzw. ay, obj, i eine Quergeschwindigkeit bzw. Querbe- schleunigung des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 be- schreibt.

In einem ersten Eingangsknoten lia des probabilistischen Netzwerks wird dann eine Spurversatzgröße Olane ermittelt, die eine Querverschiebung des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 relativ zur Spurmitte seiner Fahrbahnspur beschreibt, Clane = Yobj, i + O1ane,ego+y1ane(xobj,i)~w1ane, (1.4) wobei der Einfachheit halber vorausgesetzt wird, dass die durch die Größe wlane beschriebene Breite für alle Fahrbahnen gleich ist. Das positive bzw. negative Vorzeichen gilt, wenn sich das i-te beobachtete Fremdfahrzeug 15 in Fahrtrichtung gesehen auf der linken bzw. rechten Seite des eigenen Fahr- zeugs 16 befindet.

Die in Gleichung (1.4) eingehende Funktion Ylane (Xobj, i) be- schreibt hierbei den Verlauf der Spurmitte der Fahrbahnspur des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 in Abhängigkeit der Abstandsgröße Xc, bj, i und ist definiert als Aufgrund des Gierwinkels des eigenen Fahrzeugs 16 ist der Verlauf der Fahrbahnspur entsprechend dem Wert der Gierwin- kelgröße t verdreht, was durch einen Näherungsterm der Ges- talt - Xobj, (1. (1. 6) in Gleichung (1.5) berücksichtigt wird.

In einem zweiten Eingangsknoten llb des probabilistischen Netzwerks wird weiterhin eine Spurversatzänderungsgröße Vi ermittelt, die eine Quergeschwindigkeit des i-ten beobachte- ten Fremdfahrzeugs 15 in orthogonaler Richtung zu einer an den Verlauf seiner Fahrbahnspur angelegten Tangente be- schreibt. Die Spurversatzänderungsgröße v1at ergibt sich dann zu Vlat=Vy, ObjiCos (a) +vXObjisin (a), (1.7) wobei sich die Winkelgröße a aus der Differenz der Ausrich- tungen der an den Fahrbahnverlauf angelegten Tangenten bei durch die Werte x=0 und x=xObji gegebenen Abständen vom ei- genen Fahrzeug 16 ergibt, Um aus dem Fahrtkursverlauf des i-ten beobachteten Fremdfahr- zeugs 15 ein Modell zur Erkennung eines bevorstehenden Spur- wechsels ableiten zu können, und um weitere, für einen bevor- stehenden Spurwechsel charakteristische Beobachtungsgrößen ermitteln zu können, ist es erforderlich, die relativ zum ei- genen Fahrzeugs 16 erfassten Abstandsgrößen (Xe, i, Yobj, i) in ein hierfür geeignetes Koordinatensystem zu transformieren.

Eine geeignete Koordinatentransformation soll im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher erläutert werden, wobei die während der Fahrt des eigenen Fahrzeugs 16 zu aufeinanderfol- genden Erfassungszeitpunkten erfassten Abstandsgrößen (xObji, Yobj, i) durch einzelne Messpunkte o dargestellt sind. Letztere sollen im folgenden zur Berechnung von Ausgleichspolynomen herangezogen werden, aus denen sich dann zur Erkennung eines bevorstehenden Spurwechsels der voraussichtlich zu erwartende Fahrtkursverlauf des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 ab- leiten lässt.

Da die Erfassung der Abstandsgrößen (Xobj, i, yobj, i) relativ zum eigenen Fahrzeug 16 erfolgt, bildet dieses ein relatives Ko- ordinatensystem in Bezug auf die erfassten Abstandsgrößen (xobj, i, yobj, i). Aufgrund der Fahrt des eigenen Fahrzeugs 16 än- dern sich nun aber Ort und Ausrichtung des relativen Koordi- natensystems mit der Zeit, was den Rechenaufwand bei der Er- kennung eines bevorstehenden Spurwechsels erheblich erhöht.

Die erfassten Abstandsgrößen (Xobj, i, yobj, i) werden daher in ein zeitinvariantes absolutes Koordinatensystem Sabs transfor- miert, dessen Ursprung durch den Startpunkt der Fahrt des ei- genen Fahrzeugs 16 definiert ist.

Bei der Transformation der erfassten Abstandsgrößen (Xobj, i, yobj, i) sind die zum jeweiligen Erfassungszeitpunkt vorliegen- den Ortskoordinaten (Xego. Yego) und die Ausrichtung Togo des eigenen Fahrzeugs 16 zu berücksichtigen, #ego=(Xego,Yego,#ego). (1.9) Die Transformation der erfassten Abstandsgrößen (Xobj, i, yobj, i) vom relativen in das absolute Koordinatensystem Sabs besteht dann aus einer Verschiebung um (XegolYego) und einer Rotation um Tego zum jeweiligen Erfassungszeitpunkt. Das Ergebnis die- ser Transformation ist ein durch eine Trajektorie T1 =(#obj,i,#obj,i) (1.10) gegebener Fahrtkursverlauf des i-ten beobachteten Fremdfahr- zeugs 15 im absoluten Koordinatensystem Sabs. Die Trajektorie T2=(#1dir,obj,i,#1dir,obj,i) (1.11) gibt dann den Fahrtkursverlauf des i-ten beobachteten Fremd- fahrzeugs 15 in der durch Tego gegebenen Richtung, also in einem um Wege, gedrehten Koordinatensystem Sw, wieder. Die Ortsvektoren xlair, obj, i und yidir, obj, i werden auf Basis von absolu- ten Ortsvektoren (#1dir,obj,i,#1dir,obj,i) bestimmt, die sich ihrer- seits aus den absoluten Ortskoordinaten (Xobj, i, Yobj, i) des i- ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 durch Rotation um- ? ego ergeben. Damit gibt Xidir, obj, i den vom i-ten beobachteten Fremd- fahrzeug 15 in Richtung von T ego durchfahrenen Abstand wie- der. Analog gibt yidir, obj, i den vom i-ten beobachteten Fremd- fahrzeug 15 in senkrechter Richtung von v ego durchfahrenen Abstand wieder.

Die Ortsvektoren (#1dir,obj,i,#1dir,obj,i) bilden die Basis zur Be- stimmung einer einzelnen, für einen bevorstehenden Spurwech- sel relevanten Abstandsgröße Lrelevl die sich gemäß Fig. 2 aus <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> k k L<BR> <BR> X1dir,obj,i@=X1dir,obj,i@-X1dir,obj,i@ (1.12) und Yldir, obj, i = Yldir, obj, i-Y1dir,L obj, i (1.13) ergibt.

Um im folgenden den Rechenaufwand zu minimieren, wird eine weitere Trajektorie T3=(#1dir, obj, i ,#1dir, obj, i, straight bestimmt, die die Trajektorie T2 unter Annahme eines lineari- sierten Verlaufs der Fahrbahnspur wiedergibt. Die Abstands- größe yidir, obj, i, straight beschreibt hierbei die Querverschiebung des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 relativ zur Spurmit- te seiner Fahrbahnspur, Yldir, obj, i, straight=yobj,ik+O1ane-y1ane(x1dir,obj,ik)~wlane. (1.15) Im weiteren wird ein voraussichtlicher Startpunkt S für den Spurwechsel des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 be- stimmt. Hierzu wird ein Ausgleichspolynom YT3 für die Trajek- torie T3 ermittelt, was durch Anwendung der Methode der kleinsten Fehlerquadrate erfolgt. Der voraussichtliche Start- punkt S des Spurwechsels ergibt sich dann an demjenigen Ort, an dem das Ausgleichspolynom yT3 einen Extremwert annimmt.

Da eine Krümmung des Verlaufs der Fahrbahnspur für die Erken- nung eines Spurwechselvorgangs erst für den auf den Start- punkt S folgenden Fahrbahnabschnitt von Bedeutung ist, genügt es, wenn lediglich für diesen Fahrbahnabschnitt ein Aus- gleichspolynom y2 für die Trajektorie T2 bestimmt wird, so- dass sich der Rechenaufwand bei der Vorhersage eines bevor- stehenden Spurwechsels des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 erheblich verringert.

In einem dritten Eingangsknoten llc des probabilistischen Netzwerks wird nun eine Querversatzbeschleunigungsgröße ay, max ermittelt, die die aufgrund des bevorstehenden Spurwechsels maximal auftretende Querbeschleunigung des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 beschreibt. Die Ermittlung erfolgt durch Bestimmung einer mit der Trajektorie T3 bestmöglich überein- stimmenden und mit der Querversatzbeschleunigungsgröße ay, max parametrisierten Modelltrajektorie Tm. Diejenige Modelltra- jektorie Tm, die am besten mit der ermittelten Trajektorie T3 übereinstimmt, liefert dann den im dritten Eingangsknoten llc zu berücksichtigenden Wert für die Querversatzbeschleuni- gungsgröße äyax. Für die Modelltrajektorie gilt Tm=(#m,#m), (1. 16) wobei die vektorielle Abstandsgröße xm denjenigen Teil von Xidir, obj, i darstellt, der zwischen dem voraussichtlichen Start- punkt S des Spurwechsels und dem gewählten Vorhersagehorizont liegt. Die bei der Anpassung der Modelltrajektorie Tm auftre- tende Varianz berechnet sich dabei zu ln/ l ßTm-1 (Ym-Yldir, obj, i, straight (1. 17) 11-1 lc=1 wobei eine Binärsuche für die bestmöglich mit der Trajektorie T3 übereinstimmende Modelltrajektorie Tm durchgeführt wird, bei der ein für die Querversatzbeschleunigungsgröße ay, max vorgegebenes Werteintervall sukzessive durchlaufen wird, und die endet, sobald Tml bei zwei aufeinanderfolgen- den Suchvorgängen r-1 und r eine gegebene Schwelle s unter- schreitet, In einem vierten Eingangsknoten lld wird eine Spurkrümmungs- größe vlane ermittelt, die eine Krümmung des Verlaufs der Fahrbahnspur des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 be- schreibt, Vlane, scal = llanevx, obj, i I (1. 19) mit = C dYTa _ dYane 1, (1. 2 0) T lane J dx dx - obj In einem fünften Eingangsknoten lle des probabilistischen Netzwerks wird weiterhin eine Spurüberschreitungszeitgröße ticr ermittelt, die diejenige Zeitdauer beschreibt, die vor- aussichtlich bis zum Überschreiten einer die Fahrbahnspur des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 begrenzenden Fahrbahn- markierung vergeht (sog. time-to-line-crossing). Zur Berech- nung der Spurüberschreitungszeitgröße ticr wird der Schnitt- punkt zwischen dem Ausgleichpolynom yrz der Trajektorie T2 und der durch +, Wlane Y T2 + 2 (1. 21) gegebenen Lage der Fahrbahnmarkierung ermittelt, plane 1 YT2-Ylane =0. (1. 22) 2 Die Lösung der Gleichung (1.22) liefert dann den räumlichen Abstand, in der das i-te beobachtete Fremdfahrzeug 15 voraus- sichtlich die Fahrbahnmarkierung überquert. Zur Bestimmung der Spurüberschreitungszeitgröße ticr wird der Einfachheit halber angenommen, dass die Geschwindigkeitsgröße Vx, obj, i kon- stant ist, sodass also Um insbesondere solche Spurwechselvorgänge erkennen zu kön- nen, die zu einem potentiell gefährlichen Einscheren des i- ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 in eine zwischen dem eige- nen Fahrzeug 16 und einem Führungsfahrzeug 17 befindliche Fahrzeuglücke führen, werden weitere Beobachtungsgrößen er- mittelt, die das räumliche und zeitliche Verhalten des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 relativ zur Fahrzeuglücke be- schreiben.

Dementsprechend wird in einem sechsten Eingangsknoten llf ei- ne Lückenabstandsgröße Xgap, die einen Abstand des i-ten beo- bachteten Fremdfahrzeugs 15 relativ zur Fahrzeuglücke be- schreibt, X =X-X m1G X _ leaa (1. 24) gap obj, i ego, gap ego, gap 2 ) in einem siebten Eingangsknoten llg eine Lückenrelativge- schwindigkeitsgröße vgap, rel i die eine Geschwindigkeit des i- ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 relativ zur Fahrzeuglücke beschreibt, vgap, rel=Vobj, i-Vgap mit Vgap=-°----, (1. 25) 2 und in einem achten Eingangsknoten llh eine Lückenrelativbe- schleunigungsgröße agap, reif die eine Beschleunigung des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 relativ zur Fahrzeuglücke be- schreibt, ax, ego + ax, lead agaprel=aObji agap mit agap = x, ego aX, lead (1. 26) ermittelt. Die Ermittlung erfolgt durch Bestimmung einer mit der Fahrzeuglücke bestmöglich übereinstimmenden und mit der Lückenabstandsgröße xgap, der Lückenrelativgeschwindigkeits- größe vgap, rel und der Lückenrelativbeschleunigungsgröße agaprel parametrisierten theoretischen Fahrzeuglücke. Diejenige theo- retische Fahrzeuglücke, die am besten mit der tatsächlichen Fahrzeuglücke übereinstimmt, liefert dann die in den Ein- gangsknoten llf bis llh zu berücksichtigende Lückenabstands- größe xgap, Lückenrelativgeschwindigkeitsgröße vgap, rel und Lü- ckenrelativbeschleunigungsgröße agap, rel- Ist kein Führungsfahrzeug 17 vorhanden, so wird xgap auf ei- nen Standardwert, vgap,rel auf vego und agas, riel auf ago gesetzt.

Weiterhin werden als Qualitätsmaß für die in den Eingangskno- ten lla bis llh ermittelten Beobachtungsgrößen die zugehöri- gen Varianzen berücksichtigt. Diese lassen sich aus den der Kalman-Filterung zugrundeliegenden Kovarianzmatrizen P ablei- ten.

Die Kalman-Filter zur Objektverfolgung und Situationserken- nung liefern die Zustandsvektoren plane und xObj, i. Darüber hinaus stehen die zugehörigen Kovarianzmatrizen Plane und Pobj, i zur Verfügung. Im folgenden wird vorausgesetzt, dass die von unterschiedlichen Kalman-Filtern gelieferten Variablen je- weils unabhängig voneinander sind, sodass #xq, xr = ° (2. 1) für xq # #obj,i, xr # #1ane. (2.2) Für die Berechnung des (Mittel-) werts pz der Beobachtungs- größe eines Eingangsknotens Zi (l=a... h) des probabilisti- schen Netzwerks werden Funktionen benötigt, die die Zustands- vektoren xlane und xObji der beiden Kalman-Filter in geeigne- ter Weise kombinieren, P =f1(#obj,i,#1ane). (2.3) Durch die Struktur des probabilistischen Netzwerks wird im- plizit vorausgesetzt, dass die Eingangsknoten Z1 unabhängig voneinander sind. Folglich wird in erster Näherung angenom- men, dass die Varianzen Ozi der Beobachtungsgrößen der Ein- gangsknoten Z1 die Eigenschaft #z1,zm=0 für 1 # m (2.4) aufweisen. Die Varianz Ozi der Beobachtungsgröße des 1-ten Eingangsknotens Zz kann mithilfe einer Taylor- Reihenentwicklung dargestellt werden, E [(Z1-E[Z1])2]=ACAT, (2.5) wobei C die Kovarianzmatrix derjenigen Variablen Xg dar- stellt, aus denen der Wert von Uzi bestimmt wird. Die Matrix A beinhaltet die Ableitungen an der Stelle x., =p" Nach der Bestimmung der Varianzen #z1 der Beobachtungsgrößen der Eingangsknoten Z1 werden normalverteilte Wahrscheinlich- keitsdichtefunktionen Nl (µz1,#z1) für die Belegung der einzel- nen Eingangsknoten Z1 angesetzt. Da es sich im probabilisti- schen Netzwerk um wertdiskrete Eingangsknoten Z1 handelt, muss die Wahrscheinlichkeit für ein gegebenes Werteintervall [a, b] gemäß bestimmt werden. Da dieses Integral nicht geschlossen gelöst werden kann und die Durchführung einer numerischen Integrati- on rechnerisch ineffizient wäre, wird Gleichung (2.7) mithil- fe einer normierten Verteilungsfunktion der Gestalt bestimmt, sodass sich letztlich ergibt.

Durch die Einbeziehung der Varianzen Ozi der Eingangsknoten Z1 ist es möglich, eine implizite Qualitätsbewertung bzw.

Qualitätsgewichtung der in den Eingangsknoten Z1 ermittelten Beobachtungsgrößen durchzuführen, da Beobachtungsgrößen klei- ner Varianz ci, durch die Inferenz des probabilistischen Netzwerks stärker berücksichtigt werden als solche großer Va- rianz Ozi- Zur Feststellung, ob das i-te beobachtete Fremdfahrzeug 15 einschert oder nicht, werden die in der ersten Ebene 11 des probabilistischen Netzwerks ermittelten Beobachtungsgrößen in einer zweiten Ebene 12 zu Zwischengrößen gruppiert.

Hierbei werden in einem ersten Zwischenknoten 12a die im ers- ten Eingangsknoten lla ermittelte Spurversatzgröße plane und die im zweiten Eingangsknoten llb ermittelte Spurversatzände- rungsgröße vlat zu einer Spurversatzhinweisgröße LE grup- piert.

In einem zweiten Zwischenknoten 12b wird weiterhin die im dritten Eingangsknoten llc ermittelte Querversatzbeschleuni- gungsgröße ayaxl die im vierten Eingangsknoten lld ermittel- te Spurkrümmungsgröße vane und die im fünften Eingangsknoten lle ermittelte Spurüberschreitungszeitgröße ticr zu einer Trajektorienhinweisgröße TR gruppiert, wobei in einem drit- ten Zwischenknoten 12c schließlich die im sechsten Eingangs- knoten llf ermittelte Lückenabstandsgröße Xgap, die im sieb- ten Eingangsknoten llg ermittelte Lückenrelativgeschwindig- keitsgröße vgap, rel und die im achten Eingangsknoten llh ermit- telte Lückenrelativbeschleunigungsgröße agas, riel zu einer Ver- kehrslückenhinweisgröße GS gruppiert wird. Die Gruppierung erfolgt jeweils derart, dass die Spurversatzhinweisgröße LE, die Trajektorienhinweisgröße TR und die Verkehrslückenhin- weisgröße GS im Falle eines voraussichtlich einscherenden Fremdfahrzeugs den Zustand"wahr"und im Falle eines nicht einscherenden Fremdfahrzeugs den Zustand"unwahr"annehmen.

Die in den Zwischenknoten 12a bis 12c ermittelten Zwischen- größen werden daraufhin in einem Ausgangsknoten 13a, der eine dritte Ebene 13 des probabilistischen Netzwerks bildet, zu einer gemeinsamen Ausgangsgröße in Gestalt einer Spurwechsel- größe CV derart vereinigt, dass diese eine Einscherwahr- scheinlichkeit für einen bevorstehenden Einschervorgang des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 beschreibt.

Die einzelnen Ebenen 11 bis 13 des probabilistischen Netz- werks bilden demnach eine Entscheidungshierarchie, innerhalb derer die Eingangsknoten lla bis llh der ersten Ebene 11 das Spurwechsel-bzw. Einscherverhalten des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 beschreiben, die Zwischenknoten 12a bis 12c der zweiten Ebene 12 partielle Zwischenentscheidungen dar- stellen, und der Ausgangsknoten 13a der dritten Ebene 13 schließlich eine auf Basis der Zwischenentscheidungen getrof- fene Endentscheidung in Gestalt einer durch die Spurwechsel- größe CV charakterisierten Spurwechsel-bzw. Einscherabsicht des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 bildet.

Ist die durch die Spurwechselgröße CV beschriebene Einscher- wahrscheinlichkeit größer als ein charakteristischer Schwel- lenwert, sodass mit großer Sicherheit auf ein bevorstehendes Einscheren des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 geschlos- sen werden kann, so erfolgen fahrerunabhängige Eingriffe in zur Beeinflussung der Längsdynamik des Fahrzeugs 16 vorgese- hene Fahrzeugaggregate derart, dass die Längsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 16 soweit reduziert wird, bis ein vorgegebener Sicherheits-Zeitabstand zwischen dem eigenen Fahrzeug 16 und dem einscherenden Fremdfahrzeug 15 eingehalten wird. Falls erforderlich, kann auch die Durchführung eines selbsttätigen Notbremsvorgangs zur Vermeidung eines Auffahrens auf das i-te beobachtete Fremdfahrzeug 15 ausgelöst werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren erweitert demnach die Funktion von Abstands-Regel-Tempomaten herkömmlicher Bauart für den Fall einscherender Fremdfahrzeuge 15. Bei den Fahrzeugaggre- gaten handelt es sich beispielsgemäß um Bremsmittel und/oder Antriebsmittel des eigenen Fahrzeugs 16. In diesem Zusammen- hang ist es auch vorstellbar, zur Durchführung eines Aus- weichmanövers fahrerunabhängige Eingriffe in zur Beeinflus- sung der Querdynamik des Fahrzeugs 16 vorgesehene Fahrzeugag- gregate vorzunehmen, wobei es sich bei diesen Fahrzeugaggre- gaten beispielsgemäß um Lenkmittel des eigenen Fahrzeugs 16 handelt.

Zusätzlich zu den fahrerunabhängigen Eingriffen in die Fahr- zeugaggregate wird die Ausgabe eines optischen und/oder akus- tischen und/oder haptischen Fahrerhinweises veranlasst, der den Fahrer auf das bevorstehende Einscheren des i-ten beo- bachteten Fremdfahrzeugs 15 aufmerksam macht.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Vorrichtung umfasst Beobachtungsmittel 20 zur Beobachtung eines Fremdfahrzeugs, wobei die Beobachtungsmittel 20 eine erste Sensoreinrichtung 20a zur Objektverfolgung, die das räumliche und zeitliche Verhalten des i-ten beobachteten Fremdfahrzeug 15 relativ zum eigenen Fahrzeug 16 erfasst, und eine zweite Sensoreinrichtung 20b zur Spurverfolgung, die das räumliche und zeitliche Verhalten des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 relativ zum Verlauf der Fahrbahnmarkierun- gen der Fahrbahnspur des eigenen Fahrzeugs 16 erfasst, auf- weisen.

Bei der ersten Sensoreinrichtung 20a zur Objektverfolgung handelt es sich um einen Radarsensor und/oder um eine im Inf- rarotwellenlängenbereich arbeitende Laserscaneinrichtung. Der Erfassungswinkel der Laserscaneinrichtung ist typischerweise größer als 30°, sodass sich auf einer benachbarten Fahrbahn- spur befindliche Fremdfahrzeuge noch in einem Abstand von 15 Metern und weniger vom eigenen Fahrzeug 16 erfassen lassen.

Um im Falle der Verwendung eines Radarsensors sowohl den Nah- bereich als auch den Fernbereich vor bzw. neben dem eigenen Fahrzeug 16 zuverlässig erfassen zu können, sind unterschied- liche Radarfrequenzen erforderlich. So findet zur Erfassung des Nahbereichs eine Radarfrequenz von typischerweise 24 GHz und zur Erfassung des Fernbereichs eine Radarfrequenz von ty- pischerweise 77 GHz Einsatz.

Bei der zweiten Sensoreinrichtung 20b zur Spurverfolgung han- delt es sich weiterhin um eine CCD-Kamera und/oder eine im Infrarotwellenlängenbereich arbeitende bildgebende Lasersca- neinrichtung. Alternativ oder ergänzend erfolgt die Spurver- folgung auf Basis elektronischer Kartendaten, die von einem im eigenen Fahrzeug 16 angeordneten satellitengestützen Navi- gationssystem zur Verfügung gestellt werden.

Die von den Beobachtungsmitteln 20 bereitgestellten Beobach- tungsdaten werden anschließend einer Auswerteeinheit 21 zuge- führt, die daraufhin die Beobachtungsgrößen und deren Varian- zen zur Bestimmung der Spurwechselgröße CV ermittelt.

Zur Durchführung der fahrerunabhängigen Eingriffe in die An- triebsmittel 22 des Fahrzeugs 16 ist eine Antriebsmittelsteu- erung 23 vorhanden, mittels derer sich das Antriebsmoment ei- nes als Fahrzeugantrieb vorgesehenen Motors beeinflussen lässt. Weiterhin ist zur Durchführung der fahrerunabhängigen Eingriffe in die Bremsmittel 24a bis 24d des Fahrzeugs 16 ei- ne Bremsmittelsteuerung 25 vorhanden, mittels derer ein in den Bremsmitteln 24a bis 24d erzeugtes Bremsmoment beein- flusst werden kann.

Zur Ausgabe des Fahrerhinweises ist ein optischer Signalgeber 30 und/oder ein akustischer Signalgeber 31 und/oder ein hap- tischer Signalgeber 32 vorhanden, wobei es sich bei dem hap- tischen Signalgeber 32 beispielsweise um einen Lenkraddrehmo- mentgeber handelt, mittels dem sich ein Lenkraddrehmoment in Form einer Vibration an einem im eigenen Fahrzeug 16 angeord- neten Lenkrad hervorrufen lässt. Alternativ kann es sich bei dem haptischen Signalgeber 32 auch um einen zur Erzeugung ei- nes Nagelbandratterns vorgesehenen Körperschallerzeuger han- deln. In diesem Fall können den beiden Fahrzeugseiten des ei- genen Fahrzeugs 16 jeweils separate Körperschallerzeuger zu- geordnet sein, sodass sich das Nagelbandrattern an derjenigen Fahrzeugseite erzeugen lässt, an der der Spurwechsel-bzw.

Einschervorgang des i-ten beobachteten Fremdfahrzeugs 15 be- vorsteht.